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La présente invention a pour objet des perfectionnements apportés aux dispositifs d'éclairage utilisés dans les endoscopes dans lesquels une tige transparente transmet, à l'intérieur de la cavité à éclairer et sous un très grand angle de champ (50 et plus), la lumière provenant d'une source située à l'extérieur.
L'invention,qui permet d'accroître la luminance de la ca- vité observée, soit en vision directe, soit en vision latérale, est plus particulièrement, mais non exclusivement, applicable aux dispositifs décrits dans le brevet antérieur N du 6 mai 1952.
Dans ces dispositifs, le rayonnement émis par une source lumineuse extérieure située latéralement est concentré sur l'extré- mité d'une tige transparante rectiligne servant de guide de lumière, l'image de la source se formant sur cette extrémité, ou en son voi- sinage immédiat. On démontre que le montage le plus correct corres- pond au cas où le grandissement du système optique est égal à un, c'est--dire au cas où l'imago de la source lumineuse a la même grandeur que la source elle-même, et a les mêmes dimensions que l'ex- trémité supérieure de la tige transparente.
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Après avoir subi une réflexion sur un prisme à 90 en flint,de dimensions bien définies, permettant de conserver au faisceau son ouverture, le rayonnement se propage le long de la tige transparente et atteint l'autre extrémité, après avoir subi sur les parois de la tige un nombre de réflexions d'autant plus élevé que l'ouverture du faisceau est elle-mtme plus grande.
La quantité de lumière transmise dépend de la valeur du coefficient do réflexion sur les parois et du coefficient de trans- mission de la matière constituant la tige. On a donc intérêt à prendre une tige très transparente, et l'expérience a révélé quo la silice fondue donne satisfaction.
Les conditions optima concernant les réflexions sur les parois sont cellas correspondant à la réflexion-totale pour les- quelles le coefficient do réflexion est égal à l'unité. Il semble donc intéressant d'utiliser une tige dépourvue de tout revêtement, mais, lorsque la faisceau a une grande ouverture, on.se heurte, en pratique, à de graves difficultés résultant du fait que la tigo se recouvre de buée, graisse ou tout autre corps, lors.de l'emploi de l'appareil, et le rondement lumineux s'en trouve fortement abaissé. C'est pourquoi on a proposé de recouvrir la tige d'un do- pôt métallique réfléchissant. Le coefficient de réflexion est alors celui qui existe entre la substance transparente et le dépôt ré- fléchissant.
Möme on employant les dépôts les plus réfléchissants, l'intensité du rayonnement à l'extrémité de la tige est fortement affaiblie en raison du très grand nombre de réflexions. Le résul- tat est encore moins bon si on colle la tige, sans dép8t réflé- chissant, à l'intérieur d'une gaino, car l'angle limite augmen- tant, il n'y a réflexion totale, que pour un faisceau de faible ou- verture, et les rayons corrospondant à une ouverture supérieure se réfractent dans la colle et sont absorbés par les parois de la gaine métallique.
Lorsque l'on désire obtenir un champ d'observation unifor-' mement éclairé, il est indispensable que la totalité de la section do la tige qui reçoit la lumière provenant do la source soit, elle- même, uniformément éclairée. La théorie montre qu'un guide de lu- mière droit transmet plus de lumière qu'un guide de lumière courbe.
On a donc intérêt, chaque fois que la chose est possible, à utili- ser une tigo roctiligne., en silice fondue, par exemple. Mais, pour certaines applications, notamment en gastroscopie, il est indis- pensable d'utiliser un guide souple et déformablo..
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Conformément à la présente invention, en vue d'accroître la 'luminance d'une cavité observée, un dispositif d'éclairage pour endoscopes avec tige transparente transmettant à l'intérieur do la cavité la lumière provenant d'une source située à l'extérieur est caractérisé par le fait quo,sur une très faible longueur à partir dos extrémités, les parties latérales de la tige sont revêtues d'un dépôt réfléchissant et quo la tigo est montée dans une gaino étan- che par l'intermédiaire d'une liaison étanche entre la gaine ot los parties rovetues dudit dépôt réfléchissant,
un espace rempli do gaz ace étant réservé entre gaine et tigo. La gaine est étanche à l'humidité, la graisse et tout autre corps; la liaison étancha entre gaino et tube est assurée par exemple par une collo, un ci- mont.. du caoutchouc, etc...
Une autre caractéristique do l'invention est que la tigo transparente servant de guide de lumière n'atteint pas l'extrémité du tuba ondoscopique, cotte extrémité étant alors munie d'un mi- roir (plan, courbe ou à facettes) coopérant avoc la tige transpa- rente de toile sorte qu'une partie dos rayons issus do la tigo so réfléchisse sur la miroir afin d'accroître lc champ éclairé.
En outre, on peut fixer à l'extrémité dd l'optique en- doscopique, soit un miroir, soit un prisme,, afin do réfléchir ou do dévier les rayons lumineux, on vue de facilitor l'obsorvation on vision latérale.
D'autre part, l'invention prévoit quo l'éclairement do la totalité de la section de la tigo qui reçoit la lumière est uni- forme En particulier, la face d'entrée est dressée après montage ot elle est dépourvue de tout chanfrein et do tout sertissage.
Enfin, une caractéristique do l'invention est que la tige-guide de lumière pout ôtre composite et formée de plusieurs tronçons juxta- posés ù l'intérieur d'une gaine, chaque tronçon étant dépourvu da chanfrein, de sertissage ou de diaphragme, et l'un au moins dos tronçons étant on matière transparente flexible,
Aux dessins ci-joints, on a décrit diverses formes do réalisation dos dispositifs conformes à la présente invention.
Dans cos dessins :
Fig. 1 est une vue on coupo axiale d'une tige, guida de lumière, fixée dans sa gaine ;
Fig. 2a montre, en coupe, l'extrémité Inférieure d'une tigo guide do lumière conforme à l'Invention ot adaptée à l'obser- vation par vision directe;
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Fig. 2b est une vue analogue à celle de fig. 2a, mais dans lc cas do l'observation cn vision latérale, c'est-à-dire où l'on désire éclairer les parois latérales de la cavité à observer :
Fig. 3 montre comment un miroir peut être adapté au tube cndoscopiquo pour faciliter la vision latérale
Fig. 4 est une vue cn coupe axiale de l'extrémité d'un endoscope ct montre comment un miroir fixe à l'optique endosco- pique permet, en vision latérale, do concentrer le rayonnement sur la zone observée ;
Fig. 5 est une vue analogue à celle de la fig. 4, et montre comment un prisme fixé à l'optique condoscopique peut dé- vicr latéralement le faisceau lumineux en vue d'orienter la lu- mière sur la paroi latérale observée,
Fig. 6 est unc vue on coupe d'un guide de lumière inror- rectement monté ct donnant lieu à des zonos d'ombres dans le. champ d'observation ;
Fig. 7 montre somment peut ôtre fait un montage correct ;
Fig. 8 représente une vuo en coupe axiale d'un guide do lumière souple, conforme à l'invention.,..
Conformément'à l'invention, la tige.- guide do lumière 1 est placée à l'intérieur d'une gaine 2 étanche à l'humidité ot un espace rempli d'air sec est réservé entre la tigo ot la gaino,
Aux extrémités 3 et 4 la tigo est rocouverte, sur une petite partie de sa longueur, d'un dépôt réfléchissant. Si la tige est,, par exemple, en silice fondue transparente., le dépôt peut être réalisé par une argenture 5 ot 6 recouverte d'un cuivrage 7 et 8.
Lc tout est rendu solidaire de la gaino.2 par tout moyen convenable (colle, ciment, caoutchouc, etc...).
Si l'on désire un éclairement réparti régulièrement au- tour de l'axe de la tige, l'extrémité inférieure do ccllc-ci est une surface polio perpendiculaire à l'axe (fig. 2a. Il est sou- vent avantageux de donner à l'axe du faisceau une direction faisant un certain angle avec l'axe de la tige. On taille alors l'extré- mité en biseau, comme cela est représenté sur la fig. 1.
Lorsqu'on désire un éclairage latéral, on a intérêt à taillcr l'extrémité de la tige en biseau ot à la recouvrir d'un dépôt réfléchissant (fig. 2b).
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L'extraite de la tige transparente peut également être taillée cn biseau et polie (fig. 3), la tige n'atteignant pas l'extrémité du tube cndoscopiquc 9 dont la partie terminale 10 est recourvdete d'un miroir 11 qui peut être un miroir à facettes, un miroir courbe ou un miroir plan.
Dans le tube endosoopiquc passe généralement un système optique qui permet l'observation ct la prise de vue. Certains do ccs systèmes optiques sont particulièrement conçus pour l'observa- tion latérale. Conformément à l'invention, on facilite cette ob- scrvation cn munissant l'extrémité du système optique 12 d'un or- gane 13 ayant une surface réfléchissante 14 (fig. 4), qui, coopé- rant avec le miroir 11, renvoie vers la région observée le flux lumineux issu de la tige 1.
Un autr dispositif, conforme à l'invention et ayant la même but, est représenté sur la fige 5. L- rayonnement provenant de la tige 1 et celui réfléchi sur la miroir 11 traversent un prisme de flint 15 solidaire du système optique 16, ,et sont déviés en vue d'éclairer plus particulièrement la région observée.
On a illustré en fige 6 les phénomènes qui,sa produisent dans un montage où la totalité de la face d'entrée de la tige n'est pas uniformément éclairée. S'il existe sur la face d'entrée de la tigo une zone A moins lumineuse (ou sombre), les imagos succes- sivcs do cette zone, par réflexion sur los parois do la tigo 1, sc forment dans le plan de la faac d'entrée on A1,A2 a3 etc..., les images les plus éloignées correspondant aux réflexions les plus nombreuses,
A la sortie, dans un plan do front P, les points A1 A2, A3, ...... sc.
projettent, par.rapport à la faco do sortie con- sidérée comme pupille, en A1, A2 A3 ..., et donnent des zones sombres multiples d'autant plus nettes que le nombre de ré- flexions est faible (centre du champ) et que la pupille est potite, c'est-à-dire quc le rapport longueur/diamètre est grand.
Si la zone A a la forme d'un anneau, il so forme, dans los plans de front à la sortie de la tigc, une série d'anneaux A1, A2 A3 .,., visibles surtout au centre du champ ot d'au- tant plus nets quc, pour un diamètre donné, la tigo est plus longuc.
De tals anneaux se forment notamment - si le faisceau lumineux est diaphragmé ou - s'il existe un chanfrein sur le bord de la tige ou - si le haut de la tige est serti.
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Ce sont ces anncaux que l'on voit sous forme de zone
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sonbrc eL la fige 6, où la baguette 1 est montée avec un sertissage à l'entrée et fournit un champ luminaux présentant des zones som- bres cn forme d'anneaux. Fîge 7, -au contrairc représente un montago correct, avec face d'entrée dressée après montage de la baguette 1 dans la gainc 2. Ce montage donne des guides de lumière ayant un
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très grand rendement et donnant un champ unifonn3nt éclaire.
Pour réaliser un guide de lumière de forme rigide, on peut utiliser avec avantage, une tige, rectiligne ou courbe, de silice fondue. C'est une substance très transparente, facilement surfaçablc
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optiquement ct qui possède, en outre, la propriété de pouvoir ttro revêtue d'un dépôt réfléchissant très adhérent, par exemple, par argenture. Or, comme on l'a précise ci-dessus, des dépôts réflé-
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chissants 5 xt 6 très adh.ronts ct dépourvus de défaut sont necos- saires aux endroits de fixation de la tige 1 à la gaine 2 pour as- surer à l'ensemble un bon rendement lumineux.
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Dans la cas où un guide souple et deformable est nécessaire (en gastroscopic par sx-1;plc>, on peut utiliser une tige en matière transparente et souple et la monter comme il a été indiqué plus haut. Mais l'expérience prouve qu'il est très difficile d'ob- tenir sur de telles substancos; dos dépôts réfléchissants suffisam- ment adhérents. @
Le dispositif de fig. 8 représente un guide souple réalisa
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Oonformômcnt à l'invention.
La tige-guide do lumière est uno tigo composite fonxcc de deux embouts rigides 17 et l8, par exemple 030 silice, fixés aux extrémités d'une gaina 19 et d'une tigo 20-aBBM*'- tiêrc plastique, très transparente et souple, placée à ,1!intÓrlcru do la gaine 19 entre les deux embouts rigides, les extrémités planes 20' de la dito tige souple 20 étant appuyées contre les faces in-
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ternes des embouts. Chaque embout est recouvcrt sur la partia 1*--, térale au voisinage d'une extrémité, d'un d6pt réfléchissant cons-
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titué par exemple par une argenture.5 - 6 recouverte d'un dép6t do cuivre 7 - 8.
Par l'intermédiaire d'une colle ou d'un.liant appro- prié, l'embout est fixé à un tube de nickel 21-22 qui est solidaire do la gaine 19 par un joint étanche approprié 23-24 (colle, ciment joint on caoutchouc, etc...)
Pour éviter, lors des flexions, tout contact optique ontro la tige souple 20 et sa gaine 19, on peut interposer entre les doux soit un papier mat, soit une gaine 25 non lisse d'un indice aussi besque possible,
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Conformaient à l'invention,
les surfaces d'entrée ct de sortie sont dépourvues de sertissage et de chanfrein. Do môme les' surfaces de contact entre les tronçons rigides ct le tronçon soupl doivent être parfaitement dressées et dépourvues de chanfrein.
Il n'est pas indispensable que les trois tronçons aient le mené diamètre, nais lorsque la partie terminale du guide doit être de diamètre inférieur à celui de l'imago de la source, on a intôtrêt à utiliser sur le plus long trajet possible des tronçons du diamètre le plus grand. Pour un même angla d'entrée dans la ba- guette, lc nombre de réflexions est, on effet, d'autant plus grand que le diamètre de cette baguette est plus pctit.
Même dans le cas de la réflexion totale et non métallique (baguette nue), il est, préférable d'avoir peu de réflexions à cause des portos do lumière duos aux imperfections de la surface.
Le guide souple qui vient d'être décrit est utilisable dans de nombreux appareils parmi lesquels on peut citer les gastros- copcs, les sondes peur transillumination du tympan, etc...