FR2761561A1 - Sonde videoendoscopique a senseur ccd distal - Google Patents

Abstract

Sonde vidéoendoscopique constituée des éléments suivants :- Un câble ombilical (17) équipé d'un connecteur d'éclairage (14) et d'un connecteur électrique (13) . - Une poignée de commande (61) intégrant un circuit imprimé (30) . - Une sonde d'inspection (60) équipée d'un senseur CCD couleur (24) , d'un objectif (25) et d'un illuminateur (26) . La sonde vidéoendoscopique étant caractérisée en ce que :- Un faisceau de fibres d'éclairage (18) relie le connecteur d'éclairage (14) à l'illuminateur distal (26) . - Le circuit imprimé (30) est relié au connecteur électrique (13) par un câble multiconducteurs (19) et au senseur CCD distal (24) par un câble multiconducteurs (20) . - Le circuit imprimé (30) est équipé de réglages permettant d'ajuster les signaux de commande du senseur CCD distal (24) conditionnant l'interchangeabilité de sondes de longueurs différentes.Applications industrielles et médicales

Description

CONTEXTE DE L'INVENTION
La présente invention est relative à une sonde vidéoendoscopique à senseur CCD distal. Le domaine technique de l'invention est celui des dispositifs d'endoscopie.

On désigne généralement par le terme "endoscopie" un examen visuel réalisé à l'intérieur d'une cavité à l'aide d'un endoscope ou d'un fibroscope.

On désigne par le terme "endoscope" une sonde rigide qui, introduite dans une cavité, permet à un utilisateur d'observer l'intérieur de ladite cavité.

Pour ce faire, un endoscope intègre deux dispositifs un dispositif optique et un dispositif d'éclairage. Le dispositif optique d'un endoscope est constitué d'un objectif distal, d'un système de transport optique de l'image délivrée par l'objectif distal, ledit système de transport étant généralement constitué d'une série de lentilles achromatiques, et d'un oculaire permettant à l'utilisateur d'examiner la zone observée. Le dispositif d'éclairage d'un endoscope est constitué d'un faisceau de fibres optiques dont l'extrémité distale illumine la zone observée quand son autre extrémité est reliée à un générateur de lumière.

On désigne par le terme "fibroscope" une sonde flexible dont l'architecture optique est similaire à celle d'un endoscope, sauf au niveau du système de transport d'image qui, dans le cas du fibroscope, est constitué d'un faisceau ordonné souple de fibres optiques.

On désigne par le terme "vidéoendoscopie" un examen permettant d'obtenir sur un récepteur de télévision l'image de l'intérieur d'une cavité dans laquelle on a introduit l'extrémité distale d'un vidéoendoscope.

Parmi les dispositifs connus en matière de vidéoendoscopie on peut distinguer deux catégories de vidéoendoscopes.

La première catégorie recouvre l'ensemble des dispositifs dans lesquels l'image de la zone observée à l'intérieur d'une cavité est transmise par des moyens optiques jusqu'à un senseur photosensible du type senseur CCD situé à l'extérieur de ladite cavité. Cette première catégorie correspond notamment aux caméras à senseur CCD équipées d'un objectif de mise au point et d'un dispositif de connexion permettant de solidariser ladite caméra de l'oculaire d'un endoscope ou d'un fibroscope.

La seconde catégorie recouvre l'ensemble des dispositifs dans lesquels le senseur CCD est directement logé dans l'extrémité distale de la sonde vidéoendoscopique et est donc introduit à l'intérieur de la cavité à examiner. Parmi les dispositifs connus entrant dans cette deuxième catégorie on peut distinguer deux sous catégories de vidéoendoscopes.

La première sous catégorie recouvre l'ensemble des dispositifs dans lesquels le senseur CCD distal est un senseur "monochrome" délivrant un signal électrique contenant uniquement l'information luminance. Dans ce cas, l'obtention d'un signal vidéo couleur nécessitera un générateur délivrant séquentiellement des éclairs correspondant aux trois couleurs primaires, un dispositif de captation des signaux électriques générés séquentiellement par le senseur CCD distal monochrome durant les éclairs, et un processeur permettant de mémoriser en permanence les trois dernières trames vidéo monochromes et de reconstituer une trame vidéo couleur à partir des trois trames monochromes disponibles en mémoire.

La seconde sous catégorie recouvre l'ensemble des dispositifs dans lesquels le senseur CCD distal est un senseur "trichrome" qui, associé à un dispositif d'éclairage délivrant une lumière blanche permanente et continue, fournit un signal électrique contenant les informations luminance et chrominance permettant l'élaboration d'un signal vidéo couleur.

La présente invention relève de cette seconde sous catégorie de vidéoendoscopes.

L'exploitation d'une sonde vidéoendoscopique suppose que ladite sonde soit associée à un générateur de lumière et à un processeur vidéo assurant d'une part la génération des différentes horloges nécessaires à la synchronisation du senseur CCD distal et d'autre part la transformation du signal électrique délivré par le senseur CCD en un signal vidéo normalisé permettant de visualiser sur un récepteur de télévision l'image de la zone observée par l'extrémité distale de la sonde vidéoendoscopique à l'intérieur d'une cavité.

L'interchangeabilité de différents modèles de sondes vidéoendoscopiques à senseur CCD distal susceptibles d'être raccordées à un même processeur vidéo suppose évidemment une compatibilité électrique parfaite entre ledit processeur et les différents modèles de sondes.

Les sondes vidéoendoscopiques à senseur CCD monochrome distal décrites dans le brevet US 4 539 586 (WELCH ALLYN SEPT. 85) sont équipées d'un boîtier de connexion permettant d'associer lesdites sondes à un coffret regroupant un générateur d'éclairs trichromes et un processeur vidéo. Ledit boîtier de connexion contenant deux amplificateurs permettant d'ajuster les caractéristiques des deux signaux d'horloge fournis par le dispositif de synchronisation du processeur vidéo et transmis au senseur CCD monochrome distal, et un amplificateur permettant d'ajuster le niveau du signal électrique généré par le senseur CCD monochrome distal et transmis au dispositif de traitement du signal du processeur vidéo.

Le brevet US 4 941 456 (WELCH ALLYN JUILLET 1990) décrit un vidéoendoscope à senseur CCD couleur distal présentant une organisation telle que la sonde vidéoendoscopique est solidarisée à demeure d'un coffret intégrant à la fois le générateur de lumière et le processeur vidéo. Dans ce cas, le problème de compatibilité électrique évoqué ci-dessus n'est pas pris en compte du fait de l'absence même d'interchangeabilité des sondes.

Le brevet européen 0 587 512 A2 (WELCH ALLYN
SEPTEMBRE 1993) décrit une sonde vidéoendoscopique rigide à senseur CCD couleur distal dont le mode de connexion est identique à celui de la sonde vidéoendoscopique souple à senseur CCD couleur distal décrite dans le brevet européen 0 587 514 Al (WELCH
ALLYN SEPTEMBRE 1993). Les sondes vidéoendoscopiques décrites dans ces deux brevets sont équipées d'un boîtier de connexion intégrant un processeur vidéo comprenant un dispositif de synchronisation et un dispositif de traitement du signal vidéo, ledit boîtier de connexion venant se raccorder sur un coffret regroupant un générateur de lumière ainsi que l'alimentation électrique du processeur vidéo intégré dans le boîtier de connexion. Dans ce cas, le problème de compatibilité évoqué ci-dessus a été résolu de manière systématique en équipant chaque sonde d'un processeur vidéo.

L'intégration d'un dispositif d'interchangeabilité électrique dans la poignée de commande d'une sonde vidéoendoscopique à senseur CCD couleur distal constitue le but principal de la présente invention.

Ledit dispositif permettant de banaliser l'interface électrique de différents modèles de sondes à senseur
CCD couleur distal. Ledit dispositif permettant donc d'assurer l'interchangeabilité sur un même processeur vidéo de plusieurs modèles de sondes à senseur CCD couleur distal présentant des longueurs et des structures différentes. L'invention évoquée ci-dessus présentant en outre la particularité de dissocier les fonctions électro-mécaniques de connexion des fonctions électroniques de compatibilité et d'interchangeabilité.

Au plan fonctionnel, le dispositif de connexion d'une sonde vidéoendoscopique à senseur CCD distal sur un coffret regroupant un générateur de lumière et un processeur vidéo doit assurer simultanément la continuité d'un certain nombre de liaisons électriques et la transmission par fibres optiques de la lumière émise par le générateur de lumière.

Le brevet US 4 539 586 (WELCH ALLYN SEPTEMBRE 1985) décrit un dispositif permettant de connecter une sonde vidéoendoscopique à un coffret regroupant un générateur de lumière et un processeur vidéo, ledit dispositif permettant de raccorder simultanément les liaisons concernant l'éclairage, l'électronique (et même la pneumatique). Ce brevet représente en fait une solution particulière à un problème général de connexion multiples, problème traité notamment dans les brevets
US 4 261 345 (OLYMPUS 1979), US 4 402 313 (OLYMPUS 1979) et US 4 494 823 (SUMITOMO 1982).

La présente invention s'est également donnée pour but de présenter un dispositif de connexion multiple ayant pour avantage de permettre la connexion d'une sonde vidéoendoscopique à senseur CCD distal sur un processeur vidéo-lumière dans lequel le générateur de lumière et le processeur vidéo seraient logés dans deux coffrets distincts.

DESCRIPTION SOMMAIRE DE L'INVENTION
La présente invention a pour objet la réalisation d'un vidéoendoscope à senseur CCD couleur distal regroupant les dispositifs décrits ci-après.

I/ Un coffret de commande regroupant les dispositifs IA et IB décrits ci-après.

IA/ Une source de lumière blanche à éclairage continu associée à une embase de connexion d'éclairage destinée au raccordement lumière des sondes vidéoendoscopiques.

IB/ Un processeur vidéo associé à une embase de connexion électrique multipoints destinée au raccordement électrique des sondes vidéoendoscopiques.

Ledit processeur vidéo comprenant un dispositif d'alimentation des circuits électroniques du coffret et des sondes, un dispositif de synchronisation des circuits vidéo du coffret et des sondes, et un dispositif de traitement du signal électrique généré par le capteur CCD couleur distal des sondes.

II/ Différents modèles de sondes vidéoendoscopiques à senseur CCD couleur distal regroupant les dispositifs
IIA, IIB, IIC et IID décrits ci-après.

IIA/ Un embout distal contenant un dispositif d'illumination et un dispositif d'imagerie comprenant un objectif, un senseur CCD couleur et une carte électronique de dimensions réduites servant de support aux composants électroniques associés au senseur CCD.

IIB/ Un tube d'inspection dont la nature (tube souple, tube souple à extrémité béquillable ou tube rigide) et la longueur sont spécifiques à chaque modèle de sonde.

L'extrémité distale du tube d'inspection étant solidaire de l'embout distal. L'extrémité proximale du tube d'inspection étant solidaire de la poignée de commande de la sonde. Ledit tube d'inspection contenant le faisceau de fibres d'éclairage reliant le dispositif d'illumination distale de la sonde au connecteur d'éclairage de ladite sonde. Ledit tube d'inspection contenant également le câble électrique multiconducteurs reliant le dispositif d'imagerie distale de la sonde au dispositif d'interchangeabilité électrique intégré dans la poignée de commande de ladite sonde.

IIC/ Une poignée de commande dont l'architecture mécanique est définie en fonction de la nature du tube d'inspection de la sonde vidéoendoscopique. Ladite poignée de commande contenant un dispositif d'interchangeabilité électrique équipé de moyens de réglage permettant d'ajuster les caractéristiques des signaux de commande du senseur CCD couleur distal.

Lesdits moyens de réglage ayant pour fonction de compenser les distorsions introduites d'une part par la dispersion des caractéristiques électriques nominales des senseurs CCD couleur mis en oeuvre et d'autre part par la longueur des différents modèles de sondes. Ledit dispositif d'interchangeabilité électrique permettant donc d'assurer la compatibilité électrique des différents modèles de sondes avec un même processeur vidéo.

IID/ Un câble ombilical dont l'extrémité distale est solidaire de la poignée de commande de la sonde.

L'extrémité proximale du câble ombilical se subdivisant en un câble de raccordement d'éclairage et un câble de raccordement électrique. L'extrémité proximale du câble de raccordement d'éclairage étant équipée d'un connecteur d'éclairage enfichable dans l'embase de connexion d'éclairage du coffret de commande.

L'extrémité proximale du cable de raccordement électrique étant équipée d'un connecteur électrique multibroches enfichable dans l'embase de connexion électrique multipoints du coffret de commande. Le faisceau de fibres d'éclairage qui relie le dispositif d'illumination distale de la sonde au connecteur d'éclairage cheminant successivement dans le câble ombilical et dans le câble de raccordement d'éclairage.

Le câble électrique multiconducteurs qui relie le dispositif d'interchangeabilité électrique intégré dans la poignée de commande au connecteur électrique multibroches cheminant successivement dans le câble ombilical et dans le câble de connexion électrique.

PRESENTATION SOMMAIRE DES FIGURES
ILLUSTRANT L'INVENTION
La figure I illustre l'architecture générale de trois modèles de sondes vidéoendoscopiques à senseur CCD couleur distal et d'un coffret vidéo-lumière de commande sur lequel lesdites sondes vidéoendoscopiques sont susceptibles d'être connectées.

La figure II illustre l'organisation fonctionnelle d'une sonde vidéoendoscopique à senseur CCD couleur distal équipée du dispositif d'interchangeabilité électrique faisant l'objet de la présente invention.

Les figures IIIA, IIIB et IIIC concernent la description fonctionnelle de trois modèles de sondes vidéoendoscopiques à senseur CCD couleur distal équipées du dispositif d'interchangeabilité électrique faisant l'objet de la présente invention.

Les figures IVA et IVB illustrent l'organisation fonctionnelle de deux dispositifs de connexion permettant de connecter sur un générateur de lumière et sur un processeur vidéo les différents modèles de sondes vidéoendoscopiques à senseur CCD couleur distal équipées du dispositif d'interchangeabilité électrique faisant l'objet de la présente invention.

DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION
FIGURE I
La figure I illustre schématiquement l'organisation générale d'un système de vidéoendoscopie couleur susceptible de mettre en oeuvre des sondes vidéoendoscopiques de types différents et de longueurs variables. Lesdites sondes étant équipées d'un senseur
CCD couleur distal et d'une poignée de commande intégrant le dispositif d'interchangeabilité électrique faisant l'objet de la présente invention. Ledit dispositif d'interchangeabilité électrique, qui fera l'objet d'une description détaillée dans le texte relatif à la figure II, présentant l'originalité de rendre un processeur vidéo compatible avec un grand nombre de modèles de sondes vidéoendoscopiques à senseur CCD couleur distal.

Un tel système est généralement organisé autour d'un coffret de commande 10 regroupant un générateur de lumière équipé d'une embase de connexion d'éclairage 12 et un processeur vidéo équipé d'uNe embase de connexion électrique multipoints 11.

Les différents modèles de sondes vidéoendoscopiques connectables sur le coffret de commande 10 comportent un embout distal 62 regroupant un dispositif d'illumination et un dispositif d'imagerie à senseur
CCD couleur, un tube d'inspection 60 (ou 70, ou 80, suivant le type de sonde vidéoendoscopique) de longueur variable, une poignée de commande 61 (ou 71, ou 81, suivant le type de sonde vidéoendoscopique) et un câble ombilical 17 dont l'extrémité proximale se subdivise en un câble de raccordement d'éclairage 16 et un câble de raccordement électrique 15. L'extrémité proximale du câble de raccordement d'éclairage 16 étant équipée d'un connecteur d'éclairage 14 enfichable dans l'embase de connexion d'éclairage 12 du coffret de commande 10.

L'extrémité proximale du câble de raccordement électrique 15 étant équipée d'un connecteur électrique multibroches 13 enfichable dans l'embase de connexion électrique multipoints 11 du coffret de commande 10.

La première famille de sondes vidéoendoscopiques à senseur CCD couleur distal compatibles avec le processeur vidéo intégré dans le coffret de commande 10 est caractérisée par un tube d'inspection souple 60 pouvant atteindre de grandes longueurs et une poignée de commande 61 permettant l'intégration du dispositif d'interchangeabilité électrique de la sonde vidéoendoscopique.

La seconde famille de sondes vidéoendoscopiques à senseur CCD couleur distal compatibles avec le processeur vidéo intégré dans le coffret de commande 10 est caractérisée par un tube d'inspection souple 70 dont l'embout distal 62 est solidaire d'un dispositif de béquillage 72 permettant de modifier l'orientation dudit embout dans deux plans perpendiculaires. La poignée de commande 71 solidaire de l'extrémité proximale du tube d'inspection souple 70 étant équipée de deux volants 73 permettant de commander l'orientation du dispositif de béquillage 72. Ladite poignée de commande étant également équipée d'une pièce cylindrique 74 sur laquelle est fixée l'extrémité distale du câble ombilical 17 et dans laquelle est intégré le dispositif d'interchangeabilité électrique de la sonde vidéoendoscopique.

La troisième famille de sondes vidéoendoscopiques à senseur CCD couleur distal compatibles avec le processeur vidéo intégré dans le coffret de commande 10 est caractérisée par un tube d'inspection rigide 80 dont l'extrémité proximale est solidaire d'une poignée de commande 81. Ladite poignée de commande 81 étant généralement équipée d'une molette de mise au point 83 permettant de commander le déplacement longitudinal du senseur CCD logé dans l'embout distal 62 du tube d'inspection. Ladite poignée de commande 81 permettant également l'intégration du dispositif d'interchangeabilité de la sonde vidéoendoscopique.

FIGURE II
La figure II illustre schématiquement l'organisation et l'interconnexion des dispositifs d'éclairage et des dispositifs électriques intégrés dans les sondes vidéoendoscopiques à senseur CCD couleur distal décrites dans la présente invention.

La lumière fournie par le générateur de lumière associé à la sonde vidéoendoscopique est focalisée sur l'extrémité du connecteur d'éclairage 14 quand ledit connecteur est enfiché dans l'embase de connexion dudit générateur de lumière. La lumière est transmise par un faisceau continu de fibres d'éclairage 18 jusqu'à l'embout distal 62 de la sonde vidéoendoscopique afin d'illuminer la zone à observer. Le faisceau de fibres d'éclairage 18 cheminant successivement dans le câble de raccordement d'éclairage 16, dans le câble ombilical 17, dans la poignée de commande 61 (ou 71, ou 81, suivant le type de sonde) de la sonde, puis dans le tube d'inspection 60 (ou 70, ou 80, suivant le type de sonde) avant de parvenir au dispositif d'illumination 26 intégré dans l'embout distal 62 de la sonde vidéoendoscopique.

Le fonctionnement des dispositifs électriques intégrés dans les sondes vidéoendoscopiques à senseur
CCD couleur distal décrites dans la présente invention et dans le processeur vidéo auquel lesdites sondes peuvent être connectées répond aux modalités suivantes.

Le senseur CCD couleur distal 24 est du type "transfert interligne".

L'objectif optique 25 intégré dans l'embout distal 62 de la sonde vidéoendoscopique forme sur le substrat photoélectrique du senseur CCD couleur 24 une image réelle de la zone observée. Le signal électrique délivré dans ces conditions par ledit senseur CCD est amplifié dans le microcircuit imprimé 23 associé audit senseur CCD avant d'être transmis par le câble coaxial 35 au dispositif d'interchangeabilité électrique 30 intégré dans la poignée de commande 61 (ou 71, ou 81, suivant le type de sonde) de la sonde vidéoendoscopique. Ledit câble coaxial 35 faisant partie du câble électrique multiconducteurs 20 qui chemine dans le tube d'inspection (60, 70 ou 80 suivant le type de sonde) de la sonde vidéoendoscopique. Après avoir transité dans le dispositif d'interchangeabilité électrique 30 le signal électrique est transmis par le câble coaxial 36 à l'une des broches du connecteur électrique multibroches 13, ladite broche assurant donc la transmission du signal électrique généré par le senseur CCD 24 au dispositif de traitement du signal intégré dans le processeur vidéo auquel la sonde vidéoendoscopique est connectée. Le câble coaxial 36 faisant partie du câble électrique multiconducteurs 19 qui chemine successivement dans le câble ombilical 17 puis dans le câble de raccordement électrique 15.

De manière connue en soi, le processeur vidéo auquel la sonde vidéoendoscopique est connectée intègre également un dispositif de synchronisation qui génère les différentes horloges nécessaires à la synchronisation d'une part du dispositif de traitement du signal faisant partie du processeur vidéo et d'autre part du senseur CCD distal 24. Les horloges de synchronisation du senseur CCD distal transitent par le connecteur multibroches 13 de la sonde vidéoendoscopique connectée au processeur vidéo avant d'être transmises par les câbles coaxiaux 32, 33 et 34 au dispositif d'interchangeabilité électrique 30 intégré dans la poignée de commande 61 (ou 71, ou 81, suivant le type de sonde) de ladite sonde vidéoendoscopique. Les câbles coaxiaux 32, 33 et 34 faisant partie du câble électrique multiconducteurs 19 qui chemine successivement dans le câble de raccordement électrique 15 puis dans le câble ombilical 17. Après avoir été traités par le dispositif d'interchangeabilité électrique 30, les signaux de synchronisation du senseur CCD distal 24 sont transmis au microcircuit imprimé 23 associé audit senseur CCD par les câbles coaxiaux 37, 38, 39 et 40. Lesdits câbles coaxiaux faisant partie du câble électrique multiconducteurs 20 qui chemine dans le tube d'inspection 60 (ou 70,ou 80, suivant le type de sonde) de la sonde vidéoendoscopique.

Le processeur vidéo auquel la sonde vidéoendoscopique est connectée intègre également un dispositif d'alimentation électrique qui génère notamment les différentes tensions d'alimentation nécessaires au fonctionnement du dispositif d'interchangeabilité électrique 30, du microcircuit imprimé 23 associé au senseur CCD distal 24 et également dudit senseur CCD. Ces tensions d'alimentation transitent par le connecteur multibroches 13 de la sonde vidéoendoscopique connectée au processeur vidéo avant d'être transmises par les conducteurs 31 au dispositif d'interchangeabilité électrique 30 intégré dans la poignée de commande 61 (ou 71, ou 81, suivant le type de sonde) de ladite sonde vidéoendoscopique. Les conducteurs 31 faisant partie du câble électrique multiconducteurs 19 qui chemine successivement dans le câble de raccordement électrique 15 puis dans le câble ombilical 17. Ces tensions sont alors filtrées par les filtres 42 avant d'être transmises au micro circuit imprimé 23 associé au senseur CCD distal 24 par les conducteurs 41. Les conducteurs 41 faisant partie du câble électrique multiconducteurs 20 cheminant dans le tube d'inspection 60 (ou 70, ou 80, suivant le type de sonde) et reliant le dispositif d'interchangeabilité 30 au micro circuit imprimé 23 logé dans l'embout distal 62 de la sonde vidéoendoscopique. Deux tensions d'alimentation transmises par les conducteurs 31 sont utilisées dans le dispositif d'interchangeabilité 30 pour alimenter les potentiomètres 43 et 44 servant respectivement à ajuster l'amplitude de la composante continue de l'horloge de commande de l'obturateur électronique transmise au senseur CCD 24 par le coaxial 40 et l'amplitude de la composante continue de l'horloge d'intégration transmise au senseur CCD 24 par le coaxial 39.

Le fonctionnement conjoint des dispositifs électriques intégrés dans les sondes vidéoendoscopiques équipées d'un senseur CCD couleur distal à transfert interligne décrites dans la présente invention et du processeur vidéo auquel peuvent être connectées lesdites sondes découle d'une gestion correcte des signaux d'horloge décrits ci-après.

Horloge pixels. Il s'agit d'une horloge rapide (14,2 MHZ en standard PAL) générée par le dispositif de synchronisation du processeur vidéo et permettant de synchroniser la lecture des informations contenues dans les cellules unitaires de la couche photosensible du senseur CCD couleur 24 intégré dans l'embout distal 62 de la sonde vidéoendoscopique connectée au processeur vidéo. Le dispositif de synchronisation du processeur vidéo génère par ailleurs une horloge locale d'échantillonnage servant à synchroniser le convertisseur situé à l'entrée du dispositif de traitement du signal du processeur vidéo, ledit dispositif étant destiné à traiter le signal électrique délivré par le capteur CCD couleur 24. Le fonctionnement du dispositif de traitement du signal du processeur vidéo exige que l'horloge d'échantillonnage soit en phase à la fois avec l'horloge pixels et avec le signal électrique délivré par le capteur CCD couleur. Le déport du senseur CCD couleur à l'extrémité distale 'de la sonde vidéoendoscopique introduit, du fait de la longueur des liaisons électriques, un premier retard dû au délai de transmission de l'horloge rapide entre le dispositif de synchronisation du processeur vidéo et le senseur CCD couleur, et un deuxième retard dû au délai de transmission entre le senseur CCD couleur et le processeur vidéo du signal électrique généré par ledit senseur CCD. Le cumul de ces deux retards introduit un déphasage rédhibitoire entre l'horloge d'échantillonnage du convertisseur situé à l'entrée du dispositif de traitement du signal du processeur vidéo et le signal électrique traité par ledit convertisseur.

Si le temps de propagation d'un signal électrique dans le câble de liaison spécifique d'une sonde vidéoendoscopique de longueur donnée (ladite longueur concernant la liaison entre le senseur CCD couleur distal 24 et le connecteur multibroches 13 permettant de raccorder la sonde au processeur vidéo) est égal à
ALPHA, il est possible de compenser le déphasage évoqué ci-dessus en retardant l'horloge Pixels d'un temps BETA tel que le retard global (BETA + 2 ALPHA) soit égal à un multiple pair de la période de l'horloge Pixels.

Les câbles électriques utilisés dans la sonde vidéoendoscopique présentant un temps de propagation de 5 nanosecondes/mètre, et la période de l'horloge pixels étant égale en standard PAL à 70 nanosecondes, on peut compenser le délai de propagation aller/retour propre à une sonde vidéoendoscopique équipée d'une liaison électrique de 10 mètres de longueur en retardant l'horloge Pixels d'un temps égal à 40 nanosecondes, et ce conformément à l'équation suivante
BETA + 2 ALPHA = 2 X 70
ALPHA = 10 X 5
BETA = 40
L'horloge pixels générée par le dispositif de synchronisation du processeur vidéo transite par le connecteur multibroches 13 de la sonde vidéoendoscopique connectée audit processeur vidéo avant d'être transmise par le câble coaxial 33 du dispositif d'interchangeabilité 30 intégré dans la poignée de commande de ladite sonde vidéoendoscopique.

Le dispositif de réglage du retard de l'horloge pixels, intégré dans le dispositif d'interchangeabilité 30, est constitué d'unc ligne à retard 46 ajustable entre 20 nanosecondes et 200 nanosecondes par incréments de 20 nanosecondes et d'un amplificateur 47. Le retard crée par la ligne à retard 46 est ajusté lors du montage de la sonde vidéoendoscopique en créant un point de soudure entre l'une des dix sorties de la ligne à retard 46 et l'entrée de l'amplificateur 47, ledit retard étant ajusté de telle façon que l'horloge d'échantillonnage du convertisseur situé à l'entrée du dispositif de traitement du signal du processeur vidéo soit parfaitement en phase avec le signal électrique généré par le senseur CCD couleur et transitant par le connecteur multibroches 13 après avoir été transmis par le câble coaxial 36. L'horloge pixels dûment retardée est transmise par l'intermédiaire du câble coaxial 38 au micro circuit 23 associé au senseur CCD distal couleur 24.

Horloge d'intégration. Cette horloge permet d'extraire du signal électrique délivré par le senseur
CCD couleur la partie utile dudit signal qui sera prise en compte par le convertisseur situé à l'entrée du dispositif de traitement du signal du processeur vidéo.

Aux bornes du capteur CCD couleur cette horloge résulte de la superposition de l'horloge pixels et d'une composante continue (communément appelée "tension d'offset") dont le niveau devra être ajusté en fonction des caractéristiques propres du senseur CCD couleur.

L'horloge d'intégration est générée par le dispositif d'interchangeabilité 30 intégré dans la poignée de commande de la sonde vidéoendoscopique conformément aux dispositions décrites ci-après. L'horloge pixels dûment retardée est transmise à travers la capacité 48 au curseur d'un potentiomètre réglable permettant de régler le niveau de la composante continue superposée à l'horloge pixels. L'horloge d'intégration résultant de ces dispositions est transmise par l'intermédiaire du câble coaxial 39 au micro circuit imprimé 23 associé au senseur CCD distal 24. Le niveau de la tension d'offset étant réglé à l'aide du potentiomètre 44 de façon à ce que le convertisseur situé à l'entrée du dispositif de traitement du signal vidéo reçoive effectivement la portion utile du signal électrique généré par le senseur CCD couleur 24 et transmis par le câble coaxial 35 puis par le câble coaxial 36 au connecteur multibroches 13.

Horloge de commande de l'obturateur électrique du senseur CCD. Les senseurs CCD couleur à technologie "transfert interligne" utilisés dans le cadre de la présente invention disposent d'une fonction intégr d'offset et dont le niveau devra être ajusté en fonction des caractéristiques propres au senseur CCD couleur) et d'un train de Q impulsions d'une durée unitaire égale à la durée d'une ligne vidéo (soit 64 microsecondes en standard PAL). La fréquence des trains d'impulsions étant égale à la fréquence de la trame vidéo (soit 50 Hz en standard PAL), la fréquence des impulsions étant égale à la fréquence des lignes vidéo (soit 15 625 Hz en standard PAL). Si l'on applique dans ces conditions sur l'entrée de commande de l'obturateur électronique du senseur CCD un train de Q impulsions pendant la durée d'une trame vidéo comprenant N lignes vidéo (N = 312 en standard PAL) le temps d'intégration du senseur CCD correspondra à la durée de (N-Q) lignes vidéo.

Les impulsions de l'horloge de commande de l'obturateur électronique sont générées par le dispositif de synchronisation du processeur vidéo et transitent par le connecteur multibroches 13 de la sonde vidéoendoscopique connectée audit processeur vidéo avant d'être transmises par le 'câble coaxial 32 au dispositif d'interchangeabilité 30 intégré dans la poignée de commande de ladite sonde vidéoendoscopique.

Les impulsions de l'horloge de commande de l'obturateur électronique sont transmises à travers la capacité 45 au curseur d'un potentiomètre réglable permettant de régler le niveau de la composante continue superposée auxdites impulsions. L'horloge de commande du diaphragme électronique résultant de ces dispositions est transmise par l'intermédiaire du câble coaxial 40 au microcircuit 23 associé au senseur CCD distal 24.

Horloge lignes. Il s'agit d'une horloge lente à la fréquence ligne (soit 15 625 Hz en standard PAL) servant à synchroniser la lecture des registres du capteur CCD couleur contenant les informations relatives à une ligne de balayage. Compte tenu du rapport important existant entre la période de l'horloge lignes (64 microsecondes en standard PAL) et de son temps de propagation (50 nanosecondes pour un câble coaxial de 10 mètres) dans la sonde vidéoendoscopique, il s' avère inutile de retarder ladite horloge dans le dispositif d'interchangeabilité 30. L'horloge ligne générée par le dispositif de synchronisation du processeur vidéo transite par le connecteur multibroches 13 de la sonde vidéoendoscopique connectée audit processeur vidéo avant d'être transmise par le câble coaxial 36 au dispositif d'interchangeabilité 30 intégré dans la poignée de commande de ladite sonde. Après avoir transité dans le dispositif d'interchangeabilité 30 l'horloge lignes est transmise par l'intermédiaire du câble coaxial 37 au microcircuit 23 associé au senseur
CCD distal 24.

FIGURE III
Les figures IIIA, IIIB et IIIC illustrent schématiquement, à titre d'exemple, les modes d'intégration du dispositif d'interchangeabilité électrique faisant l'objet de la présente invention dans les trois familles de sondes vidéoendoscopiques à senseur CCD couleur distal précédemment décrites dans les commentaires relatifs à la figure I.

La figure IIIA concerne une sonde vidéoendoscopique souple dont l'extrémité distale est équipée d'un dispositif de béquillage 72 permettant de modifier l'orientation de l'embout distal 62 dans deux plans perpendiculaires. La poignée de commande 71 de ladite sonde vidéoendoscopique étant équipée d'une pièce cylindrique 74 solidaire de l'extrémité distale du câble ombilical 17 et dans laquelle est intégré le dispositif d'interchangeabilité électrique 30.

L'extrémité proximale dudit dispositif d'interchangeabilité étant reliée au connecteur électrique multipoints équipant l'extrémité proximale du câble ombilical 17 par les conducteurs du câble électrique multiconducteurs 19. L'extrémité distale dudit dispositif d'interchangeabilité étant reliée au dispositif d'imagerie à senseur CCD couleur intégré dans l'embout distal 62 de la sonde vidéoendoscopique par les conducteurs du câble électrique multiconducteurs 20. Le connecteur d'éclairage équipant l'extrémité proximale du câble ombilical 17 étant directement relié au dispositif d'illumination intégré dans l'embout distal 62 de la sonde vidéoendoscopique par le faisceau de fibres d'éclairage 18.

La figure IIIB concerne une sonde vidéoendoscopique souple de grande longueur dont la poignée de commande 61 intègre, suivant des modalités identiques, le dispositif d'interchangeabilité électrique 30.

La figure IIIC concerne une sonde vidéoendoscopique rigide dont la poignée de commande 81 intègre, suivant des modalités identiques, le dispositif d' interchangeabilité électrique 30.

FIGURE IV
Les figures IVA et IVB illustrent schématiquement deux modes de connexion permettant de connecter à un processeur vidéo et à un générateur de lumière les sondes vidéoendoscopiques à senseur CCD couleur distal équipées du dispositif d'interchangeabilité électrique faisant l'objet de la présente invention.

La figure IVA illustre un premier mode de connexion répondant aux dispositions suivantes. L'extrémité proximale du câble ombilical 17 de la sonde vidéoendoscopique à senseur CCD couleur est solidaire de la face avant d'un boîtier cylindrique 28 dont la face arrière sert de support au connecteur électrique multibroches 13. La face avant du boîtier cylindrique 28 étant également solidaire d'un câble de raccordement d'éclairage 16 dont l'extrémité proximale est solidaire du connecteur d'éclairage 14. Le câble électrique multibrins 19 qui chemine dans le câble ombilical 17 assurant les liaisons électriques entre le dispositif d'interchangeabilité électrique logé dans la poignée de la sonde et le connecteur électrique multibroches 13.

Le faisceau de fibres d'éclairage 18 qui assure la liaison entre le dispositif d'illumination distale de la sonde et le connecteur d'éclairage 14 cheminant successivement dans le tube d'inspection, dans la poignée de commande, dans le câble ombilical 17, dans le boîtier cylindrique 28, puis dans le câble de raccordement d'éclairage 16.

La figure IVB illustre un deuxième mode de connexion répondant aux dispositions suivantes. L'extrémité proximale du câble ombilical 17 de la sonde vidéoendoscopique à senseur CCD couleur est solidaire de la face avant d'un boîtier cylindrique 27 dont la face arrière sert de support au connecteur d'éclairage 14. La face avant du boîtier cylindrique 27 étant également solidaire d'un câble de raccordement électrique 15 dont l'extrémité proximale est solidaire du connecteur électrique multibroches 13. Le câble électrique multibrins 19 qui assure les liaisons électriques entre le dispositif d'interchangeabilité électrique logé dans la poignée de la sonde et le connecteur électrique multibroches 13 cheminant successivement dans le câble ombilical 17, dans le boîtier cylindrique 27, puis dans le câble de raccordement électrique 15. Le faisceau de fibres d'éclairage 18 qui assure la liaison entre le dispositif d'illumination distale de la sonde et le connecteur d'éclairage 14 cheminant successivement dans le tube d'inspection, dans la poignée de commande, puis dans le câble ombilical 17.

PORTEE DE L'INVENTION
Il va de soi que les applications du dispositif d'interchangeabilité électrique pour sondes vidéoendoscopiques à senseur CCD couleur distal conforme à la présente invention peuvent être aussi bien médicales qu'industrielles.

Il va également de soi, ainsi que cela ressort de ce qui précède, que la présente invention ne se limite nullement aux modes de mise en oeuvre, de réalisation ou d'applications qui viennent d'être décrits de façon explicite. La présente invention embrasse au contraire toutes les variantes qui peuvent venir à l'esprit du technicien en la matière sans s'écarter pour autant du cadre de la présente invention.

Claims (5)

REVENDfCATIONS

1/ Sonde vidéoendoscopique à senseur CCD distal comprenant les éléments suivants Un câble ombilical (17) de longueur fixe dont l'extrémité proximale est équipée d'un connecteur électrique multibroches (13) enfichable dans l'embase électrique multicontacts (11) d'un processeur vidéo, et d'un connecteur d'éclairage (14) enfichable dans l'embase (12) d'un générateur de lumière.

Une poignée de commande (61, 71, 81) dont la partie proximale est solidaire de l'extrémité distale du câble ombilical (17) et dont la partie distale est solidaire de l'extrémité proximale d'une sonde d'inspection.

. Une sonde d'inspection (60, 70, 80) dont l'embout distal (62) comprend un dispositif d'illumination et un dispositif d'imagerie à senseur CCD, comportant un microcircuit (23), la longueur de ladite sonde d'inspection étant conditionnée par le type d'application envisagé ladite sonde vidéoendoscopique a' senseur CCD distal étant caractérisée en ce que la poignée de commande de ladite sonde est équipée d'un dispositif d'interchangeabilité électrique (30) constitué par une carte électronique, ce dispositif comportant des moyens de réglage permettant de compenser la dispersion des caractéristiques électriques des dispositifs d'imagerie distale à senseur CCD et de corriger les signaux électriques générés ou reçus par les dispositifs d'imagerie distale en fonction de la longueur de la sonde d'inspection, et, par conséquent, de rendre compatibles les processeurs vidéo et les différents modèles de sondes vidéoendoscopiques à senseur CCD distal, le câble électrique multiconducteurs (19) de longueur fixe logé dans le câble ombilical (17) comprenant plusieurs conducteurs unitaires dont les extrémités proximales sont soudées sur les broches du connecteur électrique (13) et dont les extrémités distales sont soudées sur la carte électronique (30).

Le câble électrique multiconducteurs (20) de longueur variable logé dans la sonde d'inspection comprenant plusieurs conducteurs unitaires dont les extrémités proximales sont soudées sur la carte électronique (30) et dont les extrémités distales sont soudées sur la microcarte (23) du dispositif distal d'imagerie à senseur CCD (23, 24, 25).

2/ Sonde vidéoendoscopique à senseur CCD distal selon la revendication 1 caractérisée en ce que . Le senseur CCD distal mis en oeuvre est un senseur

CCD couleur à transfert interligne dont la synchronisation nécessite les quatre signaux d'horloge suivants : horloge verticale, horloge de commande d'obturation électronique, horloge pixels et horloge d'intégration.

. Le câble multiconducteurs (19) intégré dans le câble ombilical (17) transmet à la carte électronique (30) intégrée dans la poignée de commande de la sonde vidéoendoscopique les trois signaux d'horloge suivants générés par le processeur vidéo auquel est connectée la sonde vidéoendoscopique : horloge verticale (34), horloge (32) de commande d'obturation électronique et horloge pixels (33).

. Le câble multiconducteurs (20) intégré dans la sonde d'inspection (60, 70, 80) transmet au. micro circuit imprimé (23) associé au capteur CCD distal (24) les quatre signaux d'horloge suivants générés par la carte électronique (30) intégrée dans la poignée de commande de la sonde : horloge verticale (37) résultant du transit de l'horloge incidente (34) dans la carte électronique (30), horloge (40) de commande d'obturation électronique résultant de l'action sur l'horloge incidente (32) du dispositif de réglage (43) incorporé sur la carte électronique (30), horloge pixels (38) résultant de l'action sur l'horloge incidente (33) du dispositif de réglage (46) incorporé sur la carte électronique (30), et horloge d'intégration (39) résultant de l'action sur l'horloge pixels (38) du dispositif de réglage (44) incorporé sur la carte électronique (30).

3/ Sonde vidéoendoscopique à senseur CCD couleur distal à transfert interligne selon la revendication 2 caractérisée en ce que les trois réglages effectués par les dispositifs électroniques (43), (44) et (46) incorporés sur la carte électronique (30) intégré dans la poignée de commande de la sonde vidéoendoscopique correspondent aux dispositions suivantes . Le dispositif électronique (43) est constitué d'un potentiomètre permettant de régler le niveau de tension continue de l'horloge (40) commandant la vitesse de l'obturateur électronique intégré dans le capteur CCD couleur (24).

. Le dispositif électronique (46) est constitué d'une ligne à retard ajustable par pas et permettant de régler le retard de l'horloge rapide (38) servant à synchroniser la lecture des pixels du capteur CCD couleur (24).

. Le dispositif électronique (44) est constitué d'un potentiomètre permettant de régler le niveau de tension continue juxtaposée à l'horloge rapide (38) afin de constituer l'horloge d'intégration (39) destinée à mettre en phase l'horloge (38) de lecture des pixels avec le début du signal vidéo utile délivré par le capteur CCD couleur (24).

4/ Sonde vidéoendoscopique à senseur CCD distal selon les revendications 1, 2 ou 3 caractérisée en ce que le système de connexion de ladite sonde à l'embase électrique (11) du processeur vidéo et à l'embase d'éclairage (12) du générateur de lumière auxquels ladite sonde est raccordée répond aux dispositions suivantes

L'extrémité proximale du câble ombilical (17) de la sonde vidéoendoscopique est solidaire d'un boîtier (28). Les extrémités proximales des conducteurs électriques constituant le câble multiconducteurs (19) intégré dans le câble ombilical (17) sont soudées aux broches d'un connecteur électrique multibroches (13) solidaire du boîtier (28), les extrémités distales desdits conducteurs électriques étant soudées à la carte électronique (30) intégrée dans la poignée de commande. Ledit connecteur (13) étant enfichable dans l'embase électrique (11) du processeur vidéo. Le boîtier (28) étant également solidaire de l'extrémité d'un câble d'éclairage (16) dont l'autre extrémité est constituée d'un connecteur d'éclairage (14) enfichable dans l'embase d'éclairage (12) du générateur de lumière. L'extrémité proximale du faisceau de fibres d'éclairage (18) intégré dans la sonde vidéoendoscopique étant collée à l'intérieur du connecteur d'éclairage (14). Ledit faisceau de fibres cheminant successivement dans le câble d'éclairage (16), à l'intérieur du boîtier (28), dans le câble ombilical (17), à l'intérieur de la poignée de commande de la sonde, puis dans la sonde d'inspection (60, 70, 80) de manière à ce que l'extrémité distale dudit faisceau de fibres illumine la zone visualisée par le

CCD distal (24).

5/ Sonde vidéoendoscopique à senseur CCD distal selon les revendications 1, 2 ou 3 caractérisée en ce que le système de connexion de ladite sonde à l'embase électrique (11) du processeur vidéo et à l'embase d'éclairage (12) du générateur de lumière auxquels ladite sonde est raccordée répond aux dispositions suivantes

L'extrémité proximale du câble ombilical (17) de la sonde vidéoendoscopique est solidaire d'un boîtier (27). L'extrémité proximale du faisceau de fibres d'éclairage (18) intégré dans la sonde vidéoendoscopique étant collé à l'intérieur d'un connecteur d'éclairage (14) solidaire du boîtier (27).

Ledit connecteur (14) étant enfichable dans l'embase d'éclairage (12) du générateur de lumière. Ledit faisceau de fibres (18) cheminant successivement dans le câble ombilical (17), à l'intérieur de la poignée de commande de la sonde, puis dans la sonde d'inspection (60, 70, 80) de manière à ce que l'extrémité distale dudit faisceau de fibres illumine la zone visualisée par le CCD distal (24). Le boîtier (27) étant également solidaire de l'extrémité d'un câble électrique (15) dont l'autre extrémité est constituée d'un connecteur électrique multibroches (13) enfichable dans l'embase électrique (11) du processeur vidéo. Les extrémités proximales des conducteurs électriques constituant le câble multiconducteurs (19) étant soudées aux broches du connecteur électrique multibroches (13). Le câble multiconducteurs (19) cheminant successivement dans le câble électrique (15), à l'intérieur du boîtier (27), puis dans le câble ombilical (17) de manière à ce que les extrémités distales des conducteurs électriques constituant le câble multiconducteurs (19) soient soudées à la carte électronique (30) intégrée dans la poignée de commande de la sonde.