Brevet FR2386878A1 — publié le 19781103

La presente invention concerne un dispositif d'aide à la reconnaissance de l'environnement pour personnes aveugles ou a vision très réduite, caractérisé en ce qu'il comprend des systèmes optiques, au moins un détecteur-optoélectronique et des circuits électroniques pour traiter les signaux dudit détecteur, lesdits systèmes optiques étant utilisés pour obtenir une indication de la distance d'obstacles matériels placés dans le champ de vision de la personne aveugle. L'invention va être décrite ci-après a l'aide du dessin, dans lequel: La figure 1 est la représentation schématique d'une paire de lunettes selon l'invention, La figure 2 montre le schéma-bloc d'une forme d'exécution du dispositif selon l'invention, La figure 3 montre le schéma-bloc d'une deuxième forme d'exécution du dispositif selon l'invention, La figure 4 montre leschéma-bloc d'une troisième forme d'exécution du dispositif selon l'invention. Les lunettes représentées dans la figure 1 comportent un double système optique 1 projetant l'image d'un obstacle P sur des détecteurs optoélectroniques 2. Les systèmes optiques et les dé- tecteurs sont montés sur une armature dont les parties 3 et 4 pivotent autour d'un axe 5. Le pivotement autour de l'axe 5 peut être produit manuellement ou automatiquement par un mécanisme non représenté, dans le but de diriger les axes optiques 6 et 6' du système optique 1 sur l'obstacle P, situera une distance d de la personne aveugle. La distance d est la hauteur du triangle PAB dont la base fixe D est la distance entre les centres A et B des systèmes optiques 1. Le triangle PAB est déterminé par la base fixe D et les angles a1 et a2. En pratique, la distance d est toujours passablement plus grande que la base D.Les signaux électriques délivrés par les détecteurs 2 sont traités par une électronique dont au moins une partie est logée dans les branches 7 des lunettes. En plus, la distance d', entre le système optique et le détecteur, est aussi réglable afin de permettre la focalisation de l'image de P sur ledit détecteur. Le réglage de d' est effectué manuellement ou automatiquement par un mécanisme non représenté. Dans le cas ot l'on ne désire qu'une appréciation de la distance et non une mesure ou indication exacte de celle-ci, on peut se contenter de deux positions angulaires des parties 3 et 4 de l'armature autour de l'axe 5 des lunettes. On aura par exemple une position "rapproche" dans laquelle les parties 3 et 4 formeront entre elles un angle ss, comme indiqué-dans la figure 1 et une position "éloigné dans laquelle l'angle ss sera de 1800. Au lieu de faire pivoter les parties 3 et 4 de l'armature des lunettes autour de l'axe 5, il est aussi possible de faire pivoter les systèmes optiques 1 autour d'axes passant par les points A et B. Dans ce cas, les axes optiques 6 et 6' sont orientables par rapport aux axes des détecteurs 2. La figure 2 montre une première forme d'exécution du dispositif selon l'invention. On reconnaît les systèmes optiques 1 et les détecteurs optoélectroniques 2 indiqués dans la figure 1 qui, dans cette exécution, sont constitués par des matrices de diodes photosensibles. Chaque matrice peut comporter par exemple au moins une centaine de photodiodes. Les signaux électriques délivrés en parallèle par chacune des matrices de diodes photosensibles -sont envoyés dans un convertisseur parallèle-série 8 dont la sortie est reliée- a travers un amplificateur 9 et par l'intermédiaire d'une connexion 11 une électrode 10. Au point de vue mécanique, les connexions 11 peuvent être réalisées par des ressorts plats, situés dans le prolongement des branches 7 des lunettes et appuyant les électrodes 10, a l'arrière de la tête de l'aveugle, dans la région de la zone visuo-sensorielle du cortex de la personne aveugle. Une autre possibilité est l'implantation directe des électrodes 10 dans la zone indiquée cidessus du cerveau de l'aveugle. Dans tous les cas, la stimulation électrique du cerveau produit des sensations visuelles qui, après une période d'apprentissage, sont interprêtées par l'aveugle et lui fournissent des indications au sujet de son environnement. Dans le cas qui nous intéresse plus particulièrement, le cerveau peut ap précier la distance grâce à l'effet stéréoscopique de la combinaison des sensations visuelles produites par le système binoculaire. La personne aveugle règle elle-même, manuellement, la distance d' jusqu'a ce que l'image soit focalisée sur la matrice de diodes photosensibles, ainsi que la position angulaire des parties 3 et 4 de l'armature autour de l'axe 5 des lunettes. La figure 3 montre une deuxième forme d'exécution du dispositif selon l'invention. Dans ce cas, on a remplacé la matrice de diodes photosensibles du détecteur 2 par des tubes de prise de vues 12 de télévision qui offrent l'avantage d'une meilleure résolution et d'une plus grande sensibilité. Un générateur 13 fournit les signaux de balayage horizontal et vertical nécessaires aux tubes 12 dont les signaux de sortie, séquentiels, sont appliqués, comme dans le cas de la figure 2, aux électrodes 10 9 travers les amplificateurs 9 et les connexions 11. Comme dans le cas précédent, la personne aveugle effectue elle-même les réglages manuels de la distance d' et de la position angulaire autour de l'axe 5 des lunettes. La figure 4 montre une troisième forme d'exécution du dispositif selon l'invention, dans lequel la détection de la distance ne fait pas appel à la collaboration du cerveau de la personne aveugle. On reconnait les systèmes optiques I et les détecteurs optoélectroniques 2 de la figure 1. Les détecteurs 2 peuvent être des tubes de prise de vues télévision mais, dans l'exemple de la figure 4, on a admis qu'ils sont constitués par des matrices de diodes photosensibles, comme dans la figure 2. Chaque canal comprend alors un convertisseur parallèle-série 14, un amplificateur 15 et un convertisseur analogique-digital 16 délivrant des signaux codés a l'entrée d'une mémoire 18 faisant partie d'un microprocesseur 17. L'unité centrale l9-de celui-ci détermine si l'image de l'obstacle est focalisée sur la matrice de diodes et commande a travers une unité de réglage 20 le micromoteur 22 qui fait varier la distance d' entre le système optique 1 et ladite matrice de diodes 2. Lorsque, au cours du réglage de d', on atteint le point de focalisation, la surface de l'image de l'obstacle sur la matrice 2 devient minimum et il en est de même lors du réglage de la position angulaire des parties 3 et 4 de l'armature autour de l'axe 5. Le microprocesseur commande aussi le moteur 21 de réglage de ladite position angulaire au travers de l'unité 20, et détermine que les minimas successifs de l'image dé l'obstacle soient atteints.A ce moment, l'unité de mesure 23 délivre au microprocesseur les indications des angles al et a2 et celui-ci calcule la distance d entre la personne et l'obstacle. L'indication de cette distance est obtenue en envoyant le signal de sortie du microprocesseur dans un convertisseur digital-analogique 27, suivi d'un amplificateur 24 alimentant un micromoteur~25 qui commande la position d'une touche 26 Cette touche 26 fournit, par voie tactile, a la personne aveugle une indication de la distance de l'obstacle. Il est bien entendu possible, dans une autre forme d'exécution, de remplacer le moteur 25 et la touche 26 par un écouteur afin d'obtenir une indication de la distance de l'obstacle. Dans les trois variantes d'exécution décrites ci-dessus, on a utilité des lunettes avec un système optique binoculaire, dans le but de permettre la détection de la distance de l'obstacle en utilisant l'effet stéréoscopique. I1 est aussi possible d'utiliser un système optique monoculaire dans le même but. Dans ce cas, le système a une faible profondeur de champ et la position de l'objectif lorsque l'image de l'obstacle est bien focalisée sur le des tecteur optoélectronique est une indication de la distance de l'obstacle. D'autre part, il est aussi possible d'utiliser en lieu et place des systèmes optiques décrits ci-dessus, un système comportant par exemple trois objectifs avec des distances focales différentes, associés a trois détecteurs optoélectroniques, chacun de ces objectifs donnant une image nette de l'obstacle une distance bien déterminée mais différente de celle des autres objectifs. Dans beaucoup de cas, le champ de vision de personnes handicapées de la vue est très réduit. Cette réduction du champ de vision se fait sentir de préférence en direction verticale. En conséquence, il est aussi prévu de pouvoir incliner verticalement et, le cas échéant horizontalement l'axe d'un système optique ou encore parallélement les deux- axes des deux systèmes optiques, afin d'obtenir un aggrandissement du champ de vision pour la personne handicapée. REVENDICATIONS 1. Dispositif d'aide a la reconnaissance de l'environnement pour personnes aveugles, caractérisé en ce qu'il comprend des systèmes optiques, au moins un détecteur optoélectronique et des circuits électroniques pour traiter les signaux dudit détecteur, lesdits systèmes optiques étant utilisés pour obtenir une indication de la distance d'obstacles matériels placés dans le champ de vision de la personne aveugle. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les systèmes optiques sont utilisés par l'intermédiaire des circuits électroniques pour transmettre au cerveau de ladite personne des signaux susceptibles de donner au moins une impression de vision partielle a ladite personne aveugle. 3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les circuits électroniques constituent un système de traitement des informations délivrées par les systèmes optiques et ledit détecteur, lesdits circuits électroniques commandant des éléments de réglage des paramètres de géométrie optique et des indicateurs tactiles ou acoustiques de la distance. 4. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les systèmes optiques constituent un système binoculaire de détection de la distance desdits obstacles. 5. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est réalisé sous forme de lunettes comprenant au moins une partie desdits circuits électroniques. 6. Dispositif selon la revendication-5, caractérisé en ce qu'il comporte des organes de réglage de l'angle des deux axes optiques des systèmes optiques des lunettes. 7. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'axe des systèmes optiques est fixe par rapport å celui du détecteur optoélectronique. 8. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'axe des systèmes optiques est orientable par rapport à celui du détecteur optoélectronique. 9. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la distance entre lessystèmes optiques et le détecteur optoélectronique est réglable. 10. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les systèmes optiques comprennent plusieurs objectifs avec des distances focales différentes, chacun desdits objectifs étant associé å un détecteur optoélectronique.