Brevet FR2584834A1 — publié le 19870116

PROTHESE OPTIQUE PERMETTANT D'AMELIORER LA VISION D'UNE PERSONNE POSSEDANT UN CHAMP VISUEL RESTREINT. La présente invention concerne une prothèse optique permettant d'améliorer la vision d'une personne possé- dant un champ visuel restreint ou diminué, résultant de causes accidentelles, pathologiques ou bien congénita- les. A ce jour, pour améliorer l'exploration de l'espace objet lorsque l'on possède un champ visuel restreint, aucune solution technique satisfaisante n'a été proposée si ce n'est d'utiliser des lentilles avec ouvertures de champ qui, malheureusement, ont comme inconvénients de diminuer fortement la taille des images ainsi que la clarté de l'instrument. De plus, une telle solution con- duit à des ensembles encombrants et dont le poids du système optique est élevé. Par ailleurs, l'application des miroirs pour amé- liorer le champ visuel dans l'espace objet est déjà con- nu dans les télescopes mais leurs caractéristiques ins- trumentales ne leur permettent pas de s'adapter à une monture d'optique médicale. Dans le cas des jumelles à prismes, il a également été proposé d'utiliser quatre surfaces à réflexions to- tales. Cependant, les caractéristiques instrumentales d'une jumelle à prisme ne permettent pas d'adapter le prisme de la jumelle sur une monture d'optique médicale pour améliorer la vision d'une personne possédant un champ visuel restreint. En outre, le système optique des périscopes utili- se des surfaces à réflexions totales mais, de par leur conception, il n'est pas possible d'adapter un système optique de périscope sur la monture optique médicale d'un individu mal voya rp pour améliorer la vision de son champ visuel. Ainsi, si l'utilisation des surfaces à réflexions - 2 - totales est bien connue de l'optique instrumentale et industrielle, -il convient de noter, que dans le domaine de prothèse optique médicale, aucune solution satisfai- sante n'a encore été réalisée à ce jour. Or, on a trouvé, et c'est ce qui fait l'objet de la présente invention, une prothèse optique de concep- tion particulièrement simple qui permet de résoudre ce problème et notamment donne la possibilité à l'oeil qui possède un champ visuel restreint d'effectuer de petits mouvements occulaires. D'une manière générale, la prothèse optique confor- me à l'invention se caractérise par le fait qu'elle est constituée d'un ensemble de miroirs montés sur un sup- port commun permettant de la positionner à proximité du bord sclérocornéen de l'oeil (ou des deux yeux dans le cas de deux prothèses), ledit ensemble de miroirs cons- tituant un système optique ouvert, chaque miroir respec- tant le stigmatisme rigoureux des images d'un miroir à un autre. Selon une forme préférentielle conforme à l'inven- tion, ladite prothèse peut être ajustée devant l'oeil de l'utilisateur, l'ensemble de miroirs étant monté sur un support pouvant recevoir un mouvement de translation et un mouvement de rotation. L'ensemble de miroirs est avantageusement consti- tué par quatre surfaces à réflexions totales dont la première appartient à un plan de l'espace faisant un angle de 45 avec l'axe de visée lui-même, perpendicu- laire au plan objet observé. Les quatres miroirs consti- tuant cette prothèse optique appartiennent à un même plan de l'espace mais ils sont perpendiculaires et pa- rallèles entre eux, deux à deux. Eventuellement, conformément à l'invention, il est possible de rajouter un prisme de petit angle à l'entrée du système située en regard du plan objet. - 3 - Un tel type de prothèse permet donc de voir l'image d'un objet éloigné à la périphérie du champ visuel fonctionnel ou en-dehors du champ visuel de l'oeil ou des yeux considérés par' un simple petit mouvement occulaire en regardant le miroir le plus proche de l'oeil. Les miroirs permettant de réaliser une prothèse conforme à l'invention peuvent être réalisés à partir de lames à faces parallèles de tout corps transparent, dont une des faces reçoit le dépôt d'un autre corps, ce qui permet de créer une surface à réflexion totale. Ces mi- roirs peuvent, suivant le procédé utilisé, appartenir à un même volume de matière transparente qui comporte huit faces ou plus ou bien à deux volumes de matière trans- parantes, qui dans les deux cas possèdent quatre faces à réflexion totale et dont la disposition de ces quatre faces miroitées est telle qu'elle représente un système optique ouvert. Pour obtenir un volume de matière transparente avec les quatre faces miroitées constituant un système opti- que ouvert, on peut utiliser soit une opération par mou- lage, soit une opération par usinage et ensuite polissa- ge, soit une opération d'estampage suivie d'une opéra- tion de dépôt d'un autre corps sur quatre de ces faces. Les moyens permettant de régler la position de la- dite prothèse devant l'oeil de l'utilisateur sont de préférence constitués par des systèmes de butée permettant d'immobiliser les miroirs après réglage de telle sorte que le premier miroir soit positionné à quelques millimètres du bord scléro-cornéen de l'oeil ou des bords scléro- cornéens des deux yeux dans le cas de deux prothèses. L'invention et les avantages qu'elle apporte seront cependant mieux compris grâce aux exemples de réalisa- tion de prothèses optiques conformes à l'invention qui - 4 - seront donnés ci-après et qui sont illustrés par les schémas annexés dans lesquels: les figures la et lb illustrent -respectivement en vue de face et en vue de dessus un ensemble de deux mi- roirs entrant dans la réalisation d'une telle prothèse; - la figure 2a est une vue de dessus des quatre miroirs formant le système optique ouvert d'une-telle prothèse; - la figure 2b est une vue de dessus montrant de manière simplifiée la position respective des miroirs et le cheminement optique des images conjuguées par lesdits miroirs; - les figures 3a et 3b sont respectivement des vues de face et de dessus de l'ensemble de quatre miroirs constituant le système optique ouvert associé aux moyens -permettant de les maintenir dans une position déterminée les uns par rapport aux autres; - les figures 4a et 4b sont respectivement des vues de dessus et de face du système ouvert conforme à l'invention associé au support permettant de réaliser le mouvement de rotation nécessaire au-réglage de ladite prothèse au regard de l'oeil; - les figures 5a, 5b et 5c sont des vues de dessus de face et de côté, illustrant la manière dont est effectué le mouvement de translation d'un tel système optique; - les figures 6a, 6b, 6c sont respectivement des vues de dessus, de face et de côté, d'une prothèse optique mobile conforme à l'invention fixée à une montu- re d'optique médicale; - les figures 7a, 7b, 7c sont des vues de dessus, de face et de côté d'une variante d'une prothèse confor- me à l'invention comportant deux miroirs; - la figure 8 est une vue de dessus montrant d'une manière simplifiée la position respective des miroirs et - 5 - le cheminement optique des images conjuguées par lesdits miroirs - la figure 9 est une vue en perspective détaillée d'une prothèse à deux miroirs du type illustré par les figures 7a, 7b, 7c et 8. Si l'on se reporte à la figure 2a, l'invention concerne donc une prothèse optique médicale consti- tuée d'un ensemble de quatre miroirs permettant de faire cheminer l'image de tout objet suivant un chemin optique qui représente une rotation globale de 3600 d'angle dans le même plan de l'espace pour un travail de rota- tion et de translation dans le même plan de l'espace (voir figure 2b). Une telle prothèse est constituée de quatre mi- roirs (1,2,3,4) (voir figure 2a à 3b) disposés suivant une orientation et un ordre bien précis. Chacun de ces miroirs est dans cet exemple de réalisation, constitué d'une lame à faces parallèles en verre minéral dont une des deux faces présente un dépôt - 20 d'argenture (partie hachurée aux figures) ou de tout corps dont la matière permet une réflexion totale de la surface utilisée. Dans le cas présent, le miroir présente une forme de quadrilatère et la lame de verre sur laquelle il repose possède trois chanfreins à 90 et un chanfrein à 45 d'angle qui permet l'assemblage d'une première lame miroitée de la manière représentée aux fi- gures la et lb. Si l'on se reporte aux schémas annexés, dans la partie optique de la prothèse conforme à l'invention, la disposition des faces réfléchissantes des miroirs est réalisée de manière bien précise. Un tel ensemble cons- titue un système optique ouvert respectant le stigmatis- me rigoureux des images entre les miroirs (voir figure 2b). En effet, le plan de l'espace auquel appartient le premier miroir (référence 1 à la figure 2b) est disposé - 6- de telle sorte qu'entre le plan du miroir et le plan auquel appartient l'axe de visée de l'oeil perpendicu- laire au plan objet observé, on a un angle de 45 . En d'autres termes, il existe selon la conception de la prothèse conforme à l'invention un angle de 45 entre le plan de l'espace passant par l'objet et le plan de l'espace auquel appartient le premier miroir dudit dispositif. La disposition du deuxième miroir (2) par rapport au premier (1) fait en sorte qu'il appartient à un même plan de l'espace et que les surfaces à réflexions tota- les sont en regard l'une de l'autre d'un angle de 90 et d'une façon jointive. La disposition du deuxième miroir (2) et du troisième miroir (3) est telle que les surfa- ces à réflexions totales appartiennent au même plan de l'espace mais en regard l'une de l'autre d'un angle qui est nul mais d'une façon non jointive. La disposition du troisième miroir (3) par rapport au quatrième miroir (4) fait en sorte qu'ils appartien- nent à un même plan de l'espace et que les surfaces à réflexions totales sont en regard l'une de l'autre d'un angle de 90' d'une façon jointive. La disposition du quatrième miroir (4) et du premier miroir (1) est telle que les surfaces à réflexions totales appartiennent au même plan de l'espace mais en regard l'une de l'autre d'un angle qui est nul mais d'une façon non jointive. Si l'on se reporte aux figures 3a et 3b, il con- vient de noter qu'il existe un emplacement (20) à l'en- trée du système optique en regard du plan objet pour éventuellement inserrer un prisme de petit angle par collage (ou similaire), aux lames support (5) et (6), en matière plastique par exemple, entre lesquelles sont montés les deux jeux de miroirs (1,2) et (3,4). Ainsi que cela ressort des figures 3a et 3b, afin de réaliser un ensemble de quatre miroirs (1,2,3,4) qui - 7- soient disposés de telle sorte qu'ils sont maintenus perpendiculaires et parallèles deux à deux, lesdits mi- roirs (1,2,3,4) sont assemblés, par collage par exemple, par les chanfreins des extrémités entre deux lames (5,6), en plastique par exemple, ayant une faible épaisseur de l'ordre de un à deux millimètres. Les deux supports plastiques (5,6) appartiennent donc à un plan de l'espace qui est perpendiculaire au plan de l'espace contenant le plan des miroirs. Les figures 4a à 6c illustrent la manière dont la prothèse optique à quatre miroirs peut être montée pour lui donner la possibilité d'avoir un mouvement de rota- tion et un mouvement de translation. Le mouvement de rotation est obtenu en montant l'ensemble (1,2,3,4,5,6) entre deux plaques support (la- mes) à faces parallèles (7) et (8). Ces plaques peuvent être en matière plastique, telle que PVC par exemple. Pour réaliser le mouvement de rotation, on utilise un axe (9) qui relie les plaques (5,8) d'une extrémité du dispositif et un deuxième axe (10) qui relie les plaques (6,7) de la seconde extrémité du dispositif. Afin d'avoir une rotation libre du dispositif à quatre mi- roirs, les axes (9,10) situés à chaque extrémité sont a- lignés dans le prolongement l'un de l'autre. Par ail- leurs, le contact entre les plaques (5,8) et (6,7) réa- lise un frottement doux entre les surfaces concernées. Le blocage en rotation est obtenu, après réglage, au moyen d'une vis pointeau (11) montée par exemple sur la plaque supérieure (8) et qui vient s'appuyer sur la pla- que support (5). Le mouvement en translation de la prothèse est ob- tenu, ainsi que cela ressort des figures 5a à 5c, au moyen d'un ensemble de glissières (12,13,14,15) fixées sur chaque plaque externe. Les glissières sont réalisées dans tout matériau, par exemple en matière plastique e- - 8 - gaiement. Les glissières sont assemblées par collage aux plaques externes (8) et (7). Elles permettent au dispo- sitif des translations à l'intérieur d'une fenêtre (18) (voir figure 6a à 6c), réalisées dans une pièce circu- laire (17) en matière plastique. Cette pièce (17) a une épaisseur de l'ordre de quelques millimètres, quatre par exemple. Les dimensions rectangulaires ou carrées de la fenêtre (18) peuvent être variables et sera fonction des dimensions des miroirs utilisés et des plaques les supportant. Le blocage en position de l'ensemble comportant les miroirs (1,2,3,4) à l'intérieur de la fenêtre (18) est réalisé par l'intermédiaire d'une vis pointeau (16) associée à l'une des glissières (14) et dont l'extrémi- té peut pénétrer dans la surface de la paroi (17) du bord de la fenêtre. Un tel ensemble peut être fixé sur une monture d'optique médicale en prévoyant par exemple sur la péri- phérie du disque (17) permettant d'assurer le mouvement de translation du système, une rainure (19) permettant d'inserrer un fil (nylon par exemple) ou tout autre moyen équivalent de fixation utilisé de manière couran- te dans le domaine de l'optique. Un tel type de prothèse de conception particulière- ment simple donne entière satisfaction par le fait qu'il peut être adapté de manière précise en fonction de la morphologie des personnes présentant un champ visuel restreint ou diminué, le miroir (4) situé en regard de l'oeil de l'utilisateur pouvant être positionné à proxi- mité immédiate de l'oeil de l'utilisateur qui peut donc, par le biais d'un simple petit mouvement occulaire, voir l'image d'un objet éloigné à la périphérie du champ vi- suel fonctionnel ou en-dehors du champ même de l'oeil. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée à l'e- xemple de réalisation décrit précédemment mais elle en -9 couvre toutes les variantes réalisées dans le même es- prit. Ainsi, il pourrait être envisagé de réaliser l'en- semble optique conforme à l'invention non pas à partir de quatre miroirs, mais dans un ensemble monobloc réali- sé dans un corps transparent dont les faces reçoivent de manière appropriée un dépôt permettant de créer des surfaces à réflexions totales dont la disposition est telle qu'elle représente un système optique ouvert, ou bien à partir de quatre miroirs mais dans un ensemble de deux blocs de matière transparente qui possèdent chacun deux miroirs et lesdits blocs une fois agencés permet- tent de réaliser un système optique ouvert à quatre sur- faces à réflexions totales. Les figures 7a, 7b, 7c, 8 et 9 illustrent une va- riante simplifiée comportant deux miroirs M1, M2 et qui permet d'obtenir les mêmes avantages que la solution décrite précédemment. Dans cette variante, les deux mi- roirs M1 et M2 constituent deux surfaces à réflexions totales dont la première appartient à un plan de l'espa- ce faisant un angle de 45 avec l'axe de visée lui-même, perpendiculaire au plan objet observé (voir figure 8). Les deux miroirs M1-M2 qui constituent cette prothèse optique appartiennent à un même plan de l'espace mais ils sont parallèles et séparés l'un de l'autre d'une distance caractéristique. Cette distance se définit par la condition que les surfaces réfléchissantes soient pa- rallèles sans chevauchement et sans séparation par rap- port à un plan référentiel, ledit plan de l'espace for- mant un angle de 45 avec le plan de l'axe de visée lui- même perpendiculaire au plan objet (voir figure 8). Ces deux miroirs M1-M2 sont montés d'une manière comparable à l'exemple de réalisation précédent à quatre miroirs. Un tel montage est illustré par la vue en pers- pective (figure 9) o les différents éléments servant au - 10 - montage, maintien et réglage ont été désignés par les mêmes références que dans l'exemple précédent de la réa- lisation à quatre miroirs. Par suite, par mesure de simplification, la structure d'une telle prothèse ne sera pas redécrite. Comme précédemment, il est évident qu'il pourrait être envisagé de réaliser l'ensemble optique à cette va- riante simplifiée non pas à partir de deux miroirs mais dans un ensemble monobloc réalisé dans un corps transpa- rent dont les faces reçoivent de manière appropriée un dépôt permettant de créer des surfaces à réflexions to- tales dont la disposition est telle qu'elle représente un système optique ouvert. - 11 - REVENDICATIONS 1/ Prothèse optique permettant d'améliorer la vi- sion d'une personne possédant un champ visuel restreint, caractérisée par le fait qu'elle est constituée d'un en- semble de miroirs (1,2,3,4) monté sur un support commun permettant de la positionner à proximité du bord scléro- cornéen de l'oeil (ou des bords scléro-cornéens des deux yeux dans le cas de deux prothèses), ledit ensemble de miroirs constituant un système optique ouvert, chaque miroir respectant le stigmatisme rigoureux des images d'un miroir à un autre. 2/ Prothèse optique selon la revendication 1, ca- ractérisée par le fait que l'ensemble de miroirs (1,2,3, 4) est monté sur un support (5,6) pouvant recevoir un mouvement de translation et un mouvement de rotation. 3/ Prothèse optique selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisée par le fait que l'ensemble de miroirs est constitué de quatre surfaces (1,2,3,4) à réflexions totales dont la première (1) appartient à un plan de l'espace faisant un angle de 45 avec l'axe de visée lui-même perpendiculaire au plan objet observé, les quatre miroirs appartenant à un même plan de l'espa- ce mais étant perpendiculaires et parallèles entre eux deux à deux. 4/ Prothèse optique selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisée par le fait que l'ensemble de mi- roirs est constitué de deux surfaces à réflexions tota- les (M1) et (M2) dont la première (M1) appartient à un plan de l'espace faisant un angle de 45 avec l'axe de visée lui-même perpendiculaire au plan objet observé, les deux miroirs appartenant à un même plan de l'espace mais étant parallèles entre eux. / Prothèse selon la revendication 4, caractérisée par le fait que les deux surfaces à réflexions totales (M1) et (M2) sont parallèles et se suivent sans chevau- - 12 - chement et sans séparation par rapport à un plan réfé- rentiel de l'espace et ledit plan de l'espace forme un angle de 450 avec le plan de l'axe de visée lui-même perpendiculaire au plan objet. 6/ Prothèse selon l'une des revendications 3 ou 4, caractérisée par le fait qu'un prisme de petit angle est disposé à l'entrée (20) du système situé en regard du plan objet. 7/ Prothèse selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisée par le fait qu'elle comporte des moyens (vis pointeau 9,11) permettant de l'immobiliser apres positionnement.