Brevet FR2753898A1 — publié le 19980403

La présente invention concerne un dispositif de protection des yeux d'un utilisateur contre des faisceaux lumineux émis par une source lumineuse impulsionnelle, notamment une source laser. Bien que non exclusivement, la presente invention s'applique plus particulièrement à la protection contre des faisceaux lumineux de faible ou de moyenne intensité, utilisés dans des laboratoires optiques et émis dans le visible et/ou le proche infrarouge. On sait que certains faisceaux lumineux, notamment les faisceaux laser, sont susceptibles de provoquer des effets d'éblouissement et d'aveuglement ou même des lésions des yeux d'un utilisateur. De façon connue, des moyens de protection usuels contre de tels faisceaux lumineux dangereux comportent des filtres optiques montés sur une monture de lunettes, qui est portée par ledit utilisateur. Toutefois, de tels moyens de protection à filtres, par exemple à filtres colorés ou à filtres à réjection de bande, assurent une protection efficace uniquement contre des faisceaux lumineux ou des faisceaux laser qui présentent une longueur d'onde bien définie et connue. Ils sont inefficaces contre des agressions lumineuses engendrées notamment au moyen de lasers à raies multiples ou à longueurs d'onde variables. De plus, les protections par des filtres colorés, absorbants sélectifs en longueurs d'onde, se caractérisent par une largeur importante du pic d'absorption et sont donc fortement colorés, surtout lorsque la longueur d'onde de protection est située dans le visible, ce qui perturbe le sens chromatique de l'utilisateur de la protection. Ce défaut associé à un assombrissement important, lorsque la protection couvre un domaine de longueurs d'onde large du visible, ne permet généralement pas qu'elle soit utilisée telle quelle. Par ailleurs, les protections par des filtres à réjection de bande, à savoir des filtres interférentiels multidiélectriques et/ou holographiques, sont limitées à quelques (trois à sept) longueurs d'onde de protection, puisque, pour un nombre plus élevé, le facteur de transmission photopique ou scotopique du filtre devient trop faible pour qu'une vision confortable soit assurée. La présente invention a pour objet de remedier à ces inconvénients. Elle concerne un dispositif de protection oculaire comportant une monture de lunettes destinée à être portée par un utilisateur et permettant de protéger efficacement les yeux dudit utilisateur contre toute agression lumineuse issue d'une source lumineuse impulsionnelle, quelle que soit sa longueur d'onde ou son intensité, et notamment contre l'agression lumineuse d'un faisceau laser. A cet effet, selon l'invention, ledit dispositif de protection comporte en plus de ladite monture - des moyens d'émission reliés à ladite source lumineuse et émettant des ondes électromagnétiques, à une durée déter minée avant chaque émission d'un faisceau lumineux par ladite source lumineuse - des moyens d'obturation agencés sur ladite monture devant les yeux de l'utilisateur et susceptibles d'obturer la vue de ce dernier - des moyens de détection agencés sur ladite monture et susceptibles de détecter les ondes électromagnétiques émises par lesdits moyens d'émission ; et - des moyens de commande agencés sur ladite monture, reliés auxdits moyens d'obturation et auxdits moyens de détec tion, et commandant lesdits moyens d'obturation de sorte que ces derniers obturent la vue de l'utilisateur à une durée determinée après chaque détection d'ondes électroma gnétiques, émises par lesdits moyens d'émission et détec tees par lesdits moyens de détection, mais avant l'émis- sion du faisceau lumineux correspondant. Ainsi, grâce à l'invention, lors de chaque émission d'un faisceau lumineux par ladite source lumineuse, la vue dudit utilisateur est obturée de sorte que ses yeux sont efficacement protegés. Pour connaître l'instant d'émission d'un faisceau lumineux par ladite source lumineuse, lesdits moyens d'émission sont reliés - dans un premier mode de réalisation, à une sortie de synchronisation de ladite source lumineuse ; et - dans un second mode de réalisation, à une entrée de synchronisation de ladite source lumineuse. Par ailleurs, dans une première variante, lesdits moyens d'obturation comportent un unique obturateur susceptible d'obturer simultanément la vue des deux yeux dudit utilisateur, tandis que, dans une seconde variante, ils comportent deux obturateurs, dont chacun est susceptible d'obturer respectivement la vue d'un oeil dudit utilisateur. En outre, selon l'invention, ledit obturateur peut être - soit un obturateur mécanique - soit un obturateur opto-électronique comportant, par exemple, des cristaux liquides montés entre deux polari seurs, des cristaux acousto-optiques ou un élément d'obtu ration en céramique. Selon une réalisation avantageuse, pour réduire la durée de commutation de l'état fermé (ou obturé) vers l'état ouvert (ou non obture), et inversement, la surface d'obturation susceptible d'être obturée par lesdits moyens d'obturation est divisée en une pluralité de zones élémentaires adjacentes, qui sont commandées individuellement par lesdits moyens de commande. Par ailleurs, le dispositif conforme à l'invention comporte des moyens d'interruption comprenant un élément de détection du port de la monture par ledit utilisateur et commandant la mise hors service desdits moyens de detection, desdits moyens d'obturation et desdits moyens de commande, lorsque la monture n'est pas portée par ledit utilisateur, ce qui permet d'éviter que le dispositif conforme à l'invention reste en service lorsque la monture n'est pas portée par l'utilisateur. De préférence, ledit élément de détection du port de la monture comporte un thermocouple agencé à l'intérieur d'une branche de la monture de manière à venir au contact de la tempe de l'utilisateur lorsque ce dernier porte ladite monture. Par ailleurs, le dispositif de protection conforme à l'invention comporte - des moyens d'identification agencés sur la liaison entre les moyens de détection et les moyens de commande, pour identifier, parmi les ondes électromagnétiques détectées par lesdits moyens de détection, celles émises par les moyens d'émission et pour ne transmettre que ces dernières auxdits moyens de commande, ce qui évite de réaliser une obturation lors de l'émission d'ondes électromagnétiques par d'autres sources lumineuses que lesdits moyens d'émis sion ; et/ou - des oeillères opaques agencées latéralement, de part et d'autre, sur ladite monture, ce qui permet d'obtenir une protection optique contre des faisceaux lumineux émis latéralement vers ledit utilisateur. Les figures du dessin annexé feront bien comprendre comment l'invention peut être réalisée. Sur ces figures1 des références identiques désignent des éléments semblables. La figure 1 montre schématiquement un dispositif de protection conforme à l'invention. La figure 2 illustre un chronogramme de fonctionnement d'un dispositif conforme à l'invention réalisé selon un premier mode de realisation. La figure 3 illustre un chronogramme de fonctionnement d'un dispositif conforme à l'invention réalisé selon un second mode de réalisation. Le dispositif 1 conforme à l'invention et représenté schématiquement sur la figure 1 est destiné à protéger les yeux d'un utilisateur non représenté contre les faisceaux lumineux 2 emis par une source lumineuse impulsionnelle 3, par exemple une source laser. Selon l'invention, ledit dispositif 1 comporte, à cet effet - des moyens d'émission 4 reliés à ladite source lumineuse 3, comme indiqué par une liaison 5 en traits interrompus et explicité ci-dessous, et émettant, au moyen d'une antenne 4A, des ondes électromagnétiques 6, à une durée déterminée avant chaque émission d'un faisceau lumineux 2 par ladite source lumineuse 3 - une monture de lunettes 7 destinée à être portée par ledit utilisateur - des moyens d'obturation 8 précisés ci-dessous, agencés sur ladite monture 7 devant les yeux de l'utilisateur et susceptibles d'obturer la vue de ce dernier ; - des moyens de detection 9 munis d'une antenne, agencés sur ladite monture 7 et susceptibles de detecter les ondes électromagnétiques 6 émises par lesdits moyens d'émission 4 - des moyens de commande 10 agencés sur ladite monture 7, reliés auxdits moyens d'obturation 8 et auxdits moyens de détection 9, et commandant lesdits moyens d'obturation 8 de sorte que ces derniers obturent la vue dudit utilisa teur à une durée déterminée après chaque détection d'ondes électromagnétiques 6, émises par lesdits moyens d'émission 4 et détectées par lesdits moyens de détection 9, mais avant l'émission du faisceau lumineux 2 correspondant ; et - des moyens d'alimentation 11 alimentant en courant élec trique lesdits moyens 8, 9 et 10. Ainsi, comme grâce à l'invention, lors de chaque émission d'un faisceau lumineux 2 par ladite source lumineuse 3, lesdits moyens d'obturation 8 obturent la vue de l'utilisateur, les yeux de ce dernier sont protégés efficacement contre ledit faisceau lumineux 2. Pour améliorer cette protection optique, le dispositif 1 comporte de plus des oeillères opaques 12 agencées latéralement, de part et d'autre, sur la monture 7. Lesdits moyens d'obturation 8 comprennent deux obturateurs 8A et 8B, dont chacun est destiné à obturer la vue d'un oeil dudit utilisateur. Bien entendu, dans un autre mode de réalisation non représenté, lesdits moyens d'obturation 8 peuvent comporter un unique obturateur susceptible d'obturer simultanément la vue des deux yeux dudit utilisateur. Selon l'invention, lesdits obturateurs 8A et 8B peuvent être - soit des obturateurs mécaniques, qui présentent l'avantage de ne permettre aucune transmission optique lorsqu'ils sont fermés, ce qui protège efficacement les yeux de l'utilisateur, quelle que soit l'intensité des faisceaux lumineux 2. Toutefois, les temps d'ouverture et de ferme ture de tels obturateurs mécaniques sont relativement longs (plus de 0,1 ms) - soit des obturateurs opto-électroniques, comportant par exemple des cristaux liquides montés entre deux polari seurs, des cristaux acousto-optiques ou un élément d'obtu ration en céramique. De tels obturateurs opto-électroni ques peuvent être commandés rapidement (en seulement quelques nanosecondes pour certains types d'obturateurs). Toutefois, ils présentent une transmission optique non nulle dans l'état fermé (ou obturé). De préférence, la surface d'obturation des obturateurs 8A et 8B est divisée en une pluralité de zones élémentaires adjacentes Z, qui sont commandées individuellement par lesdits moyens de commande 10, ce qui permet de réduire le temps de commutation desdits obturateurs 8A et 8B, de l'état ouvert à l'état fermé, et inversement. De plus, selon l'invention, le dispositif 1 comporte des moyens d'interruption comprenant un élément de détection du port de la monture 7 par ledit utilisateur et commandant la mise hors service desdits moyens de détection 9, desdits moyens d'obturation 8 et desdits moyens de commande 10, lorsque la monture 7 n'est pas portée par ledit utilisateur. A cet effet, ledit élément de détection du port de la monture 7 comprend un thermocouple 13 agencé à l'intérieur d'une branche 7A de la monture 7 de manière à venir en contact de la tempe de l'utilisateur lorsque ce dernier porte ladite monture 7 et à mesurer alors une température d'environ 360C. Par ailleurs, le dispositif 1 comporte des moyens d'identification d'ondes électromagnétiques 6, intégrés par exemple dans les moyens de commande 10, pour identifier, parmi les ondes électromagnétiques 6 détectées par les moyens de détection 9, celles émises par les moyens d'émission 4, et pour ne transmettre que ces dernières auxdits moyens de commande 10, en vue de leur utilisation pour la commande des obturateurs 8A et 8B. De préférence, lesdits moyens d'identification comprennent des moyens de filtrage non représentés et engendrant par exemple une réponse de type Butterworth de second ordre. Sur les figures 2 et 3, on a représenté deux chronogrammes de fonctionnement du dispositif 1, correspondant respectivement à deux modes de réalisation différents, en ce qui concerne la liaison 5 entre les moyens d'émission 4 et la source lumineuse 3. Plus précisément, pour connaître l'instant d'émission d'un faisceau lumineux 2 par ladite source lumineuse 3, lesdits moyens d'émission 4 sont reliés, dans l'exemple de la figure 2, à une sortie de synchronisation de ladite source lumineuse 3, et dans l'exemple de la figure 3, à une entrée de synchronisation de cette dernière. Sur ces figures 2 et 3, on a représenté l'intensité I de signaux caractéristiques en fonction du temps t, pour une pluralité d'étapes ou d'opérations L1 à L9 qui correspondent respectivement à - la sortie de synchronisation de la source lumineuse 3, pour L1 ; - l'émission d'ondes électromagnétiques 6 par les moyens d'émission 4, pour L2 - la réception des ondes électromagnétiques 6, pour L3 - la commande de la protection optique, c'est-à-dire des obturateurs 8A et 8B, pour L4 - la densité de protection optique obtenue, pour L5 - l'émission du faisceau lumineux impulsionnel 2, pour L6 et - la fin de la protection optique, pour L7 ; ainsi qu'à - l'ordre d'émission du faisceau lumineux impulsionnel, pour L8 (figure 3) ; et - l'entrée de synchronisation de la source lumineuse 3, pour L9 (figure 3). Ces différentes opérations sont séparées par des durées T1 à T10, tel que représenté sur lesdites figures 2 et 3. Dans l'exemple de la figure 2, le retard et le temps de fermeture des obturateurs 8A et 8B doivent être adaptés à la durée T5 (qui est incompressible) entre l'information d'une émission et l'émission du faisceau lumineux 2 correspondant, c'est-à-dire on doit s'assurer que T5 2 T1 + T2 + T3 + T4 De plus, la durée T6 (entre l'obtention de la protection recherchée et la fin de la protection) est définie de sorte que T5 Dans l'exemple de la figure 3, il n'existe plus de problème de durée minimale entre le signal de synchronisation et l'émission du faisceau lumineux 2, puisque la durée T7 (entre l'ordre d'émission et l'entrée de synchronisation) et la durée T8 (entre l'ordre d'émission du faisceau lumineux 2 et l'émission d'ondes électromagnétiques 6) peuvent être ajustées pour que T9 2 T8 + (T2 + T3 + T4), les durées T2, T3 et T4 dépendant des vitesses de commande et de commutation du dispositif 1 et la durée T9 correspondant à la durée entre l'entrée de synchronisation et l'émis- sion du faisceau lumineux 2. De plus, la durée T10 (entre l'obtention de la protection recherchée et la fin de la protection) est définie de sorte que T9 REVENDICATIONS 1. Dispositif de protection des yeux d'un utilisateur contre des faisceaux lumineux (2) émis par une source lumineuse impulsionnelle (3), notamment une source laser, ledit dispositif de protection (1) comportant une monture de lunettes (7) portée par ledit utilisateur, caractérisé en ce qu'il comporte de plus - des moyens d'émission (4) reliés à ladite source lumineuse (3) et émettant des ondes électromagnétiques (6), à une durée déterminée avant chaque émission d'un faisceau lumineux (2) par ladite source lumineuse (3) - des moyens d'obturation (8) agencés sur ladite monture (7) devant les yeux de l'utilisateur et susceptibles d'obturer la vue de ce dernier - des moyens de détection (9) agencés sur ladite monture (7) et susceptibles de détecter les ondes électromagnétiques (6) émises par lesdits moyens d'émission (4) ; et - des moyens de commande (10) agencés sur ladite monture (7), reliés auxdits moyens d'obturation (8) et auxdits moyens de détection (9), et commandant lesdits moyens d'obturation (8) de sorte que ces derniers obturent la vue de l'utilisateur à une durée déterminée après chaque détection d'ondes électromagnétiques (6), émises par lesdits moyens d'émission (4) et détectées par lesdits moyens de détection (9), mais avant l'émission du faisceau lumineux (2) correspondant. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que, pour connaître l'instant d'émission d'un faisceau lumineux (2) par ladite source lumineuse (3), lesdits moyens d'émission (4) sont reliés à une sortie de synchronisation de ladite source lumineuse (3). 3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que, pour connaître l'instant d'émission d'un faisceau lumineux (2) par ladite source lumineuse (3), lesdits moyens d'émission (4) sont reliés à une entre de synchronisation de ladite source lumineuse (3). 4. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que lesdits moyens d'obturation (8) comportent un unique obturateur susceptible d'obturer simultanément la vue des deux yeux dudit utilisateur. 5. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que lesdits moyens d'obturation (8) comportent deux obturateurs (8A, 8B), dont chacun est susceptible d'obturer respectivement la vue d'un oeil dudit utilisateur. 6. Dispositif selon l'une des revendications 4 ou 5, caractérisé en ce que ledit obturateur (8A, 8B) est un obturateur mécanique. 7. Dispositif selon l'une des revendications 4 ou 5, caractérisé en ce que ledit obturateur (8A, 8B) est un obturateur opto-électronique. 8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que ledit obturateur opto-électronique (8A, 8B) comporte des cristaux liquides montés entre deux polariseurs. 9. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que ledit obturateur opto-électronique (8A, 8B) comporte des cristaux acousto-optiques. 10. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que ledit obturateur opto-électronique (8A, 8B) comporte un élément d'obturation en céramique. 11. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, lesdits moyens d'obturation (8) étant susceptibles d'obturer au moins une surface d'obturation située devant les yeux de l'utilisateur, caractérisé en ce que ladite surface d'obturation est divisée en une pluralité de zones élémentaires adjacentes (Z), qui sont commandées individuellement par lesdits moyens de commande (10). 12. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens d'interruption comprenant un élément de détection du port de la monture (7) par ledit utilisateur et commandant la mise hors service desdits moyens de détection (9), desdits moyens d'obturation (8) et desdits moyens de commande (10), lorsque la monture (7) n'est pas portée par ledit utilisateur. 13. Dispositif selon la revendication 12, caractérisé en ce que ledit élément de détection du port de la monture (7) comporte un thermocouple (13) agence à l'intérieur d'une branche (7A) de la monture (7) de manière à venir au contact de la tempe de l'utilisateur lorsque ce dernier porte ladite monture (7). 14. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens d'identification d'ondes électromagnétiques (6) agencés sur la liaison entre les moyens de détection (9) et les moyens de commande (10), pour identifier, parmi les ondes électromagnétiques (6) détectées par lesdits moyens de détection (9), celles émises par les moyens d'émission (4), et pour ne transmettre que ces dernières auxdits moyens de commande (10). 15. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte des oeillères opaques (12) agencées lateralement, de part et d'autre, sur ladite monture (7).