Brevet FR2763676A1 — publié le 19981127

La présente invention concerne un dispositif de positionnement à laser créant un faisceau de repère servant à positionner un sujet ou un objet dans le domaine médical ou industriel. I1 est nécessaire, dans l'industrie ou dans le domaine médical, de repérer des sujets (objets ou personnes) pour effectuer des opérations ou des traitements. Dans le domaine médical on utilise de tels dispositifs de positionnement pour générer un repère lumineux dans l'espace servant à positionner ou à repositionner des patients par rapport à différents appareils de thérapie. Ces dispositifs de positionnement sont montés de manière fixe dans une salle de radiothérapie. De manière générale, grâce à la définition d'une très grande finesse que procurent ces dispositifs de positionnement ils assurent un niveau de sécurité important pour les interventions médicales par amélioration du repérage des zones ou points à traiter. Les mêmes avantages existent dans le domaine industriel. Initialement, on utilisait des dispositifs de positionnement à lumière blanche, comportant des jeux de fentes placés dans le trajet des faisceaux lumineux. Toutefois, ces dispositifs ne permettaient pas un positionnement d'une grande résolution. Pour améliorer la résolution on a utilisé des lasers hélium-néon émettant de la lumière rouge. Mais ces systèmes sont très encombrants. Une troisième évolution des dispositifs de repérage à consisté à utiliser une diode laser émettant dans le rouge. (Longueurs d'onde de 632,8 nm et 670 nm). Ces dispositifs ont l'avantage d'une excellente précision. Malheureusement leur lisibilité est très réduite car le rayonnement rouge est très facilement absorbé par des surfaces sombres, par exemple une peau sombre. De ce fait, les repères sont peu visibles pour l'observateur. La seule solution consisterait à augmenter la puissance des faisceaux. Cette puissance est obligatoirement limitée pour ne pas mettre en danger les praticiens utilisant de telles installations. Actuellement, cette limite de puissance est fixée à 1 mW. Or, une telle puissance n'est pas suffisante pour permettre un positionnement avec un faisceau nettement visible. La présente invention a pour but de remédier à ces inconvénients et se propose de créer un dispositif de positionnement à laser comprenant un cristal laser infrarouge doublé, permettant d'assurer un positionnement ou un repérage très précis sans dépasser les puissances d'émission autorisées. A cet effet, l'invention concerne un dispositif de positionnement à laser, caractérisé en ce qu'il comprend A un moyen de support et d'orientation relié à une partie fixe (mur, cloison, plafond), B un ensemble optique monté pivotant sur le moyen de support et d'orientation et comprenant une source laser formée d'un cristal laser infrarouge et d'un doubleur de fréquence pour émettre une lumière verte, et en sortie de la source laser, un moyen de renvoi du faisceau et un groupe de deux miroirs montés en série dans le faisceau, le premier miroir étant semi-transparent et chaque miroir de ce groupe étant suivi chacun d'un système optique étalant les faisceaux suivant deux éventails perpendiculaires et des moyens de réglage pour régler l'orientation des faisceaux sortant de l'ensemble optique. Le dispositif de positionnement permet un repérage précis même dans de mauvaises conditions de visibilité sans utiliser de faisceau de puissance importante avec des moyens simples à réaliser et à mettre en oeuvre. Le dispositif est d'un encombrement très réduit grâce à sa source de lumière particulièrement efficace. Cette réduction d'encombrement se traduit par une réduction très importante des moyens mécaniques de réglage et de positionnement proprement dits des faisceaux. Suivant d'autres caractéristiques avantageuses de l'invention - le moyen de support et d'orientation est formé d'une plaque reliée solidairement à la partie fixe portant une console formée d'une patte fixée de manière réglable à la plaque et d'une embase portant elle-même l'ensemble optique, orienta ble autour d'un axe. - les systèmes optiques étalant les faisceaux sont deux len tilles cylindriques réglables. - l'ensemble optique est monté dans une tourelle formée d'une embase portant un châssis recevant de manière réglable les différents miroirs de renvoi et les moyens d'orientation des faisceaux optiques, en sortie de la source laser, l'ensemble étant couvert d'un capot muni d'une fenêtre. La présente invention sera décrite plus en détail à l'aide d'un exemple de réalisation représenté dans les dessins annexés dans lesquels - la figure 1 est une vue en perspective d'un dispositif de positionnement à laser solide selon l'invention, - la figure 2 est une vue en coupe axiale verticale du dispositif de positionnement selon la figure 1, - la figure 3 est une vue de détail de la source laser. Selon les figures 1 et 2, le dispositif de positionnement à laser, solide, comprend un moyen de support et d'orientation portant un ensemble optique lui-même orientable et réglable. Le moyen de support et d'orientation se compose d'une plaque de fixation 1 reliée solidairement à une partie fixe 2, par exemple un bâtiment (mur, plafond, colonne) portant une console réglable 3 dans son orientation. Cette console 3 se compose d'une patte 31 montée sur la plaque 1 par des moyens de fixation et de réglage et d'un socle 32 portant l'ensemble optique. La console 2 se règle par rapport à la plaque 1, suivant deux directions, par des liaisons à trous oblongs 311, 312 de la patte 31 coopérant avec des bossages (non représentés) appartenant à la plaque 1. Le blocage, une fois l'orientation réalisée, se fait par des vis 313, 314. Cet ensemble optique est intégré dans une tourelle 4 montée de manière pivotante autour d'un axe ZZ dans le socle 32 ; la rotation se commande et/ou se bloque à l'aide d'une vis 33 prévue dans le socle. La tourelle 4 est formée d'une base 41 munie d'un châssis formé de deux flasques 42 reliés par des entretoises 43 et portant l'ensemble optique : la source laser 50, les miroirs de renvoi 51, 52, 53, 54 et les moyens de réglage. Au-delà de la fenêtre de sortie de la source laser 50, le chemin optique comprend un premier miroir de renvoi 51 qui renvoie le faisceau émis sur un second miroir de renvoi 52. Le faisceau 52 attaque un ensemble de deux miroirs 53, 54 dont le premier est semi-transparent ; il renvoie une partie 55 du faisceau et transmet l'autre partie 56. Le second miroir 54 renvoie un faisceau 56. En aval des miroirs 53, 54 les faisceaux 55, 56 traversent des systèmes optiques 57, 58 qui étalent chaque faisceau pour former un éventail lumineux de préférence suivant une surface plane. Il s'agit par exemple de lentilles cylindriques dont les axes sont perpendiculaires. Ces deux surfaces planes sont perpendiculaires pour former un croisillon sur le point de positionnement. La figure 3 montre de manière plus détaillée la source laser 50 comprenant, dans une enveloppe 501, une diode laser 502 émettant dans le domaine infrarouge, et dont le faisceau est focalisé par une lentille 503 pour attaquer un cristal YAG 504 dont l'entrée est munie d'un miroir dichroïque 505 et la sortie d'un miroir de sortie 506. En aval du cristal 504 il y a un doubleur de fréquence intercavitaire 507 qui transforme la lumière infrarouge en lumière verte visible. Enfin, en aval du miroir de sortie 506 un objectif de focalisation 508 dirige le faisceau vers la fenêtre de sortie 509. L'ensemble optique est couvert par un capot 43 muni d'une fenêtre 44 pour la sortie des faisceaux 55, 56. L'ensemble optique est monté à rotation par l'embase 22. Le positionnement et le réglage des faisceaux 55, 56 se fait par les miroirs 52, 53, à l'aide des vis de réglage 521, 522, 523 apparaissant sur le côté du châssis 31 (figure 1). REVENDICATIONS 1") Dispositif de positionnement à laser créant un faisceau de repère servant à positionner un sujet ou un objet dans le domaine médical ou industriel, caractérisé en ce qu'il comprend A- un moyen de support et d'orientation (1, 3) relié à une partie fixe (2) (mur, cloison, plafond), B- un ensemble optique monté pivotant sur le moyen de support et d'orientation (1, 3) et comprenant une source laser (50) formée d'un cristal laser infrarouge et d'un doubleur de fréquence (507) pour émettre une lumière verte, et en sortie de la source laser (50), un moyen de renvoi du faisceau (51, 52) et un groupe de deux miroirs (53, 54) montés en série dans le faisceau, le premier miroir (53) étant semi-transparent et chaque miroir (53, 54) de ce groupe étant suivi chacun d'un système optique (57, 58) étalant les faisceaux suivant deux éventails perpendicu laires et des moyens de réglage pour régler l'orientation des faisceaux sortant de l'ensemble optique (50). 20) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen de support et d'orientation (1, 3) est formé d'une plaque (1) reliée solidairement à la partie fixe (2) portant une console (3) formée d'une patte (31) fixée de manière réglable à la plaque (1) et d'une embase (32) portant elle-même l'ensemble optique (50), orientable autour d'un axe (ZZ). 30) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les systèmes optiques (57, 58) étalant les faisceaux sont deux lentilles cylindriques réglables. 40) Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'ensemble optique (50) est monté dans une tourelle (4) formée d'une embase (41) portant un châssis (42) recevant de manière réglable les différents miroirs de renvoi et les moyens d'orientation des faisceaux optiques, en sortie de la source laser (50), l'ensemble étant couvert d'un capot (43) muni d'une fenêtre (44).