Brevet FR2809950A1 — publié le 20011214

La présente invention concerne le domaine de l'optique et plus particulièrement un dispositif pour transporter une image en lumière cohérente, jusque sur la rétine d'un patient. Dans les cas de dégénérescence rétinienne, provoquee principalement par la rupture de capillaires sanguins dans le fond de l'oeil, ou les cas de cataracte, produite par opacité du cristallin ou de ses membranes, le patient peut souffrir d'une cécité partielle totale. A l'aide ophtalmoscope à modulation optique tel que celui décrit dans le brevet français B-2 773 701 du même titulaire, il est possible d'examiner la rétine d'un patient repérant les zones saines et leur acuité visuelle. Un faisceau de lumière cohérente visible, après avoir été modulé puis dévié horizontalement et verticalement, forme une image qui est projetée sur la rétine en même temps faisceau de lumière cohérente intrarouge permettant d'observer simultanément le fond l'oeil. Après avoir ainsi déterminé les zones encore saines de rétine l'objectif est maintenant de proposer au patient un moyen d'utiliser ces zones pour voir des objets, ou pour lire. La demande de brevet EP-A-0 562 742, abandonnée, décrit un dispositif permettant balayer directement sur la rétine, un faisceau de lumière laser modulée avec des informations vidéo. Le scanner est fixé sur une branche de lunette, à proximité de l'oeil, et balaye le faisceau sur la rétine après réflexion sur le verre de lunette. Un tel montage impose que le système de balayage soit disposé à proximité de l'oeil, la source laser pouvant être distante du scanner. Cependant, même si le scanner est constitué deux cristaux acousto-optiques, son encombrement est gênant pour le patient et inesthétique car il est plus large que la branche de lunette sur laquelle il est fixé. but de la présente invention est de pallier ces inconvénients en proposant un dispositif qui permette d'éloigner le scanner du visage et de la tête du patient, de le placer exemple, dans une poche de ses vêtements. Ce but est donc de proposer un dispositif permettant de former l'image en dehors de la rétine et de la transporter jusqu'à celle-ci. Ce but est atteint selon l'invention avec un dispositif de transport d'image en lumière cohérente pour la projection sur la rétine comportant - une source laser émettant un faisceau de lumière cohérente visible - un système de balayage (par exemple deux cristaux acousto-optiques ou un scanner) pour dévier le faisceau horizontalement et verticalement selon des informations reçues d'une mémoire ou d'une caméra CCD pour former une image, ce dispositif étant caractérisé en ce qu'il comporte également -- un câble de fibres optiques ordonnées servant à transporter image formée jusqu'à proximité de l'oeil, - deux lentilles, l'une disposée en amont dudit câble pour focaliser l'image sur une extrémité des fibres optiques et l'autre disposée en aval dudit câble pour reformer un faisceau de rayons parallèles à l'autre extrémité des fibres optiques, - et au moins un miroir réfléchissant ou un prisme pour diriger le faisceau de rayons parallèles directement sur la rétine. a été déterminé, de manière surprenante, que le câble constitué grand nombre fibres optiques ordonnées permet de véhiculer l'image formée manière inchangée de son extrémité à l'autre (entrée et sortie des fibres), ceci uniquement lorsque l'image est focalisée à l'entrée desdites fibres. La section d'entrée de chaque fibre semble alors correspondre à une fraction (point ou pixel) de l'image qu'elle véhicule. Les fibres optiques utilisées peuvent être de type monomode ou multimode. Elles peuvent être en verre (silice) ou en un matériau minéral de synthèse ou bien en un matériau organique tel que le polycarbonate, ou le polyméthacrylate (par exemple en PMMA : polvméthacrylate de méthyle). Ledit câble peut sans difficulté être fixé sur, ou incorporé à une branche de lunettes. Ainsi le système de balayage peut être avantageusement place dans un vêtement du patient, par exemple dans une poche. manière préférée, la source laser est une diode laser, de faible encombrement, qui avantageusement un faisceau de lumière visible rouge, par exemple de longueur d'onde voisine de 633 nm. Ce faisceau de lumière visible est modulé et dévié horizontalement et verticalement par les deux cristaux acousto-optiques ou par un scanner, et l'image modulée et formée après le passage de ces cristaux est constituée de l'image soit d'un ou plusieurs optotypes, ou lettres, mis en mémoire dans l'unité de commande desdits cristaux, soit reproduisant l'image numérisée provenant d'une caméra video. Cette caméra peut par exemple, si elle est de taille très réduite, être placée à proximité de l'avant visage du sujet et capter l'image que ce dernier devrait voir s'il était pas affecté dégénérescence rétinienne ou de cataracte. L'image véhiculée par le câble de fibres optiques ordonnées ensuite dirigée vers et projetée sur la rétine du patient, à l'aide d'au moins un miroir refléchissant ou un prisme. Par ailleurs, on sait régler sans difficulté et contrôler la puissance d'émission de la source laser. Par contre, la puissance à la sortie du faisceau est inconnue. Or ce faisceau peut être dangereux pour le patient. De plus, lors d'un montage tel que celui proposé la demande EP-A-0 562 742, le faisceau est globalement réduit de l'ordre du centimetre à quelques micromètres ; sa puissance est donc globalement concentrée, et l'on peut craindre qu'elle soit trop intense pour l'oeil du sujet, et même dans les cas extrêmes 'elle puisse endommager sa rétine, la brûler en certains points... II peut donc être particulièrement avantageux, dans le dispositif selon la présente invention, de former l'image et de la transporter jusqu'à la rétine sans dommage pour cette derniere, notamment sans la brûler, donc par conséquent de ne transmettre un faisceau puissance qu'inférieur à environ 1 pWatt par point qui est la valeur de puissance ,écurité actuellement admise pour l'oeil. conséquent, de manière avantageuse, dans le trajet optique de l'image formée savoir après le système de balayage), de préférence en amont dudit câble, c'est-à-dire en tous cas avant d'atteindre la rétine du patient, le faisceau vecteur de l'image est divisé. grâce à une lame dichroique, en deux fractions, première fraction étant réfléchie en direction d'un détecteur et d'un coupe-circuit, et seconde fraction le traversant en direction du câble. Ce détecteur est un dispositif de contrôle (visuel, sonore ou tactile) qui permet de vérifier présence ou non d'émission de lumière par la diode laser. Un exemple préféré est un capteur CCD relié à un voltmètre. Il peut être associé à un coupe-circuit, a pour fonction d'interrompre l'émission si l'intensité lumineuse est supérieure à valeur seuil, par exemple pour des raisons de sécurité (danger pour l' ..). D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortent de la description qui va suivre se rapportant à une forme de réalisation donnée à titre d'exemple non limitatif et représentée sur les dessins ci-joints dans lesquels - la figure 1 présente le trajet optique du faisceau de projection d'une image sur la rétine selon une première variante du dispositif selon l'invention ; - la figure 1 a montre un grossissement de l'entrée du câble optique - la figure 2 présente le trajet optique selon une seconde variante du dispositif selon l'invention ; - la figure 3 présente un exemple du positionnement du dispositif selon invention sur une branche de lunettes. Comme schématisé sur les figures 1 et 2, le dispositif selon l'invention comporte source de lumière cohérente visible, qui est une diode laser collimatée 1 reliée à une alimentation électrique 2 (de préférence batteries). Cette diode 1 un faisceau laser 3 d'une intensité optique de l'ordre du milliwatt et d'une divergence inférieure à 0 mrad. Cette diode laser présente l'avantage d'être d'un encombrement très réduit et consommer peu d'énergie. La lumière émise 3, par exemple de longueur d'onde nm va être utilisée pour former des images sur la rétine 20 du sujet. Une unité de commande 10 gère le fonctionnement de deux cristaux déflecteurs acousto-optiques 11, 12 pilotés respectivement par deux générateurs radiofréquence (RF) 13 et 14. Ces deux cristaux acousto-optiques, de taille réduite, vont à la fois dévier le faisceau laser rouge et moduler son intensité optique en fonction des informations reçues d' mémoire (par exemple optotype) ou provenant d'une caméra CCD (non représentées). Selon l'exemple représenté à la figure la des optotypes numérisés représentant des lettres peuvent être mis en mémoire. exemple, chaque lettre peut être formée par la juxtaposition de points (300 x points) correspondant au passage ou non du spot du faisceau laser 3. Dans ce cas, la modulation du premier cristal acousto-optique 11 est une commande tout rien du passage dudit faisceau 3. Simultanément, ce premier cristal acousto-optique 11 dévie aussi le faisceau laser rouge 3 horizontalement, en un faisceau 4 en réponse à une onde acoustique. second cristal acousto-optique 12 dévie à son tour verticalement le faisceau 4 qui a déja subi la déviation horizontale. La synchronisation des déviations horizontale et verticale, ainsi que modulation (ici tout ou rien ) du faisceau laser permettent d'obtenir l'image l'optotype, ' va ensuite être envoyée sur la rétine 20. Un aphragme circulaire 5 situé en sortie des cristaux acousto-optiques 11, 2 permet de récupérer que les faisceaux 6 d'ordre 1, c'est-à-dire qu'il arrête faisceaux ordre 0 quand la déflexion n'a pas lieu. L'utilisation de cristaux acousto-optiques pour la modulation et la déflexion simultanées permet un balayage rapide et précis du faisceau laser pour former l'image de l'optotype. De plus, ces dispositifs répondent avec une grande fidélité aux commandes électroniques. Un autre avantage lié à leur utilisation est l'absence de pièces mécaniques à aligner ou à entretenir, et leur très faible encombrement. jeu de lentilles 7 et 8 est disposé dans le trajet optique de façon ' focaliser l'image, modulée et formée par les cristaux acousto-optiques, au niveau d'un câble 9 de fibres optiques. (Voir l'image d'un A sur la section agrandie en figure L'angle d'entrée rayons du faisceau doit être inférieur à la valeur k angle de réfraction limite (non respecté sur les schémas illustratifs des figures 1, la et 2). Ce câble 9 de 3 mm de diamètre environ est constitué de 14 000 fibres optiques monomodes en verre de 4 pm de diamètre chacune. Les fibres sont ordonnées dans le câble. On a ainsi constaté, en lumière cohérente, que l'image entrant dans le cable 9a de fibres optiques semble translatée, puisqu'elle parvient inchangée à l'autre extrémité 9b. image est ensuite projetée sur la rétine 20 du sujet après avoir traversé une lentille 1 destinée à rendre le faisceau parallèle. Selon une variante du dispositif selon l'invention, présentée à la figure 2, une lame dichroïque 15 est disposée dans le trajet optique entre les deux lames 7 et 8 : elle envoie une fraction du faisceau laser rouge vers un détecteur 16 (ici un photomètre) et laisse passer l'autre fraction en direction de la rétine 20. Ce photomètre est relié à un coupe-circuit en cas de surtension. De manière préférée le photomètre possède une alimentation électrique indépendante du circuit (piles par exemple). Avec le dispositif de transport d'image selon l'invention présenté dans l'exemple ci-dessus, l'oeil reçoit une puissance de l'ordre de 2 picoWatt point (ou pixel), valeur très inférieure à la puissance de sécurité admise pour l' est de 1 pWatt point. Enfin, la figure 3 montre comment le dispositif selon l'invention peut s'adapter à des lunettes en incorporant le câble optique 9 dans une des branches 21. La diode laser, les cristaux acousto-optiques (11, 12) et leur alimentation électrique (10) peuvent alors être placés à distance du visage du sujet, par exemple dans un boîtier 8) fixé sur ou placé , une poche de son vêtement tel un balladeur utilisé pour ecouter de la musique. ensemble optique (19) (à savoir prisme(s) et/ou miroir(s)) judicieusement placé au niveau de la fixation de la branche de lunette 21 permet de diriger sur la rétine l'image agrandie (par la lentille (17)) sortant du câble 9 de fibres optiques. L'exemple présenté ci-dessus est décrit en utilisant une diode émettant une lumière rouge, mais le principe et le fonctionnement sont identiques pour toute diode émettant une lumière dans le spectre visible (exemple bleue, verte, etc.). REVENDICATIONS 1. Dispositif de transport d'image en lumière cohérente pour la projection sur la rétine (20) comportant - source laser (1) émettant un faisceau de lumiere cohérente visible, - système de balayage (11, 12) pour dévier le faisceau horizontalement et verticalement selon des informations reçues d'une mémoire ou d'une caméra CCD pour former une image, caractérisé en ce qu'il comporte également - un câble (9) de fibres optiques ordonnées servant à transporter l'image formée jusqu'à proximité de l'oeil, - deux lentilles, l'une (8) disposée en amont dudit câble pour focaliser l'image sur une extrémité (9a) des fibres optiques et l'autre (17) disposée aval dudit câble pour reformer un faisceau de rayons parallèles à autre extrémité des fibres optiques, - au moins un miroir réfléchissant ou un prisme (19) pour diriger le faisceau de rayons parallèles directement sur la retire (20). 2. Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce 'une lame dichroïque (15) est disposée dans le trajet optique de l'image formée, en amont du câble (9), de manière à réfléchir une première fraction du faisceau lumineux en direction d'un détecteur (16) et d'un coupe-circuit et en laisser passer une seconde fraction en la dirigeant vers le câble (9). 3. Dispositif selon l'une des revendications 1 ou 2 caractérisé en ce que le câble (9) est constitué de fibres optiques en verre, ou en matériau minéral de synthèse. Dispositif selon l'une des revendications 1 ou 2 caractérisé en ce le câble est constitué de fibres optiques en matériau organique. _ Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caracterisé en ce que la source laser (1) est une diode laser émettant un faisceau de lumière visible rouge. 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il est placé sur ou incorporé à une branche (21) de lunettes.