FR3134705A1 - Lentille de contact instrumentée et dispositif associé pour la mesure de l'erreur réfractive et/ou de l’accommodation. - Google Patents

Abstract

Lentille de contact instrumentée et dispositif associé pour la mesure de l'erreur réfractive et/ou de l’accommodation. L’invention concerne une lentille de contact (1) destinée à être portée par un œil de l’individu, pour la mesure d’erreur réfractive et/ou de l’accommodation de l’œil, comprenant : - une membrane (10) adaptée pour recouvrir de manière transparente la pupille et pour recouvrir l’iris de l’œil et de préférence au moins partiellement la scléra; - au moins une source d’illumination (11, 12) encapsulée dans la membrane, la(les) source(s) d’illumination étant adaptée(s) pour émettre deux cônes ou faisceaux lumineux (F1, F2) dont la divergence est contrôlée par rapport à l’axe de la lentille, un des deux faisceaux étant destiné à être dirigé vers l’intérieur de la membrane en direction du cristallin et/ou la rétine de l’œil de sorte à créer un point source sur cette dernière, tandis que l’autre des deux faisceaux est destiné à être dirigé vers l’extérieur de la membrane dans une direction à l’opposé de l'œil. Figure pour l’abrégé : Fig. 1

Description

Lentille de contact instrumentée et dispositif associé pour la mesure de l'erreur réfractive et/ou de l’accommodation.

La présente invention concerne une lentille de contact instrumentée et également un auto-réfractomètre associé.

La lentille selon l’invention peut être un système complètement autonome et embarqué sur au moins un œil d’un individu.

L’invention vise en particulier à mesurer de manière automatique l’erreur réfractive d’un individu.

Un auto-réfractomètre est un dispositif permettant de mesurer de manière non invasive et objectivement la correction de la vision, aussi appelée erreur réfractive, dont un patient a besoin. Cette mesure est en général utilisée comme point de départ pour la prescription de lunettes ou de lentilles de contact.

On peut classer en deux grandes catégories les existants : les auto-réfractomètres conventionnels et les aberromètres.

Les premiers nommés permettent seulement de mesurer les aberrations d’ordres inférieurs (sphère, cylindre et axe) alors que les aberromètres mesurent les ordres dites à bas degré et d’ordres élevés (aberration sphérique, coma, trefoil, etc).

Une deuxième différence est que les auto-réfractomètres conventionnels mesurent la puissance de l'œil généralement sur une région de la pupille, qui est petite et centrale, comparée à celle mesurée par les aberromètres.

Les auto-réfractomètres utilisent en général une source infrarouge dirigée vers la rétine. La mesure de l'erreur réfractive est basée sur une ou plusieurs mesures de la lumière réfléchie par la rétine. Par exemple, si la source émet un cône lumineux, l'auto-réfractomètre peut déterminer quand l'œil d'un patient focalise correctement la lumière en fonction de la taille et la forme de l'anneau sur la rétine. L'instrument modifie la vergence jusqu'à ce que l'image soit nette. Le processus est répété dans au moins trois méridiens de l'œil et l'auto-réfractomètre calcule la réfraction de l'œil, de la sphère, du cylindre et de l'axe. La mesure peut être aussi basée sur une optimisation de contraste, ou le principe dit de Scheiner, la déviation d'un faisceau, etc.

Dans le cas d'un aberromètre, un point source est formé sur la rétine, et le front d'onde réfléchi est analysé par un analyseur, le plus souvent de type Shack-Hartman (acronyme anglo-saxon SHWFS pour « Shack-Hartmann Wave Front Sensor »).

Les instruments formés par les auto-réfractomètres conventionnels intègrent, la plupart du temps, une mentonnière et toujours une mire de fixation.

Dans un certain nombre de cas, il serait souhaitable que cette mesure se fasse automatiquement sans que cela soit réalisé par un professionnel de la santé visuel, tel qu’un ophtalmologue. Par exemple, le port de lunettes pouvant gêner l'utilisation de nombreux équipements modernes (lunette de visée, microscope, lunette de réalité augmentée, casque de réalité virtuelle, etc.). Une mesure automatique de l’erreur réfractive permettrait de la corriger automatiquement sans être contraint par les équipements modernes, par exemple lorsque l’utilisateur porte à ses yeux une lunette de visée, utilise un ’objectif de microscope, etc. Cela permettrait également d’envisager la mesure de l’erreur réfractive comme un test ambulatoire.

Ainsi, si un de ces équipements intégrait un auto-réfractomètre, son optique pourrait être automatiquement ajustée à la vue de chaque individu, lui permettant ainsi d'avoir une image parfaite sans que ledit individu soit obligé de porter des lunettes correctrices.

Une difficulté de cette intégration est que la qualité de la mesure dépend d'une bonne maîtrise de l'alignement de l'axe visuel de l’individu avec l'auto-réfractomètre limitant sa mobilité.

Il existe donc un besoin d’améliorer encore les auto-réfractomètres existants, notamment afin de permettre leur intégration avec dans un équipement moderne (lunette de visée, microscope, lunette de réalité augmentée, casque de réalité virtuelle, etc.), tout en s’assurant d’une bonne maîtrise de l’alignement de l’axe visuel avec un individu portant l’équipement et ce sans que cela ne gêne la mobilité de ce dernier, et de préférence dans un usage éventuellement ambulatoire.

Le but de l’invention est de répondre au moins partiellement à ce besoin.

Pour ce faire, l’invention a pour objet une lentille de contact destinée à être portée par un œil de l’individu, pour la mesure d’erreur réfractive et/ou de l’accommodation de l’œil, comprenant :

- une membrane adaptée pour recouvrir de manière transparente la pupille et pour recouvrir l’iris de l’œil et de préférence au moins partiellement la scléra;

- au moins une source d’illumination encapsulée dans la membrane, la(les) source(s) d’illumination étant adaptée(s) pour émettre deux cônes ou faisceaux lumineux dont la divergence est contrôlée par rapport à l’axe de la lentille, un des deux faisceaux étant destiné à être dirigé vers l’intérieur de la membrane en direction du cristallin et/ou la rétine de l’oeil de sorte à créer un point source sur cette dernière, tandis que l’autre des deux faisceaux est destiné à être dirigé vers l’extérieur de la membrane dans une direction à l’opposé de l'œil.

Selon un mode de réalisation avantageux, la lentille de contact comprend au moins deux sources d’illumination distinctes dont une pour émettre le faisceau destiné à être dirigé vers l’intérieur de la membrane en direction du cristallin et/ou la rétine de l’oeil et l’autre pour émettre le faisceau destiné à être dirigé vers l’extérieur de la membrane dans une direction à l’opposé de l'œil.

Selon un autre mode de réalisation avantageux, la lentille de contact comprend au moins un élément de diffraction optique, encapsulé dans la membrane et configuré pour recevoir le faisceau lumineux émis par la(les) source(s) d’illumination dirigé vers l’intérieur de la membrane et pour diffracter ledit faisceau en direction du cristallin et/ou de la rétine de l’œil et créer au moins au moins deux points sources distincts sur la rétine de sorte à réaliser une interférence entre les faisceaux réfléchis par la rétine.

Selon un autre mode de réalisation avantageux, la lentille de contact comprend au moins un autre élément de diffraction optique, encapsulé dans la membrane et configuré pour recevoir le faisceau lumineux émis par la(les) source(s) d’illumination dirigé vers l’extérieur de la membrane et pour collimater ledit faisceau ou projeter une cible ou une mire, telle qu’une grille de sorte à permettre le calcul de l’orientation du regard, comme des cyclo-torsions, ou l’adressage d’un ou plusieurs détecteurs agencés en périphérie de l’œil.

De préférence, les sources d’illumination émettent dans l’infra-rouge.

Selon une variante avantageuse, la(les) source(s) d’illumination est(sont) une(des) diode(s) électroluminescente(s) (DEL) ou un(des) laser(s) à cavité verticale à émission par la surface (VCSEL) ou une(des) diode(s) laser(s) à émission par la tranche. Selon cette variante, la(les) diode(s) DEL ou VCSEL est(sont) avantageusement munie(s) d’une optique de mise en forme de son(leur) faisceau.

Selon un mode de réalisation avantageux, la lentille de contact comprend :

- au moins une interface de collecte et d’alimentation en énergie électrique des sources d’illumination, depuis l’extérieur de la lentille;

- au moins un circuit électronique adapté pour activer les sources à partir de l’interface.

Selon ce mode et une variante de réalisation avantageuse, la lentille de contact comprend une batterie encapsulée dans la membrane et reliée à l’interface, la batterie étant adaptée pour être rechargée depuis l’interface et pour alimenter électriquement les sources d’illumination et/ou les fonctions optoélectroniques associées aux sources d’illumination, le circuit électronique étant adapté pour activer les sources à partir de la batterie.

Selon une variante de réalisation avantageuse, l’interface comprend une antenne adaptée pour le transfert d’énergie par induction électromagnétique, et un redresseur relié à l’antenne pour transférer tout ou partie de l’énergie reçue par l’antenne aux sources, et le cas échéant à la batterie et/ou aux autres fonctions optoélectroniques encapsulées dans la membrane. Le transfert d’énergie à distance par induction, notamment en vue d’une recharge de la batterie, est avantageux car il peut se faire aisément et rapidement sans connexion externe, au moyen d’une antenne intégrée dans le support (monture de lunettes, casque à réalité augmentée) que l’on va utiliser pour la détection des faisceaux des sources d’illumination.

De préférence, le redresseur est adapté pour transférer tout ou partie de l’énergie reçue par induction directement aux sources d’illumination.

Selon une variante avantageuse, l’antenne peut être adaptée pour la transmission de données sans fil, notamment par radiofréquences (RF).

Avantageusement, au moins une des deux sources d’illumination est mise en œuvre en tant que partie d’un système de communication.

Avantageusement, la batterie est un accumulateur déformable, encapsulé dans la membrane. Il peut s’agir d’un accumulateur décrit et revendiqué dans la demande de brevet WO2018/167393 A1. Un tel accumulateur a pour avantage d’être de dimensions très réduites, typiquement d’une surface de l’ordre de 0,75cm². Cette batterie souple a également pour caractéristiques avantageuses d’être étirable et autoréparable de façon à être intégrée au mieux dans la lentille de contact et, de pouvoir assurer une autonomie suffisante pour le fonctionnement des sources d’illumination.

La lentille de contact est de préférence une lentille sclérale rigide ou hybride (semi-rigide). Une lentille sclérale présente l’avantage d’être plus stable sur l’œil qu’une lentille de contact classique, ce qui est avantageux pour un tel dispositif embarqué sur l’œil. Une lentille sclérale offre une surface utile plus grande.

L’invention a également pour objet un auto-réfractomètre comprenant :

- au moins une lentille de contact telle que décrite précédemment;

- un support, destiné à être positionné de manière fixe par rapport au visage de l’individu;

- au moins un détecteur, solidaire du support, le(s) détecteur(s) étant adapté(s) pour détecter la position du faisceau d’illumination de la lentille de contact dirigé vers l’extérieur de sorte à en extraire l’angle de déviation par rapport à la normale du regard ;

- au moins un capteur, de préférence un capteur quadratique, solidaire du support, formant une partie d’un réfractomètre adapté(s) pour repérer le front d’onde du faisceau réfléchi par la rétine et/ou le cristallin et réfracté par l’œil de sorte à mesurer l’erreur réfractive de l’œil en prenant en compte l’angle de déviation mesurer par le détecteur.

La lentille de contact est donc couplée à au moins un détecteur de préférence un détecteur sensible à position (PSD acronyme anglo-saxon pour « Position Sensitive Detector) disposé en face de l’œil, ce qui permet l’extraction de l’angle de déviation par rapport à la normale du regard et au moins un autre détecteur qui est une partie d’un réfractomètre. En lieu et place d’un PSD, on peut très bien utiliser une caméra. La mise en œuvre d’un PSD a pour avantage d’être plus simple, moins coûteuse et plus précise.

Selon un premier mode de réalisation avantageux, le réfractomètre est adapté pour fonctionner en tant qu’interféromètre adapté pour mesurer une interférence entre au moins un faisceau réfléchi par la rétine et réfracté par l’œil et un autre faisceau d’illumination réfléchi par la rétine.

Selon ce premier mode, plusieurs variantes avantageuses peuvent être envisagées, notamment :

- la lentille comprend un laser VCSEL en tant que source d’illumination, l’interféromètre étant adapté pour mesurer l'interférométrie à rétro-injection laser entre le faisceau à l’intérieur de la cavité du VCSEL et un faisceau réfléchi par la rétine et réfracté par l’œil ;

- la lentille comprenant un laser VCSEL en tant que source d’illumination et un élément de diffraction optique, l’interféromètre étant adapté pour mesurer l’interférence entre au moins deux faisceaux diffractés par l’élément de diffraction optique à partir d’un même faisceau émis par le laser VCSEL, réfléchis par la rétine et réfractés par l’œil ;

- la lentille comprenant un laser VCSEL en tant que source d’illumination et un élément de diffraction optique, l’interféromètre étant adapté pour mesurer l’interférence entre au moins deux faisceaux, diffracté par l’élément de diffraction optique à partir d’un même faisceau émis par le laser VCSEL, l’un étant réfléchi par la rétine et réfracté par l’œil et l’autre étant réfléchi par le cristallin et réfracté par l’oeil.

Selon un deuxième mode de réalisation, l’auto-réfractomètre comprend, en tant que partie du réfractomètre, une pluralité de détecteurs, solidaires du support et agencés pour être répartis autour de l’œil, la lentille comprenant une pluralité de lasers VCSEL en tant que source d’illumination et une pluralité d’éléments de diffraction optique associés chacun à un des lasers VCSEL, ou un seul laser VCSEL combiné à au moins un composant optique générant plusieurs faisceaux lumineux dirigés vers lesdits détecteurs, le réfractomètre étant adapté pour mesurer la déviation des faisceaux émis séquentiellement par chacun des lasers VSCEL, diffractés par chacun des éléments de diffraction optique, réfléchis par la rétine et réfractés par l’œil.

Selon un troisième mode de réalisation, l’auto-réfractomètre comprend, en tant que partie du réfractomètre, une caméra solidaire du support, la lentille comprenant un laser VCSEL en tant que source d’illumination et un élément de diffraction optique sous la forme d’un hologramme, la caméra étant adaptée pour analyser la déformation du motif de l’hologramme, réfléchie par le cristallin. Ce mode est adapté pour mesurer l’accommodation d’un œil.

Le support du PSD peut être une monture, destinée à être portée sur le visage de l’individu, telle qu’une monture de lunette ou un casque de réalité augmentée ou d’un écran d’affichage tête haute (HUD).

Selon une première variante, le système comprend un unique détecteur PSD, destiné à être agencé en regard de l’œil, le détecteur PSD étant transparent dans le visible et sensible dans le proche infrarouge (PIR), les sources d’illumination de la lentille de contact émettant dans le proche infrarouge.

Selon une deuxième variante, le système comprend deux détecteurs PSD, destinés à être agencés à la périphérie de l’œil, sensiblement dans un plan face à l’œil, de sorte à couvrir la gamme de variation angulaire de position de l’œil, les détecteurs PSD étant agencés afin de ne pas obstruer la vision de l’individu.

Ainsi, l’invention consiste essentiellement en une lentille de contact dont la membrane intègre/encapsule au moins une source d’illumination, de préférence un laser VCSEL, qui envoie au moins un faisceau vers l’extérieur de l’œil pour la connaissance de la direction du regard et au moins un faisceau pour l’éclairement interne de l’œil, i.e. du cristallin et/ou de la rétine. Le faisceau lumineux réfléchi par la rétine est récupérée par un détecteur et analysée par un dispositif adapté.

Le fait que la lentille selon l’invention permette de connaître la direction de regard par le faisceau orienté vers l’extérieur de l’œil permet de s'affranchir d’une cible de fixation comme dans les auto-réfractomètres ou aberromètres selon l’état de l’art, ce qui laisse toute liberté de mouvement à l’individu dont on mesure l’erreur réfractive. La mesure réfractive avec une lentille selon l’invention peut s'effectuer sans la participation volontaire de l’individu.

Autrement dit, l’invention est une lentille, dont la combinaison des faisceaux lumineux à la fois vers l’extérieur de l’œil et vers l’intérieur en direction du cristallin et/ou de la rétine, permet de repérer le front d'onde réfléchi par le cristallin et/ou par la rétine et réfracté par le système visuel humain, de manière à recaler/aligner ce dernier et le réfractomètre.

Grâce à la lentille de contact selon l’invention, on pallie un inconvénient majeur des instruments (auto-réfractomètres, aberromètres) de l’art antérieur qui contraint un individu à rester immobile devant une cible de fixation prévue à cet effet, pour avoir la maîtrise de l’alignement de son axe visuel. En effet, les différentes techniques connues pour mesurer objectivement l'erreur de réfraction (optimisation du contraste, principe de Scheiner, déviation du faisceau, aberrométrie, etc.) reposent la plupart d'entre elles sur l'enregistrement de la réflexion de la lumière d'une source infrarouge sur la rétine et nécessitent un alignement précis entre la source infrarouge, l'œil et le détecteur. L'accommodation peut être calculée à partir des variations autour de l'erreur de réfraction ou en suivant des méthodes similaires mais en utilisant la lumière réfléchie par le cristallin.

Avec une lentille de contact selon l’invention, la source d’illumination d’un auto-réfractomètre, est automatiquement alignée avec l'œil car la direction du regard par le faisceau émis depuis la lentille est connue au moment de la mesure de l’erreur réfractive.

D’autres avantages et caractéristiques de l’invention ressortiront mieux à la lecture de la description détaillée d’exemples de mise en œuvre de l’invention faite à titre illustratif et non limitatif en référence aux figures suivantes.

la est une vue schématique en coupe d’une lentille de contact selon l’invention selon un premier mode de réalisation pour la mesure de l’erreur réfractive d’un œil d’un individu.

la est une vue schématique d’une lentille de contact selon l’invention en coupe selon une variante de la .

la une vue schématique d’une lentille de contact selon une autre variante de la .

, les figures 4 et 4A sont des vues respectivement en coupe et de face d’une lentille de contact selon l’invention selon un deuxième mode de réalisation avec les détecteurs associés sur un support autour de l’œil.

la est une vue schématique en coupe d’une lentille de contact selon l’invention selon un troisième mode de réalisation pour la mesure de l’accommodation d’un œil d’un individu.

la est une vue synoptique montrant le fonctionnement d’un dispositif de rechargement par induction électromagnétique permettant de recharger la batterie déformable encapsulée dans une lentille de contact selon l’invention.

, les figures 7A et 7B sont des vues montrant des étapes de réalisation successives d’une lentille de contact selon l’invention.

Description détaillée

On précise que les différents éléments selon l’invention sont représentés uniquement par souci de clarté et qu’ils ne sont pas nécessairement à l’échelle.

On a représenté à la , une lentille de contact 1 selon l’invention pour la mesure de l’erreur réfractive et/ou l’accommodation de l’œil d’un individu.

La lentille de contact 1 est configurée pour être appliquée sur un œil O d’un individu présentant un axe optique X.

L’œil O comporte tout d’abord une cornée C sous la forme d’une calotte sphérique à l’interface avec l’air ambiant. L’œil O comporte un iris I percé en son centre par une ouverture circulaire appelée pupille P par laquelle est transmise la lumière. L’iris I se dilate ou se contracte selon l’intensité lumineuse. L’œil O comporte également un cristallin CR formé par un disque fibreux, transparent et flexible pour focaliser la lumière incidente reçue au travers de la pupille P. Derrière le cristallin CR, de l’autre côté d’une cavité oculaire OC, l’œil O comporte une rétine R formée de cellules sensorielles comprenant des cônes pour la vision diurne et des bâtonnets pour la vision nocturne. Comme visible sur la , la cornée C, la pupille P et le cristallin CR sont sensiblement centrés sur l’axe optique X.

La lentille de contact 1, de préférence une lentille sclérale rigide ou hybride, supporte par encapsulation dans sa membrane 10, deux sources d’illumination 11, 12. La membrane 10 est destinée à être portée par l’œil O d’un individu, dont l’anatomie vient d’être décrite.

Ces sources peuvent être des diodes électroluminescentes (DEL) ou des lasers à cavité verticale émission par la surface (VCSEL acronyme anglo-saxon pour « Vertical-Cavity Surface-Emitting laser ») ou encore des diodes lasers à émission par la tranche. La lumière émise dans l’infrarouge, par ces sources 11, 12 peut être cohérente (VCSEL) ou faiblement cohérente (LED). De préférence, les sources 11, 12 sont des VCSEL.

Une forme des sources 11, 12, comme par exemple des diodes de forme elliptique ou la mise en place d’une optique de mise en forme sur chacune des sources peut être envisagée afin que chaque faisceau lumineux soit sous la forme d’un pinceau optique mince dans la zone de détection comme décrit par la suite.

La lentille de contact peut intégrer au sein de sa membrane 10 une batterie autonome rechargeable qui alimente les sources. Cette batterie est avantageusement un accumulateur déformable tel que décrit et revendiqué dans la demande de brevet WO 2018/167393A1.

La membrane 10 présente une forme de disque bombé autour d’un axe central avec une face arrière concave et une face avant convexe. La face arrière présente une forme complémentaire de la cornée C afin d’être plaquée contre celle-ci ou à tout le moins de recouvrir cette dernière dans une position privilégiée de la lentille de contact 1 illustrée sur la . Dans le cas où la lentille est une lentille sclérale, dans la position privilégiée, il n’y a pas de contact direct à proprement parler entre la lentille et la cornée C. La lentille s’appuie sur la sclère et il y a un réservoir de fluide lacrymal entre la lentille et la cornée C. Dans cette position privilégiée, la lentille de contact 1 est centrée sur l’axe optique X, de sorte que l’axe central de la membrane 10 est sensiblement confondu avec l’axe optique X.

La membrane transparente au contact de la cornée C est de préférence réalisée en matériau biocompatible par exemple à base de silicone hydrogel ou de HEMA (acronyme anglo-saxon pour « Hydroxy Ethyl Methacrylate »). Il peut s’agit de tout autre matériau bio-compatible, approprié comme décrit par exemple dans la publication [1].

Lorsque la lentille de contact 1 est portée par un œil (O) de l’individu, chaque source d’illumination 11, 12 peut émettre un cône ou faisceau d’éclairage F1, F2.

Selon l’invention, le faisceau F1 éclaire le cristallin et/ou la rétine R de l’œil, tandis que simultanément le faisceau F2 éclaire vers l’extérieur afin de réaliser un pointage optique qui permet de connaître la direction du regard. On peut avantageusement mettre en œuvre la réalisation du faisceau F2 et sa détection comme décrit dans la demande de brevet WO2020/212394.

Le faisceau lumineux qui est réfléchi par le cristallin et/ou la rétine et analysée par un réfractomètre dont une partie est formée par un détecteur du faisceau qui peut être en fonction des configurations embarquée dans la lentille et/ou dans un support fixe par rapport à l’œil de l’individu. La connaissance de la direction du regard permet de compenser l'alignement variable de l'œil avec le détecteur sensible à la position PSD.

De manière générale, aucune source d’illumination 11, 12 embarquée par la lentille 1 ni aucun des détecteurs embarqués par la lentille et/ou un support et qui permettent soit la connaissance de la direction du regard soit pour détection du faisceau réfléchi par le cristallin et/ou la rétine, ne bloque la vue de l’individu.

Le ou les détecteurs pour la détection des faisceaux F1, F2 sont avantageusement placés autour de l'œil, de préférence sur un support embarqué par l’individu tel que des lunettes, comme représenté de manière schématique à la .

Plusieurs modes de réalisation d’une lentille de contact 1 selon l’invention peuvent être envisagées en fonction de la méthode de mesure mise en œuvre pour le réfractomètre.

La montre un mode de réalisation pour une mesure par interférométrie au moyen d’une seule et même source d’illumination 11 qui est un laser VCSEL. Ce laser émet le faisceau F1 vers la rétine R créant un point source P1.

Ce faisceau F1 est rétro-injecté dans le laser VCSEL 11.

Ce laser VCSEL 11 comprend une photodiode intégrée à la cavité du laser.

La mesure de l'erreur de réfraction est basée sur l'interférométrie à rétro-injection laser.

Ainsi une partie du faisceau réfléchi est injectée dans la cavité. Le champ laser à l'intérieur de la cavité et le champ laser rétro-injecté sont en phase ou déphasés, modulant ainsi la puissance de sortie optique par interférence d'auto-mélange. Une fraction de la puissance de sortie modulée est mesurée par la photodiode, et la différence de phase entre les faisceaux et donc la longueur de l'œil peut être calculée. A partir de la connaissance de l'alignement de l'œil par le faisceau F1 et cette longueur d’œil calculée, on détermine l’erreur réfractive de l’œil.

La illustre une variante de la mesure par interférométrie. Ici, le laser VCSEL 11 est associé à un élément de diffraction optique 13, qui diffracte le faisceau du laser 11 en deux faisceaux distincts F1, F3 qui créent deux points sources distincts, P1, P2 sur la rétine R. La lumière réfléchie par ces deux points P1, P2 crée un motif d'interférence qui peut être détecté par un ou des capteurs autour de l'œil, de préférence des capteurs quadratiques 2.1..comme montré à la . A partir de la connaissance de l'alignement de l'œil par le faisceau F1 et cette mesure d’interférence entre les deux faisceaux provenant des points sources distincts P1, P2, on détermine l’erreur réfractive de l’œil.

La illustre une variante de la mesure par interférométrie selon laquelle on crée toujours deux points sources distincts P1, P2 mais contrairement à la , un des points source est créé sur le cristallin CR de l’œil, l’autre des points source étant toujours créé sur la rétine R de l’œil. Le motif d’interférence est donc entre la lumière réfléchie d’une part par le point source sur le cristallin et d’autre part sur la rétine R.

Les figures 4 et 4A illustrent un deuxième mode où la mesure de l’erreur réfractive est réalisée non par interférométrie mais à partir de l’enregistrement d’une multitude de faisceaux envoyés et réfléchis séquentiellement par la rétine R. Ainsi, une pluralité de sources laser VCSEL associées chacune à un élément de diffraction optique 13.1, 13.2.. ; est agencée dans la membrane 10 de la lentille en étant répartis autour de l’œil. Un ensemble de faisceaux F1 est envoyée séquentiellement vers la rétine R depuis les lasers VCSEL et diffractés chacun par un des éléments de diffraction optique. Chacun des faisceaux crée un point source qui lui est propre sur la rétine R. La déviation des faisceaux séquentiels est enregistrée avec un ensemble de détecteurs de position PSD 2.1, 2.2… placés autour de l'œil. A partir de la connaissance de l'alignement de l'œil par le faisceau F1 et cette mesure de déviation des faisceaux, on détermine l’erreur réfractive de l’œil.

La illustre un troisième mode où la mesure de l’erreur réfractive est réalisée non par interférométrie, ni à partir d’une multitude de faisceaux envoyés et réfléchis séquentiellement par la rétine R, mais par analyse holographique. Ainsi, l’élément de diffraction optique 13 associé au laser VCSEL 11 est un hologramme, de sorte à projeter un motif holographique sur le cristallin R. L'analyse d'image de la déformation du motif par une caméra 20 permet d'estimer la courbure du cristallin R. On peut avantageusement mettre en œuvre la réalisation du motif holographique et l’analyse de sa déformation comme décrit dans la demande de brevet FR3106419A1. A partir de la connaissance de l'alignement de l'œil par le faisceau F1 et cette estimation de courbure du cristallin, on détermine l’accommodation de l’œil.

Dans le cas où la lentille de contact selon l’invention embarque une batterie souple pour l’alimentation de l’ensemble des composants électroniques/optoélectroniques, on prévoit avantageusement un système de rechargement par induction magnétique de cette batterie. Ainsi, de préférence une antenne sous la forme d’une bobine d’induction 14, reliée un redresseur sont encapsulés dans une lentille de contact 1.

Un exemple avantageux de système de rechargement est montré en : une antenne d’induction 30 est intégrée dans une monture de lunettes 3, de préférence qui supporte les détecteurs PSD. L’antenne 30 transfère de l’énergie par couplage magnétique à l’antenne 14 de la lentille de contact 1 qui peut être en place sur l’œil O d’un individu pendant la recharge par induction magnétique. On pourra se reporter à la publication [2] pour plus de détails.

Les figures 7A et 7B illustrent certaines étapes d’un procédé de réalisation d’une lentille de contact selon l’invention, de type sclérale.

La membrane 10 est ici constituée de deux films 15, 16 en polymère transparent, par exemple un hydrogel.

Chacun des deux films 15, 16 est tout d’abord mis en forme comme usuellement.

Puis, toute l’électronique, à l’exception éventuellement de l’antenne de collecte d’énergie par induction, est mise en place sur la face intérieure du film extérieur 15.

Ainsi, l’électronique dont les sources d’illumination 11, 12 et le cas échéant les éléments de diffraction optique 13, est parfaitement positionnée au sein du film 16.

Une fois, ce positionnement effectué, les deux films 15, 16 en polymère transparent. sont scellés entre eux, par colle UV par exemple.

Ainsi, tous les composants électroniques ou optoélectroniques sont parfaitement positionnés et encapsulés entre les deux films 15, 16.

D’autres variantes et améliorations peuvent être apportées sans pour autant sortir du cadre de l’invention.

Dans le mode de réalisation où la mesure de l’erreur réfractive est réalisée à partir d’une interférence crée à partir de points sources sur la rétine, on peut envisager d’avoir un ( ), deux ( ) ou une multitude de points sources.

En ce qui concerne le faisceau lumineux dirigé vers l’extérieur, il peut être unique ou multiple du fait de l’ajout d’un élément de diffraction optique auquel le faisceau est associé.

Liste des références citées

[1] C. Stephen, A. Musgrave et F. Fang dans l'article intitulé «Contact Lens Materials: A Materials Science Perspective». Revue Materials, Vol. 14, 261, January 2019.

[2] Y.-J.Kim et al., «Eyeglasses-powered, contact lens-like platform with high power transfer efficiency,» Biomedical Microdevices, vol. 17, no. 4, July 2015.

Claims (20)

1. Lentille de contact (1) destinée à être portée par un œil de l’individu, pour la mesure d’erreur réfractive et/ou de l’accommodation de l’œil, comprenant :
   - une membrane (10) adaptée pour recouvrir de manière transparente la pupille et pour recouvrir l’iris de l’œil et de préférence au moins partiellement la scléra;
   - au moins une source d’illumination (11, 12) encapsulée dans la membrane, la(les) source(s) d’illumination étant adaptée(s) pour émettre deux cônes ou faisceaux lumineux (F1, F2) dont la divergence est contrôlée par rapport à l’axe de la lentille, un des deux faisceaux étant destiné à être dirigé vers l’intérieur de la membrane en direction du cristallin et/ou la rétine de l’oeil de sorte à créer un point source sur cette dernière, tandis que l’autre des deux faisceaux est destiné à être dirigé vers l’extérieur de la membrane dans une direction à l’opposé de l'œil.
2. Lentille de contact (1) selon la revendication 1, comprenant au moins deux sources d’illumination distinctes dont une pour émettre le faisceau destiné à être dirigé vers l’intérieur de la membrane en direction du cristallin et/ou la rétine de l’oeil et l’autre pour émettre le faisceau destiné à être dirigé vers l’extérieur de la membrane dans une direction à l’opposé de l'œil.
3. Lentille de contact (1) selon la revendication 1 ou 2, comprenant au moins un élément de diffraction optique, encapsulé dans la membrane et configuré pour recevoir le faisceau lumineux émis par la(les) source(s) d’illumination dirigé vers l’intérieur de la membrane et pour diffracter ledit faisceau en direction du cristallin et/ou de la rétine de l’œil et créer au moins au moins deux points sources distincts sur la rétine de sorte à réaliser une interférence entre les faisceaux réfléchis par la rétine.
4. Lentille de contact (1) selon l’une des revendications 1 à 3, comprenant au moins un autre élément de diffraction optique, encapsulé dans la membrane et configuré pour recevoir le faisceau lumineux émis par la(les) source(s) d’illumination dirigé vers l’extérieur de la membrane et pour collimater ledit faisceau ou projeter une cible ou une mire, telle qu’une grille de sorte à permettre le calcul de l’orientation du regard, comme des cyclo-torsions, ou l’adressage d’un ou plusieurs détecteurs agencés en périphérie de l’œil.
5. Lentille de contact (1) selon l’une des revendications précédentes, les sources d’illumination émettant dans l’infra-rouge.
6. Lentille de contact (1) selon l’une des revendications précédentes, la(les) source(s) d’illumination étant une(des) diode(s) électroluminescente(s) (DEL) ou un(des) laser(s) à cavité verticale à émission par la surface (VCSEL) ou une(des) diode(s) laser(s) à émission par la tranche.
7. Lentille de contact (1) selon la revendication 6, la(les) diode(s) DEL ou VCSEL étant munie(s) d’une optique de mise en forme de son(leur) faisceau.
8. Lentille de contact (1) selon l’une des revendications précédentes, comprenant :
   - au moins une interface de collecte et d’alimentation en énergie électrique des sources d’illumination, depuis l’extérieur de la lentille;
   - au moins un circuit électronique adapté pour activer les sources à partir de l’interface.
9. Lentille de contact (1) selon la revendication 8, comprenant une batterie encapsulée dans la membrane et reliée à l’interface, la batterie étant adaptée pour être rechargée depuis l’interface et pour alimenter électriquement les sources d’illumination et/ou les fonctions optoélectroniques associées aux sources d’illumination, le circuit électronique étant adapté pour activer les sources à partir de la batterie.
10. Auto-réfractomètre comprenant :

    • au moins une lentille de contact selon l’une des revendications précédentes ;
    • un support (3), destiné à être positionné de manière fixe par rapport au visage de l’individu;
    • au moins un détecteur (2), solidaire du support, le(s) détecteur(s) étant adapté(s) pour détecter la position du faisceau d’illumination de la lentille de contact dirigé vers l’extérieur de sorte à en extraire l’angle de déviation par rapport à la normale du regard ;
    • au moins un capteur, de préférence un capteur quadratique, solidaire du support, formant une partie d’un réfractomètre adapté(s) pour repérer le front d’onde du faisceau réfléchi par la rétine et/ou le cristallin et réfracté par l’œil de sorte à mesurer l’erreur réfractive de l’œil en prenant en compte l’angle de déviation mesuré par le détecteur.
11. Auto-réfractomètre (1) selon la revendication 10, le détecteur étant un détecteur sensible à la position (PSD) ou une caméra.
12. Auto-réfractomètre (1) selon la revendication 10 ou 11, le réfractomètre étant adapté pour fonctionner en tant qu’interféromètre adapté pour mesurer une interférence entre au moins un faisceau réfléchi par la rétine et réfracté par l’œil et un autre faisceau d’illumination réfléchi ou par la rétine.
13. Auto-réfractomètre (1) selon la revendication 12, la lentille comprenant un laser VCSEL en tant que source d’illumination, l’interféromètre étant adapté pour mesurer l'interférométrie à rétro-injection laser entre le faisceau à l’intérieur de la cavité du VCSEL et un faisceau réfléchi par la rétine et réfracté par l’œil.
14. Auto-réfractomètre (1) selon la revendication 12, la lentille comprenant un laser VCSEL en tant que source d’illumination et un élément de diffraction optique, l’interféromètre étant adapté pour mesurer l’interférence entre au moins deux faisceaux diffractés par l’élément de diffraction optique à partir d’un même faisceau émis par le laser VCSEL, réfléchis par la rétine et réfractés par l’œil.
15. Auto-réfractomètre (1) selon la revendication 12, la lentille comprenant un laser VCSEL en tant que source d’illumination et un élément de diffraction optique, l’interféromètre étant adapté pour mesurer l’interférence entre au moins deux faisceaux, diffracté par l’élément de diffraction optique à partir d’un même faisceau émis par le laser VCSEL, l’un étant réfléchi par la rétine et réfracté par l’œil et l’autre étant réfléchi par le cristallin et réfracté par l’oeil.
16. Auto-réfractomètre (1) selon la revendication 10, comprenant, en tant que partie du réfractomètre, une pluralité de détecteurs, solidaires du support et agencés pour être répartis autour de l’œil, la lentille comprenant une pluralité de lasers VCSEL en tant que source d’illumination et une pluralité d’éléments de diffraction optique associés chacun à un des lasers VCSEL, ou un seul laser VCSEL associé à au moins un composant optique générant plusieurs faisceaux lumineux dirigés vers lesdits détecteurs, le réfractomètre étant adapté pour mesurer la déviation des faisceaux émis séquentiellement par chacun des lasers VSCEL, diffractés par chacun des éléments de diffraction optique, réfléchis par la rétine et réfractés par l’œil.
17. Auto-réfractomètre (1) selon la revendication 10, comprenant, en tant que partie du réfractomètre, une caméra solidaire du support, la lentille comprenant un laser VCSEL en tant que source d’illumination et un élément de diffraction optique sous la forme d’un hologramme, la caméra étant adaptée pour analyser la déformation du motif de l’hologramme, réfléchie par le cristallin.
18. Auto-réfractomètre (1) selon l’une des revendications 10 à 17, le support étant une monture (3), destinée à être portée sur le visage de l’individu, telle qu’une monture de lunette ou un casque de réalité augmentée ou d’un écran d’affichage tête haute (HUD).
19. Auto-réfractomètre (1) selon l’une des revendications 10 à 18, comprenant un unique détecteur PSD (2), destiné à être agencé en regard de l’œil, le détecteur PSD étant transparent dans le visible et sensible dans le proche infrarouge (PIR), la(les) sources d’illumination de la lentille de contact émettant dans le proche infrarouge.
20. Auto-réfractomètre (1) selon l’une des revendications 10 à 18, comprenant deux détecteurs PSD (2.1, 2.2), destinés à être agencés à la périphérie de l’œil, sensiblement dans un plan face à l’œil, de sorte à couvrir la gamme de variation angulaire de position de l’œil, les détecteurs PSD étant agencés afin de ne pas obstruer la vision de l’individu.