Titre : LENTILLE SCLERALE INSTRUMENTEE ET DISPOSITIF ASSOCIE, EMBARQUE DANS LA LENTILLE OU NON, POUR LA MESURE DU DIAMETRE DE PUPILLE D’UN ŒIL.

Domaine technique

La présente invention concerne une lentille de contact instrumentée, et plus particulièrement une lentille sclérale.

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 le diamètre de pupille d’un individu grâce à une lentille sclérale qui embarque tout ou partie des composants électroniques formant un pupillomètre.

Les applications de la lentille sclérale selon l’invention sont nombreuses parmi lesquelles on peut citer celles de la médecine telles que l’addictologie, l’anesthésie, l’ophtalmologie, la neurologie, la psychologie, la pharmacologie, la réanimation, ou la toxicologie. De manière générale, l’invention qui permet de mesurer la taille d’une pupille trouve application dans tous les domaines de mesure des processus cognitifs du cerveau humain.

Technique antérieure

Il est connu que la pupille d’un sujet humain est un indicateur de l’état physiologique ou psychologique de celui-ci.

Il a ainsi été constaté en particulier que la taille d’une pupille d’un individu varie en fonction de nombreux paramètres de l’environnement et des stimulations extérieures, tels que la luminosité ambiante, l’absorption de drogues ou d’antalgiques, ainsi que de l’état d’éveil ou l’état émotionnel de l’individu ou encore sa sensibilité à la douleur.

Les mesures de la pupille peuvent être réalisées à l’aide d’un pupillomètre configuré pour mesurer les variations de taille ou de forme de la pupille.

Un pupillomètre est un dispositif permettant de mesurer la taille de l’ouverture de la pupille à divers stades (au repos, en myosis, en mydriase) et ce, sans mettre d’objet en contact avec le globe oculaire. Les pupillomètres connus intègrent le plus souvent un éclairage, et une caméra. Ils permettent de recueillir, pour chaque œil, des images traitées en temps réel notamment le diamètre pupillaire, l’amplitude et la vitesse de contraction ou de dilatation : [1].

Un pupillométrie dynamique standard peut faire jusqu’à 30 mesures par seconde et un pupillomètre rapide jusqu’à 200.

Le traitement d’images est plus ou moins complexe selon la nature de l’information recherchée et les conditions d’éclairage ambiant.

En général, l’éclairage est réalisé par une source infrarouge qui éclaire la cornée permettant ainsi la mesure en régime scotopique, i.e. dans l’obscurité.

Les mesures en tant que telle peuvent être effectuées par différents instruments.

Le pupillomètre de Colvard utilise un système de visualisation directe avec repère gradué en millimètres.

Un pupillomètre est souvent intégré à d’autres dispositifs de mesures ophtalmiques comme des aberromètres ou topographes, par exemple ceux commercialisés sous la dénomination OPD SCAN III (Nidek) ou Wavelight ® Topolyzer™ VARIO (Alcon). En général, le patient appuie son visage contre une partie fixe du dispositif afin que ces yeux soient isolés de la lumière ambiante qui pourrait perturber la mesure.

Certains pupillomètres, comme celle proposée dans le brevet EP2609852B 1, mettent en œuvre une méthode par éclairement direct de la cornée ou de l’iris et une mesure de l’intensité réfléchie qui permet d’en déduire le diamètre pupillaire.

Cette technique présente les inconvénients majeurs de nécessiter la fermeture de l’œil et la présence d’un dispositif de communication filaire posé sur l‘œil certes adapté dans le cadre d’interventions chirurgicales, mais inadapté à une mesure en condition de mobilité oculaire et de déplacement d’un individu.

Il existe donc un besoin d’améliorer encore les pupillomètres existants, notamment afin de permettre à un individu portant l’équipement nécessaire à la mesure du diamètre de sa pupille de ne pas être contraint dans sa mobilité à la fois oculaire et de déplacement, et de préférence dans un usage éventuellement ambulatoire, e.g. permettre une mesure indépendante des mouvements de l’œil. Le but de l’invention est de répondre au moins partiellement à ce besoin.

Exposé de l’invention

Pour ce faire, l’invention a pour objet selon une première alternative une lentille sclérale pour la mesure du diamètre d’une pupille d’œil d’individu, comprenant:

- une membrane adaptée pour recouvrir la pupille, l’iris et au moins partiellement la sclère de l’œil ;

- une source d’illumination encapsulée dans la membrane, la source d’illumination étant adaptée pour émettre un cône ou faisceau lumineux destiné à diverger directement ou indirectement vers l’iris;

- un circuit électronique, encapsulé dans la membrane, comprenant au moins comme composants: au moins un photodétecteur agencé de sorte à capter le faisceau émis par la source d’illumination réfléchie par la surface de l’iris, un microcontrôleur, relié au photodétecteur et adapté pour convertir en données numériques les signaux électriques issus du photodétecteur et calculer le diamètre de la pupille, à partir des données numériques converties, en fonction d’une table de correspondance prédéterminée et les coder pour transmission par communication sans fil, une antenne pour transmettre les informations relatives au diamètre de pupille calculé par communication sans fil.

De préférence, le photodétecteur est une photodiode.

Avantageusement, l’antenne est adaptée pour transmettre les informations par communication en champs proche (NFC).

Selon un mode de réalisation avantageux, l’antenne est en outre adaptée pour réaliser une recharge électrique de la source d’illumination et/ou des composants actifs du circuit électronique.

Selon une deuxième alternative, l’invention concerne une lentille sclérale pour la mesure du diamètre d’une pupille d’œil d’individu, comprenant:

- une membrane adaptée pour recouvrir la pupille, l’iris et au moins partiellement la sclère de l’œil ; - une source d’illumination encapsulée dans la membrane et adaptée pour émettre un cône ou faisceau lumineux destiné à diverger directement ou indirectement vers l’iris ;

- un élément optique, encapsulé dans la membrane et agencé de sorte à capter le faisceau émis par source d’illumination réfléchie par la surface de l’iris et rediriger vers l’extérieur un ou plusieurs faisceaux lumineux pour calculer le diamètre de la pupille.

Par « lentille sclérale », on entend ici et dans le cadre de l’invention le sens usuel, à savoir une lentille de contact de grand diamètre qui en configuration portée par l’œil passe en pont au-dessus de la cornée sans la toucher, en prenant appui sur la sclère de l’œil.

La lentille sclérale selon l’invention peut être rigide ou hybride (semi -rigide).

L’élément optique est de préférence un élément de diffraction et/ou de réfraction optique.

Selon un mode de réalisation avantageux, l’élément de diffraction optique est constitué d’un réseau de micro-optiques.

Avantageusement, le réseau de micro-optiques est constitué par des lentilles de Fresnel hors axe.

Selon un autre mode de réalisation avantageux, la lentille sclérale comprend une autre source d’illumination adaptée pour émettre un faisceau lumineux destiné à être dirigé vers l’extérieur de la membrane dans une direction à l’opposé de l'œil.

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

Selon une variante avantageuse de réalisation, chaque source d’illumination est un laser, de préférence à cavité verticale à émission par la surface (VCSEL), ou une diode laser à émission par la tranche.

Avantageusement, le laser VCSEL est muni d’une optique de mise en forme de son faisceau.

Selon une configuration avantageuse, la lentille sclérale comprend :

- une interface, encapsulée dans la membrane, de collecte et d’alimentation en énergie électrique de la source d’illumination et des composants actifs de la puce électronique, depuis l’extérieur de la lentille.

- au moins un circuit électronique, encapsulé dans la membrane, adapté pour activer la source d’illumination et les composants actifs de la puce électronique à partir de l’interface. Selon un autre mode de réalisation avantageux, la lentille sclérale 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.

L’invention concerne également un pupillomètre comprenant :

- au moins une lentille sclérale selon la première alternative de l’invention ;

- un système d’acquisition de données, agencé à distance de la lentille adapté pour recevoir les informations relatives au diamètre de pupille calculé par communication sans fil et transmise par l’antenne de la lentille.

L’invention concerne encore un pupillomètre comprenant :

- au moins une lentille sclérale selon la deuxième alternative de l’invention ;

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

- au moins un photodétecteur, solidaire du support, pour détecter les faisceaux lumineux émis par l’élément optique de la lentille de sorte à mesurer le diamètre de la pupille en prenant en compte l’angle de déviation mesuré par le détecteur.

Selon un mode de réalisation avantageux, le pupillomètre comprend une pluralité de photodétecteurs sous la forme d’une barrette de photodiodes ou une matrice de photodétecteurs, dont les colonnes sont adaptées pour détecter les faisceaux lumineux et les lignes sont adaptées pour rendre la détection par les colonnes indépendante d’un mouvement horizontal de l’œil.

Avantageusement, le support est 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 un dispositif de réalité augmentée.

Selon un autre mode de réalisation avantageux, le pupillomètre comprend 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 dirigé vers l’extérieur de sorte à en extraire l’angle de déviation par rapport à la normale du regard. Ainsi, l’invention consiste essentiellement en une lentille sclérale dont la membrane intègre/encapsule au moins une source d’illumination, de préférence un laser VCSEL, qui envoie au moins un faisceau vers l’iris d’un œil. La part de faisceau lumineux réfléchi par l’iris est fonction de l’ouverture de la pupille. Ce faisceau réfléchi est récupéré par un élément encapsulé dans la membrane de la lentille et analysé par un dispositif adapté.

L’analyse peut être soit intégralement faite au sein de de la lentille sclérale qui embarque alors un photodétecteur et une puce électronique qui va calculer l’ouverture de la pupille par comparaison des données numériques issues des signaux convertis depuis le photodétecteur avec une table de correspondance préalablement déterminée, soit extérieurement à la lentille par un dispositif adéquat. Dans la première alternative, la communication du diamètre calculé est transmise vers l’extérieur de la lentille par un protocole de communication sans fil, de préférence NFC. Dans la deuxième alternative, la transmission des signaux lumineux vers l’extérieur est réalisée au moyen d’un élément optique qui va créer un ou plusieurs spots lumineux en direction de détecteurs, telles que des photodiodes agencées à distance donnée de la lentille sclérale.

Grâce à la lentille selon l’invention, la mesure de la dimension de la pupille peut s’effectuer sans la participation volontaire de l’individu qui porte la lentille sclérale, qu’il soit en mouvement ou non et sans qu’il ait besoin de fermer sa paupière comme certaines techniques de l’état de l’art.

En outre, la mesure du diamètre de pupille avec une lentille selon l’invention est rapide car elle ne nécessite pas de traitement d’images comme certaines techniques de l’état de l’art et simple.

La lentille sclérale selon l’invention intègre avantageusement des ressources d’énergie, e.g. batterie(s) ou des moyens de ressourcement, permettant aux fonctions embarquées d’opérer. Pour la première alternative, la lentille intègre de préférence des moyens de communications sans fil comme décrit dans [2], ainsi que des moyens d’activation/désactivation et transfert de données dans le sens montant de la lentille vers un système d’acquisition/ de pilotage à distance de la lentille.

Le système d’acquisition/pilotage et la détection éventuelle des spots de faisceau optique provenant de la lentille selon la deuxième alternative sont avantageusement intégrés dans une monture, tel qu’une paire de lunette, un casque de réalité mixte etc., comme décrit dans la demande de brevet FR1903979 qui permet un échange d’informations avec la lentille sclérale ainsi qu’un rechargement d’énergie à distance.

On peut intégrer d’autres fonctions à une lentille sclérale selon l’invention, telles que l’oculométrie comme décrit dans la demande de brevet FR2000575, la réfractométrie comme décrit dans la demande FR2203684, fonctions qui permettent une mesure complète des paramètres d’attitude de l’œil.

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.

Brève description des dessins

[Fig 1] la figure 1 est une vue schématique en perspective d’une lentille sclérale selon l’état de l’art, sous la forme générale d’une calotte sphérique

[Fig 2] la figure 2 est une vue schématique en coupe transversale illustrant une lentille sclérale selon une première alternative de l’invention posée sur un œil dont on cherche à mesurer le diamètre de pupille.

[Fig 3] la figure 3 une vue schématique de face d’un iris et pupille d’un œil illustrant la variation possible de diamètre de ce dernier.

[Fig 4] la figure 4 est une vue schématique en coupe transversale illustrant une lentille sclérale selon une variante de la première alternative de l’invention.

[Fig 5] la figure 5 est une vue schématique en coupe transversale illustrant une lentille sclérale selon une deuxième alternative de l’invention posée sur un œil dont on cherche à mesurer le diamètre de pupille.

[Fig 6] la figure 6 est une vue schématique illustrant un exemple d’un élément optique diffractif mis en œuvre dans l’alternative de la figure 5 utilisant un motif de type lentille de Fresnel hors axe selon quatre positions distinctes.

[Fig 7] la figure 7 est une vue schématique illustrant deux configurations de mesure de diamètre d’une pupille, obtenues à partir d’un élément optique diffractif, mis en œuvre dans l’alternative de la figure 5. [Fig 8] la figure 8 est une vue schématique en coupe transversale illustrant une lentille sclérale selon une variante de la deuxième alternative de l’invention.

[Fig 9] la figure 9 est une vue schématique un pupillomètre avec une lentille sclérale selon l’alternative de la figure 5, un support de type lunettes intégrant au moins une barrette de photodétecteurs.

[Fig 10] la figurelO 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 sclérale selon l’invention.

[Fig 1 IA], [Fig 1 IB] les figures 1 IA et 1 IB sont des vues montrant des étapes de réalisation successives d’une lentille sclérale selon l’invention.

Description détaillée

Dans l’ensemble de la présente demande, les termes « interne », « externe » sont à comprendre par référence par rapport à une lentille sclérale selon en configuration portée par un œil. Ainsi, la face interne désigne la face de la lentille en contact avec la surface de l’œil tandis que la face externe désigne la face en contact avec l’extérieur.

De même, les termes « dessus », « dessous », « haut », « bas » sont à comprendre par référence par rapport à une lentille sclérale selon en configuration portée par un œil dont l’axe optique est sensiblement à l’horizontal.

Par « axe optique de l’œil », on entend ici et dans le cadre de l’invention, un axe identifié en pratique clinique comme la direction reliant un point source lumineux, et le centre des reflets lumineux des quatre surfaces réfractives de l’œil (faces antérieure et postérieure de la cornée, faces antérieure et postérieure du cristallin).

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 sur les figures 2 et 4 deux alternatives distinctes d’une lentille sclérale 1 destinée à être portée par l’œil d’un individu.

Comme illustré à la figure 1, une lentille sclérale 1 présente une face interne 11 en particulier la zone d’appui avec la sclère, adaptée pour une position et une stabilisation optimales sur l’œil, et une face externe 12 d’une membrane 10 qui définissent une forme générale de calotte sphérique. Ces lentilles sclérales 1 ne sont pas en contact avec la cornée, avec un espace E typiquement de quelques centaines de microns entre la surface de la cornée et la face interne 11 de la lentille 1, et la portion périphérique 13 de la lentille 1 repose de manière régulière sur la sclère, comme montré en figures 2 et 4. Ces deux caractéristiques en font des lentilles très confortables et très stables sur l’œil.

La lentille sclérale 1 selon la première alternative illustrée à la figure 2, est configurée pour être appliquée sur un œil O d’un individu présentant un axe optique X.

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.

Comme visible sur la figure 1, la pupille P et le cristallin CR sont sensiblement centrés sur l’axe optique X.

La lentille sclérale 1, supporte par encapsulation dans sa membrane 10, une source d’illumination 14. L’axe central de la membrane 10 est sensiblement confondu avec l’axe optique X.

La membrane transparente 10 au contact de la cornée 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.

La source 14 peut être un laser à cavité verticale émission par la surface (VCSEL acronyme anglo-saxon pour « Vertical-Cavity Surface-Emitting laser ») ou encore une diode laser à émission par la tranche. La lumière émise dans l’infrarouge, par cette source 14 peut être cohérente (VCSEL). De préférence, cette source 14 est un VCSEL.

Le fait que la lentille sclérale n’est pas en contact direct avec la cornée de l’œil avec l’espace E permet ainsi au faisceau Fl de la source 14 de diverger suffisamment et d’éclairer l’iris I sur une surface suffisante pour la mesure du diamètre de pupille P détaillé ci-après.

Une forme de source 14, comme par exemple une diode de forme elliptique ou la mise en place d’une optique de mise en forme sur cette source 14 peut être envisagée afin que le faisceau lumineux Fl qu’elle émet éclaire au mieux la section de l’iris I, comme décrit dans la demande de brevet FR2203684. Une photodiode 15 est intégrée dans une puce électronique 16, également encapsulée dans la membrane 10.

Comme montré à la figure 2, la photodiode 15 est agencée de sorte à capter le faisceau Fl émis par la source d’illumination 14 et qui est réfléchie par la surface de l’iris I.

La puce électronique 16 comprend un microcontrôleur, relié au photodétecteur par le biais d’un convertisseur analogique-numérique (ADC) et ainsi adapté pour convertir en données numériques les signaux électriques issus du photodétecteur. Ainsi, le microcontrôleur peut calculer le diamètre de la pupille, à partir des données numériques converties, en fonction d’une table de correspondance prédéterminée.

La puce électronique 16 en outre est connectée à une antenne, non représentée pour transmettre les données sur le diamètre de pupille calculé par communication sans fil, vers l’extérieur de la lentille.

La communication sans fil s’effectue de préférence selon un protocole de communication en champ proche, souvent désigné par son sigle NFC (acronyme anglo-saxon pour « Near-Field Communication »).

Ainsi, selon cette première alternative, la mesure avec le calcul afférent du diamètre de la pupille P est entièrement réalisé au sein de la lentille sclérale 1, seules les informations relatives au diamètre étant transmises à l’extérieur de préférence par protocole NFC vers un support de type monture de lunettes ou un téléphone portable, porté par l’individu ou un analyseur extérieur fixe comme décrit dans [2].

On peut prévoir une interface de rechargement électrique par induction, encapsulée dans la membrane, pour la collecte et l’alimentation en énergie électrique de la source d’illumination 14 et des composants actifs de la puce électronique 16, depuis l’extérieur de la lentille, avec au moins un circuit électronique, encapsulé dans la membrane, adapté pour activer la source d‘ illumination et les composants actifs de la puce électronique à partir de l’interface.

Alternativement, la lentille sclérale peut intégrer au sein de sa membrane 10 une batterie autonome rechargeable qui alimente la source et les composants actifs de la puce 16 dont la photodiode 15. Cette batterie est avantageusement un accumulateur tel que décrit et revendiqué dans la demande de brevet WO2018/167393A1.

La puce électronique 16 peut par exemple être réalisée à partir d’une puce commercialisée sous la dénomination NHS3152 de la société NXP. La figure 3 schématise l’iris I et la pupille P d’un œil O. Typiquement pour un être humain, le diamètre de la pupille P peut varier environ entre 2 et 8 mm. La source de lumière selon l’invention 14 doit donc éclairer une section de l’iris I comprise entre Rmin et Rmax. Par exemple, Rmin est égal à 1,5mm et Rmax à 3mm. La table de correspondance peut être avantageusement déterminée à partir de ces valeurs.

Afin de permettre à la source de lumière 14 d’éclairer toute la section d’iris I souhaitée, il peut être avantageux de rallonger le chemin optique parcouru par le faisceau Fl émis par la source 14. Par exemple, la source de lumière 14 peut être orientée vers l’extérieur et guidée par réflexions multiples comme décrit dans la demande de brevet FR2000575.

La figure 4 illustre une variante de la première alternative, selon laquelle on réalise en plus un suivi de pointage précis de la direction du regard.

Pour ce faire, une source d’illumination supplémentaire 17 est encapsulée dans la membrane 10.

Le faisceau F2 émis par cette autre source 17 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 F2 peut être analysé par un détecteur sensible à la position (PSD) 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 PSD.

La lentille sclérale 1 selon la figure 5 met en œuvre une deuxième alternative de l’invention selon laquelle le faisceau lumineux Fl émis par la source d’illumination 14 et réfléchi par l’iris I n’est plus analysé au sein même de la lentille comme selon la figure 2 mais extérieurement à celle-ci par un dispositif de détection 2 détaillé par la suite.

Ainsi, la lentille 1 comprend ici un élément optique, de préférence un élément optique diffractif 18 est encapsulé dans la membrane 10 dans une zone en regard de l’iris I, de préférence en regard de la zone de mydriase).

En fonction de la proportion du faisceau de lumière Fl émis par la source 14 qui sera réfléchie par la portion d’iris I, l’élément optique 18 sera plus ou moins éclairé. L’élément optique diffractif 18 est constitué de plusieurs facettes, chacune donnant lieu à la création d’un faisceau lumineux F3 avec une puissance de focalisation, qui se formera à une distance donnée de la lentille 1 où est agencé un ou plusieurs détecteurs 2, de préférence un ou des détecteurs à quadrant.

Ces détecteurs 2 peuvent par exemple des photodiodes quadrants comme celles commercialisées par la société First sensor : www.first-sensor.com/fr/produits/capteurs-optiques/detecteur s/apd-quadrants-qa/.

Le détecteurs 2 sont de préférence sous la forme d’une ou plusieurs barrettes de photodiode.

La détection de chacun des faisceaux lumineux F3 par le ou les détecteurs 2 extérieurs à la lentille 1 permet de déterminer le diamètre d’ouverture de l’iris.

L’élément optique diffractif 18 peut avantageusement être constitué par un réseau de microoptiques, tel qu’un réseau de prismes ou un réseau échelette, aussi appelé réseau « blazé », ou d’une pluralité de lentilles de Fresnel hors axe, i.e. qui intègrent chacune une fonction de déviation de sorte que chaque secteur de l’élément optique 18 s’image sur une photodiode donnée de la barrette de photodiodes, différente de celles sur lesquelles s’imagent les autres secteurs de l’élément optique 18. La réflexion sur la surface semi-diffusante de l’iris ayant pour effet de réduire la cohérence de la source d’illumination 14, ce type de composant est bien adapté pour la création des spots lumineux F3 recherchée.

La figure 6 illustre un exemple d’un élément optique diffractif 18 mis en œuvre dans l’alternative de la figure 5 utilisant un motif de type lentille de Fresnel hors axe, c’est-à-dire avec une focalisation avec un décalage axial, selon quatre positions distinctes.

La figure 7 illustre deux configurations d’interception de la surface d’iris I par le faisceau Fl émis par la source d’illumination 14 en fonction de l’ouverture de la pupille (pupille ouverte au minimum Pmin sur la gauche, au maximum Pmax sur la droite). Les microlentilles mises en œuvre en tant qu’ élément optique diffractif 18, forment donc ici 1 à 4 points de focalisation en fonction de la taille de la pupille et donc la surface d’iris I éclairée par le faisceau FL On précise que sur cette figure 7, par simplicité, la cornée n’est pas représentée : en effet, l’indice de réfraction égal à 1,336 pour l’humeur aqueuse, 1,376 pour la cornée et 1,33 pour le fluide lacrymal étant proches, l’influence de la puissance réfractive de la cornée sur le tracé est négligeable, si l’angle d’incidence ne s’éloigne pas trop de la normale.

La deuxième alternative de l’invention peut également mettre en œuvre un suivi de pointage précis de la direction du regard.

Aussi, comme illustré en figure 8, une source d’illumination supplémentaire 17 est encapsulées dans la membrane 10.

Le faisceau F2 émis par cette autre source 17 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 F2 peut être analysé, par exemple, par un détecteur sensible à la position (PSD) 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 PSD.

De manière générale, aucune source d’illumination 14, 17 embarquée par la lentille 1 ni aucun des composants électroniques 15, 16 ou élément optique 18 embarqués par la lentille 1 ne bloque la vue de l’individu.

Le ou les détecteurs 2 pour la détection des faisceaux F3 sont avantageusement placés autour de l'œil, de préférence sur un support embarqué par l’individu tel que des lunettes 3, comme représenté de manière schématique à la figure 9. Typiquement, il peut s’agir d’une barrette de détecteurs 2, par exemple des photodiodes agencées à quelques centimètres de la lentille sclérale 1 en configuration de mesure. La détection des faisceaux F3 sur chacun de ces détecteurs 2 permet ainsi de remonter à l’ouverture de la pupille P.

On peut aussi remplacer la barrette 2 par une matrice de détecteurs 2 couvrant par exemple un secteur angulaire donné, typiquement de l’ordre de + ou - 15° autour de la lentille sclérale 1. Une telle matrice permet également d’intégrer un mouvement horizontal de l’œil O.

Dans le cas où la lentille sclérale 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 19, reliée un redresseur sont encapsulés dans la membrane 10 d’une lentille sclérale 1.

Un exemple avantageux de système de rechargement est montré en figure 10: une antenne d’induction 30 est intégrée dans une monture de lunettes 3, de préférence qui supporte les détecteurs 2 et le cas échéant un détecteur sensible à la position PSD pour détecter le faisceau F2. L’antenne 30 transfère de l’énergie par couplage magnétique à l’antenne 19 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 11A et 11B illustrent certaines étapes d’un procédé de réalisation d’une lentille sclérale selon la première alternative de l’invention.

La membrane 10 est ici constituée de deux films 100, 101 en polymère transparent, par exemple un hydrogel.

Chacun des deux films 100, 101 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 100.

Ainsi, l’électronique dont la source d’illumination 14 et la puce électronique 16 avec la photodiode 15, est parfaitement positionnée au sein du film 100.

Une fois, ce positionnement effectué, les deux films 100, 101 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 100, 101.

Le même procédé peut être mis en œuvre pour encapsuler la source d’illumination 14 et l’élément diffractif 18 ainsi que l’électronique.

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

Si dans les exemples illustrés, le photodétecteur 15 ou l’élément optique diffractif 18 sont agencés au sein de la membrane 10 de l’autre côté de la pupille P par rapport à la source de lumière 14, on peut tout aussi bien envisager de les agencer côte-à-côte. De même, si dans les exemples des figures 4 et 8, la source 17 permettant de connaître la direction du regard est agencée côte-à-côte avec la source d’illumination 14 divergeant vers l’iris, on peut aussi envisager de la placer de l’autre côté de la pupille P, par exemple à côté de l’élément optique diffractif 18. En lieu et place ou en sus d’un élément diffractif 18, on peut envisager d’avoir un élément optique réfractif.

Liste des références citées

[1] M. Larson, M. Behrends, « Portable Infrared Pupillometry: A Review », Anesthesia and Analgesia 120(6): 1242-53 D01:10.1213/ANE.0000000000000314, (2015). [2] A. Khaldi, E. Daniel, L. Massin, C. Kârnfelt, F. Ferranti, C. Lahuec, F. Seguin, V.

Nourrit, J-L de Bougrenet de la Tocnaye, “The cyclops contact lens: A laser emitting contact lens for eye tracking". Scientific Report 10, 14804, doi.org/10.1038/s41598-020-71233-l, (2020).

[3] Applied Digital Optics: “From Micro-optics to Nanophotonics (Chapter 6), “Bernard C. Kress, Patrick Meyrueis, Wiley, November 2009, ISBN: 978-0-470-02264-1.