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Prothèse d'oeil photonique

Jérôme Lapointe

Masters thesis (2010)

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Cite this document: Lapointe, J. (2010). Prothèse d'oeil photonique (Masters thesis, École Polytechnique de Montréal). Retrieved from https://publications.polymtl.ca/366/
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Abstract

Le premier contact entre chaque être humain se fait avec les yeux. La perte d’un oeil est donc inestimable et peut drastiquement changer la qualité de vie d’une personne. Depuis des siècles, les ocularistes et chirurgiens oculaires travaillent en collaboration pour tenter de créer la jumelle tant souhaitée. Tous les efforts et investissements destinés à l’amélioration de l’apparence des prothèses oculaires sont neutralisés par l’immobilité de la pupille. L’objectif de ce projet de maîtrise était de développer un système variant le diamètre de la pupille d’une prothèse oculaire en fonction de la luminosité ambiante. Ce mémoire présente les principales réalisations liées à ce projet. Quelques chercheurs ont proposé leur idée pour résoudre ce problème. Entre autre, l’utilisation de cristaux liquides, de sources de lumière, d’afficheur à diodes électroluminescentes, de matériaux photochromiques, magnétiques, polarisés, etc. Cependant, aucune de ces inventions n’a démontré un réel succès. Les trois principales causes d’échec sont : l’espacement limité, le rude processus de fabrication de la prothèse oculaire et le fait que le dispositif devrait être autoalimenté et autonome. Au cours de cette maîtrise, plusieurs technologies ont été étudiées pour finalement converger vers celle des cristaux liquides (CL). Cependant, à notre connaissance, aucune cellule à CL n’a survécu, jusqu’à ce jour, aux étapes de fabrication de la prothèse oculaire. Plusieurs paramètres ont donc été expérimentés pour réussir à faire survivre la première cellule à CL. Le principe de fonctionnement du dispositif développé est très simple. Une cellule à CL est placée devant l’image d’un iris avec une pupille de dimension minimale. Cette pupille est en fait une cellule solaire. La cellule à CL comporte des pixels concentriques en forme d’anneau qui bloquent la lumière autour de la pupille qui parait alors large. Lorsque la lumière ambiante augmente, les pixels en forme d’anneau s’activent séquentiellement pour devenir transparents, l’image de l’iris est alors visible et la pupille parait plus petite. Un circuit électronique passif et autonome est aussi développé dans le cadre de cette maîtrise. Ce circuit, qui contrôle les pixels de la cellule à CL, est autoalimenté par neuf cellules solaires interconnectées en série. Dans le dispositif final, cet ensemble de cellules solaires devra être----------Abstract The eye is a vital organ not only in terms of vision and as an important element of facial expression, but also as the first point of contact between people. The loss of an eye has a farreaching impact on an individual’s psyche. Additionally, it affects the patient’s professional and social life. Cosmetic rehabilitation with custom made ocular prostheses gives such individuals social and professional acceptance and mitigates problems of re-integration in society. For centuries, ocularists and eye surgeons have worked together to try to create an eye as close to a realistic one possible. All efforts and investments to improve the appearance of ocular prostheses are neutralized by the immobility of the pupil. The objective of this MSc project was to develop a system varying the pupil diameter of ocular prostheses according to the ambient light conditions. The thesis, thus presents the main achievements related to this project. Several researchers have proposed ideas to solve this problem, for example, with the use of liquid crystals, sources of light, LED display, photochromics, magnetic and polarized materials. However, none of these inventions has shown real success. The three main causes for failure include limited space available for integration, the rugged conditions of the ocular prosthesis manufacturing process and the need for a device to be self-powered and autonomous. During this Master’s project, several technologies were studied to eventually converge to the liquid crystal display (LCD) solution. Several parameters were tested to successfully demonstrate the first LCD, to our knowledge, surviving the rugged conditions of the ocular prosthesis manufacturing steps. The operating principle of the device developed is very simple. An LC cell is placed in front of the iris image with a pupil of minimum size. This pupil is in fact a series of solar cells. The LC cell contains concentric ring-shaped pixels, which stop the light around the pupil to sequentially alter its diameter. When the ambient light increases, the ring-shaped pixels are activated sequentially to become transparent, the iris is then visible and the pupil appears smaller. A passive and autonomous electronic circuit is also developed in the context of this study. This circuit, which controls the LC cell pixels, is self-powered by nine solar cells interconnected in series. In the final device, the set of solar cells will be integrated into a space equal to the

Open Access document in PolyPublie
Department: Département de génie physique
Dissertation/thesis director: Raman Kashyap
Date Deposited: 29 Nov 2010 14:39
Last Modified: 27 Jun 2019 16:49
PolyPublie URL: https://publications.polymtl.ca/366/

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