Brevet FR2509876A1 — publié le 19830121

i La présente invention se rapport à des verres de lunettes et autres lentilles, à distance focale variable, et elle a trait plus particulièrement à des perfectionnements apportés à la structure de telles lentilles et aux moyens et procédés pour modifier leur distance focale. Des lentilles à distance focale variable sont utilis dans de nombreuses applications qui nécessitent une modificati de la focalisation des rayons lumineux Dans les applications la compensation des défauts de la vision, de telles lentilles sont utilisées dans les lunettes et les instruments grossissan et, dans les applications photographiques, elles sont utilisée dans les appareils photographiques et caméras. L'un des principaux buts de la présente invention es de réaliser une nouvelle lentille perfectionnée à distance foc le variable et des moyens et des procédés pour régler la dista ce focale d'une telle lentille. Ainsi, la présente invention a pour objet un procédé et un appareil pour focaliser des rayons lumineux au moyen d'u lentille ayant une distance focale variable Dans un mode de réalisation de l'appareil de la présente invention, un ensembl de lentille à distance focale variable comporte une lentille, support de lentille et des moyens de réglage de la distance fc cale La lentille comporte deux surfaces lenticulaires et une partie marginale circonférentielle et elle est formée dans sa totalité en une matière transmettant la lumière, élastiquement déformable La distance focale de la lentille varie lorsque le degré de pression appliquée le long de la partie marginale de lentille est modifié Le support de lentille entoure à peu pre complètement la lentille et est en appui contre la partie marc nale de cette dernière de façon à appliquer la pression désire à la lentille et il est réglable de manière à modifier cette pression. L'invention réside également en ce que le réglage de la distance focale est commandé soit manuellement soit autc matiquement Dans un mode de réalisation de l'invention qui utilise une commande manuelle, l'utilisateur peut régler une vis ou analogue coopérant avec le support de lentille jusqu'à ce qu'il détecte que les rayons lumineux qui se propagent à partir d'un objet sont focalisés en un point désiré Dans un mode de réalisation de l'invention qui utilise une commande automatique, un télémètre disposé sur ou à côté de l'ensemble de lentille détecte la distance de l'ensemble de lentille à un objet sur lequel la mise au point doit être faite et applique des signaux aux moyens de réglage de la distance focale qui règlent la distance focale en réponse à de tels signaux de commande. L'invention vise également le concept d'utiliser des lentilles à distance focale variable du type ci-dessus décrit/ fabriquées dans leur totalité en une matière transmettant la lumière, élastiquement déformable, dans une paire de lunettes en combinaison avec des moyens manuels ou automatiques pour effectuer le réglage de la distance focale et elle vise égale- ment le concept d'utiliser des lentilles à distance focale va- riable d'un type approprié quelconque dans une paire de lunettes en combinaison avec des moyens automatiques de réglage de la distance focale comportant un télémètre qui utilise un signal projeté vers l'objet et réfléchi par l'objet qui est observé. D'autres caractéristiques de l'invention apparaîtront à la lecture de la description qui va suivre et à l'examen des dessins annexés dans lesquels: la figure 1 est une vue en perspective qui repré- sente une paire de lunettes mettant en oeuvre la présente in- vention; la figure 2 est une vue de face en élévation de la paire de lunettes représentée sur la figure 1; la figure 3 est une vue en coupe prise suivant la ligne de coupe référencée 3-3 sur la figure 2; la figure 4 est une vue de face, en élévation, d'une paire de lunettes comportant un autre mode de réalisation de l'invention; la figure 5 est une vue de face, en élévation, d'une paire de lunettes comportant encore un autre mode de réalisation de l'invention; la figure 6 est une vue qui représente, sous forme d'un schéma-bloc, le circuit de commande utilisé pour le régla- ge automatique de la distance focale dans les lunettes de la figure 5; la figure 7 est une vue en élévation latérale des lunettes de la figure 5, cette vue montrant le fonctionnement de son dispositif télémétrique; et la figure 8 est une vue en élévation latérale d'une paire de lunettes mettant en oeuvre l'invention, semblables à celles de la figure 5, excepté qu'elles utilisent un type différent de dispositif télémétrique. On se référera maintenant de manière plus précise aux dessins et en particulier à la figure 1 sur laquelle on a représenté une paire de lunettes, désignée par la référence générale 10, qui comportent des ensembles de lentilles à dis- tance focale variable de la présente invention Les lunettes 10 sont d'une construction classique dans la mesure o elles comportent une monture 12 de lunettes, deux lentilles ou "verres" 14, 14 et une paire de branches 18, 18 La monture 12 de lunettes qui porte les lentilles 14 14 est, de préférence, fabriquée en métal ou en matière plastique et elle comporte deux cercles en anneaux 22, 22 joints par une arcade 26 Lorsque les lunettes 10 sont portées,llarcade 26 repose sur le nez de l'utilisateur et les lentilles 14, 14 sont positionnées dans sa ligne de vision Les branches 18, 18 sont assemblées aux côtés opposés de la monture 12 de lentille d'une manière classique au moyen de charnières 28, 28 de sorte qu'on peut les plier contre la monture pour ranger les lunettes. Dans le mode de réalisation représenté sur les figures 1 et 2, auxquelles on se référera, chaque anneau 22 entoure à peu près complètement sa lentille 14 et est fendu à un point situé légèrement au-dessous de la charnière 28 correspondante et il comporte, de part et d'autre de la fente, des rebords ou pattes 34, 34 qui sont percés pour recevoir la tige d'une vis 32 Un écrou 38 à oreilles est vissé sur la vis de sorte que les pattes 34 sont retenues entre la tête de la vis et l'écrou à oreilles; de préférence, la partie de la vis adjacente à sa tête et qui traverse la patte supérieure 34 a une section trans- versale non circulaire et est reçue dans une ouverture non-cir- culaire correspondante formée dans la patte de sorte que la vis est retenue à l'encontre d'une rotation par rapport à la patte. Comme plus particulièrement représenté sur la figure 3, chaque anneau comporte une rainure 24 dont l'ouverture est orientée vers l'intérieur qui s'étend le long de son bord intérieur pour recevoir la lentille 14 correspondante. Selon un aspect particulier de l'invention, chaque lentille est constituée par un corps formé dans sa totalité en une matière transmettant la lumière, élastiquement déformable, telle qu'une matière plastique, et elle a une forme générale circulaire dans le plan de la monture 12 de lunettes Comme illustré par la lentille 14 sur la figure 3, les faces de chaque lentille forment des surfaces incurvées 16, 16 et se rejoignent à une partie marginale circonférentielle qui est reçue dans la rainure 24 du cercle 22 La pression appliquée et modifiée le long de la partie marginale provoque le renflement ou l'aplatis- sement de la lentille en fonction des changements de pression et provoque, de ce fait, des changements de sa distance focale dûs aux changements de la courbure des surfaces 16, 16 La pression peut être une pression qui, comme dans l'exemple représenté, est dirigée vers l'intérieur, vers le centre de la lentille, ou, alternativement, ce peut être une pression qui pince ou resserre les surfaces de la lentille l'une contre l'autre le long de la partie marginale de la lentille. Sur la figure 3 à laquelle on se référera, la lentille 14 a été représentée en traits pleins dans une condition qui correspond à une certaine distance focale Lorsque les extrémités de l'anneau fendu sont tirées l'une vers l'autre par serrage de l'écrou 38 à oreilles, la lentille se renfle à la condition représentée en traits interrompus, et sa distance focale est changée Par conséquent, il suffit à un utilisateur des lunett représentées sur les figures 1 à 3, pour mettre les lunette au point sur un objet quelconque, de régler les deux écrous 38 38 à oreilles. Bien que les deux lentilles 14, 14 des lunettes 10 représentées sur les figures 1 à 3 soient réglables indépendam l'une de l'autre, on doit noter qu'un ensemble de lentille réalisé conformément aux aspects généraux de la présente inven n'est pas nécessairement limité à une telle construction Par exemple, la figure 4 représente une paire de lunettes 44 dont les deux lentilles 40, 40 toutes deux semblables aux lentilles 14, 14 des figures 1 à 3, peuvent être réglées au moyen d'une unique vis 39 La monture 46 de lunettes a des parties supérie 48 et inférieure 50 verticalement espacées l'une de l'autre da la région de l'arcade entre les lentilles La tige de la vis 3 s'étend verticalement et passe avec jeu dans une ouverture for mée dans la partie supérieure 48 de la monture et elle est vis sée dans une ouverture intérieurement filetée formée dans la partie inférieure 50 La tête 51 de la vis est reçue dans une fente 53 formée dans la partie supérieure de la monture et l'u lisateur peut la faire tourner avec les doigts Le serrage ou desserrage de la vis 39, que l'on produit en faisant tourner E tête, rapproche ou écarte l'une de l'autre les parties supéri E et inférieure de la monture 46 et, en faisant varier de cette manière la force de compression dirigée vers l'intérieur appli quée par la monture aux deux lentilles, on modifie simultané- ment la distance focale des deux lentilles 40, 40. On peut également régler la distance focale des len- tilles d'une paire de lunettes mettant en oeuvre l'invention c l'aide de moyens automatiques au lieu d'utiliser un réglage mû nuel Par exemple, les lunettes 68 de la figure 5, sont sem- blables à celles de la figure 4 à cette différence près qu'ell comportent, en outre, un télémètre 56 et des moyens de réglag( automatiques des lentilles, désignés par la référence 58 Le Le télémètre 56 est incorporé à la monture et il comporte un émetteur 60 de signaux qui émet un signal en direction d'un objet observé qui se trouve situé devant la monture 48 Le télémètre comporte également un récepteur 62 de signaux pour recevoir une partie du signal réfléchi par l'objet observé Un détecteur associé à l'émetteur 60 de signaux et au récepteur 62 de signaux détermine automatiquement la distance des lunettes à l'objet. Les moyens 58 de réglage des lentilles peuvent être réalisés sous diverses formes différentes mais, dans le cas représenté, ils sont constitués par un petit moteur réversible 64 monté dans la monture 48 et accouplé d'une manière appropriée à la tête 51 de la vis de telle sorte que le fonctionnement du moteur 64 fait-tourner la vis dans un sens ou dans l'autre pour régler la distance focale dés lentilles. La commande schématiquement représentée sur la figure 6 montre comment fonctionnent les moyens télémétriques et de réglage des lentilles des lunettes de la figure 5 Le moteur 64 est mis sous tension, de façon à tourner dans un sens ou dans l'autre, par des signaux de commande qui lui sont appliqués par le détecteur 66 Des signaux sont émis par l'émetteur 60 de si- gnaux en direction de l'objet observé et le récepteur 62 reçoit une partie des signaux réfléchis par l'objet Le détecteur 66 détecte ou détermine la distance qui le sépare de l'objet observé à partir de l'information de signalisation reçue et, à partir d'une telle détermination, il produit les signaux de commande appliqués au moteur 64 de réglage de lentilles. Le télémètre 56 peut être un appareil qui utilise des signaux infrarouges ou un appareil qui utilise des signaux ultra- sonores et, dans les deux cas, il peut être d'une construction classique et du-type quelquefois utilisé dans les appareils pho- tographiques. Le fonctionnement d'un télémètre aux infrarouges a été représenté sur la figure 7 Comme représenté sur cette figure à laquelle on se référera, un faisceau de rayonnement infrarouge d'une fréquence comprise à l'intérieur de l'intervalle des fré- quences infrarouges du spectre électromagnétique est projeté, comme représenté sur la ligne 70 en traits pleins par l'émetteur , en direction d'un objet 72 à observer Le récepteur 62 mesure l'intensité de pointe du faisceau réfléchi représenté par une ligne 78 en pointillé Le détecteur 66 traduit automa- tiquement cette information d'intensité reçue en une informa- tion de distance en la comparant à l'intensité de pointe du si- gnal émis et transmet des signaux de commande aux moyens de ré- glage des lentilles qui règlent les lentilles d'une manière correspondante. Un dispositif télémétrique ultrasonore utilisable en tant que télémètre 56 de la figure 5 a été représenté sur la figure 8 L'émetteur 60 émet des impulsions intermittentes de signaux ultrasonores représentés par la série de fronts d'onde 80, 80 dont la concavité est orientée vers la gauche, en direc- tion de l'objet observé 88 Le récepteur 62 ' détecte les échos réfléchis, représentés par la série de fronts d'onde 86, 86 dont la concavité est orientée vers la droite, et le détecteur 66 détermine la distance qui le sépare de l'objet observé sur la base du temps nécessaire pour le retour de l'écho Le détecteur traduit alors cette information de distance en signaux de comman- de transmis au moteur 64 et utilisés pour régler les lentilles d'une manière correspondante. Etant donné que les descriptions qui précèdent ont été données à titre d'illustration et non à des fins de limita- tion, on comprendra que l'on peut apporter de nombreuses modi- fications aux lentilles et aux appareils du type lunettes décrits dans s'écarter pour cela de l'esprit de l'invention Par exemple, les lunettes munies d'un dispositif télémétrique qui ajuste automatiquement leur distance focale conformément à la présente invention ne sont pas nécessairement limitées à l'emploi de lentilles fabriquées dans leur totalité en matière élastiquement déformable A la place d'une telle matière, on peut utiliser, pour chaque lentille, une enveloppe extensible comportant deux parois flexibles en vis à vis et contenant un fluide entre les- dites parois Dans ce cas, aussi bien les parois de l'enveloppe que le fluide qu'elle contient transmettent la lumière et les parois-ont des surfaces incurvées qui donnent à l'enveloppe ses caractéristiques de lentille Les parois sont mobiles en rapprochement et en éloignement l'une de l'autre et elles pren- nent des courbures différentes lorsque la pression du fluide est modifiée de sorte qu'on obtient une distance focale qui varie lorsque la pression du fluide varie Les moyens de régla- ge de la lentille devraient comporter dans ce cas des moyens pour modifier la pression du fluide contenu dans l'enveloppe en réponse aux signaux de commande du détecteur 66. REVENDICATIONS 1 Un ensemble de lentilles à distance focale variable caractérisé en ce qu'il comporte: une lentille ( 14 ou 40) ayant deux surfaces lenticulai res ( 16 et 16) et une partie marginale circonférentielle, cet lentille étant constituée par un corps unitaire en une matière transmettant la lumière, élastiquement déformable, de telle sorte que l'on peut modifier la courbure des deux surfaces le: ticulaires en modifiant une pression appliquée à la lentille long de ladite partie marginale; un support ( 12 ou 46) entourant approximativement la li tille et en appui contre sa partie marginale de façon à appli quer une telle pression à la lentille; et des moyens pour régler le support de façon à faire var la pression qu'il applique à la lentille. 2 Un ensemble de lentilles à distance focale variable selon la revendication 1, caractérisé en ce que le support coi porte des moyens pour comprimer la partie marginale en direc- tion du centre de la lentille. 3 Un ensemble de lentilles à distance focale variable selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif télémétrique ( 56) fixé au support de lentille, ce dispositif télémétrique comprenant: un émetteur ( 60) de signaux pour projeter un signal de détection de distance approximativement suivant une ligne en direction d'un objet sur lequel la mise au point de la lentil le doit être effectuée un récepteur ( 62) de signaux pour recevoir une partie du signal projeté réfléchi par l'objet; un détecteur ( 66) associé à l'émetteur de signaux et au récepteur de signaux pour produire un signal de distance fonction de la distance entre eux et l'objet; et des moyens pour régler le support de manière à modifie la pression qu'il applique à la lentille en réponse au signal de distance. 4 Un ensemble de lentilles à distance focale variable selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'émetteur de signaux est un émetteur de rayonnement électromagnétique dont la fréquence est comprise à l'intérieur d'un intervalle de fré- quences prédéterminé et le récepteur de signaux est un détecteur de rayonnement électromagnétique incident compris à l'intérieur de cet intervalle de fréquences prédéterminé. Un ensemble de lentilles à distance focale variable selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'émetteur de signaux est un émetteur de rayonnement infrarouge et le récepteur de signaux est un détecteur de rayonnement infrarouge incident. 6 Un ensemble de lentilles à distance focale variable selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'émetteur de signaux est un émetteur d'onde ultrasonore et le récepteur de signaux est un détecteur d'onde ultrasonore incidente. 7 Un appareil de type lunettes, caractérisé en ce qu'il comporte: une monture ( 12 ou 46) adaptée pour pouvoir être portée par un utilisateur; une lentille ( 14 ou 40) portée par la monture de telle sorte que ladite lentille soit dans la ligne de vision de l'uti- lisateur, la lentille ayant deux surfaces lenticulaires ( 16 et 16) et une partie marginale circonférentielle et étant constituée par un corps unitaire en une matière transmettant la lumière, élastiquement déformable, de sorte que l'on peut modifier la courbure des deux surfaces lenticulaires en modifiant la pres- sion appliquée à la lentille le long de sa partie marginale; et des moyens de réglage de la distance focale comportant des moyens pour appliquer une telle pression le long de cette partie marginale et pour en modifier le degré d'application. 8 Un appareil du type lunettes selon la revendication 7, caractérisé en ce que les moyens pour appliquer une pression et pour en modifier le degré d'application comprennent des moyens pour comprimer mécaniquement la partie marginale en direction du centre de la lentille. il 9 Un appareil du type lunettes, caractérisé en ce qu'il comporte: une monture ( 12 ou 46) adaptée pour être portée par un utilisateur; une lentille ( 14 ou 40) portée par la monture de telle sorte que la lentille soit dans la ligne de vision de l'utilisa- teur, ladite lentille ayant une distance focale variable; un émetteur ( 60) de signaux de détection de distance porté par la monture pour projeter un signal de détection de dis- tance approximativement suivant ladite ligne de vision en direc- tion d'un objet observé par l'utilisateur; un récepteur ( 62) de signal porté par la monture pour recevoir une partie du signal projeté réfléchi par l'objet obser- vé; un détecteur ( 66) associé à l'émetteur de signal et au récepteur de signal pour produire un signal de distance fonction de la distance entre la monture et l'objet observé par lequel le signal est réfléchi; et des moyens de réglage de la distance focale fonctionnant en réponse au signal de distance pour régler la distance focale de la lentille. Appareil du type lunettes selon la revendication 9, caractérisé en ce que l'émetteur de signaux est un émetteur de rayonnement électromagnétique dont la fréquence est comprise a l'intérieur d'un intervalle de fréquences prédéterminé et le récepteur de signaux est un détecteur de rayonnement électro- magnétique incident compris à l'intérieur de cet intervalle de fréquence prédéterminé. 11 Appareil du type lunettes selon la revendication 9, caractérisé en ce que l'émetteur de signaux est un émetteur d'onde ultrasonore et le récepteur de signaux est un détecteur d'onde ultrasonore incidente. 12 Appareil du type lunettes selon l'une des revendica- tions 10 et 11, caractérisé en ce que la lentille a deux surfa- ces lenticulaires et une partie marginale circonférentielle, ladite lentille étant constituée par un corps unitaire en une matière transmettant la lumière, élastiquement déformable, de sorte que l'on peut modifier la courbure des deux-surfaces len- ticulaires en modifiant la pression appliquée à la lentille le long de sa partie marginale, et en ce que les moyens de réglage de la distance focale comportent des moyens pour appliquer une telle pression le long de cette partie marginale et pour en modifier le degré d'application. 13 Un procédé pour modifier la distance focale d'une lentille caractérisé en ce qu'il consiste: à réaliser une lentille ( 14 ou 40) fabriquée entière- ment en un corps de matière plastique transmettant la lumière, élastiquement déformable, ayant deux surfaces lenticulaires ( 16 et 16) et une partie marginale circonférentielle; à appliquer une pression dirigée dans l'ensemble vers l'intérieur le long de la partie marginale circonférentielle; et à modifier le degré d'application de cette pression le long de ladite partie marginale. 14 Procédé pour ajuster automatiquement une paire de lunettesàladistance entre elles et un objet qui est observé, caractérisé en ce qu'il consiste: à réaliser une paire de lunettes ( 10, 44 ou 68) compor- tant des lentilles ( 14 ou 40) à distance focale variable et des moyens de réglage pour régler cette distance focale; à émettre des signaux en direction d'un objet à obser- ver; à recevoir une partie du signal réfléchi par cet objet à engendrer à partir des signaux émis et reçus un signal de distance représentatif de la distance entre les lunettes et l'objet observé; et à utiliser le signal de distance pour commander le ré- glage des moyens de réglage.