Brevet FR2653917A1 — publié le 19910503

=D2653917 La présente demande de brevet a pour objet un procédé de mesure de kératométrie, c'est-à-dire un procédé de mesure des rayons de la face externe de la cornée de l'oeil, ainsi qu'un appareil automatique, dit autokératométre, assurant la mise en oeuvre de ce procédé. Comme on le sait, la cornée de l'oeil est considérée en première approche comme sphérique, mais en réalité elle est assimilable dans la plupart des cas à une surface torique avec un axe principal o se situe le plus grand rayon de courbure et un axe secondaire, qui lui est perpendiculaire, o se situe le plus petit rayon de courbure. L'objet de la mesure est alors de déterminer la valeur du grand rayon de courbure, celle du petit rayon de courbure, ainsi que la position angulaire de l'axe principal de la cornée. La connaissance de ces éléments est en effet importante en ophtalmologie, pour un but de correction, la convergence due à la cornée étant prépondérante dans la convergence de l'oeil. On connait un procédé de mesure automatique de kératométrie selon lequel, pour déterminer les valeurs du grand et du petit rayons de courbure de la cornée ainsi que celle de la position angulaire de l'axe principal, on effectue les opérations suivantes: - disposition devant la cornée de l'oeil à examiner d'une source lumineuse en forme de couronne circulaire, - décomposition de l'image elliptique de. la source lumineuse donnée par la cornée en cinq images différentes, décalées et tournées les unes par rapport aux autres, - interposition sur chacun des cinq morceaux d'image ainsi obtenus d'un élément de photodiode linéaire de façon que, en fonction de la taille de l'ellipse, l'intersection de chaque morceau d'image avec l'élément linéaire soit située plus ou moins près du début de cet élément, pour fournir ainsi cinq informations, - traitement des cinq informations par ordinateur, au moyen d'un logiciel adapté, afin d'obtenir l'allure de l'ellipse et extraction des valeurs des deux rayons de courbure et de la position angulaire de l'axe principal. Ce procédé, utilisant la décomposition en cinq parties d'une image donnée par la cornée, présente l'inconvénient de nécessiter un dispositif optique complexe, comprenant entre autres un prisme en forme de pyramide à cinq côtés, qui est coûteux et d'un règlage délicat. Les éléments électroniques également nécessaires sont nombreux, ce qui joue défavorablement sur le prix de revient et entraîne des difficultés de règlage. De plus, le nombre d'informations utiles qui sont recueillies et traitées est assez peu important, ce qui peut se ressentir au niveau de la précision de la mesure effectuée. La présente invention a pour objet de remédier aux inconvénients présentés par les procédés connus de mesure automatique de kératométrie et elle propose à cet effet un procédé de mesure automatique de kératométrie, ainsi qu'un appareillage pour la mise en oeuvre de ce procédé, qui sont d'un prix de revient modéré, qui fournissent des mesures d'une excellente précision et qui ne nécessitent pas de règlages difficiles. Selon l'invention, le procédé *de mesure automatique de kératométrie comporte les phases successives suivantes: ' - disposition d'une source lumineuse en forme de couronne circulaire devant la cornée de l'oeil à examiner, - transformation de l'image elliptique de ladite source fournie par la cornée en un signal vidéo-électronique constitué d'une succession de lignes vidéo-électroniques correspondant chacune à une ligne horizontale de l'image, l'importance du signal étant fonction de la luminosité de l'image par rapport au fond, - mesure, sur chacune des lignes vidéo-électroniques du signal, des informations de durée caractérisant l'image, et - traitement par ordinateur au moyen d'un logiciel approprié de l'ensemble des informations obtenues à partir de la totalité des lignes vidéo-électroniques de signal, pour en extraire les informations de valeur recherchées relatives au grand rayon de courbure de la cornée, au petit rayon de courbure et à la position angulaire de l'axe principal. Plus particulièrement, selon le procédé de l'invention, chaque ligne vidéo-électronique du signal correspondant à une ligne horizontale de l'image elliptique lumineuse sur fond sombre, comporte un pic qui correspond à chaque partie d'image présente sur la ligne horizontale considérée, ce nombre de pics étant compris entre zéro et deux. Pour chaque ligne vidéo-électronique on procède au comptage de la durée entre le début de la ligne et le milieu du premier pic, puis de la durée entre le milieu du premier pic et celui du second pic, et ce sont ces deux informations de durée (décrivant numériquement l'ellipse) de chacune des lignes de la succession de lignes vidéo-électroniques de signal qui sont traitées par ordinateur pour fournir les valeurs recherchées concernant les longueurs du grand et du petit rayons de courbure, et la position angulaire de l'axe principal. Selon l'invention, pour la mise-en-oeuvre de ce procédé, l'appareillage utilisé comprend une source lumineuse en forme de cercle à disposer devant la cornée, une caméra matricielle et un système optique interposé entre l'oeil à examiner et la caméra matricielle pour transporter sur cette dernière l'image optique de la source lumineuse donnée par la cornée, et un dispositif électronique coopérant avec la sortie de la caméra matricielle pour procéder aux opérations de comptage sur le signal vidéo-électronique fourni par cette caméra. On comprend que le dispositif de mesure automatique de kératométrie selon l'invention, ou 4 2653917 autokératomètre, peut être utilisé seul mais qu'il peut aussi être avantageusement combiné avec un appareil réfractomètre automatique conventionnel de façon, en utilisant un certain nombre d'éléments de la structure générale de ce réfractomètre, à fournir un appareil unique qui assure les deux fonctions (autoréfractomètre et autokératométre) sans être d'un colt significativement plus élevé que celui de l'autoréfractomètre seul. Pour:bien faire comprendre l'invention, on en décrira ci-après, à titre d'exemple sans caractère limitatif, une forme d'exécution préférée en référence au dessin schématique annexé dans lequel: la figure 1 est un schéma de principe d'un dispositif kératomètre automatique, conçu pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention; la figure 2 est une vue de l'image optique elliptique captée par la caméra matricielle du dispositif de la figure 1; la figure 3 est un schéma montrant une ligne vidéoélectronique de signal fournie par la caméra matricielle et correspondant à une ligne horizontale de l'image de la figure 2; la figure 4 est un schéma correspondant à la figure 3, qui montre la ligne vidéoélectronique de signal après binarisation du signal par comparaison à un niveau de seuil; et la figure 5 est un schéma correspondant à la figure 4 montrant la ligne vidéo-électronique de signal après traitement pour comptage de durées. En référence à la figure 1 on a schématisé en 1 l'oeil à examiner et en 2 la cornée dont on désire obtenir la mesure des grandeurs caractéristiques, c'est-à-dire la longueur du grand rayon de courbure, du petit rayon de courbure et la position angulaire de l'axe principal. On a représenté en 3 un tube flash constituant une source lumineuse en forme de couronne circulaire dont la cornée 2, agissant comme un miroir, donne une image elliptique. Un doublet optique 4 permet 2653917 de transférer cette image sur l'objectif d'une caméra CCD matricielle 5, dite "à imageur solide". On a montré sur la figure 2 l'image optique 6 fournie à la caméra 5 et qui est constituée par l'image elliptique d'un cercle lumineux 7 sur un fond sombre 8. La caméra 5 fournit alors un signal vidéo-électronique, au standard CCIR, qui décrit entièrement l'image 6 et qui est formé par deux trames de 288 lignes vidéo chacune, chaque ligne vidéo représentant une ligne horizontale de l'image 6, l'amplitude du signal électronique sur la ligne vidéo étant d'autant plus importante que l'image est blanche. Sur la figure 3 on a représenté une ligne de signal vidéo 9 qui correspond à la ligne horizontale 10 de l'image optique 6. On voit que l'amplitude du signal présente deux pics 11,12 correspondant respectivement aux parties 13 et 14 de l'image elliptique 7 sur la ligne 10. Grâce à une carte électronique 15, branchée à la sortie de la caméra 5, on réalise pour chacune des lignes 9 de signal vidéo, en temps réel, les opérations consistant: - en une binarisation du signal, par comparaison de celui-ci à un niveau de seuil (figuré en 16 sur la figure 3) de façon à obtenir un signal à deux pics 17, 18 sans niveaux de gris (voir figure 4), - en un comptage de la durée t] s'écoulant entre le -- début de la ligne de signal vidéo et le milieu du premier pic 17, et de la durée tZ s'écoulant entre le milieu du premier pic 17 et le milieu du second pic 18 (voir figure 5). Ces deux valeurs obtenues pour chacune des 576 lignes de la trame du signal vidéo sont entrées sur une carte à microprocesseur 19 et constituent ainsi un maximum de 1152 valeurs d'un octet décrivant numériquement l'image de forme elliptique. I1 suffit alors de traiter ces valeurs par l'algorithme d'un logiciel approprié pour en extraire les valeurs recherchées du grand rayon de courbure, du petit rayon de courbure et de la position angulaire de l'axe principal de la cornée 2 de l'oeil 1 examiné. On notera qu'on peut avantageusement associer le kératomètre automatique selon la présente invention à un réfractomètre automatique conventionnel pour proposer alors un appareil unique, assurant les deux fonctions, dont le surcoût par rapport à l'appareil réfractomètre automatique seul est peu important. En effet, dans ce cas, on évite alors la duplication d'un certain nombre d'éléments de la structure générale de l'appareil qui sont utilisables pour les deux fonctions. On comprendra que la description ci-dessus a été donnée a simple titre d'exemple, sans caractère limitatif, et que des adjonctions ou des modifications constructives pourraient y être apportées sans sortir du cadre de l'invention, 7 2653917 REVENDICATIONS 1. Procédé, de mesure automatique de kératomatrie consistant à disposer une source lumineuse (3) en forme de couronne circulaire devant la cornée (2) de l'oeil (1) à examiner, et à traiter des informations numériques relatives à l'image elliptique (7) de la couronne (3) donnée par la cornée (2) pour en extraire les valeurs du grand rayon de courbure, du petit rayon de courbure et de la position angulaire de l'axe principal de la cornée (2), caractérisé en ce que l'image elliptique (7) donnée par la cornée (2) est transformée en un signal vidéo-électronique constitué d'une succession de lignes vidéo-électroniques (9) correspondant chacune à une ligne horizontale (10) de 15.l'image elliptique (7) et dont l'amplitude est fonction du contraste de l'image (7) par rapport à son fond (8), en ce qu'on mesure sur chaque ligne vidéo-électronique (9) du signal des indications de durée (t1,t2) caractérisant les parties (13, 14) de l'image (7) appartenant à la ligne horizontale (10) correspondante de l'image (7), et en ce qu'on traite sur ordinateur (19) au moyen d'un logiciel approprié l'ensemble des indications de durée correspondant à la succession de lignes vidéo-électroniques (9) du signal. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque ligne de signal vidéo (9) présente deux pics (11, 12) correspondant aux parties. (13, 14) de l'image (7) présentes sur la ligne horizontale (10) correspondante de l'image (7), lesdites indications de durée (t1,t2 ) mesurées étant celles séparant le début de la ligne vidéo (9) du point milieu du premier pic (11) et séparant entre eux les points milieux du premier pic (li) et du second pic (12). 3. Procédé selon la revendication 2 caractérisé en ce que, préalablement à ladite mesure des indications de durée, on procède à une binarisation du signal pour supprimer les niveaux de gris. - 4. Appareillage pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, 8 2653917 caractérisé en ce qu'il comprend une source lumineuse en forme de couronne circulaire (3), une caméra matricielle (5), un doublet optique (4) transportant sur l'objectif de ladite caméra matricielle (5) l'image de la source lumineuse (3) donnée par la cornée (2) de l'oeil (1) à examiner, une carte électronique (15) branchée à la sortie de la caméra matricielle (5) et fournissant, à partir d'un signal vidéo fait d'une pluralité de lignes vidéo (9) et fourni par la caméra matricielle (5), une pluralité de valeurs numériques (tl, t2) décrivant l'image elliptique (7), St un élément à microprocesseur (19) recevant et traitant ladite pluralité de valeurs numériques (tl, t2) pour extraire les informations de valeur du grand rayon de courbure, du petit rayon de courbure et de la position angulaire de l'axe principal de la cornée (2). 5. Appareillage selon la revendication 4, caractérisé en ce que ladite carte électronique (15) branchée à la sortie de la caméra matricielle (5) comprend des moyens de binarisation du signal vidéo fourni par la caméra (5). 6. Appareillage selon la revendication 4 ou la revendication 5 caractérisé en ce qu'il est associé, dans une structure générale commune, avec un appareil réfractomètre automatique.