Brevet FR2688679A1 — publié le 19930924

La présente invention concerne un appareil de mesure de facteurs nécessaires à l'adaptation de verres optiques sur une monture de lunettes. Parmi les différents paramètres qui doivent être utilisés afin de positionner correctement des verres de lunettes sur une monture, et notamment afin que les centres optiques de verres coïncident avec les axes optiques des yeux correspondants, il est en particulier nécessaire de connaître l'écart pupillaire et la hauteur des pupilles par rapport à la monture. Il importe également de mesurer la hauteur des centres optiques des verres par rapport aux bords inférieur ou supérieur de la monture dans laquelle ils doivent être montés. Pendant longtemps, ces mesures ont été effectuées par des moyens empiriques manuels, qui manquaient donc de précision et nécessitaient d'immobiliser matériellement la tête du sujet par rapport à l'appareil. Parmi les dispositifs connus de l'état de la technique, il a notamment été proposé un dispositif comprenant un appareil photographique et des moyens de centrage latéraux pour encadrer la tête du sujet. A l'aide d'un tel dispositif, on photographie le sujet portant la monture qu'il a préalablement choisie et, connaissant l'échelle de réduction de l'appareil photographique, on peut calculer la position des pupilles par rapport à la monture et l'écart pupillaire. Le document FR-A-1.506.352 décrit un dispositif comprenant une boîte ayant deux ouvertures dans l'un de ses côtés et qui correspondent aux emplacements des yeux d'un sujet, et un système optique comprenant des lentilles et des miroirs et une source lumineuse pour faire apparaître des réticules réglables en position sur les ouvertures, et un oeilleton de visée dans la paroi de la boîte faisant face à celles-ci. Des moyens de mesure permettent de mesurer les positions des réticules. Dans ce dispositif, les moyens de réglage des réticules suivant des coordonnées orthogonales sont compliqués et l'opération de mesure est longue et mal commode, et la précision en est seulement acceptable. Le document US-A-4.626.088 décrit un appareil de ce type, comprenant un tube cathodique à écran à haute résolution et dans lequel les réticules sont remplacés par des traces lumineuses, ou spots, qui sont amenés sur les reflets de la cornée des yeux du patient ou sujet, en faisant coïncider l'image de son visage et celle de l'écran au moyen d'un coupleur. Les spots lumineux sont déplacés en agissant sur les signaux appliqués aux déviateurs horizontal et vertical du tube cathodique. Dans ce même appareil, la tête du sujet doit être maintenue immobile contre la paroi de la boîte, celle-ci devant être pourvue de plaques nasales et de pièces de forme afin que les mesures prises soient applicables à la monture choisie par le sujet. Il existe donc ainsi encore une source d'erreur due à l'adaptation des verres sur une monture d'après des mesures prises en l'absence de celle-ci. Afin de remédier à ces inconvénients, un progrès décisif a été accompli grâce à l'appareil décrit et représenté dans le document FR-A-2.620.927 qui propose un appareil au moyen duquel les mesures des différents paramètres sont prises directement sur le sujet portant la monture et sans immobilisation de la tête de celui-ci, par des moyens permettant d'obtenir des valeurs d'une très haute précision, par voie électronique, en éliminant tout risque d'erreur. L'appareil proposé dans ce document comprend en combinaison un capteur du type "CCD" comportant une matrice d'élément photosensible à transfert de charges, des premiers moyens électroniques pour traiter les signaux fournis par le capteur, des seconds moyens électroniques pour mémoriser les signaux traités, un dispositif pour afficher une image constituée par les signaux mémorisés, un microprocesseur et un clavier de commande pour effectuer des calculs sur l'image. L'appareil nécessite également de disposer de moyens de mesure de distance associés au capteur pour déterminer la distance entre la tête du sujet et le capteur afin de disposer de la valeur de cette distance pour effectuer les calculs de détermination des facteurs d'adaptation. L'appareil décrit dans ce document permet d'ajuster des verres dans des montures de lunettes avec une très grande précision de l'ordre de 0,2 mm. La présente invention a pour but de proposer un appareil de conception particulièrement simple, du type dépourvu de moyens mécaniques de centrage et de maintien de la tête du sujet et comportant une caméra de prise de vues de la tête du sujet associée à des moyens de traitement électronique des images pour déterminer les facteurs d'adaptation pour la vue de loin du sujet. Dans ce but, l'invention propose un appareil caractérisé en ce que la caméra est montée mobile par rapport à la tête du sujet de manière à effectuer la mesure des facteurs d'adaptation pour la vue de loin du sujet correspondant à une distance déterminée entre la tête du sujet et la caméra, et en ce qu'il comporte un dispositif de télémétrie associé à la caméra de manière à permettre le positionnement précis de la caméra, par rapport à la tête du sujet, à la distance prédéterminée de mesure. Selon d'autres caractéristiques de l'invention - le dispositif est un télémètre optique à coincidence - la caméra est une caméra électronique à objectif unique associée à un écran vidéo et à un système optique binoculaire relié au boîtier de la caméra et interposé sur le faisceau optique de l'objectif de la caméra de manière à obtenir la formation simultanée sur l'écran vidéo de deux images de la tête du sujet qui coincident en une seule image lorsque ladite distance prédéterminée est établie ; - le système comporte deux jeux de miroirs et/ou de prismes qui partagent le faisceau de prise de vues de l'objet de la caméra en deux faisceaux parallèles au faisceau de prise de vues - l'appareil comporte une source lumineuse reliée au boîtier de la caméra - la source lumineuse émet deux faisceaux lumineux parallèles dont les axes sont écartés d'une distance sensiblement égale à la distance d'écartement entre les axes des deux faisceaux parallèles de prise de vues - les axes des deux faisceaux lumineux sont contenus dans un plan incliné par rapport au plan qui contient les axes des deux faisceaux de prise de vues; - l'angle d'inclinaison est égal à ; - les faisceaux parallèles sont écartés d'une distance sensiblement égale à 65 mm ; - l'appareil comporte des moyens pour assurer la prise de vues d'une seule image de la tête du sujet par le faisceau de prise de vues de l'objectif unique de la caméra ; - l'appareil comporte à cet effet un jeu de miroirs pour dévier le faisceau de prise de vues de l'objectif unique dont l'un au moins est mobile entre une position escamotée et une position active dans laquelle il est situé sur le trajet du faisceau de prise de vues entre l'objectif de la caméra et le système optique binoculaire; - le boîtier de la caméra est relié à un bâti fixe d'un poste de mesure au moyen d'un bras articulé. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui va suivre pour la compréhension de laquelle on se reportera aux dessins annexés dans lesquels - La figure 1 est une vue latérale schématique illustrant un poste de mesure équipé d'un appareil de mesure réalisé conformément aux enseignements de l'invention - la figure 2 est une vue schématique de dessus du poste de mesure illustré à la figure 1 - la figure 3 est une vue schématique à plus grande échelle de la partie supérieure de la figure 1 permettant d'illustrer le fonctionnement de l'appareil de mesure et - la figure 4 est une vue schématique de dessus à plus grande échelle des principaux composants de l'appareil de mesure. L'agencement d'un poste de mesure 10 illustré à la figure 1 permet la mesure par un opticien 12 des facteurs nécessaires à l'adaptation de verres optiques sur une monture 13 choisie par un sujet 14. Le poste de mesure 10 comporte un appareil de mesure 16 permettant de réaliser la mesure de facteurs nécessaires à l'adaptation des verres optiques sur la monture de lunette 13 pour la vision de loin du sujet, que celui-ci soit en position debout, comme cela est illustré à la figure 1, ou en position assise (non illustrée). L'appareil de mesure 16 est disposé entre l'opti- cien 12 et le sujet 14. L'appareil 16 comporte pour l'essentiel un boîtier 20 qui est relié par un bras articulé 22 à une partie fixe 24 elle-même fixée par rapport au socle 26 du poste de mesure 10. Le socle 26 reçoit également un clavier de commande 28 et un écran vidéo 30 disposé latéralement de manière à être visible directement par l'opticien 12. Le boîtier 20 de l'appareil 16 renferme une caméra 32 à objectif unique 34, une source lumineuse 36 et différents éléments optiques qui seront décrits plus en détails par la suite. Le faisceau F de prise de vues de l'objectif unique 34 de la caméra 32 possède un axe de prise de vues X qui, en utilisation, est dirigé en direction de la tête du sujet 14 et qui s'étend selon une direction sensiblement perpendiculaire au plan de référence P qui correspond au plan général de la monture 13. Un miroir escamotable 38 est monté pivotant dans le boîtier 20 autour d'un axe 40 de manière à pouvoir pivoter entre sa position escamotée 38 et une position active 38' dans laquelle la face réfléchissante du miroir se trouve devant le faisceau F pour provoquer la déviation de celui-ci en un faisceau F' qui est lui-même réfléchi par un miroir fixe 42 en direction de la tête du sujet 14. A sa partie avant tournée vers la tête du sujet 14, le boîtier 20 comporte un système optique binoculaire 44 qui permet de partager le faisceau de prise de vues F de l'objectif unique 34 en deux faisceaux de prise de vues FA et FB. Le système binoculaire 44 comporte, dans le mode de réalisation illustré sur les figures, deux jeux de miroirs sensiblement parallèles 46A, 48A et 46B, 48B qui forment un angle d'environ 450 par rapport à l'axe X de prise de vus de l'objectif 54 et-qui partagent le faisceau 2 en deux faisceaux formant un triangle isocèle -FB.FA avec un sommet en 49 à la distance D. Dans le plan de la figure 4, on constate que chacun des faisceaux de prise de vues FA, FB possède un angle aA, aB égal à la moitié de l'angle a du faisceau F. Le système optique binoculaire 44 comporte également une lentille 46 disposée entre l'objectif 34 et les miroirs perpendiculaires 46A et 46B qui resserre le faisveau en un faisceau Les axes X, XA et XB des faisceaux de prise de vues sont contenus dans un même plan dont la trace X est visible sur la figure 3. La source lumineuse 36 est constituée par deux sources lumineuses 50A et 50B fixées au corps de la caméra 32, ou au boîtier 20, de manière à émettre chacune un faisceau lumineux en direction de la tête du sujet. Les deux faisceaux lumineux ont des axes parallèles YA et YB qui sont contenus dans un plan dont la trace Y est visible sur la figure 3 et qui forme un angle y par rapport au plan contenant les axes de prise de vues comme on peut le voir à la figure 3. Les deux sources lumineuses 50A et 50B sont conçues de manière à obtenir la formation sur chacune des pupilles du sujet 14 d'un spot lumineux de diamètre d (voir figure 3). L'entraxe L entre les axes XA et XB des faisceaux lumineux est choisi sensiblement égal à l'écartement E entre les axes XA et XB des faisceaux de prise de vues FA et FB. A titre d'exemple, les valeurs des différents paramètres géométriques de l'agencement qui vient d'être décrit sont les suivantes. Pour une distance prédéterminée D de mesure des facteurs d'adaptation à la vue de loin qui est choisie égale à 900 mm (voir figure 3), l'écartement E et l'entraxe L ont une valeur de 65 mm. Les sources lumineuses 5QA et 503 provoquent la formation de spots lumineux dont le diamètre d est égal à 18 mm. L'angle Y est égal à 40, ltangle v de prise de vues du faisceau F est égal à 240 et l'angle 0 La hauteur E de cadrage vertical de la tête du sujet 14 est de l'ordre de 500 mm. Le bras articulé 22 est conçu de manière à permettre un réglage de la position en hauteur du boîtier 20 selon une course d'environ 500 mm, le boîtier 20 pouvant également être orienté angulairement d'environ 150 autour d'un axe U. L'opticien 12 utilise l'appareil de mesure de la manière suivante. Trace au système binoculaire 44, il peut régler de manière parfaitement précise la distance D entre le plan de référence P et la face avant de la caméra 32, et ceci au moyen de l'écran 30 sur lequel apparaissent deux images du visage du sujet 14 dans la zone 49 (figure 2) tant que la distance D n'est pas établie. Lorsque les deux images coïncident sur l'écran 3Q, la distance de mesure D est obtenue, et résulte soit d'un déplacement du boltier 20 par rapport à la tête du sujet 14 ou d'un déplacement de cette dernière par rapport au boîtier 20. Ce réglage étant effectué, et après que l'opti- cien 12 ait visé les yeux du sujet 14 afin d'obtenir la formation de reflets cornéens des faisceaux lumineux provenant des sources 50A et 50B sur les yeux du sujet, l'opticien 12 agit, au moyen du clavier de commande 28 pour l'enregistrement et le traitement des images captées par la caméra 32. Pour l'ensemble des informations concernant le traitement des vues ou images prises par la caméra 32, on se reportera au contenu de la demande de brevet français n" 87 13368. Lorsque l'opticien desire obtenir une image unique et directe de la tête du sujet 14, sans intervention du système binoculaire 44, il provoque le basculement du miroir 38 vers sa position de déviation 38' et obtient ainsi une image complète de la tête du sujet 14 grâce au champ plus important de prise de vues F'. REVENDICATIONS 1. Appareil (16) de mesure de facteurs nécessaires à l'adaptation de verres optiques sur une monture de lunettes (13), du type dépourvu de moyens mécaniques de centrage et de maintien de la tête du sujet (14), et comportant une caméra (32) de prise de vues de la tête du sujet associée à des moyens de traitement des images pour déterminer les facteurs d'adaptation, caractérisé en ce que la caméra (32) est montée mobile par rapport à la tête du sujet (14) de manière à effectuer la mesure des facteurs d'adaptation pour la vue de loin du sujet correspondant à une distance déterminée (D) entre la tête du sujet (14) et la caméra (32), et en ce qu'il comporte un dispositif (44) de télémétrie associé à la caméra (32) de manière à permettre le positionnement précis de la caméra, par rapport à la tête du sujet, à ladite distance prédéterminée (D). 2. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif est un télémètre optique à coincidence. 3. Appareil selon la revendication 2, caractérisé en ce que la caméra est une caméra électronique (32) à objectif unique (34) associée à un écran vidéo (30) et à un système optique binoculaire relié au boîtier de la caméra (32) et interposé sur le faisceau optique (F) de l'objectif (34) de la caméra de manière à obtenir la formation simultanée sur l'écran vidéo (30) de deux images de la tête du sujet (14) qui coïncident en une seule image lorsque ladite distance prédéterminée (D) est établie. 4. Appareil selon la revendication 3, caractérisé en ce que le système (44) comporte deux jeux de miroirs et/ou de prismes (46A, 46B, 48A, 48B) qui partagent le faisceau (F) de prise de vues de l'objectif (34) de la caméra (32) en deux faisceaux (FA, FB) formant un triangle isocèle de sommet (-49) à la distance (D). 5. Appareil selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il comporte une source lumineuse (36, 50A, 50B) reliée au boîtier de la caméra (32). 6. Appareil selon la revendication 5, caractérisé en ce que la source lumineuse émet deux faisceaux lumineux parallèles dont les axes (YA, YB) sont écartés d'une distance (L) sensiblement égale à la distance (E) d'écartement entre les axes (XA, XB) des deux faisceaux (FA, FB) de prise de vues. 7. Appareil selon la revendication 6, caractérisé en ce que les axes (YA, YB) des deux faisceaux lumineux sont contenus dans un plan incliné par rapport au plan qui contient les axes (XA, XB) des deux faisceaux (FA, FB) de prise de vues. 8. Appareil selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'angle d'inclinaison (y) est sensiblement égal à 4 . 9 Appareil selon l'une quelconque des revendications 6 à 8, caractérisé en ce que lesdits faisceaux parallèles sont écartés d'une distance (L,E) sensiblement égale à 65 mm. 10. Appareil selon l'une quelconque des revendications 3 à 9, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens (38, 38') pour assurer la prise de vues d'une seule image de la tête du sujet (14) par le faisceau (F) de prise de vues de l'objectif unique (34) de la caméra (32). 11. Appareil selon la revendication 10, caractérisé en ce que lesdits moyens comportent un jeu de miroirs (38,42) pour dévier le faisceau (F) de prise de vues de l'objectif unique (34) dont l'un au moins (38) est mobile entre une position escamotée (38) et une position active (38') dans laquelle il est situé sur le trajet dudit faisceau (F) entre l'objectif (34) de la caméra (32) et le système optique binoculaire (44). 12. Appareil selon l'une quelconque des revendication précédentes, caractérisé en ce que le boîtier de la caméra (32) est relié à un bâti fixe d'un poste de mesure au moyen d'un bras articulé (22).