Brevet FR2695487A1 — publié le 19940311

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 visuels 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 étaient effectuées par des moyens empiriques manuels, qui manquaient donc de précision et nécessitaient d'immobiliser matérielle- ment 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 photo- graphique, 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 lentil- les 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 plus 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 amenées 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 pièce de forme afin que les mesures prises soient applicables à la monture choisie par le sujet Il existe dont ainsi une source d'erreurs dues 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" compor- tant une matrice d'éléments photosensibles 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'appa- reil 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. La demande de brevet français no 92 03240 propose 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 électroniques de traitement des images pour déterminer les facteurs d'adaptation pour la vue de loin du sujet sans nécessiter de moyens de mesure de distance supplé- mentaires. A cet effet, ce document propose un appareil pour la mesure des facteurs d'adaptation pour la vue de loin du sujet correspondant à une distance de mesure détermi- née entre la tête du sujet et la caméra qui est réglée au moyen d'un télémètre optique à coïncidence associé à la caméra, cette dernière étant montée mobile par rapport à la tête du sujet et étant associée à un système optique relié au boîtier de la caméra et interposé sur le faisceau optique de la caméra de manière à permettre la formation de plusieurs images de la tête du sujet qui coïncident en une seule image lorsque la distance de mesure est établie. A cet effet, le télémètre à coïncidence partage l'image en deux parties adjacentes. La présente invention a pour but de proposer un appareil de mesure du type de celui qui fait l'objet de la demande de brevet français N O 92 03240,dont le système de réglage de la distance de mesure soit d'une précision améliorée et dans lequel les zones de partage de l'image soient associées à des zones du plan de référence caractéristiques de ce dernier. Dans ce but, l'invention propose un appareil de mesure caractérisé en ce que le système optique partage l'image en quatre parties verticales adjacentes. Selon d'autres caractéristiques de l'invention: l'image est divisée en quatre parties par une ligne centrale de partage et par deux lignes latérales de partage positionnées symétriquement de part et d'autre de la ligne centrale de partage; les deux lignes latérales de partage sont espacées d'environ 100 mm; le système optique comporte quatre jeux de miroirs et/ou de prismes qui partagent le faisceau de prise de vues de l'objectif de la caméra en quatre faisceaux dirigés vers le sujet; les longueurs des trajets des quatre faisceaux sont sensiblement égales; les axes médians des deux faisceaux associés aux deux parties de l'image adjacente à la ligne centrale de partage sont distants d'environ 62 mm, c'est-à-dire d'une distance sensiblement égale à l'écart pupillaire moyen des sujets. Dans ce système selon l'invention, il est possible de partager l'image du visage du sujet, non seulement dans l'axe médian de la monture, mais aussi de part et d'autre du nez à une distance voisine d'un demi-écart pupillaire, c'est-à-dire de couper les cercles de la monture en deux endroits qui sont situés en haut et en bas de l'image, ce qui permet de contrôler la perpendicu- larité de la monture par rapport aux faisceaux de mesure. D'autres caractéristiques et avantages de l'inven- tion apparaîtront à la lecture de la description détail- lée 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 1 'inven- tion; 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; la figure 4 est une vue schématique de dessus à plus grande échelle des principaux composants de l'appa- reil de mesure; et la figure 5 est un schéma illustrant une image du plan de référence sur laquelle ont également été illus- trées en projection rabattue, les traces des quatre faisceaux de visée. 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 lunettes 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 représentée). 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 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 disposés latéralement de manière à être visibles directement par l'opticien 12. Le boîtier 20 de l'appareil 16 renferme une caméra 32 à objectif unique 34, et différents éléments optiques qui seront décrits plus en détail 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. A sa partie avant tournée vers la tête du sujet 14, le boîtier 20 comporte un système optique 44 qui permet de partager le faisceau de prise de vues F de l'objectif unique 34 en plusieurs faisceaux de prise de vues. Conformément à l'invention, le système optique 44 est conçu de manière à partager le faisceau en quatre faisceaux F Al, FA 2, FB 1 et FB 2 qui s'étendent symétrique- ment par rapport à un plan médian perpendiculaire au plan de la figure 4 et contenant l'axe X. A cet effet, le système optique 44 comporte, dans le mode de réalisation illustré sur les figures, un prisme à quatre facettes réfléchissantes 46. La face avant du prisme 46 tourné vers l'objectif 34 est constituée de quatre facettes adjacentes 48 A et A d'une part et, symétriquement par rapport au plan contenant l'axe X, deux facettes adjacentes 48 B et 50 B d'autre part. La facette 48 A est associée à un miroir réfléchis- sant 521 A qui renvoie la partie du faisceau F réfléchie par la facette 48 A en un faisceau F Al en direction de la tête du patient. De la même manière la facette 50 A est associée à un miroir réfléchissant 522 A qui renvoie la partie du faisceau F réfléchie par la facette A en un faisceau ajacent FA 2 en direction de la tête du patient. Symétriquement par rapport au plan contenant l'axe X, les facettes 48 B et 50 B sont associées à des miroirs 521 B et 522 B qui renvoient deux faisceaux adjacents FB 1 et FB 2 en direction de la tête du patient. Du fait de la division du faisceau de visée de l'objectif unique 34 en quatre faisceaux sensiblement parallèles en direction de la tête du patient, l'image I formée dans le plan de référence P située à la distance de mesure déterminée D du foyer de la caméra est divisée en quatre parties verticales adjacentes PA 1, PA 2, PB 1, et PB 2 comme on peut le voir à la figure 5. Cette image est partagée symétriquement en deux parties par une ligne centrale de partage verticale LC qui correspond à la ligne de partage entre les deux faisceaux adjacents F Al et FB 1 comme on peut le voir en projection sur la partie inférieure de la figure 5 située en-dessous de la ligne horizontale LH passant par les centres CPA et CPB des pupilles. Chaque demi-image, à droite et à gauche de la ligne verticale centrale de partage LC, est elle-même divisée en deux parties par une ligne latérale de partage verticale LLA et LLB respectivement. Conformément à un aspect de l'invention, les lignes LLA et LLB sont distantes de la ligne LC respectivement d'une distance DA et DB. DA et DB sont égales entre elles et sensiblement égales à 50 mm. Les axes médians X Al et XB 1 des deux faisceaux adjacents F Al et FB 1 sont, au voisinage du plan de référence P, parallèles entre eux et agencés symétrique- ment par rapport au plan contenant l'axe X, et distants l'un de l'autre d'une distance E égale à l'écart pupil- laire moyen d'un individu, c'est-à-dire sensiblement égale à 62 mm. Lorsque la distance de mesure est réglée, par exemple en déplaçant la caméra par rapport à la tête du patient, il n'y a pas de superposition des quatre parties P Al, PA 2, PB 1 et PB 2 de l'image et celle-ci apparaît sous la forme d'une image unique sur l'écran de contrôle. Le prisme à facettes 46 et les miroirs réfléchis- sants sont disposés de manière que les trajets optiques des quatre faisceaux soient sensiblement égaux entre eux afin que l'image I ne soit pas déformée lorsque la distance de mesure est établie. Le dispositif de mesure peut également comporter, conformément aux enseignements de la demande de brevet français n' 92 03240, une source lumineuse constituée par deux sources lumineuses (non représentées) 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 d'entraxe L. Les deux sources lumineuses sont conçues de manière à obtenir la formation sur chacune des cornées du sujet 14 d'un spot lumineux dont le diamètre "d" est sensible- ment égal à 18 mm. L'opticien 12 utilise l'appareil de mesure de la manière suivante. Grâce au système optique à prisme et miroirs, l'opticien peut régler de manière parfaitement précise la distance D entre le plan de référence P et le foyer de l'objectif 34 de la caméra 32, et ceci au moyen de l'écran 30 sur lequel apparaissent quatre images de l'image du sujet 14 tant que la distance D n'est pas établie. Lorsque les images coïncident sur l'écran 30, la distance de mesure D est établie. Ce réglage étant effectué, et après que l'opticien 12 ait visé les yeux du sujet 14 afin d'obtenir par exemple la formation de reflets cornéens des faisceaux lumineux provenant des sources 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, on se reportera au contenu de la demande de brevet français n O 87 13368. REVEND ICAT IONS 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 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 pour la vue de loin du sujet correspondant à une distance de mesure (D) déterminée entre la tête du sujet ( 14) et la caméra ( 32) qui est réglée au moyen d'un télémètre optique à coïnci- dence associé à la caméra ( 32), la caméra étant montée mobile par rapport à la tête du sujet ( 14) et étant associée à un système optique ( 44) 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 de plusieurs images de la tête du sujet qui coïncident en une seule image lorsque la distance de mesure (D) est établie, caractérisé en ce que le système optique ( 44) partage l'image en quatre parties verticales adjacentes (P Al, PB 1, PA 2, PB 2). 2 Appareil de mesure selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'image est divisée en quatre parties par une ligne centrale de partage (LC) et par deux lignes latérales de partage (LLA, LLB) positionnées symétriquement de part et d'autre de la ligne centrale (LC). 3 Appareil de mesure selon la revendication 2, caractérisé en ce que les deux lignes de partage (LLA, LLB) sont espacées d'environ 100 mm. 4 Appareil de mesure selon l'une quelconque des revendication 1 à 3, caractérisé en ce que le système optique ( 44) comporte quatre jeux de miroirs et/ou de prismes ( 46, 521 A, 522 A, 521 B, 522 B) qui partagent le faisceau de prises de vues (F) de l'objectif ( 34) de la il caméra ( 32) en quatre faisceaux (F Al, FA 2, FB 1, FB 2), dirigés vers le sujet ( 14). Appareil de mesure selon la revendication 4, caractérisé en ce que les longueurs des trajets des quatre faisceaux sont sensiblement égales. 6 Appareil de mesure selon l'une des revendica- tions 4 ou 5, caractérisé en ce que les axes médians (XA 1, XB 1) des deux faisceaux (F Al, FB 1) associés aux deux parties (P Al, PB 1) de l'image adjacentes à la ligne centrale (LC) de partage sont distants d'environ 62 mm.