Brevet FR2872587A1 — publié le 20060106

AFFICHEUR OPHTALMIQUE COMPORTANT UN DISPOSITIF DE REGLAGE A L'ECART PUPILLAIRE DE L'UTILISATEUR La présente invention concerne un afficheur ophtalmique comportant un imageur optique destiné à permettre la projection d'informations, de type images ou multimédia et de préférence associé à une lentille. Est ici appelée lentille un système optique qui peut notamment être positionné dans une monture de lunettes. Il est connu du brevet US 5 886 822 de réaliser une lentille ophtalmique présentant un insert de projection. Un tel insert de projection est constitué d'un imageur optique destiné à mettre en forme les faisceaux optiques issus d'un système électronique et optique de génération de faisceaux lumineux à partir d'un signal électronique, de type écran miniature, diode laser, diode électroluminescente. L'imageur optique dirige les faisceaux optiques vers l'oeil du porteur pour permettre la visualisation du contenu informationnel. Un exemple d'afficheur connu est représenté schématiquement plus 20 précisément sur la figure 1. A titre d'exemple, l'imageur optique est du même type que celui décrit dans le brevet US 5 886 822 déjà mentionné. Un signal électronique porteur d'une information est amené à un écran miniature 1 par un câble 7. A partir de ce signal, l'écran miniature 1, éclairé par un projecteur de fond, génère une image pixellisée correspondant à l'information. A titre d'exemple, il peut être utilisé un écran KOPIN Cyberdisplay 320 color générant des images de 320 x 240 pixels et d'une dimension de 4,8 mm x 3,6 mm. L'écran 1 est référencé au moyen d'une interface mécanique par rapport à l'imageur optique 5. Une coque de protection 4 protège tout ou partie de l'ensemble. Des composants optiques 8, ici un miroir et une lentille, sont associés à l'écran 1. 2872587 2 Cet imageur optique 5 se compose ici d'un prisme de propagation 5a, d'un contre-prisme 5b, d'une lame quart d'onde 5c et d'un miroir de Mangin sphérique 5d. Le miroir de Mangin sphérique est une lentille plansphérique pour laquelle la face sphérique a été rendue réfléchissante au moyen d'un traitement aluminisé ou équivalent. L'imageur 5 comporte également un traitement séparateur de polarisation 6 qui peut être réalisé sous forme d'un dépôt de couches minces, soit sur le prisme de propagation 5a, soit sur le contre-prisme 5b, soit au moyen d'un film collé entre les deux éléments précédemment cités. L'imageur 5 est ici surmoulé dans une lentille 9 et le boîtier est disposé frontalement à l'arrière de la lentille, un traitement 5e réfléchissant étant alors inclus dans la lentille. Sur le même principe, le boîtier peut être disposé latéralement à cette lentille 9, l'élément réfléchissant 5e étant alors absent. Le mot lentille concerne en particulier un verre, correcteur ou non, destiné à être monté dans une monture de lunettes. Ce verre de lunette ophtalmique présente des fonctionnalités traditionnelles que sont la correction de la vue, l'anti-reflet, l'anti-salissure, l'anti-rayure, par exemple. La figure 1 illustre un positionnement idéal de l'oeil O centré sur l'axe optique A de sortie de l'imageur, l'image étant également centrée sur cet axe A. Un tel positionnement parfait peut être réalisé par positionnement précis de l'imageur 5 sur ou dans la lentille 9, pour un utilisateur donné. Cependant, une telle lentille équipée de son imageur et généralement montée sur une paire de lunettes ou support équivalent doit pouvoir être utilisée de façon efficace par plusieurs porteurs de morphologie différente. En particulier, l'écart pupillaire, c'est-à-dire l'écart entre les deux pupilles du porteur, est variable selon la personne. Il en résulte pour une paire de lunette informative donnée, le problème illustré sur la figure 2. Est sur cette figure uniquement représentée la lentille 9 avec le contreprisme 5b, la lame quart d'onde 5c et le miroir de Mangin sphérique 5d, ici schématisé par un cube 5A appelé combineur. Le combineur 5A agit comme une lucarne et, dans le cas d'un oeil 0 excentré par rapport à l'axe 2872587 3 optique A comme représenté sur la figure 2, le combineur bloque une partie des rayons lumineux du fait de ses dimensions définies. II en résulte un phénomène de vignettage qui est un effet optique qui assombrit certaines parties de l'image I, en général sur son pourtour, et qui rend l'observation difficile. Tel que représenté sur la figure 2, seule la partie P de l'image est correctement visible par l'oeil O. Pour résoudre ce problème, l'invention propose d'adapter la position de l'image I, comme schématisé sur la figure 3, par réglage de l'afficheur afin que l'image informative I soit parfaitement adaptée à à la position de l'oeil du porteur et soit entièrement visible par la lucarne formée par le combineur 5A. L'invention propose donc un afficheur ophtalmique comprenant un imageur optique destiné à mettre en forme des faisceaux optiques émis d'un écran miniature d'un système de génération de faisceaux optiques et à les diriger vers l'oeil du porteur pour permettre la visualisation d'une image, ledit imageur présentant un axe optique de sortie, caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif de réglage à l'écart pupillaire de l'utilisateur comportant des moyens de réglage de la position de ladite image dans un plan sensiblement perpendiculaire au dit axe optique. Avantageusement, ledit dispositif de réglage est interne à un boîtier 20 contenant ledit système de génération de faisceaux optiques. Selon un mode de réalisation préféré, ledit système de génération comprend une pièce fixe, dite platine fixe, à laquelle est relié ledit écran grâce une connexion mobile, de façon à ce que ledit écran soit translatable selon son plan longitudinal. Selon l'invention, le boîtier n'assure qu'une fonction de protection aux agressions du milieu ambiant, aux chocs et aux écrasements ainsi qu'une fonction d'étanchéité, et est de préférence amovible, étant monté en dernier lieu. Le boîtier est avantageusement monté par fixation sur la pièce ou platine fixe. Avantageusement, ledit écran est solidaire d'une seconde platine reliée à la première platine fixe par ladite connexion mobile. 2872587 4 Ladite connexion peut être un élément élastiquement déformable, de préférence constitué d'un étrier déformable. Les caractéristiques dimensionnelles et le positionnement de cet élément déformable sont calculés par des méthodes de type calcul à 5 éléments finis, afin de contrôler les caractéristiques du déplacement. Avantageusement, ladite connexion mobile est réglable grâce un dispositif d'actionnement. Et plus précisément, ledit dispositif d'actionnement est extérieur au dit boîtier. Selon une première variante, ledit dispositif d'actionnement est constitué d'une molette pourvue d'un cylindre excentré, cette molette tournant sur une partie fixe du boîtier et ce cylindre excentré étant en butée contre ladite seconde platine. Ce dispositif d'actionnement présente l'avantage de pouvoir être automatiquement précontraint afin d'éviter tout jeu et de doser l'effort à exercer sur la molette pour faciliter le confort de l'utilisateur et éviter toute dégradation. Par ailleurs, par rotation de la molette toujours dans le même sens, il est obtenu toutes les positions souhaitées sur la trajectoire de la platine mobile. Enfin, de par sa relativement grande dimension, une molette est particulièrement adaptée à la réalisation de très petits déplacements précis. Selon une seconde variante, ledit dispositif d'actionnement est constitué d'une vis vissée sur une partie fixe du boîtier et en butée contre ladite seconde platine. De préférence, un adaptateur est référencé par rapport à l'imageur et reçoit ledit système de génération pourvu de son dispositif de réglage par emboîtement d'au moins deux plots. Ce mode de réalisation présente l'avantage de découpler les différentes fonctions optiques et mécaniques. Chaque pièce n'a qu'une seule fonction, ce qui permet d'obtenir une précision maximale, tout autant sur le plan mécanique qu'optique. L'adaptateur assure le positionnement relatif du dispositif sur l'imageur. 2872587 5 Et de préférence, ledit adaptateur est solidaire de ladite platine fixe. La solidarisation de l'adaptateur avec la lentille peut être réalisée par collage, vissage ou tout moyen approprié. La liaison entre ledit système et ledit adaptateur peut être amovible. Avantageusement, ladite platine fixe porte un composant optique associé. Selon une application préférée, ledit imageur est intégré à une lentille. L'invention est décrite ci-après plus en détail à l'aide de figures ne 10 représentant qu'un mode de réalisation préféré de l'invention. La figure 1, vue schématique de dessus d'un afficheur connu, a déjà été précisée plus haut. La figure 2 est une illustration du problème technique posé par ce type d'afficheur connu. La figure 3 est une illustration de la solution proposée par un afficheur conforme à l'invention. La figure 4 est une vue schématique de dessus d'un afficheur conforme à l'invention. Les figures 5A et 5B sont des vues schématiques du dispositif de 20 réglage à l'écart pupillaire conforme à l'invention. La figure 6 est une vue de face d'un dispositif de réglage de la focalisation d'un afficheur conforme à l'invention. La figure 7 est une vue de dessus de ce même dispositif de réglage de la focalisation. La figure 8 est une vue en perspective vue de l'arrière de ce même dispositif de réglage de la focalisation. La figure 9 est une vue schématique d'une première variante de dispositif d'actionnement faisant partie d'un afficheur conforme à l'invention. La figure 10 est une vue schématique d'une seconde variante de dispositif d'actionnement faisant partie d'un afficheur conforme à l'invention. L'afficheur conforme à l'invention est donc représenté schématiquement sur la figure 4. 2872587 6 Cet afficheur ophtalmique comprend un imageur optique 10 destiné à mettre en forme des faisceaux optiques émis d'un écran miniature 20 disposé dans un boîtier 30 et à les diriger vers l'oeil du porteur O pour permettre la visualisation d'un contenu informationnel. L'imageur 10 est ici du même type que celui représenté sur la figure 1. Le boîtier 30 est disposé sur la face arrière de la lentille. Est donc également intégré dans la lentille un élément de réflexion 12 à 90 du faisceau de lumière, afin de diriger ce faisceau longitudinalement à l'imageur 10. Cependant comme il sera facilement compris, l'invention s'applique tout autant à un imageur du type de celui représenté sur la figure 4 qu'à un imageur non associé à un tel élément de réflexion 12, le boîtier 30 étant alors relié à la lentille ou verre de lunette 11 portant cet imageur sur la face latérale de la lentille. Tout d'abord, un adaptateur 13 est collé avec précision sur la lentille et sur cet adaptateur est fixé le dispositif de réglage comme il sera précisé plus loin. L'adaptateur 13 a deux côtés parfaitement perpendiculaires qui permettent son positionnement précis en vis à vis avec l'imageur et plus précisément en vis à vis de l'élément de réflexion 12. Le dispositif de réglage contient une platine 21 fixe à laquelle est relié l'écran miniature 20 par une connexion mobile réglable 22. Elle supporte également des composants optiques 23 ici schématisés, par exemple une lentille. C'est à cette platine fixe 21 qu'est fixé l'adaptateur 13. Par réglage de la connexion 22, par exemple de la position P1 à la position P2 où l'écran est représenté en pointillés, l'écran 20 est translaté selon son plan longitudinal, permettant la visualisation de l'image Il translatée dans un plan sensiblement perpendiculaire à l'axe optique A, représentée par l'image 12. La connexion 22 est représentée schématiquement sur les figures 5A et 5B. Le système de génération comprend une pièce fixe 21, dite platine fixe, à laquelle est relié l'écran 20 grâce une connexion 22 mobile, de façon à ce que l'écran soit translatable selon son plan longitudinal dans le sens de la 2872587 7 flèche F permettant la visualisation de l'image translatée dans un plan sensiblement perpendiculaire à l'axe optique. Pour ce faire, l'écran miniature 20 est solidaire d'une seconde platine 24 reliée à la première platine fixe 21 par la connexion mobile 22. Ce dispositif de réglage à l'écart pupillaire est représenté précisément selon un mode de réalisation préféré sur les figures 6 à 8. Le boîtier 30 est ici non représenté. L'adaptateur 13 est une plaquette sensiblement carrée qui est destinée par sa face externe 13A à être collée sur la lentille. A cet adaptateur 13 est reliée la platine fixe 21 par l'intermédiaire de trois plots 13B venant s'emboîter dans des orifices correspondants de l'adaptateur, comme apparent sur la figure 8. Ces trois emboîtements assurent un positionnement relatif exact. Par ailleurs, l'adaptateur 13 comporte un pion de clipage 13 C venant s'encliqueter entre deux tiges 21A élastiques solidaires de la platine fixe 21 et assurant le maintien relatif et amovible de cette dernière sur l'adaptateur 13. La platine fixe 21 porte quant à elle le composant optique en aval de l'écran miniature, plus précisément dans ce cas une lentille 23. Cette lentille 23 redirige les faisceaux de lumière F qu'elle reçoit de l'écran 20 par sa face 23A vers l'imageur inséré dans la lentille par sa face 23B. Cet écran 20 est porté par une seconde platine 24 reliée à la première platine fixe 21 par une connexion mobile constituée d'un élément élastiquement déformable, afin de permettre la translation selon la flèche FI de l'écran et la translation de la trajectoire des faisceaux optiques F. Pour ce faire, la platine fixe 21 comporte une base 21 B sensiblement parallèle à l'axe de la face d'entrée 23A de la lentille et une plaque 21C perpendiculaire à cette base et disposée sur un de ses côtés. A cette branche 21C est reliée la première branche 22B d'un étrier déformable 22, dont l'autre branche 22A est reliée à une plaque 24C de la seconde platine 24. Ces liaisons sont particulièrement visibles sur la figure 7. Les plaques 21C et 24C comportent à leur extrémité une fente dans laquelle est emboîté un pion porté quant à lui par chacune des branches 22A et 22B. 2872587 8 Ces branches 22A et 22B peuvent se déplacer relativement selon la flèche FI grâce à un dispositif d'actionnement extérieur au dit boîtier, constitué ici d'une molette 25. Bien que visible uniquement de l'extérieur sur les figures 6 à 8, ce 5 dispositif d'actionnement par molette 25 est schématisé sur la figure 9 et sera ainsi compris par l'homme du métier. Sur cette figure, sont schématisés la platine fixe 21, la seconde platine mobile 24 et l'élément élastiquement déformable 22. La molette 25 peut être tournée autour de son axe B de rotation et porte un cylindre excentré 25A qui est quant à lui en butée contre une face de la seconde platine 24. Comme précisément représenté sur la figure 9, lors l'un tour de la molette, ce cylindre pousse la seconde platine 24 puis la relâche, la seconde platine revenant alors dans l'autre sens grâce à l'élasticité de la connexion 22 et restant en butée contre le cylindre 25A. En variante, il est possible d'utiliser une vis au lieu d'une molette comme schématisé sur la figure 10 ou plus généralement une butée réglable. Une vis 26 est alors vissée dans un alésage taraudé solidaire de la platine fixe 21 et son extrémité est en butée contre une face de la platine mobile 24. Bien que le boîtier 30 ne soit pas toujours représenté sur les figures, la platine fixe 21 et la seconde platine 24 sont contenues dans ce boîtier comme schématisé sur la figure 4. 9 REVENDICATIONS 1. Afficheur ophtalmique comprenant un imageur optique (10) destiné à mettre en forme des faisceaux optiques émis d'un écran miniature (20) d'un système de génération de faisceaux optiques et à les diriger vers l'oeil (0) du porteur pour permettre la visualisation d'une image (I), ledit imageur (10) présentant un axe optique (A) de sortie, caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif de réglage à l'écart pupillaire de l'utilisateur comportant des moyens de réglage de la position de ladite image dans un plan sensiblement perpendiculaire au dit axe optique (A). 2. Afficheur selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit dispositif de réglage est interne à un boîtier (30) contenant ledit système de génération de faisceaux optiques (F). 3. Afficheur selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que ledit système de génération comprend une pièce fixe, dite platine fixe, (21) à laquelle est relié ledit écran grâce une connexion (22) mobile, de façon à ce que ledit écran soit translatable selon son plan longitudinal. 4. Afficheur selon la revendication 4, caractérisé en ce que ledit écran est solidaire d'une seconde platine (24) reliée à la première platine fixe (21) par ladite connexion mobile. 5. Afficheur selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que ladite connexion est un élément élastiquement déformable (22). 6. Afficheur selon la revendication 5, caractérisé en ce que ledit élément élastiquement déformable est constitué d'un étrier déformable (22) . 7. Afficheur selon l'une des revendications 3 à 6, caractérisé en ce que ladite connexion mobile est réglable grâce un dispositif d'actionnement. 8. Afficheur selon la revendication précédente, caractérisé en ce que ledit dispositif d'actionnement est extérieur au dit boîtier (30). 9. Afficheur selon la revendication 8, caractérisé en ce que ledit dispositif d'actionnement est constitué d'une molette (25) pourvue d'un cylindre excentré (25A), cette molette tournant sur une partie fixe du boîtier (30) 2872587 10 et ce cylindre excentré étant en butée contre ladite seconde platine (24). 10. Afficheur selon la revendication 8, caractérisé en ce que ledit dispositif d'actionnement est constitué d'une vis (26) vissée sur une partie fixe du 5 boîtier (30) et en butée contre ladite seconde platine (24). 11. Afficheur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'un adaptateur (13) est référencé par rapport à l'imageur et reçoit ledit système de génération pourvu de son dispositif de réglage par emboîtement d'au moins deux plots (13B). 12. Afficheur selon la revendication précédente, caractérisé en ce que ledit adaptateur est solidaire de ladite platine fixe 13. Afficheur selon la revendication 11 ou 12, caractérisé en ce que la liaison entre ledit système et ledit adaptateur (13) est amovible. 14. Afficheur selon l'une des revendications 3 à 12, caractérisé en ce que ladite platine fixe (21) porte un composant optique associé (23). 15. Afficheur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit imageur (10) est intégré à une lentille (11).