Brevet FR2948205A1 — publié le 20110121

DISPOSITIF DE MONTAGE D'UNE CAMÉRA POUR SYSTEME DE SUIVI DU REGARD L'invention se rapporte à un dispositif de montage d'une caméra miniature utilisée dans le cadre d'un système de suivi du mouvement des yeux. DOMAINE TECHNIQUE DE L'INVENTION La présente invention se rapporte au domaine des dispositifs de suivi de mouvements des yeux à partir de la reconnaissance de l'image de l'oeil capté par un appareil de prise de vue, notamment dans des dispositifs de suivi de mouvements de l'axe optique d'un oeil. ÉTAT DE LA TECHNIQUE ANTÉRIEURE Dans de nombreux domaines, il est intéressant d'utiliser des applications industrielles dans lesquelles on souhaite disposer de signaux électroniques, tels que des signaux vidéo, proportionnels aux variations d'orientation de l'axe optique de l'oeil. Ces applications industrielles comprennent l'utilisation de l'ceil pour la commande de systèmes. Par exemple pour contrôler un ordinateur, un téléviseur, un écran de cinéma, un système d'armement d'un simple mouvement de l'ceil. L'avantage de dispositifs de suivi des mouvements de l'ceil est de permettre d'identifier l'objet du regard d'un sujet dans une scène présente devant lui. Dans l'art antérieur, on distingue deux grandes familles de dispositifs de suivi des mouvements de l'oeil: - les dispositifs non intrusifs et non portables ; - les dispositifs intrusifs et portables. Tous ces dispositifs utilisent un principe technique de base de suivi du mouvement 25 des yeux : l'identification de la position de l'oeil par rapport à un point lumineux réfléchi sur la cornée nommé � point de Purkinje �. Le principe consiste à disposer une DEL (diode électroluminescente) émettant un rayonnement dans les longueurs d'ondes de l'infrarouge juste à coté de l'objectif de la caméra qui prend des images de l'oeil. Cette DEL infrarouge émet une lumière vers l'oeil dans la même direction que l'axe de l'objectif de la caméra vidéo. Cette lumière se réfléchit sur la cornée de l'oeil : un point lumineux apparaît alors sur l'image de la cornée de l'oeil capturée par la caméra. Ce dispositif non-intrusif est un dispositif qui permet d'enregistrer les mouvements de l'oeil donc de suivre le regard lorsque le sujet regarde par exemple un écran d'ordinateur. Ce type de système est généralement composé d'une caméra très haute définition disposée à une soixantaine de centimètres de la tête du sujet dans l'axe du regard du sujet. Cette caméra étant de haute définition, il est possible alors de distinguer le visage du sujet auquel elle fait face. Puis par traitement d'images et reconnaissance de formes, il est possible d'identifier l'emplacement des yeux et de faire un agrandissement dans l'image pour déterminer avec précision la position de la pupille par rapport au point de Purkinje. Ce dispositif n'interagit pas avec le sujet. Le sujet n'a pas à porter de lunette spéciale ou de casque. De plus il ne nécessite pas de mise au point mécanico-optique à réaliser pour avoir une image nette de l'oeil. Le dispositif peut être automatisé et motorisé. Toutefois un tel dispositif a pour principal inconvénient, de reposer sur l'utilisation d'une caméra haute définition dont le coût dépasse de plus de 100 fois le prix d'une caméra à résolution standard. De plus, lors de l'analyse du regard, le sujet ne peut pas bouger la tête au-delà d'une limite tridimensionnelle définie par l'angle de vue de la caméra qui filme l'oeil. Les dispositifs intrusifs permettent d'enregistrer ce suivi du regard lorsque l'individu regarde une scène globale comme le cockpit d'un avion par exemple ou le tableau de bord d'une voiture. Ce type de dispositif est généralement composé d'une caméra disposée à une dizaine de centimètres de la tête du sujet dans l'axe de regard du sujet. Cette caméra est proche de la tête, elle doit donc être fixée à une paire de lunette spécifique ou à un casque. Cette caméra filmant directement la zone de l'oeil, par traitement d'image il est possible de reconnaître avec précision la position de la pupille. Ainsi, ce dispositif confère à l'individu une grande liberté de mouvement. L'individu peut ainsi se déplacer tout en laissant au dispositif la possibilité d'analyser la direction de son regard. De plus, un tel dispositif permet l'utilisation de tous types de caméras ayant un coût réduit comparées par exemple aux caméras à haute définition. Cependant un inconvénient de ce dispositif se rapporte au fait que l'individu doit porter une paire de lunettes spéciale ou encore un casque approprié sur lequel est disposé la caméra. Un problème récurrent se pose, un tel dispositif nécessite que soit réalisée une mise au point mécanico-optique pour avoir une image nette de l'oeil en fonction du sujet potentiellement en mouvement. Selon le document US 7 520 614, cette mise au point peut être effectuée en modifiant la distance de focalisation de l'objectif de la caméra, soit manuellement, soit au moyen d'un moteur pas-à-pas. Dans ce dernier cas, on complique et alourdit la construction, ce qui rend le port du système inconfortable. Pour ne pas perdre l'avantage d'un système qui doit rester petit et léger, le réglage manuel est aussi prévu dans le document, mais un tel réglage oblige l'utilisateur à tenir la camera dans une main et à déplacer l'objectif de l'autre afin d'ajuster la netteté de l'image captée par la caméra. Or, dans le cas d'un système intrusif de suivi des yeux, la caméra est disposée à une dizaine de centimètres de l'oeil, ce qui rend difficile toute manipulation de l'objectif de la caméra sans gêner considérablement le porteur du dispositif, et par voie de conséquence, le processus de réglage du dispositif. II existe donc un réel besoin d'améliorer encore les possibilités de réglage sans alourdir considérablement les dispositifs. EXPOSÉ DE L'INVENTION L'invention vise à remédier aux inconvénients de l'état de la technique et en particulier aux problèmes liés à la difficulté rencontrée pour le réglage de la netteté de l'image captée par une caméra disposée à une dizaine de centimètres de la tête du sujet dans l'axe de regard du sujet et sans gêner le sujet. L'invention atteint son but en proposant un dispositif de montage d'une caméra pour capter des images de l'oeil, comprenant un support adapté à être ajusté à la tête d'un sujet et un bras monté sur le support à une extrémité proximale et portant à son extrémité distale des moyens de fixation d'une caméra dans l'axe du regard du sujet, caractérisé en ce que le dispositif comporte des moyens de réglage de la longueur dudit bras actionnables à l'extrémité proximale du bras, moyennant quoi le sujet peut régler la distance de la caméra à l'oeil et donc le focus, en actionnant lesdits moyens. Avantageusement, le bras est télescopique, et de préférence équipé de moyens anti-rotation pour maintenir toujours la caméra dans la bonne orientation. Dans un mode de réalisation particulier, le bras télescopique comprend deux tiges parallèles coulissantes et liées, dont l'une au moins est commandée en coulissement à l'extrémité proximale du bras. Avantageusement, les moyens de réglage comprennent une vis sans fin parallèle au bras et actionnée à son extrémité située à l'extrémité proximale du bras, par exemple au moyen d'une molette de réglage. Le support est, dans un mode préféré de réalisation, une monture de lunettes à deux branches, le bras étant fixé sur une des branches de la monture. Le bras permet de positionner la caméra à environ une dizaine de centimètres de la monture en direction d'un des deux yeux. La caméra et la monture sont totalement solidaires par l'intermédiaire du bras télescopique réglable. Le réglage de la longueur du bras permet d'effectuer une mise au point de la netteté de l'image captée par la caméra sans intervenir directement sur l'objectif de la caméra, à la différence des systèmes connus de l'art antérieur. Les moyens de réglage à base d'une vis sans fin permettent de régler finement, par exemple sur un intervalle de plus ou moins 2 centimètres, la distance de la caméra avec l'oeil pour effectuer la mise au point de l'image capturée. En pratique, le réglage de l'objectif de la caméra peut alors être réalisé très simplement, avantageusement en deux phases : - préalablement, on effectue un réglage de base par exemple sur une tête de mannequin (représentant la physionomie standard d'une tête d'être humain), l'objectif de la caméra étant alors placé à une dizaine de centimètres de l'oeil du mannequin. - le système une fois placé sur la tête d'un individu, le dispositif permet d'ajuster le réglage de base en fonction de la physionomie propre du sujet. Ce réglage fin s'effectue rapidement et sans gêne pour le porteur. L'invention permet donc d'utiliser une caméra miniature et peu coûteuse puisque elle-même dépourvue de moyens de réglage, tandis que les moyens de réglage en eux-mêmes peuvent rester extrêmement simples, peu coûteux, et pratiques d'utilisation. BRÈVE DESCRIPTION DES FIGURES D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront à la lecture de la description qui suit, en référence aux figures annexées, qui illustrent : figure 1, un croquis d'une monture équipée selon l'invention, en vue de côté avec indication des quatre plans de coupe A-A, B-B, C-C, et D-D ; - figures 2A, 2B, 2C et 2D, des coupes transversales respectives dans les 5 quatre plans de coupe de la figure 1 ; - figure 3, un croquis de la monture portée sur un individu, en vue de profil; - figure 4, un croquis de la même monture en vue de haut. DESCRIPTION DÉTAILLÉE D'UN MODE DE RÉALISATION L'exemple de réalisation du dispositif selon l'invention, illustré sur les figures, montre un élément de support de caméra 1, apte à être placé sur la tête 12 d'un sujet. Le support 1 est ici réalisé sous forme d'une monture de lunettes démunie de verres correcteurs, et comprenant deux branches 14 dont l'une au moins est suffisamment large au moins dans sa zone avant pour recevoir latéralement le reste du dispositif de l'invention, et notamment le bras 15 qui sert à solidariser la caméra miniature 11 à la monture 1. Le bras 15 est constitué d'une plaque de base allongée 6, fixée par exemple par collage à la branche 14 de monture et prolongeant celle-ci vers l'avant. Deux tubes parallèles 8a et 8b sont fixés par tout moyen, par exemple par des cordons de colle 16, à la plaque de support 6 et servent de corps de guidage à deux tiges coulissantes 10a, 10b réalisées par exemple sous forme de tubes minces. Les extrémités distales des deux tiges 10a, 10b, dépassent des tubes 8a, 8b et sont assujetties l'une à l'autre par des moyens 9, par exemple par des colliers de serrage avec une entretoise interposée, ou par des rivets traversant l'ensemble des deux tubes, comme représenté en figures 1 et 2D. Toujours à l'extrémité distale, les mêmes moyens 9, ou d'autres moyens 17, peuvent être utilisés pour fixer la caméra miniature 11 aux tiges 10a, 10b, dans une orientation fixée, sensiblement dans l'axe du regard du sujet. Du côté proximal, les extrémités des tiges 10a, 10b dépassent également des tubes extérieurs 8a, 8b. L'ensemble des deux tiges 10a, 10b peut donc coulisser sans tourner dans les tubes 8a, 8b. On aurait pu prévoir une seule tige ayant une section non cylindrique pour garantir l'absence de rotation, mais la présente réalisation a l'avantage de permettre un coulissement très doux et de ne nécessiter que des éléments extrêmement courants et peu coûteux du commerce. À son extrémité proximale, la plaque 6 reçoit en équerre un guide axial 4 comportant un passage axial lisse aligné avec l'axe du tube 8b et de la tige 10b. Ce passage accueille la tige filetée 18 d'une vis sans fin 2. Un écrou 5 de butée est enfilé et bloqué, par exemple par collage, sur la tige filetée 18, au voisinage de la pièce de guidage axial 4, tandis qu'une molette de réglage 3 est collée à l'extrémité proximale de la vis 2, dont le mouvement axial est ainsi limité par la coopération en butée des éléments 3, 4 et 5, tandis que sa rotation libre est possible en actionnant la molette de réglage. La tige filetée 18 engrène dans un écrou 7 fixé, par exemple par collage, à l'extrémité proximale de la tige 10b. Le fonctionnement du dispositif est le suivant. La monture de lunettes incorporant le dispositif de l'invention est ajustée sur la tête d'un sujet, éventuellement après un préréglage comme mentionné plus haut. Le réglage fin de la netteté des images capturées par la caméra 11 est effectué par le sujet à l'aide de la molette 3. - Tourner la molette 3 dans le sens des aiguilles d'une montre selon le plan de la figure 3A fait se rapprocher l'élément 7 de l'élément 4. Or les éléments 7, 9, 10a, 10b, et 11 sont tous solidaires, donc la caméra se rapproche de l'oeil du sujet 12. Tourner la molette dans le sens inverse des aiguilles d'une montre selon le plan de la figure 3A fait s'éloigner l'élément 7 de l'élément 4. Or les éléments 7, 9, 10a, 10b, et 11 sont tous solidaires, donc la caméra s'éloigne de l'oeil du sujet 12. Ainsi, le rapprochement ou l'éloignement de la caméra de la position de l'oeil de la tête 12 d'un individu, et donc le réglage de la netteté, s'effectue facilement et d'une seule main, à l'aide d'une simple rotation de la molette 3 disposée à l'extrémité proximale du bras 15, à proximité de l'oreille, comme indiqué dans la figure 4, c'est-à-dire à un endroit fixe par rapport à la tête du sujet où .la manoeuvre de la molette ne risque pas de déplacer malencontreusement l'ensemble du dispositif, qui n'a donc pas besoin d'être tenu. REVENDICATIONS1. Dispositif de montage d'une caméra (11) pour capter des images de l'oeil d'un sujet, comprenant un support (1) adapté à être ajusté à la tête (12) du sujet et un bras (15) monté sur le support (1) à une extrémité proximale et portant à son extrémité distale des moyens de fixation (17) d'une caméra (11), dans l'axe de regard du sujet, caractérisé en ce que le dispositif comporte des moyens de réglage (3, 7, 10a, 10b, 18) de la longueur dudit bras (15) actionnables à l'extrémité proximale du bras (15), moyennant quoi le sujet peut régler la distance de la caméra (11) à l'oeil, et donc le focus, en actionnant lesdits moyens. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le bras (15) est un bras télescopique (8a, 10a). 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que le bras (15) est un bras télescopique (8a, 10a) équipé de moyens anti-rotation (8a, 8b, 10a, 10b) pour maintenir la caméra (11) dans la bonne orientation. 4. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que le bras (15) télescopique comprend deux tiges parallèles coulissantes et liées (10a, 10b), dont l'une au moins est commandée en coulissement à l'extrémité proximale du bras. 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les moyens de réglage comprennent une vis sans fin (2) parallèle au bras (15) et actionnée à son extrémité située à l'extrémité proximale du bras (15). 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le support (1) est une monture de lunettes à deux branches, le bras (15) étant fixé sur une des branches de la monture.