Brevet FR3017966A1 — publié le 20150828

La présente invention concerne un dispositif optique pour équiper une lunette ou autre équipement de réalité augmentée, il est adaptable à la vue et fonctionne en vision binoculaire. De la publication FR 2941786 est connu un dispositif portable affichage tête haute et de réalité augmentée. Ce dispositif comporte un afficheur collimaté par des lentilles, disposé sur un côté de la tête de l'observateur. Et par un jeu de quatre miroirs et d'un dioptre, dirige l'image en direction de l'oeil de l'observateur. Ce dispositif présente quatre inconvénients principaux: -Un inconvénient d'ordre social car vu de face, un tel dispositif n'est pas discret et donne au porteur une apparence étrange et singulière : il masque une grande partie du visage. En effet même si le dioptre devant l'oeil est transparent, les quatre miroirs et l'afficheur collimaté ne le sont pas, et de part leurs positions cachent tout le côté temporal du visage du porteur rendant son allure décalée et indiscrète. D'autant plus que la structure de maintien de tous ces composants doit être encombrante car robuste pour rendre le dispositif précis. -Un inconvénient ergonomique car le poids que génère un tel dispositif est important et inconfortable. -Un inconvénient sécuritaire car un des miroirs obture une partie du champ visuel temporal. -un inconvéniant d'ordre financier car plus les éléments optiques sont nombreux et plus le coût de fabrication est élevé. La lunette, de part sa position sur le visage est un accessoire impliquant, et le succès du produit dépend de ses qualités esthétiques et ergonomiques, (poids et design). Or ces deux critères sont directement liés au type de système optique utilisé. La présente invention vise donc à remédier à ces inconvénients. Plus particulièrement, la présente invention vise à prévoir un dispositif plus léger, plus discret et plus ergonomique car son système optique est plus simple et comporte moins d'éléments optiques, diminuant de surcroît les coûts de fabrication. D'autre part il est symétrique entre le côté droit et le côté gauche du visage, d'un point de vue social le dispositif permet d'obtenir une lunette beaucoup moins choquante et apporte ainsi des performances supérieures en faisant intervenir la vision binoculaire. - 2 - La présente invention sera mieux comprise à l'étude d'un mode de réalisation particulier pris à titre d'exemple nullement limitatif et illustré par les dessins annexés, sur lesquels : - la figure 1 est une représentation schématique du dispositif selon l'invention, vue de 3/4 arrière. - la figure 2 est une représentation des trajets optiques du dispositif, en vue agrandie, de dessus. - la figure 3 présente un autre mode de réalisation du dispositif, en vue agrandie, de dessus. En référence à la figure 1, le dispositif conforme à l'invention comprend de manière symétrique par rapport au plan sagittal du porteur, deux verres ménisques (1) et deux micro-écrans (4) maintenus par une armature ou pont (2). Les micros-écrans (4) sont positionnés à plat, sur chacune des faces du nez à l'aide des plaquettes (3) de part et d'autre de l'arête nasale de façon à ce qu'ils ne gênent pas le champ de vision de l'observateur. Le pont (2) et les plaquettes (3) sont des parties structurelles de la lunette, ils doivent être suffisamment rigides pour assurer un bon maintien des positions entres les verres ménisques (1) et les micro-écrans (4), mais suffisamment souples pour permettre à un professionnel de régler cette distance ainsi que l'angle de galbe de la lunette. Les branches (5) permettent d'assurer une bonne tenue des lunettes sur le visage. En référence à la figure 2, Les verres ménisques (1) ont deux particularités : Ils comportent sur un leur dioptres arrière (7) les deux caractéristiques suivantes : un rayon de courbure compris entre 3,5 et 6 cm et un traitement semi-réfléchissant permettant au verre de laisser passer la lumière en transmission, mais aussi de jouer le rôle d'un miroir concave, créant une image agrandie de l'écran qui se superpose à la vision réelle de l'observateur. Le dioptre qui n'est pas utilisé pour créer ladite image de l'écran par réflexion, ici le dioptre avant (6), est muni quant à lui, d'un traitement antireflet afin d'éviter au maximum les réflexions parasites. La valeur du rayon de courbure du dioptre arrière (7) semi-réfléchissant influe directement sur la taille de l'image finale observée par l'utilisateur. En effet, plus ce - 3 - dioptre est cambré et plus l'image créée sera grande. Pourtant, pour des raisons esthétiques et ergonomiques, ce rayon de courbure ne peut pas être trop petit. Il est compris entre 3,5 et 6 cm pour que la lunette épouse la taille du visage. Pour que l'observateur puisse jouir de meilleures performances du système en vision binoculaire sans diplopie, il est nécessaire que les axes visuels (8) du porteur soient coïncidents avec les axes optiques images (10) du dispositif. Pour cela un réglage transversal de la position des écrans et un réglage de l'angle de galbe de la monture, permettent d'ajuster l'orientation des axes optiques images (10) de façon à ce qu'ils puissent s'adapter aux écarts pupillaires du porteur. La position des micro-écrans (4) par rapport à ces dioptres arrière (7) est réglable grâce à la souplesse des plaquettes (3) que l'on peut rapprocher ou éloigner. Ce réglage permet d'ajuster la position de l'image informative qui sera visible par l'utilisateur. L'avantage de ce dispositif est qu'il peut être adaptable à la vue du porteur s'il est 15 amétrope, sans ajouter de verres correcteurs supplémentaires. Pour cela les verres ménisques (1) devront être simplement corrigés à la vue du porteur, à condition de conserver le galbe du dioptre arrière (7). Un éventuel astigmatisme serait ainsi corrigé en transmission (pour la vision du réel) et en réflexion (pour la vision de l'image de l'écran) car c'est le dioptre arrière des verres ophtalmiques qui est utilisé par les verriers 20 pour corriger l'astigmatisme. En référence à la figure 3, une variante est possible en utilisant le dioptre avant (6) pour créer l'image. Dans ce cas, le traitement semi-réfléchissant devra être posé sur le dioptre avant (6) et un traitement antireflet devra être posé sur le dioptre arrière (7) pour éviter les réflexions parasites. 25 On pourra utiliser cette solution pour équiper un utilisateur hypermétrope. En effet, dans ce cas, le verre correcteur utilisé a une puissance positive. Le dioptre avant (6) de son verre a un rayon de courbure inférieur au dioptre arrière (7). Il donne alors une image en réflexion de l'écran plus grande que par le dioptre arrière (7). Pour le cas d'un myope, c'est l'inverse, le dioptre arrière (7) de son verre 30 correcteur a un rayon de courbure inférieur au dioptre avant (6). Il donne alors une image en réflexion de l'écran plus grande. Pour obtenir les meilleures performances, en termes de taille d'image, le dioptre utilisé pour créer l'image de l'écran par réflexion sera le dioptre de plus faible rayon de courbure : - 4 - - le dioptre avant (6) pour les verres correcteurs à puissances positives (hypermétropes). - Le dioptre arrière (7) pour les verres plans (emmétropes) et les verres correcteurs à puissances négatives (myopes). Le dispositif selon l'invention est particulièrement destiné à recevoir l'équipement électronique nécessaire au fonctionnement des écrans. En équipant la lunette de divers capteurs comme une caméra, un accéléromètre, un capteur GPS, ou encore un capteur GSM, le dispositif permettrait de fabriquer des lunettes ou autres équipements à la fois discrets, esthétiques et légers, pour des applications en binoculaire faisant intervenir la stéréoscopie. Exemples: - Tracé d'itinéraire superposé à la vision réelle, via un capteur GPS. - Téléphone intégré aux lunettes avec affichage du numéro et image de l'interlocuteur. 15 - Caméra infrarouge pour une vision nocturne instantanée. - Appareil photo ou caméra avec affichage direct de la prise enregistrée. - Affichage en temps réel d'informations pour les sportifs : vitesse, dénivelé, rythme cardiaque... La présente invention n'est nullement limitée aux modes de réalisations décrits et 20 représentés, mais l'homme du métier saura y apporter toute variante conforme à son esprit. REVENDICATIONS1. Dispositif optique d'une lunette ou autre équipement à réalité augmentée caractérisé en ce qu'il comprend de manière symétrique par rapport au plan sagittal du visage du porteur, deux verres ménisques (1), faces concaves orientées vers leur oeil respectif, et deux micro-écrans (4) maintenus derrière 10 chacun des verres ménisques et positionnés à l'aide d'un pont (2), de manière lorsque la lunette est sur le visage du porteur, lesdits micro-écrans (4) n'obturent pas le champ visuel, l'un des deux dioptres (6) (7) de chacun des ménisques est à la fois semi-réfléchissant et possède un rayon de courbure lui permettant de créer par réflexion, une image agrandie de son micro-écran (4) associé, qui se 15 superpose à la vision réelle du porteur en transmission, lui apportant une vision binoculaire supplémentaire. 2. Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que lesdits verres ménisques (1) utilisés peuvent être correcteurs, pour s'adapter à l'amétropie éventuelle de l'utilisateur. 3. Dispositif selon la revendication 2 caractérisé en ce que ledit dioptre des ménisques, qui n'est pas utilisé pour créer ladite image de l'écran par réflexion est muni d'un traitement antireflet, afin d'éviter au maximum les réflexions parasites. 4. Dispositif selon la revendication 3 caractérisé en ce que ledit dioptre des verres ménisques, utilisé pour créer ladite image de l'écran par réflexion sera le dioptre de plus faible rayon de courbure. 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que les écrans sont positionnés à plat sur les faces latérales du nez par l'intermédiaire de plaquettes. 6. Dispositif selon la revendication 5 caractérisé par un moyen de réglage transversal de la position des micro-écrans (4) permettant d'ajuster l'orientation des axes optiques images (10) de façon à ce qu'ils puissent coïncider avec les axes visuels (8) du porteur afin de faciliter la fusion des deux images par l'utilisateur permettant d'envisager des applications faisant intervenir la stéréoscopie. 7. Dispositif selon la revendication 6 caractérisé par un moyen de régler la distance des micro-écrans par rapport aux verres ménisques, permettant d'ajuster la position des images informatives observées par l'utilisateur.