Brevet FR3046851A1 — publié le 20170721

GUIDE OPTIQUE AMÉLIORÉ ET SYSTEME OPTIQUE Domaine technique La présente invention se rapporte au domaine technique général des dispositifs et/ou systèmes optiques utilisés en réalité virtuelle ou augmentée. L'invention se rapporte notamment au domaine médical, au domaine éducatif et culturel, au domaine des jeux. L'invention trouve son application notamment dans des systèmes de navigation, de sécurité, de transport ou de prototypage dans l'industrie. Le système optique conforme à l'invention fonctionne avec toute lumière polychromatique ou monochromatique, dans le domaine du visible. La présente invention concerne plus particulièrement un guide optique utilisé dans des appareillages, accessoires ou autres instruments présentant un affichage près de l'oeil, appelé également NED (Near Eye Display), du genre casques ou lunettes spéciales. Etat de la technique Les dispositifs d'affichage près de l'oeil connus, notamment ceux présentant une propagation des rayons lumineux à l'air libre, présentent des inconvénients non négligeables. En effet, dans ces dispositifs, les miroirs utilisés présentent des dimensions importantes contribuant ainsi à augmenter l'encombrement desdits dispositifs. Le poids de ces dispositifs est également un inconvénient. De tels dispositifs sont notamment décrits dans les documents US 2012/0212400 Al ou FR 2 941 786 Al. On connait également par l'intermédiaire du document FR 2 983 976 un guide optique à éléments de guidage superposés. Les éléments de guidage, de forme lamellaire, sont jointifs à l'une de leur face et séparés par un revêtement semi-réfléchissant sur au moins une partie de leur longueur. Un positionnement précis du revêtement semi-réfléchissant rend la fabrication de tels guides optiques complexe et coûteuse. En outre, l'assemblage jointif des deux éléments de guidage doit être dépourvu d'irrégularités dimensionnelles ou de poches à air pour assurer le parfait fonctionnement du guide optique. Il est par ailleurs difficile de maîtriser les pertes que subissent les signaux optiques se propageant à travers de tels guides optiques. Les systèmes optiques connus, notamment ceux comportant de tels guides optiques, procurent souvent un champ de vision restreint dans au moins une direction, typiquement un champ de vision de 26° (direction horizontale) x 3046851 2 20° (direction verticale). Ceci est très souvent un inconvénient majeur dans leurs domaines d'utilisation. Exposé de l'invention 5 L'objet de la présente invention vise par conséquent à pallier les inconvénients de l'art antérieur et de fournir un nouveau guide optique permettant d'élargir substantiellement le champ de vision. Un autre objet de la présente invention vise à fournir un nouveau guide optique plus compact et moins lourd. 10 Un autre objet de la présente invention vise à augmenter les dimensions de l' « eyebox ». La zone appelée appelée « eyebox » est par définition la zone de déplacement de l'oeil de l'utilisateur dans laquelle on garantit une détection acceptable. Les dimensions de cette zone, appelée « eyebox » varient selon les exemples de réalisation. 15 Les objets assignés à l'invention sont atteints à l'aide d'un guide optique pour dispositif d'affichage près de l'oeil comprenant : - un premier élément de guide présentant une zone d'entrée pour y injecter un faisceau de lumière, - un second élément de guide présentant une zone de sortie pour en extraire 20 le faisceau lumineux, le premier élément de guide étant superposé audit second élément de guide, et - un système de couplage optique entre le premier élément de guide et le second élément de guide, caractérisé en ce que : 25 - le premier et le second éléments de guide présentent sur une première partie de leur longueur, un espacement mutuel de manière à délimiter une fine couche d'air entre lesdits éléments de guide s'étendant entre une première extrémité longitudinale des éléments de guide et le système de couplage optique, 30 - le système de couplage optique, localisé à une seconde extrémité longitudinale des premier et second éléments de guide, comprenant une portion monobloc desdits éléments de guide, associée à un organe de réflexion optique pour propager les faisceaux de lumière de la zone d'entrée vers la zone de sortie. 35 Selon un exemple de réalisation préférentiel du guide optique conforme à l'invention, l'espacement entre les éléments de guide présente une épaisseur e comprise entre 0,1 mm et 0,2 mm. 3046851 3 Selon un exemple de réalisation du guide optique conforme à l'invention, le premier élément de guide présente la zone d'entrée à sa première extrémité longitudinale libre, sous forme d'une face inclinée. Selon un exemple de réalisation du guide optique conforme à 5 l'invention, la zone de sortie est pourvue d'un système d'extraction de lumière comportant au moins un miroir d'extraction. Selon un autre exemple de réalisation préférentiel du guide optique conforme à l'invention, la zone de sortie est pourvue d'un système d'extraction de lumière comportant une succession de plusieurs miroirs d'extraction semi- 10 réfléchissants, constituant un guide d'extraction. Selon un exemple de réalisation préférentiel du guide optique conforme à l'invention, le second élément de guide présente une épaisseur e2 reliée à l'épaisseur el du premier élément de guide avec la relation : e2 = el x (tan(3 / tana), avec a et p respectivement les incidences minimale et maximale des 15 faisceaux de lumière injectés dans le premier élément de guide. Selon un exemple de réalisation préférentiel du guide optique conforme à l'invention, le premier élément de guide et le second élément du guide présentent une longueur comprise entre 40 mm et 50 mm, la largeur desdits éléments de guide étant identique et comprise entre 35 mm et 45 mm. 20 Selon un exemple de réalisation conforme à l'invention, le guide optique présente une épaisseur e3 totale comprise entre 4 mm et 7 mm. Selon un exemple de réalisation du guide optique conforme à l'invention, les éléments de guide sont réalisés avec le même matériau constitutif, du genre PMMA. 25 Selon un exemple de réalisation du guide optique conforme à l'invention, l'organe optique de réflexion est constitué de micro-réflecteurs agencés selon un profil cylindrique à l'extrémité libre de la portion. Selon un exemple de réalisation préférentiel du guide optique conforme à l'invention, les micro-réflecteurs présentent une forme en dent de scie 30 métallisée, lesquels sont réalisés dans l'extrémité libre de forme cylindrique de la portion. Selon un autre exemple de réalisation du guide optique conforme à l'invention, l'organe optique de réflexion est un miroir cylindrique recouvrant la surface cylindrique d'extrémité de la portion. 35 Les objets de l'invention sont également atteints à l'aide d'un système optique d'affichage près de l'oeil comprenant un guide optique décrit ci-dessus et un système d'injection de lumière, pour injecter la lumière dans ledit 3046851 4 guide optique, le système d'injection comportant un micro-affichage pour fournir des sources ponctuelles de lumière, ledit système d'injection permettant d'obtenir dans le guide des faisceaux de lumière parallèles selon une direction donnée y et convergents dans un plan xz orthogonal à ladite direction y. 5 Selon un exemple de réalisation du système optique conforme à l'invention, le système d'injection comporte des organes optimisés pour focaliser, dans un plan zx, orthogonal au plan yx, chaque faisceau de lumière sur une surface focale courbe, laquelle se situe sensiblement à la distance focale du miroir cylindrique. 10 Selon un autre exemple de réalisation, le système d'injection de lumière comprend deux lentilles présentant trois surfaces optiques de forme libre et un miroir plan. Selon un autre exemple de réalisation, le système d'injection de lumière comprend deux miroirs de forme libre et une lentille présentant au moins 15 une surface optique de forme libre ainsi qu'une lentille sphérique. Selon un autre exemple de réalisation, le système d'injection de lumière comprend un prisme de forme libre en une seule pièce présentant quatre surfaces optiques de forme libre dont deux travaillent en transmission, tandis que les deux autres travaillent en réflexion et une lentille présentant une surface 20 optique de forme libre. Les objets assignés à l'invention sont également atteints à l'aide d'un système optique d'affichage près de l'oeil comprenant un guide optique décrit ci-dessus et un système d'injection de lumière, lequel comprend un micro-affichage pour fournir des sources ponctuelles de lumière, ledit système 25 d'injection permettant d'obtenir dans le guide des faisceaux de lumière parallèles, trois lentilles asphériques agencées pour présenter six surfaces optiques asphériques et une lentille sphérique. Selon un exemple de réalisation, les lentilles asphériques, présentant une symétrie de révolution, sont réalisées par au moins l'une d'entre- 30 elles avec un matériau constitutif différent de celui des autres lentilles. Selon un autre exemple de réalisation, le système d'injection de lumière, lequel comprend un micro-affichage pour fournir des sources ponctuelles de lumière, ledit système d'injection permettant d'obtenir dans le guide, des faisceaux de lumière parallèles et huit lentilles sphériques. 35 Les lentilles sphériques, présentant une symétrie de révolution, sont avantageusement réalisées en verres optiques ou en une association de verres optiques et de plastiques/polymères. 3046851 5 Dans ces deux derniers exemples de réalisation, le système optique conforme à l'invention présente l'avantage de fonctionner avec des ondes planes dans le premier et dans le second élément de guide. Le système d'injection de lumière peut donc présenter une symétrie de révolution. En outre, l'injection 5 d'ondes planes dans le guide optique permet de simplifier le système optique et de réduire son coût. Le système optique conforme à l'invention est avantageusement intégré à un casque de réalité virtuelle ou augmentée. Le dispositif de guide optique conforme à l'invention présente 10 également l'énorme avantage d'être très compact et léger. Pour une compacité similaire à celle d'un guide optique connu, le champ de vision est augmenté significativement. Un avantage remarquable du guide optique conforme à l'invention réside dans l'obtention d'un champ de vision élargi. En effet, le champ de vision 15 maximal obtenu, exprimé dans l'air, est au moins de 20° et jusqu'à 45° en direction horizontale, au moins de 40° et jusqu'à 60° en direction verticale, augmentant ainsi de façon substantielle et inattendue le champ de vision, notamment dans la direction verticale. Le système optique conforme à l'invention permet également 20 d'augmenter la zone de déplacement de l'oeil de l'utilisateur et garantir ainsi une détection acceptable. Cette zone, appelée « eyebox » varie selon les exemples de réalisation conformes à l'invention de 15 mm (H : horizontalement) x 4 mm (V : verticalement), jusqu'à 15 mm (H) x 12 mm (V) en utilisant un guide d'extraction de lumière. 25 Brève description des figures D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui va suivre, description faite en référence aux dessins annexés donnés à titre d'exemples illustratifs et non limitatifs, dans 30 lesquels : la figure 1 est une illustration schématique et générale et simplifiée d'une famille de guides optiques connue à laquelle se rapporte l'invention, les figures la et lb illustrent schématiquement deux exemples d'agencement entre un guide optique conforme à l'invention et un système 35 d'injection de lumière, la figure 2a représente un exemple de réalisation, selon une vue longitudinale, d'un exemple de réalisation d'un guide optique conforme à 3046851 6 l'invention, la figure 2b est une représentation selon une vue de dessus du guide optique de la figure 2a, la figure 3 est une représentation selon une vue en perspective du guide 5 optique de la figure 2a ou 2b, les figures 4a, 4b et 4c illustrent schématiquement des exemples de propagations de faisceaux de lumière dans un premier exemple de réalisation d'un guide optique conforme à l'invention, respectivement selon un plan yx, zx et zy, 10 les figures 5a, 5b et 5c illustrent schématiquement dans un plan zx, des exemples de propagations de faisceaux de lumière dans un guide optique conforme à l'invention, à partir de différentes sources ponctuelles, la figure 6, illustre schématiquement, avec un agrandissement de la figure 2a, les angles d'incidence minimal et maximal d'un faisceau de lumière se 15 propageant dans un guide optique conforme à l'invention, les figures 7, 8 et 9 illustrent schématiquement trois modes de réalisation d'un système optique conforme à l'invention comportant chacun un exemple de réalisation d'un système d'injection de lumière spécifique, la figure 10 est une représentation partielle d'un autre exemple de 20 réalisation d'un guide optique conforme à l'invention, la figure 11 illustre un détail agrandi de la figure 10, les figures 12 et 13 illustrent schématiquement deux autres modes de réalisation d'un système optique conforme à l'invention comportant chacun un autre exemple de réalisation d'un système d'injection de 25 lumière et un guide optique de la figure 10, les figures 14a, 14b et 14c illustrent schématiquement dans un plan zx, des exemples de propagation de faisceaux de lumière dans un guide optique conforme à l'invention et illustré à la figure 10, et la figure 15 est une illustration d'un agrandissement d'un exemple de 30 système ou guide d'extraction de lumière agencé dans un guide optique conforme à l'invention. Exposé détaillé de l'invention La figure 1 illustre très schématiquement le principe général de la 35 famille des guides optiques au sein de laquelle est développé un guide optique 1 conforme à l'invention. Ces systèmes comprennent donc un guide optique 1 transportant un 3046851 7 faisceau de lumière vers un oeil 2 d'un utilisateur. Le système optique comprend également un système d'injection 3 de lumière, permettant d'injecter des faisceaux 3a de lumière dans le guide optique 1 par l'intermédiaire d'une zone d'entrée la. 5 Le système d'injection 3 comprend un micro-affichage 4 sur lequel se situent des sources ponctuelles de lumière générant les faisceaux de lumière ainsi que des organes de collimation 5 permettant d'injecter plusieurs faisceaux 3a de lumière parallèles dans le guide optique 1. Dans l'exemple de réalisation illustré à la figure la, la zone 10 d'entrée la est une face inclinée du guide optique 1. L'injection de lumière par le système d'injection 3 est effectuée en choisissant un angle adéquat pour l'inclinaison de cette face inclinée. Dans l'exemple de réalisation illustré à la figure lb, le système d'injection 3 est perpendiculaire à l'extension longitudinale du guide optique 1. 15 Le couplage d'entrée dans le guide optique est obtenu par l'intermédiaire d'un miroir de couplage le constitué par une face inclinée et métallisée du guide optique 1. A titre d'exemple, les angles d'inclinaison al et a2 valent respectivement 45° et 24° pour un matériau du genre PMMA. Les faisceaux de lumières injectés dans le guide optique 1 se propagent par réflexion interne totale. 20 L'efficacité du couplage optique est identique pour les deux exemples de réalisation des figures la et lb. Seules des contraintes d'encombrement conduiront à utiliser l'une ou l'autre de ces solutions techniques. La figure 2a représente un exemple de réalisation, selon une vue longitudinale de profil, du guide optique 1 conforme à l'invention. La figure 2a est 25 une représentation dans un plan xy d'un espace xyz et la figure 2b est une représentation selon une vue de dessus dudit guide optique 1 dans un plan zx. Le guide optique 1 comprend un premier élément de guide 6 disposé au-dessus d'un second élément de guide 7. Les éléments de guide 6 et 7 présentent avantageusement une forme lamellaire monobloc et leurs faces 30 respectives en regard l'une de l'autre ne sont pas jointives sur une portion de leur longueur. Un espacement 9, de faible épaisseur, entre les éléments de guide 6 et 7 permet ainsi de réaliser une interface avec une fine couche d'air. Les éléments de guide 6 et 7 sont reliés entre eux sur une portion complémentaire lb de leur longueur L par l'intermédiaire d'une continuité de 35 matière de façon à constituer une forme d'une seule pièce ou monobloc du guide optique 1. Le guide optique 1 comporte également à l'une de ses extrémités 3046851 8 longitudinales un organe de réflexion optique. Ce dernier est par exemple un miroir cylindrique 10a. Le miroir cylindrique 10a réalise ainsi avec la portion complémentaire L, le couplage optique entre le premier élément de guide 6 et le 5 second élément de guide 7. Les faisceaux de lumière se propagent ainsi d'abord dans le premier élément de guide 6 avant de se propager dans le second élément de guide 7 dans un sens opposé. Mais en aucun cas, une partie des rayons de lumière ne se propage simultanément dans les deux éléments de guides 6 et 7 et selon le même sens de propagation. Les faisceaux de lumière traversant la portion 10 lb complémentaire et se réfléchissant sur une face interne du miroir cylindrique 10a restent donc confinés dans la matière constitutive des éléments de guide 6 et 7 et ne traversent aucune interface ou discontinuité de matière. L'élément de guide 6 comporte à son extrémité longitudinale opposée à celle comportant le miroir cylindrique 10, la zone d'entrée la. Cette 15 dernière est par exemple réalisée par une simple face inclinée s'étendant orthogonalement au plan xy. L'élément de guide 7 intègre également dans une zone d'extraction, comportant par exemple un miroir d'extraction 11. Selon l'exemple de réalisation illustré à la figure 2b, la zone d'extraction comporte une cascade de trois miroirs 20 d'extraction 11 semi-réfléchissants, permettant de diriger les faisceaux de lumière vers l'oeil 2. L'espacement 9, s'étendant jusqu'à une limite correspondant au bord interne 9a de la zone de de continuité de matière des éléments de guide 6 et 7, présente avantageusement une épaisseur e suffisante pour éviter un couplage 25 optique direct entre lesdits éléments de guide 6 et 7. La propagation de la lumière se fait donc de façon indépendante dans chaque élément de guide 6 et 7. L'épaisseur e de l'espacement 9 est cependant suffisante pour éviter une pénétration de faisceaux de lumière réfléchis dans ledit espacement 9 et éviter ainsi les pertes de signal. 30 L'épaisseur e doit donc être aussi faible que possible tout en évitant l'apparition d'un couplage optique entre les éléments de guide 6 et 7. L'épaisseur est avantageusement comprise entre 0,1 mm et 0,2 mm. Cette extrémité du guide optique 1 illustrée par exemple à la figure 2b, montre l'agencement du miroir cylindrique 10a, avec sa face interne en 35 contact avec l'extrémité longitudinale commune des éléments de guide 6 et 7. La figure 3 est une représentation en perspective du guide optique de la figure 2a ou 2b. 3046851 9 Les éléments de guide 6 et 7 présentent avantageusement une forme lamellaire, sensiblement de même longueur et de même largeur. Selon un exemple de réalisation préférentiel, l'épaisseur e2 du second élément de guide 7 est sensiblement égale au double de l'épaisseur el du 5 premier élément de guide 6. Les figures 4a, 4b et 4c illustrent schématiquement des exemples de propagations de faisceaux de lumière dans le guide optique 1 conforme à l'invention, respectivement selon un plan yx, zx et zy. Les figures 5a, 5b et 5c illustrent schématiquement dans un plan zx, 10 des exemples de propagations de faisceaux de lumière dans le guide optique 1 conforme à l'invention, à partir de différentes sources ponctuelles localisées sur le micro-affichage 4 associé à un miroir plan 4a incliné. La figure 5a illustre un faisceau de lumière s'étendant sensiblement selon l'axe x central. La figure 5b illustre un faisceau de lumière s'étendant suivant une direction intermédiaire et la 15 figure 5c illustre un faisceau de lumière s'étendant suivant une direction extrême. Le guide optique 1 est avantageusement intégré dans un système optique d'affichage près de l'oeil, du genre casque ou lunettes de réalité virtuelle ou augmentée. Un tel système optique d'affichage près de l'oeil conforme à 20 l'invention comprend outre le guide optique 1 décrit ci-dessus le système d'injection 3 de lumière pour injecter la lumière dans ledit guide optique 1. Le système d'injection 3 comporte le micro-affichage 4 pour fournir des sources ponctuelles. Le système d'injection 3 permet d'obtenir dans le guide 1 des faisceaux de lumière parallèles selon une direction donnée y et convergents dans 25 le plan zx. Le système d'injection 3 comporte à cet effet des organes optimisés, notamment du genre lentilles, pour focaliser, dans le plan zx, orthogonal au plan yx, chaque faisceau de lumière sur une surface focale courbe, approximativement sphérique. Cette surface focale est située à la distance focale 30 du miroir cylindrique 10 pour le faisceau de lumière central ou proche de cette distance focale pour les autres faisceaux. L'optimisation est obtenue par exemple par l'agencement de lentilles et l'usinage de formes particulières de type surface optique de forme libre. Ceci permet de s'assurer que les faisceaux de lumière sortant de l'élément de guide 7 sont complètement parallèles sous la forme 35 d'ondes planes. L'axe z correspond par conséquent à la direction verticale suivant laquelle le champ de vision est substantiellement agrandi conformément à 3046851 10 l'invention. La figure 6 illustre schématiquement, avec un agrandissement de la figure 2a, les angles d'incidence minimal a et maximal (3 d'un faisceau de lumière se propageant dans un guide optique 1 conforme à l'invention. Ainsi, il est 5 possible de déterminer la longueur L de la portion lb d'extrémité commune des éléments de guide 6 et 7, notamment en fonction des épaisseurs el et e2 respectivement des éléments de guide 6 et 7. On peut ainsi calculer les valeurs minimales de la longueur L, ainsi que de l'épaisseur e2 du second élément de guide 7, en partant d'une épaisseur el du premier élément de guide 6. 10 Les éléments de calcul, donnés ci-après, supposent que le matériau constitutif des éléments de guide 6 et 7 et par conséquent de l'ensemble de guide optique 1 hormis le miroir cylindrique 10a, est le même. Pour un matériau donné, la valeur de la longueur L de la portion s'étendant entre le bord interne 9a et le miroir 10 est donnée par : 15 L = el / tana La valeur de la longueur L dépend par conséquent de l'angle d'incidence minimal a. On utilise également la relation : e2 = L x tanf3 Cette condition détermine l'épaisseur e2 du second élément de 20 guide 7 en fonction de la longueur L et de l'angle d'incidence maximal (3. Il en résulte donc que : e2 = (tan(3 / tana) x el On obtient ainsi l'épaisseur e2 du second élément de guide 7 en fonction de l'épaisseur el du premier élément de guide 6. 25 Ainsi à titre d'exemple, avec el = 1,5 mm, un angle d'incidence minimal a égal à 28° et un angle d'incidence (3 égal à 48° on obtient une épaisseur du second élément de guide 7 de e2 = 2,08 x el donc approximativement 3 mm et la longueur L égale à 2,82 mm, par exemple pour le matériau PMMA. Selon un exemple de réalisation du guide optique 1 conforme à 30 l'invention, le premier élément de guide 6 et le second élément du guide 7 présentent une longueur comprise entre 40 mm et 50 mm, la largeur desdits éléments de guide 6 et 7 étant identique et comprise entre 35 mm et 45 mm. Ces dimensions sont par exemple particulièrement indiquées pour une intégration dans des lunettes. 35 Selon un exemple de réalisation préférentiel conforme l'invention, le guide optique présente une épaisseur e3 comprise entre 4 mm et 7 MM. 3046851 11 La figure 7 illustre schématiquement un mode de réalisation d'un système optique dans lequel le système d'injection de lumière 3 comporte deux lentilles 5a, 5b. Ces dernières présentent avantageusement trois surfaces optiques de forme libre Si, S2, S3 associées à un miroir plan 4a incliné. 5 La figure 8 illustre schématiquement un mode de réalisation d'un système optique dans lequel le système d'injection de lumière 3 comprend un prisme de forme libre 3b en une seule pièce. Le prisme de forme libre 3b présente d'une part quatre surfaces optiques de forme libre S5, S6, S7, S8, dont deux S5, S8 travaillent en transmission, tandis que les deux autres S7, S6 travaillent en 10 réflexion et d'autre part, une lentille 5c présentant une surface optique de forme libre S4. Dans un exemple de réalisation illustré à la figure 9, le système d'injection de lumière 3 comprend deux miroirs de forme libre S9 et S10 et une lentille 5d présentant une surface optique de forme libre ainsi qu'une lentille 15 sphérique 5e. Cette dernière présente une ou deux faces sphériques. Avantageusement, la lentille sphérique 5e présente une face plane permettant de faciliter son positionnement par rapport au guide optique 1. Les lentilles 5d et 5e sont fabriquées à l'aide de matériaux différents. L'un des matériaux est par exemple le verre optique et l'autre matériau 20 est par exemple un plastique ou polymère. On obtient ainsi deux surfaces de forme libre fonctionnant en réflexion, au moins une surface à forme libre fonctionnant en transmission et une surface sphérique fonctionnant en transmission. Dans un exemple de réalisation conforme à l'invention, la lentille 25 5d présente une surface de forme libre et une face sphérique laquelle est jointive avec la face sphérique de la lentille sphérique 5e. Cette dernière présente alors une seconde face plane. Dans un autre exemple de réalisation conforme à l'invention, les lentilles 5d et 5e ne sont pas jointives. La lentille 5d présente alors de faces de 30 forme libre et la lentille sphérique 5e présente une face sphérique et une face plane. La figure 10 est une représentation partielle d'un autre exemple de réalisation d'un guide optique 1, utilisé dans un autre système optique conforme à l'invention. Ce système optique comprend un système d'injection de lumière 3 35 dans lequel le miroir cylindrique 10a est remplacé par des micro-réflecteurs en forme de dents de scie 10b. Ces dernières, illustrées plus en détails à la figure 11, présentent avantageusement une hauteur h comprise entre 0,2 mm et 1 mm et se 3046851 12 répartissent selon un agencement cylindrique de 42,8 mm de rayon. Deux faces consécutives formant une telle dent de scie présente avantageusement un angle mutuel compris entre de 89,8° et 90,2° et de préférence égale à 90°. L'organe optique de réflexion optique est donc constitué des micro- 5 réflecteurs 10b agencés selon un profil cylindrique à l'extrémité libre de la portion lb. Les micro-réflecteurs 10b en forme de dents de scie sont avantageusement métallisés et réalisés dans l'extrémité libre de forme cylindrique de la portion lb, soit par moulage, soit par usinage. Avec cette configuration de l'organe de réflexion optique 10 schématisé aux figures 10 et 11, le système optique conforme à l'invention comprend un système d'injection 3 de lumière représenté par exemple à la figure 12 ou 13. Dans l'exemple de réalisation illustré à la figure 12, le système d'injection de lumière 3, lequel comprend le micro-affichage 4 pour fournir des 15 sources ponctuelles de lumière, comprend également trois lentilles asphériques 5f, 5g, 5i, agencées pour présenter six surfaces optiques asphériques et une lentille sphérique 5h laquelle présente au moins une surface sphérique. Les lentilles asphériques 5f, 5g, 5i et la lentille sphérique 5h présentent une symétrie de révolution et sont réalisées pour au moins l'une 20 d'entre-elles avec un matériau constitutif différent de celui des autres. Dans l'exemple de réalisation illustré à la figure 13, le système d'injection de lumière 3, lequel comprend le micro-affichage 4 pour fournir des sources ponctuelles de lumière, comprend également huit lentilles sphériques 5j, 5k, 51, 5m, 5n, 5o, 5p, 5q. 25 Les lentilles sphériques 5j, 5k, 51, 5m, 5n, 5o, 5p, 5q, présentent donc une symétrie de révolution, sont réalisées en verres optiques ou en une association de verres optiques et de plastiques/polymères de manière à réaliser un ensemble dont au moins une lentille est réalisée avec un matériau constitutif différent de celui des autres lentilles. 30 Les figures 14a, 14b et 14c illustrent schématiquement dans un plan zx, des exemples de propagation de faisceaux de lumière sous forme d'ondes planes dans un guide optique 1 conforme à l'invention et illustré notamment aux figures 10, 12 et 13. La figure 15 est une illustration d'un agrandissement d'un système 35 ou guide d'extraction de lumière agencé dans un guide optique 1 conforme à l'invention. Le guide d'extraction est avantageusement constitué d'une succession de miroirs semi-réfléchissants 11. 3046851 13 De manière évidente, l'invention ne se limite pas aux modes de réalisation préférentiels décrits précédemment et représentés sur les différentes figures, l'homme du métier pouvant y apporter de nombreuses modifications et imaginer d'autres variantes sans sortir ni de la portée, ni du cadre de l'invention 5 définis par les revendications. REVENDICATIONS1. Guide optique (1) pour dispositif d'affichage près de l'oeil comprenant : - un premier élément de guide (6) présentant une zone d'entrée pour y injecter un faisceau de lumière, - un second élément (7) de guide présentant une zone de sortie pour en extraire le faisceau lumineux, le premier élément de guide (6) étant superposé audit second élément de guide (7), et - un système de couplage optique entre le premier élément de guide (6) et le second élément de guide (7), caractérisé en ce que : - le premier et le second éléments (6, 7) de guide présentent sur une première partie de leur longueur, un espacement (9) mutuel de manière à délimiter une fine couche d'air entre lesdits éléments de guide (6, 7) s'étendant entre une première extrémité longitudinale des éléments de guide (6, 7) et le système de couplage optique, - le système de couplage optique, localisé à une seconde extrémité longitudinale des premier et second éléments de guide (6, 7), comprenant une portion (lb) monobloc desdits éléments de guide (6, 7), associée à un organe de réflexion (10) optique pour propager les faisceaux de lumière de la zone d'entrée vers la zone de sortie. 2. Guide optique (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'espacement (9) entre les éléments de guide (6, 7) présente une épaisseur e comprise entre 0,1 mm et 0,2 mm. 3. Guide optique (1) selon la revendication 1 à 2, caractérisé en ce que le premier élément de guide (6) présente la zone d'entrée à sa première extrémité longitudinale libre, sous forme d'une face inclinée (la). 4. Guide optique (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la zone de sortie est pourvue d'un système d'extraction de lumière comportant au moins un miroir d'extraction (11). 5. Guide optique (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la zone de sortie est pourvue d'un système d'extraction de 3046851 15 lumière comportant une succession de plusieurs miroirs d'extraction (11) semiréfléchissants, constituant un guide d'extraction. 6. Guide optique (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, 5 caractérisé en ce que le second élément de guide (7) présente une épaisseur e2 reliée à l'épaisseur el du premier élément de guide (6) avec la relation : e2 = el x (tan(3 / tana), avec a et p respectivement les incidences minimale et maximale des faisceaux de lumière injectés dans le premier élément de guide (6). 10 7. Guide optique (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le premier élément de guide (6) et le second élément du guide (7) présentent une longueur comprise entre 40 mm et 50 mm, la largeur desdits éléments de guide (6, 7) étant identique et comprise entre 35 mm et 45 MM. 15 8. Guide optique (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il présente une épaisseur e3 comprise entre 4 mm et 7 mm. 9. Guide optique (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, 20 caractérisé en ce que les éléments de guide (6, 7) sont réalisés avec le même matériau constitutif, du genre PMMA. 10. Guide optique (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que l'organe optique de réflexion (10) est constitué de micro-25 réflecteurs (10b) agencés selon un profil cylindrique à l'extrémité libre de la portion (lb). 11. Guide optique (1) selon la revendication 10, caractérisé en ce que les micro-réflecteurs (10b) présentent une forme en dent de scie (10b) métallisée, 30 lesquels sont réalisés dans l'extrémité libre de forme cylindrique de la portion (lb). 12. Guide optique (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que l'organe optique de réflexion (10) est un miroir cylindrique 35 (10a) recouvrant la surface cylindrique d'extrémité de la portion (lb). 13. Système optique d'affichage près de l'oeil comprenant un guide 3046851 16 optique (1) conforme à la revendication 12, et un système d'injection (3) de lumière pour injecter la lumière dans ledit guide optique (1), le système d'injection (3) comportant un micro-affichage (4) pour fournir des sources ponctuelles de lumière, ledit système d'injection (3) permettant d'obtenir dans le 5 guide (1) des faisceaux de lumière parallèles selon une direction donnée y et convergents dans un plan xz orthogonal à ladite direction y. 14. Système optique d'affichage près de l'oeil selon la revendication 13, caractérisé en ce que le système d'injection (3) comporte des organes 10 optimisés pour focaliser, dans un plan zx, orthogonal au plan yx, chaque faisceau de lumière sur une surface focale courbe, laquelle se situe sensiblement à la distance focale du miroir cylindrique (10a). 15. Système optique selon la revendication 14, caractérisé en ce que le 15 système d'injection de lumière (3) comprend deux lentilles (5a, 5b) présentant trois surfaces optiques de forme libre (51, S2, S3) et un miroir plan (4a). 16. Système optique selon la revendication 14, caractérisé en ce que le système d'injection de lumière (3) comprend deux miroirs de forme libre (S9, 20 S10) et une lentille (5d) présentant au moins une surface optique de forme libre ainsi qu'une lentille sphérique (5e). 17. Système optique selon la revendication 14, caractérisé en ce que le système d'injection de lumière (3) comprend un prisme de forme libre (3b) en une 25 seule pièce présentant quatre surfaces optiques de forme libre (S5, S6, S7, S8) dont deux (S5, S8) travaillent en transmission, tandis que les deux autres (S7, S6) travaillent en réflexion et une lentille (5c) présentant une surface optique de forme libre (S4). 30 18. Système optique d'affichage près de l'oeil comprenant un guide optique conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 11, et un système d'injection de lumière (3), lequel comprend un micro-affichage (4) pour fournir des sources ponctuelles de lumière, ledit système d'injection de lumière (3) permettant d'obtenir dans le guide (1) des faisceaux de lumière parallèles, trois 35 lentilles asphériques (5f, 5g,5i) agencées pour présenter six surfaces optiques asphériques et une lentille sphérique (5h). 19. Système optique selon la revendication 18, caractérisé en ce que les 3046851 17 lentilles asphériques, présentant une symétrie de révolution, sont réalisées par au moins l'une d'entre-elles avec un matériau constitutif différent de celui des autres lentilles. 5 20. Système optique d'affichage près de l'oeil comprenant un guide optique conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 11, et un système d'injection de lumière (3), lequel comprend un micro-affichage (4) pour fournir des sources ponctuelles de lumière, ledit système d'injection (3) permettant d'obtenir dans le guide (1) des faisceaux de lumière parallèles et huit lentilles 10 sphériques (5j, 5k, 51,5m, 5n, 5o, 5p, 5q). 21. Système optique selon la revendication 20, caractérisé en ce que les lentilles sphériques, présentant une symétrie de révolution, sont réalisées en verres optiques ou en une association de verres optiques et de plastiques/polymères. 22. Casque ou lunettes de réalité virtuelle ou augmentée, caractérisé en ce qu'il ou elle(s) intègre(nt) un système optique conforme à l'une quelconque des revendications 13 à 21. 15 20