FR2620927A1 - Apparatus for measuring the factors necessary for adapting optical glasses to a frame - Google Patents

Apparatus for measuring the factors necessary for adapting optical glasses to a frame Download PDF

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Abstract

This apparatus, for measuring in particular the pupillary distance and the height of the optical centres on frames, comprises in combination a sensor 1 of the CCD type, comprising an array of charge-coupled photosensitive elements, first electronic means 3 for processing the signals supplied by the said sensor, second electronic means 4, 5 for storing the processed signals, a device 6 for displaying an image consisting of the said stored signals, a microprocessor 7 and a control keyboard 9 for performing calculations on the said image.

Description

La présente invention est relative à un appareil pour mesurer les différents paramètres qui doivent être utilisés afin de positionner des verres de lunettes sur une monture. The present invention relates to an apparatus for measuring the various parameters which must be used in order to position spectacle lenses on a frame.

On sait que la position des verres dans une monture doit être telle -que les centres optiques des verres colncident avec les axes optiques des yeux correspondants c'est-à-dire que ltécart des centres optiques des verres doit correspondre à l'écart pupillaire. It is known that the position of the lenses in a frame must be such that the optical centers of the lenses coincide with the optical axes of the corresponding eyes, that is to say that the distance from the optical centers of the lenses must correspond to the pupillary distance.

Par ailleurs il importe également de mesurer la hauteur des centres optiques des verres par rapport au bord inférieur ou supérieur de la monture dans laquelle ils doivent être montés. Furthermore, it is also important to measure the height of the optical centers of the lenses with respect to the lower or upper edge of the frame in which they are to be mounted.

Pendant longtemps ces mesures ont été effectuées par des moyens empiriques manuels et donc manquant de précision et nécessitant d'immobiliser matériellement la tête du sujet et ce n'est que récemment que l'on a imaginé différents procédés et appareils visant à en améliorer la précision. For a long time these measurements were carried out by manual empirical means and therefore lacking in precision and necessitating to immobilize the head of the subject materially and it is only recently that we have imagined various methods and apparatuses aiming to improve its precision .

Un dispositif récent comprend un appareil photographique et des moyens de centrage latéraux pour encadrer la tête du sujet. On photographie ce dernier portant la monture qu'il a préalablement choisie et, connaissant l'échelle de réduction de l'appareil, on peut calculer la position des pupilles par rapport à la monture, et leur écart. A recent device includes a camera and lateral centering means for framing the subject's head. We photograph the latter wearing the frame he has previously chosen and, knowing the reduction scale of the device, we can calculate the position of the pupils relative to the frame, and their distance.

On connait également un dispositif décrit dans le brevet français n0 1.506.352, comprenant une boite 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 lentilles et des miroirs et une source lumineuse, pour faire apparaitre des réticules réglables en position sur lesdites ouvertures, et un oeilleton de visée dans la paroi de la boite faisant face à celles-ci. Des moyens de mesure permettent de mesurer les positions des réticules. There is also known a device described in French Patent No. 1,506,352, comprising a box having two openings in one of its sides and which correspond to the locations of the eyes of a subject, and an optical system comprising lenses and mirrors and a light source, to reveal adjustable reticles in position on said openings, and a sighting eyepiece in the wall of the box facing them. Measuring means make it possible to measure the positions of the reticles.

Dans ce dispositif, les moyens de réglage des réticules suivant des coordonnées orthogonales sont compliqués et l'opération de mesure est longue et malcommode, et la précision en est seulement acceptable. In this device, the means of adjusting the reticles according to orthogonal coordinates are complicated and the measurement operation is long and inconvenient, and the accuracy is only acceptable.

La demande de brevet français n0 83/21010 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 amenés sur les reflets de la cornée ------------------- des yeux du sujet, en faisant colncider l'image de son visage et celle de l'écran au moyen d'un -coupleur.  French patent application No. 83/21010 describes an apparatus of this type, comprising a cathode ray tube with a high resolution screen, and in which the reticles are replaced by luminous traces, or spots, which are brought to the reflections of the cornea ------------------- of the subject's eyes, by making the image of his face and that of the screen coincide by means of a -coupler.

Les spots lumineux sont déplacés en agissant sur les signaux appliqués aux déviateurs horizontal et vertical du tube cathodique. The light spots are moved by acting on the signals applied to the horizontal and vertical deflectors of the cathode ray tube.

Dans cet appareil encore, la tête du sujet doit être maintenue immobile contre la paroi de la boite, -celle-ci devant être pourvue de plaques nasales et de pièces de forme afin que les mesures prises soient applicables à la monture choisie par le sujet. Il existe donc ainsi encore une source d'erreur due à l'adaptation des verres sur une monture d'après des mesures prise en l'absence de celle-ci. Again in this device, the subject's head must be held stationary against the wall of the box, it must be provided with nose plates and shaped parts so that the measures taken are applicable to the frame chosen by the subject. There is therefore still a source of error due to the adaptation of the lenses to a frame according to measurements taken in the absence of the latter.

L'invention a pour but de remédier à ces inconvénients en fournissant un appareil au moyen duquel les mesures des différents paramètres nécessaires à l'adaptation des verres à la monture sont prises directement sur le sujet portant la monture et sans imnobilisation 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. The object of the invention is to remedy these drawbacks by providing an apparatus by means of which the measurements of the various parameters necessary for the adaptation of the lenses to the frame are taken directly on the subject wearing the frame and without immobilizing the head of the person. -this, by means making it possible to obtain very high precision values, by electronic means, eliminating any risk of error.

Elle a pour objet à cet effet un appareil de mesure des facteurs nécessaires pour adapter des verres optiques sur une monture de lunettes, et en particulier l'écart pupillaire et la hauteur des pupilles par rapport à la monture, caractérisé en ce qu'il comprend en combinaison un capteur du type CCD comportant une matrice d'éléments photosensibles à transfert de charges, des premiers moyens électroniques pour traiter les signaux fournis par ledit capteur, des seconds moyens électroniques pour mémoriser les signaux traités, un dispositif pour afficher une image constituée par lesdits signaux mémorisés, un microprocesseur et un clavier de commande pour effectuer des calculs sur ladite image. It has for this purpose an apparatus for measuring the factors necessary for adapting optical lenses on a spectacle frame, and in particular the pupillary distance and the height of the pupils relative to the frame, characterized in that it comprises in combination a CCD type sensor comprising a matrix of photosensitive charge transfer elements, first electronic means for processing the signals supplied by said sensor, second electronic means for storing the processed signals, a device for displaying an image constituted by said stored signals, a microprocessor and a control keyboard for performing calculations on said image.

Suivant une autre caractéristique de l'invention, l'appareil comporte une source lumineuse et un dispositif de mesure de distance associés audit capteur et l'ensemble est monté de façon réglable en hauteur sur un support. According to another characteristic of the invention, the device comprises a light source and a distance measuring device associated with said sensor and the assembly is mounted in an adjustable manner in height on a support.

D'une façon avantageuse, une imprimante est reliée audit microprocesseur.  Advantageously, a printer is connected to said microprocessor.

La description qui va suivre, en regard des dessins annexés à titre d'exemple non limitatif, permettra de bien comprendre comment l'invention peut être mise en pratique. The description which follows, with reference to the accompanying drawings by way of nonlimiting example, will make it possible to understand clearly how the invention can be put into practice.

La figure 1 est un schéma synoptique d'un mode de réalisation de l'appareil suivant l'invention. Figure 1 is a block diagram of an embodiment of the apparatus according to the invention.

La figure 2 est une vue schématique montrant lten- semble constitué par le capteur, la source lumineuse et le dispositif de mesure de distance relié par un câble souple aux moyens électroniques de traitement de signaux, eux-mêmes reliés d'une part à un ensemble de microprocesseur, d'écran vidéo et de clavier et, d'autre part à un secteur d'alimentation. FIG. 2 is a schematic view showing the set consisting of the sensor, the light source and the distance measuring device connected by a flexible cable to the electronic signal processing means, themselves connected on the one hand to an assembly microprocessor, video screen and keyboard and, on the other hand to a power sector.

La figure 3 montre les mesures prises par l'appareil. Figure 3 shows the measurements taken by the device.

En se référant au dessin, l'appareil comprend un capteur CCD constitué par une caméra matricielle 1, qui peut être du type à sortie vidéo composite (par exemple de la marque TOKINA) ou ayant une sortie vidéo et un signal synchrone (par exemple fabriquée par THOMSON). Referring to the drawing, the apparatus comprises a CCD sensor constituted by a matrix camera 1, which can be of the type with composite video output (for example of the brand TOKINA) or having a video output and a synchronous signal (for example manufactured by THOMSON).

La caméra 1 est reliée d'une part à un séquenceur 2 à réseaux logiques programmable et, d'autre part à des premiers moyens électroniques constitués par un convertisseur analogique/numérique 3, par exemple du type CA3300, ou
CA3306, appartenant à la famille des circuits RCA.
The camera 1 is connected on the one hand to a sequencer 2 with programmable logic networks and, on the other hand to the first electronic means constituted by an analog / digital converter 3, for example of the CA3300 type, or
CA3306, belonging to the RCA circuit family.

Le convertisseur 3 est à son tour relié à des seconds moyens électroniques constitués par une mémoire image-vidéo 4 du type à double accès associée à un convertisseur numé- rique/analogique vidéo 5, et à un écran vidéo 6. The converter 3 is in turn connected to second electronic means constituted by an image-video memory 4 of the dual access type associated with a digital / analog video converter 5, and with a video screen 6.

La mémoire image est en outre reliée à un système micro-processeur 7, lui-même relié d'une part à une imprimante 8 et d'autre part à un clavier de commande 9. The image memory is also connected to a microprocessor system 7, itself connected on the one hand to a printer 8 and on the other hand to a control keyboard 9.

La figure 2 montre l'installation de façon schématique. Figure 2 shows the installation schematically.

La caméra 1 comporte un viseur 10 d'un type quelconque connu permettant de mesurer la distance du sujet 11, et habituellement utilisé sur les appareils photographiques. The camera 1 comprises a viewfinder 10 of any known type making it possible to measure the distance from the subject 11, and usually used on cameras.

En outre, un boitier 12 contenant une source lumineuse électrique 13 est fixé au corps de la caméra et comporte une paroi avant 14 constituée par un verre dépoli, ou analogue, pour éclairer le sujet sans l'éblouir. In addition, a housing 12 containing an electric light source 13 is fixed to the body of the camera and has a front wall 14 formed by a frosted glass, or the like, to illuminate the subject without dazzling it.

Cet ensemble est monté de façon réglable sur un support vertical 15 constitué par exemple par une crémaillère fixée sur un pied. This assembly is mounted in an adjustable manner on a vertical support 15 constituted for example by a rack fixed on a foot.

Un câble souple 16 multiconducteurs relie l'ensemble de caméra à un ensemble dans lequel sont regroupés les différents moyens électroniques 3, 4, 5 et 6 et également relié d'une part au secteur d'alimentation et d'autre part au micro-processeur 7 avec son clavier 9 et l'imprimante 8. A flexible multi-conductor cable 16 connects the camera assembly to an assembly in which the various electronic means 3, 4, 5 and 6 are grouped together and also connected on the one hand to the power supply sector and on the other hand to the microprocessor 7 with its keyboard 9 and the printer 8.

Le sujet 11 portant la monture de lunettes qu'il a choisie est placé en face de l'ensemble caméra/source lumineuse/viseur, avec la tête droite, fixant cet ensemble. Subject 11 wearing the spectacle frame he has chosen is placed opposite the camera / light source / viewfinder assembly, with his head straight, fixing this assembly.

L'opérateur centre l'image uniquement sur les yeux et les lunettes. La distance caméra/sujet est mesurée, ou imposée.The operator centers the image only on the eyes and glasses. The camera / subject distance is measured, or imposed.

Le séquenceur 2 est utilisé pour la mise au point exacte des chronogrammes de la caméra. The sequencer 2 is used for the exact focusing of the chronograms of the camera.

Le convertisseur analogique/numérique 3 transforme les signaux analogiques provenant de la caméra 1 en signaux numériques à 6 bits. The analog / digital converter 3 transforms the analog signals from the camera 1 into 6-bit digital signals.

Les informations numériques fournies par le convertisseur 3 sont mémorisées dans la mémoire 4 à double accès. The digital information supplied by the converter 3 is stored in the dual access memory 4.

Dès qu'une image est acquise, elle est aussitôt affichée sur l'écran vidéo 6, par l'intermédiaire du convertisseur numé- rique/analogique 5.As soon as an image is acquired, it is immediately displayed on the video screen 6, by means of the digital / analog converter 5.

Pendant l'affichage, la mémoire 4 est accessible au micro-processeur 7 qui effectue un traitement de l'image. Le résultat du traitement apparait sur l'écran sous la forme de croix qui marquent les centres des yeux et les points cherchés sur la monture. During the display, the memory 4 is accessible to the microprocessor 7 which performs image processing. The result of the treatment appears on the screen in the form of crosses which mark the centers of the eyes and the points sought on the frame.

Pour décrire une vue d'environ 100 mm de large sur environ 75 mm de hauteur avec une précision de 0,2 mm, on utilise une image composée d'une matrice de 512x380 pixels, la mémoire devant donc contenir également 512 x 380 pixels codés chacun sur 6 bits. To describe a view of about 100 mm wide by about 75 mm high with an accuracy of 0.2 mm, we use an image composed of a matrix of 512x380 pixels, the memory must therefore also contain 512 x 380 coded pixels each on 6 bits.

Le convertisseur numérique/analogique 5 est par exemple du type HDG 0807/087 commercialisé par la Société
Analog Devices.
The digital / analog converter 5 is for example of the HDG 0807/087 type sold by the Company
Analog Devices.

Le micro-processeur 7 scrute le clavier de commande 9 actionné par l'opérateur, il effectue les calculs sur l'image, les résultats de ces calculs sont édités par l'imprimante 8.  The microprocessor 7 scans the control keyboard 9 operated by the operator, it performs the calculations on the image, the results of these calculations are edited by the printer 8.

Le clavier 9 permet à l'opérateur d'entrer les données nécessaires, par exemple la distance du sujet, et de positionner les points défectueux au moyen de touches-flèches, dans le cas de mauvaises conditions d'acquisition de l'image, par exemple un défaut de contrastes entre la monture et la peau du sujet. The keyboard 9 allows the operator to enter the necessary data, for example the distance of the subject, and to position the defective points by means of arrow keys, in the case of poor image acquisition conditions, by example a lack of contrast between the frame and the subject's skin.

L'imprimante 8 peut être d'un type quelconque compatible avec le micro-processeur 7. The printer 8 can be of any type compatible with the microprocessor 7.

On utilise dans le micro-processeur 7 un logiciel comprenant deux parties essentielles, d'une part la recherche des pupilles et d'autre part celle des bords de la monture. Il a été réalisé en langage C compilé et exécuté sur le système Thomson IVME. Les recherches sont effectuées par comparaison des niveaux de gris, les pupilles se repérant par le reflet de la source lumineuse, ainsi que les bords des montures (à partir de la position des pupilles). Is used in the microprocessor 7 software comprising two essential parts, on the one hand the search for pupils and on the other hand that of the edges of the frame. It was produced in C language compiled and executed on the Thomson IVME system. The research is carried out by comparison of the gray levels, the pupils being identified by the reflection of the light source, as well as the edges of the frames (from the position of the pupils).

L'invention fournit ainsi un appareil permettant d'ajuster des verres dans des montures de lunettes avec une précision atteignant 0,2 mm. The invention thus provides an apparatus for adjusting lenses in spectacle frames with an accuracy of up to 0.2 mm.

La figure 3 montre les mesures à trouver, c'est-àdire
EPD = Ecart pupillaire droit
EPG = Ecart pupillaire gauche
yl et y2 = Hauteur de la pupille au bas de la monture
y'l et y'2 = Hauteur de la pupille au haut de la
monture.
Figure 3 shows the measurements to be found, i.e.
EPD = Right pupillary distance
EPG = Left pupillary distance
yl and y2 = Height of the pupil at the bottom of the frame
y'l and y'2 = Height of the pupil at the top of the
mount.

Mesures prises par l'appareil
xl, x2, x3, yl, y2, y'1, y'2
d'où : EPD = xl + x3
2
EPG = x2 + x3
2
EP = xl + x3 + x2
Measures taken by the device
xl, x2, x3, yl, y2, y'1, y'2
hence: EPD = xl + x3
2
EPG = x2 + x3
2
EP = xl + x3 + x2

Claims (7)

REVENDICATIONS 1. Appareil dépourvu de moyens mécaniques de centrage et de maintien de la tête du patient pour mesurer les facteurs nécessaires pour adapter des verres optiques sur une monture de lunettes, et en particulier l'écart pupillaire et la hauteur des pupilles par rapport à la monture, caractérisé en ce qu'il comprend en combinaison un capteur (1) du type CCD comportant une matrice d'éléments photosensibles à transfert de charges, des premiers moyens électroniques (3) pour traiter les signaux fournis par ledit capteur (1), des seconds moyens électroniques (4, 5) pour mémoriser les signaux traités, un dispositif (6) pour afficher une image constituée par lesdits signaux mémorisés, un micro-processeur (7) et un clavier de commande (9) pour effectuer des calculs sur ladite image. 1. Apparatus without mechanical means for centering and holding the patient's head to measure the factors necessary for adapting optical glasses on a spectacle frame, and in particular the pupillary distance and the height of the pupils relative to the frame , characterized in that it comprises in combination a sensor (1) of the CCD type comprising a matrix of photosensitive elements with charge transfer, first electronic means (3) for processing the signals supplied by said sensor (1), second electronic means (4, 5) for storing the processed signals, a device (6) for displaying an image constituted by said stored signals, a microprocessor (7) and a control keyboard (9) for carrying out calculations on said picture. 2. Appareil suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte une source lumineuse (12) et un dispositif (10) de mesure de distance associés audit capteur (1) et l'ensemble est monté de façon réglable en hauteur sur un support (15). 2. Apparatus according to claim 1, characterized in that it comprises a light source (12) and a device (10) for measuring distance associated with said sensor (1) and the assembly is mounted in an adjustable manner in height on a support (15). 3. Appareil suivant la revendication 2, caractérisé en ce que lesdits premiers moyens électroniques comprennent un convertisseur analogique/numérique (3). 3. Apparatus according to claim 2, characterized in that said first electronic means comprise an analog / digital converter (3). 4. Appareil suivant la revendication 2, caractérisé en ce que lesdits seconds moyens électroniques comprennent une mémoire-image vidéo (4) du type à double accès associée à un convertisseur numérique/analogique vidéo (5), et à un écran vidéo (6). 4. Apparatus according to claim 2, characterized in that said second electronic means comprise a video image memory (4) of the double access type associated with a digital / analog video converter (5), and with a video screen (6) . 5. Appareil suivant la revendication 1, caractérisé en ce que ladite caméra comporte un viseur (10) du type photographique adapté pour mesurer la distance du sujet (11) et une source lumineuse (13) associés en un ensemble. 5. Apparatus according to claim 1, characterized in that said camera comprises a viewfinder (10) of the photographic type suitable for measuring the distance of the subject (11) and a light source (13) associated in a set. 6. Appareil suivant la revendication 5, caractérisé en ce que ledit ensemble est monté de façon réglable sur un support vertical (15). 6. Apparatus according to claim 5, characterized in that said assembly is mounted in an adjustable manner on a vertical support (15). 7. Appareil suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte une imprimante (8) reliée audit micro-processeur (7).  7. Apparatus according to any one of the preceding claims, characterized in that it comprises a printer (8) connected to said microprocessor (7).
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