FR2848305A1 - Monture faciale equipee d'un dispositif lateral de diffusion d'images virtuelles vers la pupille d'un utilisateur - Google Patents

Abstract

Monture faciale équipée d'un dispositif latéral de diffusion d'images virtuelles vers la pupille d'un utilisateur.L'invention a pour objet un dispositif intégré dans une paire de lunettes pour la diffusion d'images virtuelles dans le champ visuel d'un utilisateur en superposition à sa perception d'images ambiantes de l'environnement dans lequel il se trouve. Ce dispositif comprend un organe d'affichage (108) d'images virtuelles et un système optique comprenant un miroir (109) et une lentille terminale (110), qui composent des moyens (108,109,110) de diffusion des images virtuelles rassemblés en prisme et rapportés de manière mobile latéralement sur une monture faciale (101) par l'intermédiaire d'un châssis (111) qui les loge à proximité les uns des autres et qui est organisé en chambre obscure. Ces dispositions sont telles que les images virtuelles sont diffusées de biais vers la pupille de l'utilisateur depuis une zone latérale (103) de la monture (101), avec une optimisation de l'exploitation de l'intensité lumineuse de l'organe d'affichage (108).Utilisation pour la réalisation d'un système assurant la diffusion d'images virtuelles dans le champ visuel d'un utilisateur.

Description

Monture faciale équipée d'un dispositif latéral de diffusion d'images

virtuelles vers la pupille d'un utilisateur.

L'invention est du domaine. de la diffusion d'images virtuel5 les dans le champ visuel d'un utilisateur par l'intermédiaire d'un système optique. Elle a pour objet un dispositif pour une telle diffusion adaptable sur une monture faciale, telle que par exemple une monture de lunettes, un casque, ou analogue.

On connaît des dispositifs comprenant des moyens de diffu10 sion d'images virtuelles qui sont rapportés sur une monture faciale adaptée pour son port par un utilisateur, et qui associent un écran d'affichage de ces images, en provenance d'une source distante de production, et un système optique pour renvoyer les images virtuelles affichées sur l'écran vers une surface de projection. De tels dispositifs sont couramment orga15 nisés de manière à acheminer les images virtuelles latéralement à la monture faciale, et à les renvoyer vers la surface de projection par l'intermédiaire du système optique.

Selon une première application éloignée de l'objet de la présente invention, les documents US5671037 (OGASAWARA et al.) et 20 W09208157 (THE JOHNS HOPKINS UNIVERSITY), par exemple, décrivent un tel dispositif de diffusion d'images virtuelles, dont la surface de projection est constituée d'un masque couvrant entièrement le champ de vision de l'utilisateur, pour afficher des images virtuelles substitutives des images ambiantes de l'environnement dans lequel il se trouve.

Selon une deuxième application proche de l'objet de la présente invention, le dispositif est agencé de manière à diffuser des images virtuelles en complément des images ambiantes perçues par l'utilisateur, les images virtuelles et ambiantes étant placées en superposition dans son champ de vision. Les documents DE19625028 (ANDRICH et al) et 30 W09923525 (THE MICROOPTICAL CORPORATION), par exemple, décrivent une paire de lunettes qui supporte un tel dispositif de diffusion d'images virtuelles, dont le système optique participant des moyens de diffusion de ces images, associe un miroir et une lentille de projection vers le champ visuel de l'utilisateur des images en provenance de l'écran 35 d'affichage et reflétées par le miroir.

Plus particulièrement selon DE 196 25 028, la surface de projection des images virtuelles est un miroir d'affichage intégré à l'un des carreaux de la monture faciale, qui reçoit les images virtuelles renvoyées par le système optique.

On notera que la position du miroir, frontale dans le champ de vision de l'utilisateur, interfère de manière inopportune avec la percep5 tion par ce dernier tant des images virtuelles que des images ambiantes.

Plus particulièrement encore selon W09923525, il est proposé de projeter les images virtuelles directement sur la pupille de l'utilisateur, formant en elle-même la surface de projection des images virtuelles. A cette fin, le système optique comprend une lentille terminale 10 de focalisation des images virtuelles, placée face à la pupille de l'utilisateur. Le système optique est monté mobile sur la monture faciale entre des positions escamotée et d'utilisation, dans lesquelles le système optique est respectivement écarté du, et placé dans, le champ de vision de l'utilisateur. Le système optique est plus particulièrement monté pivotant 15 sur un support porté par et en prolongement d'une branche de la monture faciale, pour pouvoir être placé en position d'utilisation parallèlement et frontalement à un carreau de cette dernière.

L'avantage procuré par W09923525 au regard de DE19625028 réside dans la projection des images virtuelles directement 20 vers la pupille de l'utilisateur, et non pas sur un écran interposé dans le champ de vision des images ambiantes tel que selon DE19625028. Cependant, la disposition frontale en position d'utilisation du système optique et de son support induit encore une interférence de ces derniers avec les images tant virtuelles qu'ambiantes perçues par l'utilisateur, une telle 25 interférence étant préjudiciable au confort de vision.

Le but de la présente invention est de proposer un dispositif pour la diffusion d'images virtuelles dans le champ visuel d'un utilisateur en superposition à sa perception d'images ambiantes de l'environnement dans lequel il se trouve, qui optimise la perception par l'utilisateur des 30 images tant virtuelles qu'ambiantes, et qui réduise les interférences visuelles inopportunes entre ces images, en vue d'accroître le confort de vision.

L'invention se caractérise principalement, mais non exclusivement, par le fait que dans une monture de lunette, le Demandeur est 35 parvenu à intégrer tout un système optique ce qui se traduit par: - une stabilité mécanique accrue et en particulier sans pièce mobile rapportée, et de ce fait le module optique est toujours en bonne position devant l'oeil de l'observateur, - une facilité de réglage car ceux-ci sont simples, directs et intégrés, ce qui les rend faciles à effectuer, - une image virtuelle bien contrastée car elle est insérée dans une chambre noire intégrée dans la monture, - une ergonomie et un confort améliorés. Le système selon l'invention se comporte comme une paire de lunettes et, de ce fait, repose sur les 10 trois appuis naturels (oreilles, nez). Ainsi, le système est très léger.

- Pour finir, une vraie monture de lunettes, avec des branches qui se referment ou se replient pour effectuer le rangement du produit dans un boîtier qui peut se placer par exemple dans la poche d'un vêtement.

La démarche inventive de la présente invention a consisté, 15 dans sa généralité et à l'encontre des habitudes prises dans le domaine, à rompre avec les préjugés en restituant le champ frontal de vision d'un utilisateur à la perception naturelle des images ambiantes. Cette restitution est obtenue à partir d'un déport latéral sur la monture de l'ensemble des moyens nécessaires à la diffusion des images virtuelles vers la pupille de 20 l'utilisateur, de sorte qu'ils ne constituent pas un obstacle frontal à son champ de vision.

A partir de cette démarche, il est proposé d'organiser le montage des moyens de diffusion d'images virtuelles sur la monture faciale de sorte que le champ visuel de l'utilisateur soit le moins possible 25 altéré, tant par les moyens de diffusion des images virtuelles associant des organes électroniques d'affichage et des organes optiques de renvoi de ces images, que par les éléments porteurs de ces organes pour leur apport sur la monture. Pour cela, la présente invention propose plus particulièrement de rassembler et de monter ensemble lesdits organes électroniques et op30 tiques sur un même châssis localisé dans une zone latérale de la monture, telle que définie par exemple par une branche de lunettes.

Ce déport latéral de l'ensemble des moyens nécessaires à la diffusion des images virtuelles permet à l'utilisateur d'orienter son regard de face, droit vers l'avant de son champ visuel, pour percevoir non seule35 ment de manière dégagée son environnement naturel, mais aussi les images virtuelles qui sont projetées latéralement vers sa pupille.

En outre, le rassemblement sur un même châssis latéral desdits organes électroniques et optiques, permet d'organiser ce châssis en chambre obscure à l'intérieur de laquelle ces organes sont confinés à proximité les uns des autres. Ce confinement dans un volume restreint 5 des moyens de diffusion des images virtuelles permet d'optimiser la qualité de l'image virtuelle perçue par l'utilisateur en exploitant au mieux l'intensité lumineuse de l'organe d'affichage, à partir d'une adaptation par myosis à la vision de l'utilisateur de l'intensité lumineuse de l'image perçue.

Dans le cas notamment d'une application de l'invention à une monture de lunettes, on notera que les moyens de diffusion des images virtuelles sont regroupés sur une branche de la monture. La monture est prévue avantageusement, de façon suffisamment légère pour qu'il ne soit pas utile que son ergonomie nécessite un quelconque contrepoids. 15 Effectivement, le produit final est ainsi très léger.

Poursuivant cette démarche, Il est proposé de placer lesdits organes électroniques et optiques sur le châssis suivant un prisme dont les arêtes sont sensiblement formées par les bords voisins de ces organes.

Plus particulièrement, et notamment dans le cas o les or20 ganes électroniques d'affichage comprennent un écran d'affichage et les organes optiques de renvoi comprennent un miroir réflecteur et une lentille terminale de projection, le prisme est avantageusement disposé de telle sorte que l'écran et le plan global de la lentille définissent ensemble un angle sensiblement droit, tandis que le miroir est sensiblement incliné 25 à 450 par rapport à l'écran et au plan global de la lentille.

Il en ressort que non seulement les moyens de diffusion des images virtuelles sont exclus en position d'utilisation de la direction frontale du champ de vision de l'utilisateur, mais aussi que l'encombrement de ces moyens tel qu'agencés entre eux est considérablement réduit pour 30 autoriser leur port latéral sur la monture faciale.

Il en ressort aussi qu'une telle organisation des moyens de diffusion des images virtuelles permet en outre, sans pour autant induire un risque d'interférence avec les images ambiantes, de monter le châssis porteur desdits organes électroniques d'affichage et optiques de renvoi de 35 manière mobile sur la monture faciale, cette mobilité étant placée sous la dépendance d'un organe de manoeuvre facilement accessible par l'utilisateur latéralement à la monture, sur laquelle il est installé. Ces dis- positions sont telles que l'utilisateur peut, à partir d'un ajustement de la direction de projection des images virtuelles vers la pupille, réduire l'impact des images virtuelles sur les images ambiantes qu'il perçoit conjointement. Der préférence, les éléments électroniques essentiels pour la visualisation d'un objet ou d'une pièce de référence se situent dans une branche (intégration maximale), celle-ci pourtant se plie comme une branche d'une paire de lunettes classique. On sait, en outre, qu'un effort particulier dans la conception a été réalisé pour s'assurer que la fonction 10 optique ne perturbe pas la fonction lunette. A cet égard, des nappes électroniques souples relient la branche de lunette au système optique. Il en résulte que le dispositif selon l'invention peut parfaitement être replié et se ranger dans un petit espace comme un étui à lunettes ou dans une poche.

En outre, le système optique peut être facilement complété 15 d'organes accessoires, et notamment de moyens de réglage de la focale équipant la lentille terminale, sans pour autant encore induire un risque d'interférence avec les images ambiantes.

De même, l'organe d'affichage est susceptible d'être équipé de moyens de réglage de la luminosité des images qu'il diffuse, sans pour 20 autant que l'apport de ces moyens ne porte atteinte à la perception par l'utilisateur des images ambiantes et virtuelles.

Ces dispositions de mobilité et de réglage constituent, prises seules ou en combinaison, des moyens généraux de réglage par l'utilisateur de la netteté et de la lisibilité des images virtuelles qu'il per25 çoit.

Le dispositif proposé par la présente invention est un dispositif pour la diffusion d'images virtuelles dans le champ visuel d'un utilisateur en superposition à sa perception d'images ambiantes de l'environnement dans lequel il se trouve. Ledit dispositif comprend des 30 moyens de diffusion des images virtuelles en relation avec une source distante productrice d'images. Les dits moyens de diffusion des images virtuelles sont rapportés sur une monture faciale, telle qu'une monture d'une paire de lunettes, un casque ou analogue, et associent un organe d'affichage des images virtuelles produites, tel qu'un écran ou analogue, et 35 un système optique de renvoi vers la pupille de l'utilisateur des images virtuelles affichées par l'organe d'affichage. Ledit système optique com- prend au moins un miroir réflecteur des images affichées par l'organe d'affichage vers une lentille terminale de projection des images reflétées.

Selon la présente invention, ledit organe d'affichage est orienté transversalement à la direction frontale de vision de l'utilisateur et 5 transversalement à un plan orthogonal à cette direction. L'organe d'affichage, le miroir et la lentille terminale composant les moyens de diffusion des images virtuelles sont rapportés latéralement sur la monture faciale en étant orientés entre eux de manière à former un prisme, dont les arêtes sont sensiblement définies par leurs bords correspondants.

Ces dispositions permettent une diffusion de biais vers la pupille de l'utilisateur des images virtuelles projetées par la lentille terminale, depuis une zone latérale de la monture en laquelle zone les moyens de diffusion des images virtuelles sont rassemblés.

L'organe d'affichage, le miroir et la lentille terminale sont de 1 5 préférence conjointement portés par un châssis rapporté sur la monture par l'intermédiaire de moyens de mobilité. Ces dispositions sont telles que la monture est avantageusement équipée de moyens pour ajuster la position de l'image projetée vers la pupille de l'utilisateur, à partir d'un déplacement conjoint de l'ensemble composant les moyens de diffusion des 20 images virtuelles.

Le châssis est préférentiellement agencé en une chambre obscure à l'intérieur de laquelle sont rapportés, par emboîtement notamment, l'organe d'affichage, le miroir et la lentille terminale, de sorte que le châssis soit organisé en chambre obscure à l'intérieur de laquelle sont 25 rassemblés, à proximité les uns des autres, les organes composant les moyens de diffusion des images virtuelles. La présence d'une chambre obscure a principalement pour avantage d'apporter un contraste accru de l'image virtuelle, ce qui n'est pas le cas des systèmes de type décrit dans le brevet WO 99/23525 o l'image' virtuelle est nettement moins visible du 30 fait que cette image est amenée au bout d'un prisme ouvert à l'air libre.

Plus particulièrement le châssis est conformé en enveloppe des moyens de diffusion des images virtuelles, dont l'une des parois latérales est formée par la lentille terminale et dont une autre paroi est formée par l'organe d'affichage, pour autoriser un accès à sa face arrière en vue 3 5 de son raccordement à la source distante productrice d'image, éventuellement par l'intermédiaire d'organes électroniques de proximité avantageusement supportés par la monture.

Les moyens de mobilité du châssis sur la monture faciale comprennent avantageusement un bras de manoeuvre organisé en organe télescopique, sur lequel bras télescopique de manoeuvre le châssis est monté pivotant. Le châssis est par ailleurs monté pivotant sur la monture, 5 de sorte que les moyens pour ajuster la position de l'image projetée vers la pupille de l'utilisateur sont constitués par le bras télescopique de manoeuvre du châssis, et par le guidage en pivotement du châssis sur la monture.

De préférence, le bras télescopique de manoeuvre est principalement constitué d'une molette montée tournante sur la monture fa10 ciale et d'un doigt circulant en translation à l'intérieur de la molette par vissage, le doigt étant porteur en pivotement du châssis à son extrémité terminale. On notera que d'une manière globale, les moyens de guidage du châssis sur la monture associent avantageusement une cage de 15 réception de la molette et l'axe d'articulation ou analogue du châssis sur la monture, voire en substitution ou en complément, une came de guidage du châssis par glissement excentré par rapport à l'axe de pivot du châssis sur le bras télescopique de manoeuvre.

Le dispositif de diffusion d'images virtuelles est préféren20 tiellement rapporté sur la monture par l'intermédiaire d'un organe support qu'il comprend, pour porter conjointement le châssis et ses moyens de mobilité, voire le cas échéant lesdits moyens électroniques de proximité interposés entre l'organe d'affichage et la source distante productrice des images virtuelles. Cet organe support est équipé de moyens de liaison, par 25 emboîtement notamment, sur la zone latérale de la monture, et est préférentiellement organisé en boîtier avantageusement agencé en deux demicoquilles respectivement inférieure et supérieure assemblées entre elles par emboîtement, pour envelopper le châssis porteur des moyens de diffusion des images virtuelles et ses moyens de mobilité.

Une fenêtre d'accès est préférentiellement ménagée à travers le boîtier pour permettre une émergence de la molette hors de ce dernier, en vue de sa manoeuvre par l'utilisateur.

On notera que l'organisation du boîtier est telle que la fenétre d'accès est avantageusement constituée d'une ouverture ménagée à 35 travers la paroi de la cage de réception de la molette, et que l'axe d'articulation du châssis sur la monture est avantageusement constitué d'un couple de picots inférieur et supérieur dont est pourvue la chambre obscure constituant le châssis, qui coopèrent avec des évidements complémentaires ménagés dans le boîtier, notamment respectivement sur l'une et l'autre des coquilles qui le compose. Le cas échéant, la came de guidage est avantageusement constituée d'une colonne d'emboîtement des demi-coquilles du boîtier entre elles.

Selon une forme de réalisation dans laquelle la monture est une paire de lunettes, les moyens de liaison du boîtier avec la monture sont avantageusement constitués d'une ouverture latéralement débouchante, ménagée sur l'un des carreaux de lunette, pour recevoir par emIo boitement coulissant le boîtier, lui-même pourvu de glissières de réception des bords inférieur et supérieur de l'ouverture.

Le système optique selon l'invention est compact et s'intègre dans une paire de lunettes, en formant ainsi un ensemble inséparable et indissociable et qui permet au porteur de ces lunettes la visualisation et 15 l'acquisition d'informations variées qui viennent s'afficher dans son champ de vision. Cette paire de lunettes peut par ailleurs conserver ses fonctions propres, de correction ou de protection. A cette fonction visuelle bidirectionnelle vient s'adjoindre le système audio qui permet lui aussi de recevoir et de saisir des informations. Le système optique qui véhicule 20 l'image peut également être intégré à une variété de supports différents: masques, casques, télescopes afin de faire bénéficier à l'utilisateur d'une image virtuelle flottant dans son champ de vision.

La présente invention utilise donc le système "see-around" dans lequel l'image transmise vient se placer sur une partie plus ou moins 25 importante du champ de vision.

Ce système est le plus simple et est immédiatement exploitable au regard des applications envisagées et de la technologie disponible actuellement. Le principe de l'invention consiste donc à fournir à 30 l'utilisateur le bénéfice de ces systèmes "see-around" en franchissant les limitations actuelles des systèmes existants: encombrement, poids, ergonomie, esthétique par l'intégration au support le plus adapté et le mieux admis par l'utilisateur: à savoir une paire de lunettes.

L'invention peut se définir plus précisément par les moda35 lités d'exécution actuellement préférées.

L'invention comporte: - un système permettant la présentation de paires de lunettes qui pourront être de formes et de tailles variées, - un système permettant la visualisation d'informations dans le champ visuel de l'utilisateur par l'intermédiaire d'un écran miniaturisé et d'un 5 système optique renvoyant une image vers l'oeil de l'utilisateur, créant ainsi l'illusion d'un écran virtuel flottant dans le champ de vision de l'utilisateur, - le système de visualisation peut être monoculaire ou binoculaire et ainsi n'obstrue pas notablement le champ de vision de l'utilisateur.

- elle comporte aussi un système optoélectronique faisant partie intégrante de la structure de la lunette, - un système réversible afin de pouvoir être positionné sur la droite ou sur la gauche de la monture, - un système permettant d'obtenir, en outre, des informations auditives 15 grâce à un système d'écouteurs, - un système permettant d'enregistrer des informations sonores grâce à un microphone, - un système permettant d'enregistrer des informations visuelles grâce à une micro caméra, - un système permettant à l'utilisateur de positionner l'écran virtuel à plusieurs endroits dans son champ de vision sur les plans horizontaux, verticaux et en profondeur, - un système permettant d'utiliser la lunette pour ses fonctions classiques, à savoir correction visuelle, protection visuelle (soleil, pous25 sière... ), - un système devant être connecté à une unité centrale pour recevoir l'information. Cette unité centrale peut prendre plusieurs formes: ordinateurs de tous types (ordinateurs de bureau, ordinateurs portables, ordinateurs vestimentaires, assistants personnels, ...), appareils vidéo 30 (télévision, magnétoscopes, DVD, caméra, appareils multimédia...), photographiques, enregistreurs...

Cette unité centrale peut se trouver à un endroit fixe ou être portée par l'utilisateur (dans un sac à dos, à la ceinture ou intégrée dans un vêtement).

En définitive, il s'agit d'un système destiné à être autonome et fonctionnant sur ses propres sources d'énergie comme une pile chimique ou une batterie solaire.

Commodément, le système optique selon l'invention est principalement constitué d'un chemin optique intégré à la structure de la lunette et permettant de recevoir une émission lumineuse d'une source d'image et de la véhiculer jusqu'à l'oeil de l'utilisateur, cette optique étant constituée: - de lentilles, et - d'un miroir en conformation de prisme servant à redresser le signal lumineux émis par la source vers l'oeil de l'utilisateur.

Le chemin optique sert à véhiculer le signal vers les optiIo ques; les optiques servent à agrandir le signal, à le corriger et à le diriger vers la pupille de l'utilisateur; la source visuelle comprend un écran plat à cristaux liquide ou tout écran disponible utilisant une autre technologie; la source visuelle est composée d'un module de rétro-éclairage permettant de générer une source lumineuse (dans le cas d'un écran LCD). 15 Cette source visuelle est couplée à un système électronique permettant de générer l'affichage d'informations sur l'écran et le rétro-éclairage de celuici. Le système optique selon l'invention est encore constitué d'un système permettant la diffusion d'informations sonores, par l'intermédiaire d'un haut-parleur destiné à être porté dans ou près de l'oreille; la source vi20 suelle peut être réglée sur le plan focal par l'intermédiaire d'un dispositif faisant se déplacer l'un des prismes par rapport au reste du système qui reste fixe.

Le système optique selon l'invention est encore constitué d'un système permettant l'enregistrement d'informations sonores (micro), 25 d'un système permettant d'enregistrer des informations visuelles grâce à une micro caméra située sur la branche opposée du système optique, de systèmes d'enregistrement et/ou de restitution sonore pouvant être intégrés aux lunettes ou pouvant également venir s'ajouter à la monture de lunettes d'une manière optionnelle. L'ensemble optique, la source visuelle 30 et tout ou partie de l'électronique associée sont logés dans une des branches des lunettes, de manière parfaitement indépendante de la face de celle-ci, les modules électroniques intégrés dans la branche de la lunette sont reliés à des modules électroniques complémentaires, ou à la source d'information, par voie filaire ou non filaire. L'ensemble est alors constitué 35 d'un boîtier intégrant des modules électroniques (conversion de signal, traitement de signal) relié à la paire de lunettes par voie filaire ou non filaire. Ce module peut intégrer les commandes de réglage de l'affichage (luminosité, contraste et autres réglages). Ces réglages peuvent également être déportés. Le boîtier peut aussi être relié à la lunette par un système sans fil permettant l'échange d'informations entre les éléments électroniques fixés sur la lunette et les éléments électroniques du boîtier. Par ail5 leurs, le boîtier peut renfermer un dispositif d'alimentation autonome servant à générer l'énergie nécessaire au fonctionnement des composants électroniques qu'il renferme et ceux de la lunette. Le système de visualisation est fixé sur une partie de la tête de l'utilisateur par son intégration à une paire de lunettes. Celle-ci comprend: io - une monture faciale destinée à être tenue sur le visage de l'utilisateur, - un ou plusieurs écrans pouvant apporter une correction visuelle et/ou une protection solaire, - des branches, assemblées à la monture et reposant sur les oreilles de l'utilisateur, l'une au moins de ces branches incorporant le système 15 optique décrit ainsi que tout ou partie du module électronique par l'intermédiaire d'un logement élaboré à cet effet; ce logement est doté d'un système mobile assurant le déplacement dans le sens de la largeur, de la hauteur et de la profondeur afin de permettre le réglage du système optique et de la source lumineuse par rapport à l'oeil de 20 l'utilisateur.

L'ensemble ainsi constitué permet à l'utilisateur de visualiser de l'information venant d'une source extérieure selon un mode identifié.: un écran flottant devant ses yeux (droit ou gauche ou les 25 deux) situé à partir de 15 O de champ de vision extérieur (à partir de la pupille) pouvant être déplacé jusqu'à 30 à 40 O afin de respecter le champ de vision utile (celui qui sert à la zone de vision " de travail " et une rotation de l'oeil dite " normale " (0 à 15 O), - le dispositif peut également être réglé sur le plan vertical dans un champ de 15 au-dessus et au-dessous du champ de vision de l'oeil, - le dispositif d'affichage peut être réglé en élévation et en azimut (sur les plans verticaux et horizontaux) ainsi que 35 dans sa profondeur.

Le système selon l'invention peut s'utiliser dans un environnement destiné aux professionnels et au grand public.

1- Les domaines d'applications - industriels (process industriel, contrôle qualité, logistique, maintenance), - imagerie médicale, - automobile, sécurité, - Marine, - Musée, 1o - exposition - Grand Public - assistance aux handicapés moteurs 2- Les utilisations Réception d'informations: affichage de texte: procédures, commandes, messagerie, carnets d'adresse, informations sur des oeuvres, SMS, rendez-vous, tâches, agendas, affichages de schémas: plans de commandes, schémas graphiques, référentiels techniques, cartes routières, - affichage d'images: images médicales, photos, livres, tableaux, Internet, commandes en lignes, recherche documentaire, télévision, - affichages de vidéo: Webcams, films, réplications d'affichage de plusieurs caméras, reconnaissance de visage, GPS, vidéo conférence Saisie d'informations: - reconnaissance vocale: validation de procédures, de commandes par la voix: trackball, clavier, lecteur de code barre: validation de textes, de menus, de colis, de livraison, de commandes, de choix par du texte ou la navigation dans des menus déroulants, - vidéo: enregistrement de ce qu'une personne est en train de visualiser grâce à la caméra destinée à la sécurité d'un bâtiment, d'un lieu de vacances, d'une maison, d'une pièce de théâtre, audio: enregistrement de ce qu'une personne entend ou du son qu'elle émet, grâce au microphone pour mémoriser des informations telles 35 qu'un numéro de téléphone, une musique, des sons. La présente invention sera mieux comprise, et des détails en relevant

apparaîtront, à la description qui va en être faite d'une forme préférée de réalisation, en relation avec les figures des planches annexées dans lesquelles: - La figure 1 est un schéma général d'un dispositif de la présente invention, illustrant ses principaux composants.

- La figure 2 est une vue éclatée d'un système optoélectronique d'un module d'affichage porté par une paire de lunette.

- La figure 3 illustre le système optoélectronique de l'invention en vue schématique, et sa disposition sur ou dans un boîtier.

- La figure 4 illustre un dispositif de l'invention porté par une paire de 10 lunette.

- La figure 5 et la figure 6 sont des illustrations en perspective d'une monture faciale selon la présente invention, respectivement en vue de face et en vue arrière.

- La figure 7 est une illustration en coupe par la tranche de la monture 15 faciale représentée sur la figure 1.

- La figure 8 est une illustration en perspective éclatée de la monture faciale représentée sur les figures précédentes.

Sur la figure 1, un dispositif de l'invention comporte des connecteurs d'échange d'information (1) avec systèmes externes (non figu20 rés), une connexion, un micro/écouteur (2), une micro caméra (3), une paire de lunettes (4) comportant le module d'affichage (5).

Les connecteurs sont disposés dans un boîtier (6), alimentés par une souche d'énergie (batterie ou piles).

Sur la figure 2, le système optoélectronique du module 25 d'affichage porté par une branche de lunettes comporte une source de lumière (1 1), un micro affichage (12), un logement principal (13) et un miroir escamotable (14), un manche (15) pour régler la focalisation, une cellule pour lentilles (16), des lentilles sphériques (18) et des lentilles asphériques (17).

La figure 3 montre le système opto-électronique de l'invention en vue schématique et sa disposition dans le module optique.

Sur la figure 4, le dispositif selon l'invention comporte une paire de lunettes, le dispositif électronique et la micro caméra montés sur les rebords extérieurs de la lunette. Ainsi l'utilisateur peut-il percevoir 35 l'image réelle et l'image qui lui est transmise sans déformation et sans délai de transmission. En intégrant la micro caméra, l'utilisateur peut également filmer ce qu'il est en train de voir. Cette figure montre également la paire de lunettes (6) comportant deux branches incurvées (7) (7') légèrement aplaties, deux verres pour la vision naturelle (8) (8') et sur l'un des verres fixé sur le bord de la monture transversale (9) le boîtier électronique (10).

Sur les figures 5 à 8, une monture faciale de l'exemple de réalisation illustré est constituée d'une paire de lunettes (101) qui permet à un utilisateur de percevoir en superposition des images ambiantes de l'environnement dans lequel il se trouve, et des images virtuelles en provenance d'une source distante (104) productrice de ces dernières. Les 1o images ambiantes sont perçues par l'utilisateur à travers des carreaux (102) équipant les lunettes (101) et selon globalement la direction frontale naturelle de vision D. Les images virtuelles sont quant à elles acheminées jusqu'à une zone latérale (103) des lunettes (101), depuis la source d'images (104) par l'intermédiaire d'un câble (105) ou analogue re15 lié à des moyens (108,109,110) de diffusion des images virtuelles. Ces moyens (108,109,110) sont rapportés dans la zone latérale (103) de la monture (101) pour diffuser de biais les images virtuelles directement vers la pupille de l'utilisateur.

Selon une variante de réalisation, non représentée, les deux 20 branches (106,107) de la paire de lunettes (101) sont susceptibles chacune de recevoir des moyens (108,109,110) de diffusion des images virtuelles, par exemple dans le cas o il est recherché une perception en trois dimensions de ces images. Une telle organisation procure un port équilibré de la monture par l'utilisateur. Dans le cas o les moyens de diffusion 25 des images virtuelles sont rapportés sur une seule des branches de la monture, sans contrepoids, l'ergonomie de la monture étant réalisée de telle sorte qu'elle ne nécessite pas de contrepoids.

Ces moyens (108,109,110) comprennent principalement un écran d'affichage (108) des images virtuelles en provenance de la source 30 d'images (104), un miroir réflecteur (109) des images affichées sur l'écran 108 et une lentille terminale (110) de projection vers la pupille de l'utilisateur des images reflétées. L'écran 108, le miroir (109) et la lentille (110) forment un ensemble agencé en prisme, l'écran (108) et le plan global de la lentille (110) définissant ensemble un angle sensiblement droit, 35 tandis que le miroir (109) est sensiblement incliné à 450 par rapport à l'écran (108) et au plan global de la lentille (110). Cet agencement en prisme de l'écran (108), du miroir (109) et de la lentille (110) permet d'organiser les moyens de diffusion d'images virtuelles en un ensemble d'organes rassemblés qui autorise son positionnement aisé dans la zone latérale (103) de la monture faciale (101), et qui permet d'exploiter leur proximité pour organiser leur confinement à l'intérieur d'une chambre 5 obscure (111) optimisant l'exploitation de l'intensité lumineuse de l'écran d'affichage (108).

Cette chambre obscure (111) est composée de deux demicoquilles (121) et (122) assemblées entre elles par emboîtement, qui logent entre elles l'écran d'affichage (108), le miroir (1)09 et la lentille (110.) On 10 notera que la chambre obscure (111) comporte des dégagements pour autoriser respectivement l'émergence latérale de la lentille (110), et l'accès à la face arrière de l'écran d'affichage (108) en vue de son raccordement avec la source distante productrice d'images (104), par l'intermédiaire d'un circuit électronique de proximité (118) interposé.

La chambre obscure (111) est montée pivotante (124) à l'une des extrémités d'un doigt (113) dont l'autre extrémité circule par vissage à l'intérieur d'une molette (114). Cette dernière molette (114) est montée tournante dans une cage de réception (115) participante d'un boîtier de protection composé de deux demi-coquilles (116,117) assemblées 20 entre elles par emboîtement, qui enveloppe la chambre obscure (111) logeant les moyens (108,109,110) de diffusion des images virtuelles, ses moyens de mobilité (113,114) et le circuit électronique de proximité (118).

On notera à ce stade de la description que ce circuit électronique de proximité( 18) est supporté par le boîtier (116,117) à l'arrière de la cham25 bre obscure (111) et à l'intérieur d'un logement (1 19) ménagé dans le boîtier (116,117), dans lequel il est introduit en emboîtement glissant, et que la molette (114) est manoeuvrable par l'utilisateur à travers une fenêtre d'accès (120) ménagée dans le boîtier de protection (116,117).

La chambre obscure (111) est montée pivotante à l'intérieur 30 du boîtier (116,117) par l'intermédiaire de picots (123) dont sont pourvues ses coquilles (121 et 122) respectives, qui coopèrent avec des logements ménagés dans les coquilles correspondantes (116 et 117) du boîtier.

Une action sur la molette (114) par l'utilisateur provoque un déplacement du doigt (113) à l'intérieur de la molette (114), qui provoque 35 luimême un pivotement de la chambre obscure (111) autour de ses axes de pivot (123 et 124), respectivement sur le boîtier (116,117) et sur le doigt (113). La chambre obscure (111) étant porteuse de la lentille de projection (110) des images virtuelles, il en résulte que l'orientation de cette lentille de projection (110) est modifiée à partir d'une manoeuvre correspondante exercée par l'utilisateur sur la molette (114), de manière à diffuser vers la pupille les images virtuelles, suivant une orientation de biais 5 variable et librement choisie par l'utilisateur, dans une plage de variation notamment comprise entre 10 et 20 O. Sur l'exemple de réalisation illustré dans lequel la monture équipée du dispositif de l'invention est une paire de lunettes, le boîtier (116,117) est assemblé sur cette monture par emboîtement coulissant 10 à l'intérieur d'une ouverture 125 latéralement débouchante ménagée dans l'un des carreaux (102) de lunette. Plus particulièrement, les coquilles (116,117) formant le boîtier comportent chacune une glissière (127) de réception respective des bords de l'ouverture débouchante (125) du carreau (102).

On notera que la lentille (110) est équipée d'une bague (112) de réglage de sa focale pour faciliter la mise au point des images virtuelles qu'elle projette vers la pupille de l'utilisateur.

Claims (9)

REVENDICATIONS

10) Dispositif pour la diffusion d'images virtuelles dans le champ visuel d'un utilisateur en superposition à sa perception d'images ambiantes de 5 l'environnement dans lequel il se trouve, ledit dispositif comprenant des moyens (108,109,110) de diffusion des images virtuelles en relation avec une source distante (104) productrice d'images, les dits moyens (108,109, 110) de diffusion des images virtuelles étant rapportés sur une monture faciale (101) et associant un organe d'affichage (108) des 10 images virtuelles produites et un système optique (109,110) de renvoi vers la pupille de l'utilisateur des images virtuelles affichées par l'organe d'affichage (108), ledit système optique (109,110) comprenant au moins un miroir réflecteur (109) des images virtuelles affichées par l'organe d'affichage (108) vers une lentille terminale (110) de projection des images 15 reflétées, l'ensemble réalisant une intégration complète dans une monture de lunette caractérisé en ce que ledit organe d'affichage (108) est orienté transversalement à la direction frontale D de vision de l'utilisateur et transversalement à un plan ortho20 gonal à cette direction D, l'organe d'affichage (108), le miroir (109) et la lentille terminale (110) composant les moyens (108,109,110) de diffusion des images virtuelles étant rapportés latéralement sur la monture faciale (101) en étant orientés entre eux de manière à former un prisme, dont les arêtes sont sensiblement définies par leurs bords correspondants, pour 25 permettre une diffusion de biais vers la pupille de l'utilisateur des images virtuelles projetées par la lentille terminale (110), depuis une zone latérale (103) de la monture (101), en laquelle zone (103) les moyens (108,109,110) de diffusion des images virtuelles sont rassemblés.

2 ) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'organe d'affichage (108), le miroir (109) et la lentille terminale (110) sont conjointement portés par un châssis (111) rapporté sur la monture (101) par l'intermédiaire de moyens de mobilité, de sorte que la monture (101) 35 soit équipée de moyens pour ajuster la position de l'image projetée vers la pupille de l'utilisateur, à partir d'un déplacement conjoint de l'ensemble composant les moyens (108,109,110) de diffusion des images virtuelles.

30) Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que le châssis (111) est agencé en une enveloppe (121,122) à l'intérieur de la5 quelle sont rapportés l'organe d'affichage (108), le miroir (109) et la lentille terminale (110), de sorte que le châssis (111) soit organisé en chambre obscure à l'intérieur de laquelle sont rassemblés à proximité les uns des autres les organes (108,109,110) composant les moyens de diffusion des images virtuelles.

40) Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que la chambre obscure (111) est composée de deux demi coquilles (121,122) assemblées entre elles par emboîtement, et qui logent entre elles l'organe 15 d'affichage (108), le miroir (109) et la lentille (110), l'ensemble formant chambre obscure (111) comportant des dégagements pour autoriser respectivement l'émergence latérale de la lentille (110) et l'accès à la face arrière de l'écran d'affichage (108) en vue de son raccordement avec la source distante productrice d'image (104). 20 50) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que les moyens de mobilité du châssis (111) sur la monture faciale comprennent un bras de manoeuvre (113,114) organisé en organe télescopique, sur 25 lequel bras télescopique de manoeuvre (113,114) le châssis (111) est monté pivotant (124), le châssis (111) étant par ailleurs monté pivotant (123) sur la monture de sorte que les moyens pour ajuster la position de l'image projetée vers la pupille de l'utilisateur sont constitués par le bras télescopique (113,114) de manoeuvre du châssis (111), et par le guidage en 30 pivotement du châssis (111) sur la monture.

60) Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que le bras télescopique de manoeuvre (113,114) est principalement constitué 35 d'une molette (114) montée tournante sur la monture faciale (101) et d'un doigt (113) circulant en translation à l'intérieur de la molette (114) par vissage, le doigt (1 13) étant porteur en pivotement à son extrémité terminale du châssis (l 11).

70) Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la lentille terminale (110) est équipée de moyens (112) de réglage de sa focale.

8 ) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 à 7, io caractérisé en ce qu' il comprend un organe support (116,117) conjoint du châssis (111) et de ses moyens de mobilité (113,114), qui est équipé de moyens de liaison (125,127) sur la zone latérale de la monture.

9 ) Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que l'organe support est organisé en boîtier agencé en deux demicoquilles (116,117) assemblées entre elles par emboîtement, pour envelopper le châssis (111) porteur des moyens (108,109,110) de diffusion des 20 images virtuelles et ses moyens de mobilité (113,114).

100) Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce que, la monture étant une paire de lunettes, les moyens de liaison du boîtier 25 (116,117) avec la monture sont constitués d'une ouverture (125) latéralement débouchante ménagée sur l'un (102) des carreaux de lunette, pour recevoir par emboîtement coulissant le boîtier (116,117), lui-même pourvu de glissières (127) de réception des bords inférieur et supérieur de l'ouverture (125).