FR3135792A1 - Dispositif d’affichage d’image à luminance adaptative en fonction d’une variable physiologique - Google Patents

Dispositif d’affichage d’image à luminance adaptative en fonction d’une variable physiologique Download PDF

Info

Publication number
FR3135792A1
FR3135792A1 FR2204750A FR2204750A FR3135792A1 FR 3135792 A1 FR3135792 A1 FR 3135792A1 FR 2204750 A FR2204750 A FR 2204750A FR 2204750 A FR2204750 A FR 2204750A FR 3135792 A1 FR3135792 A1 FR 3135792A1
Authority
FR
France
Prior art keywords
user
eye
luminance
image
digital display
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
FR2204750A
Other languages
English (en)
Inventor
Bastien DELOISON
Vincent Marie
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Safran Electronics and Defense SAS
Original Assignee
Safran Electronics and Defense SAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Safran Electronics and Defense SAS filed Critical Safran Electronics and Defense SAS
Priority to FR2204750A priority Critical patent/FR3135792A1/fr
Priority to PCT/FR2023/050689 priority patent/WO2023222968A1/fr
Publication of FR3135792A1 publication Critical patent/FR3135792A1/fr
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/01—Head-up displays
    • G02B27/017—Head mounted
    • G02B27/0172—Head mounted characterised by optical features
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/0093—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00 with means for monitoring data relating to the user, e.g. head-tracking, eye-tracking
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/011—Arrangements for interaction with the human body, e.g. for user immersion in virtual reality
    • G06F3/013—Eye tracking input arrangements
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/14—Digital output to display device ; Cooperation and interconnection of the display device with other functional units
    • G06F3/147—Digital output to display device ; Cooperation and interconnection of the display device with other functional units using display panels
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G5/00—Control arrangements or circuits for visual indicators common to cathode-ray tube indicators and other visual indicators
    • G09G5/10—Intensity circuits
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/01—Head-up displays
    • G02B27/0101—Head-up displays characterised by optical features
    • G02B2027/0118—Head-up displays characterised by optical features comprising devices for improving the contrast of the display / brillance control visibility
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/01—Head-up displays
    • G02B27/0101—Head-up displays characterised by optical features
    • G02B2027/014—Head-up displays characterised by optical features comprising information/image processing systems
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/01—Head-up displays
    • G02B27/017—Head mounted
    • G02B2027/0178—Eyeglass type
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G2320/00—Control of display operating conditions
    • G09G2320/02—Improving the quality of display appearance
    • G09G2320/0242—Compensation of deficiencies in the appearance of colours
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G2360/00—Aspects of the architecture of display systems
    • G09G2360/14—Detecting light within display terminals, e.g. using a single or a plurality of photosensors
    • G09G2360/144—Detecting light within display terminals, e.g. using a single or a plurality of photosensors the light being ambient light
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G2380/00—Specific applications
    • G09G2380/08—Biomedical applications
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G5/00—Control arrangements or circuits for visual indicators common to cathode-ray tube indicators and other visual indicators
    • G09G5/02—Control arrangements or circuits for visual indicators common to cathode-ray tube indicators and other visual indicators characterised by the way in which colour is displayed
    • G09G5/026—Control of mixing and/or overlay of colours in general
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N5/00—Details of television systems
    • H04N5/44—Receiver circuitry for the reception of television signals according to analogue transmission standards
    • H04N5/57—Control of contrast or brightness

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Eye Examination Apparatus (AREA)
  • Controls And Circuits For Display Device (AREA)

Abstract

Ce dispositif comprend un dispositif d’affichage (2) d’image à luminance adaptative comprenant un œilleton destiné à accueillir au moins un œil (4) d’un utilisateur, et un afficheur numérique (6) dans le domaine visible positionné derrière l’œilleton, le dispositif d’affichage comprenant un illuminateur (8) destiné à illuminer l’œil (4) de l’utilisateur accueilli par l’œilleton, un capteur d’image (10) destiné à recueillir une image de l’œil de l’utilisateur accueilli par l’œilleton, et un système d’asservissement (12) de la luminance de l’afficheur numérique (6) en fonction d’au moins une variable physiologique issue de l’image de l’œil (4) de l’utilisateur. Figure pour l’abrégé : Fig. 1

Description

Dispositif d’affichage d’image à luminance adaptative en fonction d’une variable physiologique
La présente invention concerne les équipements de visualisation et d’observation d’informations.
En particulier, la présente invention concerne les équipements d’observation et dispositifs d’affichage immersifs destinés à être utilisés avec un positionnement de l’œil d’un utilisateur à proximité dudit équipement. Le domaine concerne plus particulièrement l’adaptation lumineuse d’un écran d’affichage d’un équipement immersif d’observation.
De manière générale, l’invention s’applique à tout écran d’affichage dont l’intensité lumineuse peut être modifiée pour accroitre le confort et l’immersion de l’utilisateur.
Techniques antérieures
Certaines interfaces hommes machines comprennent un écran numérique, et/ou un projecteur, observable par un œil d’un utilisateur positionné à proximité immédiate dudit écran, par exemple au travers d’un œilleton de type bonnette et/ou d’un oculaire permettant une observation dans un environnement sombre autour de l’œil. Ces interfaces hommes machines se trouvent par exemple dans des jumelles de vision ou d’observation courte ou longue portée, dans un appareil photo numérique, un masque de réalité augmentée ou tout autre type de viseur ou d’afficheur comprenant un écran numérique et/ou un projecteur.
Le réglage de la luminance de tels écrans numériques est important car l’utilisateur peut être destiné à se trouver dans un environnement extérieur lumineux, par exemple en plein jour, ou à l’inverse très sombre, par exemple en pleine nuit, tout en étant destiné à regarder l’écran numérique au travers de l’œilleton de temps en temps. La luminance relative de l’écran par rapport à l’environnement extérieur doit alors être adaptée afin de ne pas perturber la vision de l’utilisateur lors d’une transition de son regard passant de l’observation de l’environnement extérieur à l’observation de l’écran, et inversement. Autrement dit, la transition doit pouvoir s’effectuer de manière à ne pas éblouir l’utilisateur ou à l’inverse qu’il puisse voir l’information affichée et/ou l’environnement extérieur lorsqu’il fait sombre.
Il existe des systèmes asservissant l’intensité lumineuse, autrement dit la luminance, d’un écran numérique, par exemple d’un téléphone portable. Des systèmes connus contiennent par exemple un capteur de luminance de l’environnement extérieur qui peuvent permettre d’adapter la luminance de l’écran en fonction de la luminance extérieur.
Cependant, un capteur de luminance peut être masqué et recouvert de sorte qu’il renvoie une information erronée quant à la luminance de l’environnement extérieur. De plus, un capteur de luminance a une orientation et/ou un positionnement qui ne correspond pas forcément à la direction du regard de l’utilisateur : cela peut notamment être le cas pour des systèmes de visées à moyenne et/ou longue distance. De plus, des systèmes pourraient acquérir des informations de luminance provenant d’une zone particulière sombre alors que le reste de la scène est très lumineuse.
Le capteur de luminance peut également être soumis à des effets de saturation ou de limitation de sensibilité dans des environnements extérieurs très lumineux ou au contraire faiblement lumineux.
La présente invention a donc pour but de pallier les inconvénients précités et de fournir un dispositif d’affichage avec une adaptation fiable et améliorée de la luminance.
La présente invention a pour objet un dispositif d’affichage d’image à luminance adaptative comprenant un œilleton destiné à accueillir au moins un œil d’un utilisateur, et un afficheur numérique dans le domaine visible positionné derrière l’œilleton, le dispositif comprenant un illuminateur destiné à illuminer l’œil de l’utilisateur accueilli par l’œilleton, un capteur d’image destiné à recueillir une image de l’œil de l’utilisateur accueilli par l’œilleton, et un système d’asservissement de la luminance de l’afficheur numérique en fonction d’au moins une variable physiologique issue de l’image de l’œil de l’utilisateur.
L’illuminateur fonctionne par exemple dans le domaine visible ou dans le domaine infrarouge.
Ainsi, le dispositif d’affichage permet d’adapter la luminance de l’afficheur numérique en fonction d’indicateurs physiologiques de l’utilisateur et ainsi d’être au plus proche des attentes de ce dernier. Le dispositif d’affichage permet en outre de réaliser des transitions douces de luminance selon l’évolution des variables physiologique afin de réduire la fatigue visuelle et son stress.
Dans un mode de réalisation, le système d’asservissement comprend un module de détection et de mesure du diamètre de la pupille de l’œil de l’utilisateur sur une image de l’œil de l’utilisateur, et/ou un module de détection de l’état et du niveau de stress de l’utilisateur comprenant un module de récupération de la température de l’utilisateur et/ou un module de récupération de la fréquence cardiaque de l’utilisateur, l’au moins une variable physiologique étant choisie parmi le diamètre de la pupille de l’œil, la température, et la fréquence cardiaque de l’utilisateur.
Dans un mode particulier de réalisation, le dispositif comprend un capteur de luminance ambiante et/ou un capteur d’ambiance lumineuse et/ou une interface de commande utilisateur de sorte que le système d’asservissement de la luminance de l’afficheur numérique utilise également la luminance ambiante et/ou l’ambiance lumineuse et/ou une commande utilisateur pour asservir ladite luminance de l’afficheur numérique.
Avantageusement, l’illuminateur et le capteur d’image fonctionnent dans le domaine spectral du proche infrarouge.
Avantageusement, le dispositif comprend un système optique comprenant un ensemble de lentilles de focalisation et/ou de collimation pour le guidage de lumière depuis l’afficheur numérique et depuis l’illuminateur vers l’œil de l’utilisateur et depuis l’œil de l’utilisateur vers le capteur d’image, le système optique comprenant également un filtre dichroïque.
Avantageusement, le système optique comprend un élément optique de forme libre comprenant le filtre dichroïque et l’ensemble de lentilles.
Dans un mode de réalisation, le dispositif comprend un capteur de proximité de l’œil de l’utilisateur pour la mise en fonctionnement du dispositif d’affichage d’image lorsque l’œil de l’utilisateur est à proximité.
Avantageusement, le système d’asservissement de la luminance comprend en outre un module de contrôle de la colorimétrie.
Avantageusement, le système d’asservissement comprend un module de contrôle des paramètres de fonctionnement de l’illuminateur et du capteur d’image en fonction de l’image acquise de l’œil de l’utilisateur.
La présente invention a également pour objet un procédé d’adaptation de la luminance d’un dispositif d’affichage tel que défini précédemment, le procédé comprenant les étapes suivantes :
- Acquisition d’une image de l’œil de l’utilisateur ;
- Mesure du diamètre initial de la pupille de l’œil de l’utilisateur à partir de l’image de l’œil de l’utilisateur et définition d’une consigne initiale de luminance pour l’afficheur numérique ;
- Réglage de la luminance de l’afficheur numérique avec la consigne initiale de luminance ;
- Acquisition d’une série d’images de l’œil de l’utilisateur ;
- Mesure du diamètre de la pupille de l’œil de l’utilisateur pour chaque image de la série d’images acquise ; et
- Réglage de la luminance de l’afficheur numérique en fonction de l’évolution de la mesure du diamètre de la pupille de l’œil de l’utilisateur.
D’autres buts, caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront à la lecture de la description suivante, donnée uniquement à titre d’exemple non limitatif, et faite en référence aux dessins annexés sur lesquels :

est une vue schématique d’un dispositif d’affichage d’image à luminance adaptative selon l’invention ;

est une vue schématique d’un système optique d’un dispositif d’affichage d’image à luminance adaptative selon l’invention ;

est une vue schématique d’une première variante du système optique de la ;

est une vue schématique d’une deuxième variante du système optique de la ;

est une vue schématique d’une troisième variante du système optique de la ;
et
et
et

sont des profils de luminance et de diamètre de pupille lors du fonctionnement du dispositif d’affichage selon l’invention ; et

est une représentation schématique d’un procédé d’adaptation de luminance d’un dispositif d’affichage selon l’invention.
Exposé détaillé d’au moins un mode de réalisation
On a représenté schématiquement sur la un dispositif d’affichage 2 d’image à luminance adaptative.
Le dispositif d’affichage 2 est destiné à proposer à un utilisateur un affichage immersif. Autrement dit, l’œil 4 de l’utilisateur est destiné à se tenir à proximité du dispositif d’affichage 2 qui est de type « near-eye » (proche de l’œil en termes anglo-saxons). En particulier, le dispositif d’affichage 2 est un appareil de photographie, ou des jumelles, ou un monoculaire, ou un périscope, ou un masque de réalité virtuelle/augmentée ou tout autre type de viseur ou d’afficheur.
Le dispositif d’affichage 2 comprend un œilleton de type bonnette (non représenté) destiné à accueillir l’œil ou les yeux de l’utilisateur. L’œilleton est par exemple une pièce de plastique ou de silicone, ou encore un simple emplacement sur lequel l’œil de l’utilisateur doit se positionner pour observer dans le dispositif d’affichage. L’œilleton a pour rôle de permettre une observation dans le dispositif d’affichage isolée de la luminance de l’environnement extérieur.
Le dispositif d’affichage 2 comprend optionnellement un capteur de proximité (non représenté) de l’œil 4 de l’utilisateur. Ainsi, le dispositif d’affichage 2 n’est mis en fonctionnement que lorsque l’œil 4 de l’utilisateur est positionné à proximité du dispositif d’affichage 2, de préférence positionné contre l’œilleton.
Le dispositif d’affichage 2 comprend également un afficheur numérique 6, un illuminateur 8, un capteur d’image 10 et un système d’asservissement 12 de la luminance de l’afficheur numérique 6.
L’afficheur numérique 6 émet un rayonnement 14 dans le domaine visible et est positionné derrière l’œilleton, de sorte que l’œil 4 de l’utilisateur voit l’afficheur numérique 6 à l’intérieur du dispositif d’affichage 2 lorsque son œil 4 est positionné contre l’œilleton. Par exemple, l’afficheur numérique 6 est un micro-afficheur permettant d’afficher et de transmettre une information à l’utilisateur. Il s’agit par exemple d’un écran, ou d’un projecteur, par exemple de technologie OLED. Le dispositif d’affichage 2 comprend également un module d’entrée 16 d’un signal vidéo issu d’une source vidéo externe et/ou interne au module d’entrée 16, le module d’entrée 16 étant relié à l’afficheur numérique 6 pour l’affichage d’une image ou d’une vidéo du signal vidéo vers l’utilisateur. On entend également par signal vidéo toute information visuelle telle que des symboles et/ou du texte.
L’illuminateur 8 est destiné à illuminer l’œil 4 de l’utilisateur lorsque ce dernier est accueilli par l’œilleton. L’illuminateur 8 fonctionne en émettant un rayonnement 18 dans le domaine spectral infrarouge, notamment dans les longueurs d’ondes du proche infrarouge, par exemple entre 0.7 et 1.6 micromètres de longueur d’onde.
Le capteur d’image 10 est destiné à recueillir une image de l’œil 4 de l’utilisateur lorsque l’œil 4 est placé contre l’œilleton et illuminé par l’illuminateur 8. Le capteur d’image 10 fonctionne au moins pour les mêmes longueurs d’onde que l’illuminateur 8. Ainsi, lorsque l’illuminateur 8 éclaire l’œil 4 de l’utilisateur d’un rayonnement 18 infrarouge, l’utilisateur n'est pas ébloui et le capteur d’image 10 récupère une image infrarouge de l’œil 4 de l’utilisateur grâce à l’illumination effectuée. De plus, l’œilleton empêche le capteur d’image 10 de pouvoir capter la lumière de l’environnement extérieur.
Le système d’asservissement 12 permet le réglage automatique de la luminance de l’afficheur numérique 6 en fonction d’au moins une variable physiologique, de préférence issue de l’image de l’œil de l’utilisateur. La variable physiologique est par exemple le diamètre de la pupille de l’œil 4 de l’utilisateur, le diamètre de la pupille d’un œil étant un paramètre variant en fonction de la luminance entrant dans ledit œil.
Le système d’asservissement 12 comprend un module de capture d’image 20 et un module d’analyse automatique 22 de la qualité de l’image en sortie du module de capture d’image 20.
Le module de capture d’image 20 permet l’acquisition et optionnellement l’enregistrement d’une image de l’œil 4 de l’utilisateur conjointement avec le capteur d’image 10.
Le module d’analyse 22 permet en particulier de vérifier que la qualité d’image de l’œil 4 est suffisante pour, par exemple, pouvoir mesurer le diamètre de la pupille.
Pour corriger la qualité d’image en sortie du capteur d’image 10, le système d’asservissement 12 comprend un module de stratégie de compensation 24 et un module de contrôle 26 des paramètres de fonctionnement de l’illuminateur 8 et du capteur d’image 10. Le module de stratégie de compensation 24 choisit automatiquement les paramètres de l’illuminateur 8 et du capteur d’image 10 à modifier en fonction de la qualité de l’image acquise de l’œil 4 de l’utilisateur. Les paramètres à modifier sont transmis au module de contrôle 26 des paramètres de fonctionnement de l’illuminateur 8 et du capteur d’image 10 afin de modifier l’éclairement de l’illuminateur 8 ainsi que les paramètres d’acquisition du capteur d’image 10. Par exemple, le module de contrôle 26 peut augmenter la luminance de l’illuminateur 8 et diminuer le temps d’intégration du capteur d’image 10 afin de diminuer le bruit de l’image de l’œil 4.
Dans le mode de réalisation illustré sur la , le système d’asservissement 12 comprend un module de détection et de mesure 28 du diamètre de la pupille de l’œil 4 de l’utilisateur sur une image de l’œil 4 de l’utilisateur acquise par le capteur d’image 10.
En variante ou additionnellement, le système d’asservissement 12 comprend un module 30 de détection de l’état et du niveau de stress de l’utilisateur. Le module 30 de détection de l’état et du niveau de stress de l’utilisateur comprend par exemple un module de récupération de la température de l’utilisateur à partir d’un capteur de température, par exemple compris dans un module externe 31 au dispositif d’affichage 2, et/ou comprend un module de récupération de la fréquence cardiaque de l’utilisateur à partir d’un capteur de fréquence cardiaque, par exemple compris dans le module externe 31 au dispositif d’affichage 2. Le module 30 peut également recevoir en entrée des paramètres de fluctuations du diamètre de la pupille de l’œil 4, issus du module de détection et de mesure 28, ces paramètres pouvant également être un indicateur de stress. Ainsi, dans un état stressé mesuré par la fréquence cardiaque, l’utilisateur peut nécessiter de se voir communiquer des informations mise en avant plus fortement par l’afficheur numérique 6 avec une plus importante luminance.
Le système d’asservissement 12 de la luminance utilise ainsi une ou plusieurs variables physiologiques parmi le diamètre de la pupille, la température, et la fréquence cardiaque de l’utilisateur pour adapter la luminance de l’afficheur numérique 6 automatiquement.
Le système d’asservissement 12 comprend en outre un module d’application d’heuristiques théoriques 32 en fonction de variables physiologique. Ce module d’application d’heuristiques théoriques 32 permet de définir, par exemple à l’aide de tables ou d’apprentissage par ordinateur, des lois de luminance applicable selon les valeurs des variables physiologiques.
Optionnellement, le dispositif d’affichage 2 comprend une interface de commande utilisateur 34 de manière à permettre à l’utilisateur de donner des consignes, par exemple de luminance, manuellement. Le système d’asservissement 12 comprend en outre un module de collecte 36 des commandes de l’utilisateur issues de l’interface de commande 34. Ce module de collecte 36 comprend également une mémoire comprenant l’historique des actions et des états de l’utilisateur. Ainsi, le système d’asservissement 12 peut utiliser une commande et/ou un état de l’utilisateur pour asservir la luminance de l’afficheur numérique 6. En outre, il peut également utiliser l’historique de ces commandes et/ou états pour déterminer, par exemple par apprentissage par ordinateur, un asservissement possible de luminance de l’afficheur numérique 6.
Le dispositif d’affichage 2 comprend optionnellement un capteur de luminance ambiante 38, autrement dit un capteur de luminance de l’environnement extérieur, et/ou un capteur d’ambiance lumineuse 40. Le capteur de luminance ambiante 38 peut comprendre un LDR (« Light Dependent Resistor » en termes anglo-saxons) ou comprendre un capteur d’image dans le domaine visible et des données de calibration et de correspondance entre un temps d’intégration et la luminance ambiante, par exemple pour établir une classification par type de scène de l’environnement extérieur.
Le capteur d’ambiance lumineuse 40 permet en particulier de mesurer la colorimétrie de l’environnement extérieur au dispositif d’affichage 2. Le capteur d’ambiance lumineuse 40 comprend par exemple une pluralité d’éléments de détection sensibles à des longueurs d’ondes distinctes.
Le système d’asservissement 12 comprend en outre un module 42 de détection de variation de la luminance ambiante et/ou de l’ambiance. Dans une variante du dispositif d’affichage 2 comprenant un module de collecte 36 des commandes de l’utilisateur, le module 42 de détection de variation de la luminance ambiante et/ou de l’ambiance permet par exemple de relier un historique de luminance ambiante et/ou d’ambiance à l’historique des actions et des états de l’utilisateur afin d’optimiser la luminance de l’afficheur.
Le système d’asservissement 12 comprend un module de stratégie d’adaptation 44 de la luminance, un module de contrôle de la luminance 46 de l’afficheur numérique 6, et optionnellement un module de contrôle de la colorimétrie 48 de l’afficheur numérique 6. Ce module de stratégie 44 compile les paramètres à prendre en compte pour modifier la luminance et/ou la colorimétrie de l’afficheur numérique 6 et adresse des consignes de luminance au module de contrôle de la luminance 46 qui influe sur la luminance de l’afficheur numérique 6, et optionnellement au module de contrôle de la colorimétrie 48, qui peut ainsi modifier la colorimétrie du signal vidéo sortant du module d’entrée 16 et transmettre ce signal vidéo corrigé à l’afficheur numérique 6.
La boucle d’asservissement est alors fermée par l’utilisateur qui, en réponse à une variation de la luminance de l’afficheur numérique 6, modifie des variables physiologiques, à leur tour prises en compte dans le système d’asservissement 12.
Le dispositif d’affichage 2 comprend en outre un système optique 50 comprenant un ensemble de lentilles 52 de focalisation et/ou de collimation pour le guidage de lumière visible depuis l’afficheur numérique 6 vers l’œil 4 de l’utilisateur, pour le guidage de lumière infrarouge depuis l’illuminateur 8 vers l’œil 4 de l’utilisateur et depuis l’œil 4 de l’utilisateur vers le capteur d’image 10. Optionnellement, le système optique 50 comprend un filtre dichroïque 54.
On a représenté schématiquement sur la un système optique 50 entre un œil 4 d’utilisateur et un afficheur numérique 6, un capteur d’image 10 et un illuminateur 8.
Dans ce mode de réalisation, le filtre dichroïque 54 réfléchit le rayonnement infrarouge 18 et transmet le rayonnement visible 14. L’afficheur numérique 6 est ainsi positionné d’une part du filtre dichroïque 54 tandis que l’illuminateur 8 et le capteur d’image 10 sont d’autre part. Ce mode de réalisation illustre une vision directe de l’utilisateur sur l’afficheur numérique 6.
On a représenté schématiquement sur la une première variante d’un système optique 50 entre un œil 4 d’utilisateur et l’afficheur numérique 6, le capteur d’image 10 et l’illuminateur 8.
Dans ce mode de réalisation, le filtre dichroïque 54 réfléchit à 50% le rayonnement infrarouge et transmet le rayonnement visible 14 ainsi que 50% du rayonnement infrarouge 18. L’afficheur numérique 6 et l’illuminateur 8 sont positionnés d’une part du filtre dichroïque tandis que le capteur d’image 10 est d’autre part. Ce mode de réalisation illustre une vision directe de l’utilisateur sur l’afficheur numérique 6, et plus largement sur les fonctions émettrices de rayonnement.
Dans les modes de réalisation illustrés sur les figures 2 et 3, la disposition de l’afficheur numérique 6, du capteur d’image 10 et de l’illuminateur 8 d’une part et de l’autre du filtre dichroïque 54 peut parfaitement être inversée selon les propriétés de transmission et de réflexion du filtre dichroïque.
On a représenté schématiquement sur la une deuxième variante d’un système optique 50 entre un œil 4 d’utilisateur et les fonctions de l’afficheur numérique 6, du capteur d’image 10 et de l’illuminateur 8. Dans cette variante, ces trois fonctions sont réalisées par un seul et même composant bidirectionnel 56. On entend par bidirectionnel que le composant bidirectionnel 56 réalise à la fois une fonction d’acquisition d’image avec le capteur d’image 10, et une fonction d’émission avec l’afficheur numérique 6 et l’illuminateur 8.
Dans ce mode de réalisation, le système optique comprend une lame semi-réfléchissante 58, un premier filtre dichroïque 60 transmettant l’infrarouge et réfléchissant le visible et permettant ainsi de collimater et superposer l’affichage 62 de l’afficheur numérique à une vision de l’environnement extérieur 64, et un second filtre dichroïque 66 transmettant le visible et réfléchissant l’infrarouge de manière à focaliser le rayonnement infrarouge sur le composant bidirectionnel 56 après avoir éclairé l’œil 4. Ce mode de réalisation est propice à la réalisation d’un dispositif de réalité augmentée. Dans ce mode de réalisation, l’illuminateur 8 est optionnel, le rayonnement proche infrarouge ambiant, autrement dit de l’environnement extérieur, pouvant permettre d’illuminer l’œil à la place ou en addition de l’illuminateur 8.
On a représenté schématiquement sur la une troisième variante d’un système optique 50 entre un œil 4 d’utilisateur et l’afficheur numérique 6, le capteur d’image 10 et l’illuminateur 8.
Dans cette variante, le système optique 50 comprend un élément optique 68 de forme libre, autrement dit dont une ou plusieurs surfaces peuvent être de forme libre (« free form » en termes anglo-saxons) ayant les fonctions d’un filtre dichroïque et d’un ensemble de lentilles. Ce mode de réalisation est également propice à la réalisation d’un dispositif de réalité augmentée. En particulier, l’élément optique 68 comprend une première surface interne 70 sur laquelle se réfléchissent les rayonnements issus de l’illuminateur 8 et de l’afficheur numérique 6 après avoir pénétré dans l’élément optique 68, et une deuxième surface 72 sur laquelle ils se réfléchissent également avant de traverser la première surface 70 vers l’œil 4, l’œil 4 ayant la sensation comme pour la troisième variante de la , que l’affichage 62 de l’afficheur numérique 6 se superpose à la vision de l’environnement extérieur et /ou de la vision d’un autre élément, par exemple un panneau ou un second afficheur. Le rayonnement infrarouge 18 effectue ensuite le chemin inverse vers le capteur d’image 10. Dans ce mode de réalisation, la première surface 70 a un comportement différent selon l’inclinaison des rayons lumineux la frappant.
On a représenté sur les figures 6, 7, 8 et 9 des profils de luminance et de diamètre de pupille lors du fonctionnement du dispositif d’affichage 2 en fonction du temps t.
On a également représenté schématiquement sur la les étapes du procédé d’adaptation de la luminance du dispositif d’affichage 2, étapes dont la mise en œuvre influe sur l’évolution des profils des figures 6 à 9.
Après le positionnement de l’œil 4 de l’utilisateur en regard du dispositif d’affichage, on effectue une étape 74 d’acquisition d’une image de l’œil 4 de l’utilisateur. Cette étape 74 est effectuée à l’aide du capteur d’image 10.
Puis, on effectue une étape 75 de mesure du diamètre initial de la pupille de l’œil 4 de l’utilisateur à partir de l’image de l’œil 4 de l’utilisateur et on définit une consigne initiale de luminance pour l’afficheur numérique 6. Le diamètre initial est noté DI. La consigne initiale est prédéterminée ou calculée en fonction dudit diamètre initial. Les étapes 74 et 75 peuvent également être effectuées avec l’acquisition de plusieurs images de l’œil 4 de l’utilisateur lorsque ce dernier vient positionner son œil en regard du dispositif d’affichage 2.
On effectue ensuite une étape 76 de réglage de la luminance de l’afficheur numérique 6 avec la consigne initiale de luminance. La luminance de l’afficheur numérique 6 est notée La.
La luminance La de l’afficheur numérique 6 influe ensuite sur la taille de la pupille de l’œil 4 de l’utilisateur si la luminance de l’environnement extérieur notée Le diffère.
Le procédé d’adaptation de la luminance comprend ensuite une répétition des étapes 74 à 76 avec l’acquisition d’une série d’images de l’œil 4 de l’utilisateur, la mesure du diamètre D de la pupille de l’œil 4 de l’utilisateur pour chaque image de la série d’images acquise, et le réglage de la luminance La de l’afficheur numérique 6 en fonction de l’évolution de la mesure du diamètre D de la pupille de l’œil 4 de l’utilisateur.
Sur la , les luminances Le et La sont égales, c’est pourquoi le diamètre D n’évolue que très peu autour de DI et d’une plage de tolérance de plus ou moins M. La plage de tolérance de plus ou moins M permet en particulier de filtrer les micro-variations de luminance et d’éviter un malaise à l’utilisateur.
Sur la , l’utilisateur introduit son œil 4 au contact de l’œilleton et après les trois premières étapes, la luminance La est supérieure à la luminance Le. La pupille de l’œil 4 se ferme donc jusqu’à ce que le dispositif d’affichage stabilise sa luminance La au niveau de la luminance extérieure Le grâce à l’étude des variations de diamètre D de la pupille de l’utilisateur.
Sur la , l’utilisateur introduit son œil au contact de l’œilleton et après les trois premières étapes, la luminance La est inférieure à la luminance Le. La pupille de l’œil 4 s’ouvre donc jusqu’à ce que le dispositif d’affichage 2 stabilise sa luminance La au niveau de la luminance extérieure Le grâce à l’étude des variations de diamètre D de la pupille de l’utilisateur.
Sur la , on a représenté une mise en œuvre du procédé dans laquelle le diamètre initial DI générant la consigne initiale de luminance est modifié en fonction de la luminance de l’environnement extérieur Le. Ce mode de mise en œuvre est un mode privilégié et permet d’utiliser conjointement la luminance extérieure et le diamètre de la pupille de l’œil de l’utilisateur pour adapter au mieux la luminance La de l’afficheur numérique 6. Il s’agit d’une adaptation a posteriori pour laquelle si la luminance Le varie après que l’œil 4 soit positionné, le dispositif d’affichage 2 fait varier sa luminance La pour préparer l’œil 4 à une luminance Le plus importante, ou plus faible, sans qu’il soit ébloui, ou ne voit rien, au moment de regarder en dehors du dispositif d’affichage 2.
Plus généralement, le dispositif d’affichage et le procédé d’adaptation de la luminance associé permettent d’uniformiser la luminance de l’afficheur numérique avec la luminance de l’environnement extérieur de sorte que l’utilisateur peut passer de l’un à l’autre sans ressentir de fatigue visuelle.

Claims (10)

  1. Dispositif d’affichage (2) d’image à luminance adaptative comprenant un œilleton destiné à accueillir au moins un œil (4) d’un utilisateur, et un afficheur numérique (6) dans le domaine visible positionné derrière l’œilleton, caractérisé en ce qu’il comprend un illuminateur (8) destiné à illuminer l’œil (4) de l’utilisateur accueilli par l’œilleton, un capteur d’image (10) destiné à recueillir une image de l’œil de l’utilisateur accueilli par l’œilleton, et un système d’asservissement (12) de la luminance de l’afficheur numérique (6) en fonction d’au moins une variable physiologique issue de l’image de l’œil (4) de l’utilisateur.
  2. Dispositif selon la revendication 1, dans lequel le système d’asservissement (12) comprend un module (28) de détection et de mesure du diamètre de la pupille de l’œil (4) de l’utilisateur sur une image de l’œil de l’utilisateur, et/ou un module (30) de détection de l’état et du niveau de stress de l’utilisateur comprenant un module de récupération de la température de l’utilisateur et/ou un module de récupération de la fréquence cardiaque de l’utilisateur, l’au moins une variable physiologique étant choisie parmi le diamètre de la pupille de l’œil, la température, et la fréquence cardiaque de l’utilisateur.
  3. Dispositif selon l’une des revendications 1 et 2, comprenant un capteur de luminance ambiante (38) et/ou un capteur d’ambiance lumineuse (40) et/ou une interface de commande utilisateur (34) de sorte que le système d’asservissement (12) de la luminance de l’afficheur numérique (6) utilise également la luminance ambiante et/ou l’ambiance lumineuse et/ou une commande utilisateur pour asservir ladite luminance de l’afficheur numérique (6).
  4. Dispositif selon l’une quelconque des revendications 1 et 3, dans lequel l’illuminateur (8) et le capteur d’image (10) fonctionnent dans le domaine spectral du proche infrarouge.
  5. Dispositif selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, comprenant en outre un système optique (50) comprenant un ensemble de lentilles (52) de focalisation et/ou de collimation pour le guidage de lumière depuis l’afficheur numérique (6) et depuis l’illuminateur (8) vers l’œil (4) de l’utilisateur et depuis l’œil (4) de l’utilisateur vers le capteur d’image (10), le système optique (50) comprenant également un filtre dichroïque (54).
  6. Dispositif selon la revendication 5, dans lequel le système optique (50) comprend un élément optique (68) de forme libre comprenant le filtre dichroïque et l’ensemble de lentilles.
  7. Dispositif selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, comprenant un capteur de proximité de l’œil de l’utilisateur pour la mise en fonctionnement du dispositif d’affichage (2) d’image lorsque l’œil (4) de l’utilisateur est à proximité.
  8. Dispositif selon l’une quelconque des revendications 1 à 7, dans lequel le système d’asservissement (12) de la luminance comprend en outre un module (48) de contrôle de la colorimétrie.
  9. Dispositif selon l’une quelconque des revendications 1 à 8, dans lequel le système d’asservissement (12) comprend un module (26) de contrôle des paramètres de fonctionnement de l’illuminateur (8) et du capteur d’image (10) en fonction de l’image acquise de l’œil (4) de l’utilisateur.
  10. Procédé d’adaptation de la luminance d’un dispositif d’affichage (2) selon l’une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu’il comprend les étapes suivantes :
    • Acquisition d’une image de l’œil de l’utilisateur (étape 74) ;
    • Mesure du diamètre initial de la pupille de l’œil de l’utilisateur à partir de l’image de l’œil de l’utilisateur et définition d’une consigne initiale de luminance pour l’afficheur numérique (étape 75) ;
    • Réglage de la luminance de l’afficheur numérique (6) avec la consigne initiale de luminance (étape 76) ;
    • Acquisition d’une série d’images de l’œil de l’utilisateur (étape 74) ;
    • Mesure du diamètre de la pupille de l’œil de l’utilisateur pour chaque image de la série d’images acquise (étape 75) ; et
    • Réglage de la luminance de l’afficheur numérique en fonction de l’évolution de la mesure du diamètre de la pupille de l’œil de l’utilisateur (étape 76).
FR2204750A 2022-05-18 2022-05-18 Dispositif d’affichage d’image à luminance adaptative en fonction d’une variable physiologique Pending FR3135792A1 (fr)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR2204750A FR3135792A1 (fr) 2022-05-18 2022-05-18 Dispositif d’affichage d’image à luminance adaptative en fonction d’une variable physiologique
PCT/FR2023/050689 WO2023222968A1 (fr) 2022-05-18 2023-05-12 Dispositif d'affichage d'image à luminance adaptative en fonction d'une variable physiologique

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR2204750 2022-05-18
FR2204750A FR3135792A1 (fr) 2022-05-18 2022-05-18 Dispositif d’affichage d’image à luminance adaptative en fonction d’une variable physiologique

Publications (1)

Publication Number Publication Date
FR3135792A1 true FR3135792A1 (fr) 2023-11-24

Family

ID=83594246

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FR2204750A Pending FR3135792A1 (fr) 2022-05-18 2022-05-18 Dispositif d’affichage d’image à luminance adaptative en fonction d’une variable physiologique

Country Status (2)

Country Link
FR (1) FR3135792A1 (fr)
WO (1) WO2023222968A1 (fr)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020193797A2 (fr) * 2019-03-28 2020-10-01 Pixium Vision Sa Dispositif, dispositif de projecteur et procédé de projection d'un faisceau lumineux sur la rétine d'un œil humain
US20210035478A1 (en) * 2018-01-29 2021-02-04 Sony Corporation Image projection apparatus, image projection method, image display light output control method
DE102020205937A1 (de) * 2020-05-12 2021-11-18 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Brillenvorrichtung und Verfahren zum Einstellen einer Helligkeit des zumindest einen Bilds

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20210035478A1 (en) * 2018-01-29 2021-02-04 Sony Corporation Image projection apparatus, image projection method, image display light output control method
WO2020193797A2 (fr) * 2019-03-28 2020-10-01 Pixium Vision Sa Dispositif, dispositif de projecteur et procédé de projection d'un faisceau lumineux sur la rétine d'un œil humain
DE102020205937A1 (de) * 2020-05-12 2021-11-18 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Brillenvorrichtung und Verfahren zum Einstellen einer Helligkeit des zumindest einen Bilds

Also Published As

Publication number Publication date
WO2023222968A1 (fr) 2023-11-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2498671B1 (fr) Procédé et dispositif de mesure automatique d'au moins une caractéristique de réfraction des deux yeux d'un individu
EP1989582B1 (fr) Procede et dispositif d'identification et de calibration de systemes optiques panoramiques
WO2019134345A1 (fr) Appareil d'affichage d'image virtuelle et procédé servant à réduire en temps réel la distorsion d'imagerie dans une image virtuelle affichée par un appareil d'affichage d'image virtuelle
US10002293B2 (en) Image collection with increased accuracy
EP3049855B1 (fr) Lunettes à affichage de données munies d'un écran anti-éblouissement
EP3270208B1 (fr) Procédé de fourniture d'un dispositif d'affichage pour dispositif électronique informatif
EP2869753B1 (fr) Dispositif et procédé de mesure d'au moins une caractéristique de réfraction oculaire objective d'un sujet pour une pluralité de distances de vision
EP2251734A1 (fr) Procédé et système de sélection en ligne d'une monture de lunettes virtuelle
FR2961608A1 (fr) Procede d'estimation d'une posture de reference
EP3049854B1 (fr) Lunettes à affichage de données munies d'un écran anti-éblouissement
FR3073053A1 (fr) Systeme optique a affichage tete-haute et eclairage integre
FR2749388A1 (fr) Appareil de mesure des caracteristiques photometriques et colorimetriques d'un objet
WO2009053570A2 (fr) Pupillometre automatique a verification visuelle
US5563670A (en) Optical apparatus having a function to adjust the diopter
WO2023222968A1 (fr) Dispositif d'affichage d'image à luminance adaptative en fonction d'une variable physiologique
EP2555667B1 (fr) Systeme optique de suivi de mouvements oculaires et dispositif support associe
WO2022263652A1 (fr) Procédé de simulation de produits optiques
EP2866750B1 (fr) Dispositif d'observation et de protection contre les rayonnements optiques et les projections solides ou liquides
FR2985811A1 (fr) Dispositif optique, banc de test optique et procede de test optique.
WO2018099992A1 (fr) Dispositif d'affichage pour un masque de plongee sous-marine.
EP1431730B1 (fr) Dispositif à surface équivalente laser parfaitement connue
EP3478151B1 (fr) Dispositif de mesure oculaire équipé d'un système optiquement aligné sur l'axe de vision de l'utilisateur
FR2720501A1 (fr) Procédé et appareil de mesure de la visibilité d'un objet de faible contraste.
FR2815424A1 (fr) Dispositif a surface equivalente laser parfaitement connue et procede associe
EP0610635A1 (fr) Dispositif optique de calibration pour caméra thermique

Legal Events

Date Code Title Description
PLFP Fee payment

Year of fee payment: 2

PLSC Publication of the preliminary search report

Effective date: 20231124

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 3