sur l'axe de vision de l'utilisateur

1. DOMAINE DE L'INVENTION

L'invention concerne le domaine des appareils de mesure des mouvements ocu laires, aussi appelés oculomètres ou d ispositifs ocu lométriques.

L'invention concerne plus particulièrement u n dispositif d'ocu lométrie portatif destiné notamment au traitement orthoptique. Un tel dispositif comprend une monture adaptée pou r être portée par u n utilisateur et un système embarqué sur cette monture dédié à la mesu re des mouvements ocu laires de l'utilisateur.

L'orthoptie se défin it comme étant l'ensemble des processus couvrant le dépistage, la rééducation, la réadaptation et l'exploration fonctionnelle des troubles de la vision.

2. ARRIÈRE-PLAN TECHNOLOGIQUE

L'oculométrie est utilisée comme technique de mesu re des mouvements des yeux dans de nombreux domaines d'application : recherche en psychologie, marketing (mesure du regard pou r déterminer l'intérêt des consommateurs de produits ou utilisateurs de services), réalité virtuelle, réalité augmentée, navigation informatique (interface homme- machine), médical, rééducation ocu lomotrice, etc.

Les oculomètres sont des d ispositifs permettant d'enregistrer et de contrôler les mouvements des yeux. Traditionnellement, ces dispositifs compren nent, pou r u n œil don né, une source de lumière infrarouge destinée à illuminer au moins partiellement led it œil donné et un capteur d'image destiné à enregistrer des images dudit œil donné. U ne unité de traitement coopère généralement avec le capteur d'image pour étudier, par analyse d'image, le comportement oculaire de l'utilisateu r.

La réduction des coûts des capteurs combinée à la forte augmentation de l'intégration des composants électroniques et optiques dans les systèmes, a poussé ces dernières années les chercheu rs à mettre au point des solutions oculométriques embarquées. U ne tendance accentuée par l'augmentation de la puissance de calcul des ordinateurs et la diversité des domaines concernés. Ces solutions oculométriques se composent principalement d'un support destiné à être porté par un utilisateur, tel qu'un casque ou une monture de lunettes par exemple, et d'un système optique embarqué sur ce support.

Une dispositif d'oculométrie classique, tel que celui décrit dans le docu ment de brevet US 2015/0061996, comprend une monture de lunettes configu rée pou r recevoir deux éléments optiques au moins partiellement transparents sur chacun desquels est monté, face interne, un élément de support optique. Cet élément de support optique, pou r un œil don né, est conçu pour su pporter une source de lumière ainsi qu'au moins un capteur d'image, ces éléments étant disposés de manière excentrique par rapport à l'axe de vision de cet œil donné afin de ne pas perturber la vision natu relle. La source de lumière et le capteur d'image sont dirigés vers l'œil de l'utilisateur et destinés respectivement à éclairer uniformément l'œil et à captu rer la lumière réfléchie par cet œil. Dans d'autres solutions connues, la source et le capteur d'image peuvent être disposés directement sur la monture (par des moyens de liaison mécanique ou encapsulés dans la monture pour éviter un porte-à-faux) et orientés face aux yeux de l'utilisateur.

L'inconvénient principal de ce genre de dispositif est la proximité et l'excentricité à la fois du capteur d'image et de la source par rapport à l'œil de l'utilisateur.

Pour répond re à des contraintes d'encombrement et d'intégration, le capteur d'image doit en effet combiner courte focale, large champ de captation, grande ouverture numérique et l'excentrement, nécessitant l'intégration d'un système optique complexe et coûteux. Par ailleu rs, ce type de système optique génère un certain nombre d'aberrations optiques (comme les distorsions géométriques typiquement), qui doivent être prises en compte lors du traitement postérieur des images captu rées, ce qui rend le processus d'acquisition et de traitement d'image complexe et long, et potentiellement moins performant. Enfin, cette configuration entraîne une déformation « naturelle » de la pu pille du fait de la proximité de la source de lumière par rapport à l'œil de l'utilisateur.

La source de lumière est constituée généralement d'un ensemble de diodes électroluminescentes (ou LED pour « Light-Emitting Diode ») disposées sur la montu re afin de créer un éclairage uniforme de la cornée quelle que soit la direction du regard. Les diodes électrolu minescentes, de petites tailles, sont facilement intégrables mais couvrent un champ d'émission relativement étroit (par exemple 40°). Leu r orientation dans la monture est donc critique pour assurer une illu mination uniforme, d'autant plus que l'éclairage est excentré par rapport à l'axe de vision (pour ne pas perturber la vision naturelle), ce qui n'est pas optimal.

3. OBJECTIFS DE L'INVENTION

L'invention, dans au moins un mode de réalisation, a notamment pour objectif de pallier ces différents inconvénients de l'état de la technique.

Plus précisément, dans au moins un mode de réalisation de l'invention, un objectif est de fournir un dispositif d'oculométrie, équipé d'un système embarqué, de mise en œuvre simple et peu coûteuse.

Au moins un mode de réalisation de l'invention a également pour objectif de fournir un tel dispositif offrant la possibilité d'utiliser des optiques moins complexes et de meilleure qualité, afin de produire une imagerie de meilleure qualité (et donc de simplifier le traitement d'image à réaliser postérieurement). 4. EXPOSÉ DE L'INVENTION

Dans un mode de réalisation particulier de l'invention, il est proposé un dispositif d'oculométrie comprenant :

- une monture adaptée pour être portée par un utilisateur, la monture ayant une face interne dirigée vers les yeux de l'utilisateur et une face externe opposée à la face interne,

- un système embarqué sur la monture, comprenant, pour au moins un œil donné dudit utilisateur :

* une source de lumière destinée à illuminer au moins partiellement ledit œil de façon à générer une lumière réfléchie par ledit œil donné, et

* un capteur d'image destiné à capturer la lumière réfléchie par ledit œil donné, ledit capteur d'image étant disposé spatialement hors axe par rapport un axe de référence correspondant à un axe de vision dudit œil lorsque la monture est portée par ledit utilisateur,

ledit capteur d'image étant disposé sur la face externe de la monture et possède un axe optique dirigé vers l'extérieur de la monture, et le système embarqué comprenant des moyens optiques semi-réfléchissants disposés sur la face externe de la monture et, pour un œil donné, configurés par rapport à l'axe de référence dudit œil don né pour réfléchir directement vers l'axe optique du capteu r d'image la lu mière réfléchie par ledit œil donné.

Ainsi, le principe de l'invention repose su r l'utilisation astucieuse de moyens optiques semi-réfléchissants configurés pour permettre d'aligner optiquement l'axe optique du capteur d'image sur l'axe de référence correspondant à l'axe de vision de l'œil de l'utilisateur. La disposition externe du capteur d'image et l'obtention d'image dans l'axe de capture grâce aux moyens optiques semi-réfléch issants permettent un relâchement des contraintes optiques, ce qui offre la possibilité d'utiliser des optiques plus simples et moins coûteuses contrairement aux solutions de l'art antérieu r, et de meilleure qualité. Le traitement d'image s'en trouve ainsi simplifié.

La présente invention trouve une application particulièrement intéressante dans le domaine de l'orthoptie où les mesures dimension nelles précises des mouvements des yeux requièrent des images à fort contraste et exemptes de déformation géométrique, ce qui est rendu possible grâce à la configuration astucieuse du système embarqué de l'invention. Par abus de langage, on notera qu'un dispositif comprenant un système embarqué su r un support peut être lui-même appelé d ispositif embarqué.

Selon un aspect particulier de l'invention, les moyens optiques semi-réfléchissants comprennent, pou r ledit œil don né, une lame optique semi-réfléchissante inclinée par rapport à l'axe de référence dudit œil donné d'un angle d'inclinaison compris entre 45 et 80 degrés en fonction de l'axe optique du capteur d'image associé audit œil donné.

La plage d'angles d'inclinaison dépend de la position de la lame par rapport à la monture, et plus particulièrement par rapport à l'axe du capteur d'image. Par exemple, dans le cas où la lame optique est connectée à la monture par une charnière, la plage d'inclinaison par rapport à l'axe de référence est de 45 à 65 degrés. Dans le cas où la lame optique est déportée de la monture, la plage d'inclinaison par rapport à l'axe de référence est de 60 à 80 degrés.

Selon u n aspect particulier de l'invention, la source de lumière est configurée pour émettre une lumière dans une première plage de longueurs d'onde non perceptibles par ledit œil donné, et le capteur d'image est configuré pour être sensible à une gamme de longueurs d'onde recouvrant au moins en partie ladite première plage. La lame optique semi-réfléchissante est fabriquée à partir d'un matériau optiquement transparent dans u ne deuxième plage de longueurs d'onde perceptibles par ledit œil don né, et comprend u ne première face faisant face à la face externe de la monture, ladite première face étant au moins partiellement traitée en surface pour réfléchir u ne lumière incidente dans lad ite première plage.

La lame optique semi-réfléchissante selon l'invention peut être fabriquée à partir d'un matériau optiquement transparent dans la plage de longueu r d'onde du visible, tel que par exemple le polycarbonate, un verre organique ou minéral.

Selon un aspect particulier de l'invention, ladite première face est en outre au moins partiellement traitée en surface pour transmettre une lu mière incidente dans lad ite deuxième plage.

U n traitement antireflet dans la bande spectrale du visible permet de minimiser les réflexions parasites dans cette bande spectrale (sources potentielles de gênes pour l'utilisateur du dispositif d'oculométrie).

On peut prévoir également que la deuxième face de la lame semi-réfléchissante, opposée à la première face, soit au moins partiellement traitée en surface, comme pour la première face, c'est-à-dire à la fois pour réfléchir une lumière incidente dans lad ite première plage et pour transmettre une lumière incidente dans ladite deuxième plage

Selon un aspect particulier de l'invention, la première plage de longueurs d'onde est comprise entre 750 et 3 000 n m et la deuxième plage de longueurs d'onde est comprise entre 400 et 700 n m.

En pratique, la première plage de longueurs d'onde est typiquement comprise entre 750 et 800 n m, correspondant à une plage de longueu rs d'onde proches infrarouges.

Selon un aspect particulier de l'invention, la première face comprend une portion de surface traitée, de forme prédéfinie, centrée su r l'axe de référence dudit œil.

Cela permet de limiter le coût du traitement de surface.

Selon une première implémentation particu lière, les moyens optiques semi- réfléch issants comprennent u ne lame optique semi-réfléchissante, à inclinaison réglable, commune aux deux yeux de l'utilisateur.

Selon une deuxième implémentation particulière, les moyens optiques semi- réfléch issants comprennent u n ensemble de deux lames optiques semi-réfléch issantes à inclinaison réglable, chacune associée à un œil d istinct de l'utilisateu r. Selon u n autre aspect particulier de l'invention, le dispositif d'ocu lométrie comprend des moyens de fixation mécanique de la montu re aux moyens optiques semi- réfléch issants.

Selon une première mise en œuvre particulière, la source de lumière associée audit œil donné est disposée sur la face interne de la monture et dirigée vers ledit œil don né.

Selon une deuxième mise en œuvre particulière, la sou rce de lu mière associée audit œil donné est disposée sur la face externe de la monture et dirigée vers les moyens optiques semi-réfléchissants. L'éloignement de la source de lumière et du capteur par rapport à l'œil de l'utilisateur et leur positionnement dans l'axe de vision permet, contrairement aux configurations classiques où la monture intègre une source de lumière et un capteur au niveau de la face interne, de min imiser les déformations naturelles de la pupille et de rendre l'éclairement de l'œil plus homogène.

La sou rce de lumière peut comprendre un jeu d'u ne ou de plusieurs d iodes électroluminescentes. Les diodes électroluminescentes peuvent être régulièrement réparties sur la face interne ou externe de la monture selon l'implémentation choisie. Pour la deuxième implémentation, elles peuvent être régu lièrement réparties autour du capteur d'image de sorte que le faisceau de lumière générée se trouve centré autou r de l'axe optique du capteur d'image.

Selon un autre aspect particulier de l'invention, la monture comprend au moins un élément de repérage représentatif de l'orientation spatiale de la montu re (par exemple des amers visuels).

Cette caractéristique permet d'obtenir des informations su r la position de la tête de l'utilisateur par rapport à u ne position de référence. Elle permet de s'affranchir de l'utilisation d'u ne mentonnière par exemple dans le cas d'un test d'orthoptie.

Diverses utilisations du dispositif précité sont possibles, notamment, mais non exclusivement, pour la réalisation d'un oculomètre à usage orthoptique.

5. LISTE DES FIGURES

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description suivante, donnée à titre d'exemple indicatif et non limitatif, et des dessins annexés, dans lesquels : la figure 1 est une vue de côté d'u n dispositif d'oculométrie selon u n mode de réalisation particulier de l'invention ;

la figure 2 est une vue de face du dispositif d'oculométrie illustré à la figure 1 ;

la figu re 3 est une vue en perspective du d ispositif d'oculométrie illustré à la figure

1 ;

les figures 4A et 4B représentent le principe schématique du système optique embarqué selon l'invention ;

la figure 5 est u ne vue de côté d'u n dispositif d'oculométrie selon une variante de réalisation ;

la figu re 6 est u ne vue en perspective du dispositif d'oculométrie illustré à la figure 5 ;

la figure 7 illustre u n exemple de réalisation d'u ne montu re intégrant des sou rces de lumière su r la face interne de celle-ci. 6. DESCRIPTION DÉTAILLÉE

Sur toutes les figures du présent document, les éléments et étapes identiques sont désignés par u ne même référence numérique.

On s'attache plus particu lièrement dans la suite de ce document à décrire un dispositif d'oculométrie portatif, objet de la présente, dans le cadre de son utilisation pour l'orthoptie. L'invention ne se limite bien sûr pas à ce domaine particulier d'application, mais présente un intérêt pour toute solution oculométrique embarquée sur un support devant faire face à u ne problématique proche ou similaire à celle présentée plus haut en relation avec l'art antérieur.

Les figures 1, 2 et 3 illustrent différentes vues d'u n dispositif d'oculométrie portatif 100 selon un mode de réalisation particulier de l'invention.

Le dispositif d'oculométrie 100 illustré ici comprend une monture (ou su pport) 10 adaptée pour être portée par un utilisateur.

Cette monture 10 se met sur le visage comme la monture d'une paire de lunettes. Elle comprend deux branches latérales (non représentées ici pour simplifier les figures) adaptées à être chacune montée sur l'un distinct de deux ocu laires OD (pour « Œil Droit ») et OG (pour « Œil Gauche ») par l'une de ses extrémités formant charnière. Elle comprend en outre un pont nasal 15 adapté à être monté entre les deux oculaires OD et OG, pour reposer sur le nez. Les deux branches sont de préférence pliables. On pourrait par exemple remplacer les deux branches latérales par un système de cordon se nouant derrière la tête ou tout autre moyen convenable réalisant la même fonction, sans sortir du cadre de l'invention. U ne monture sous forme d'un casque de vision binoculaire pourrait être également envisagée sans sortir du cad re de l'invention. Chaque ocu laire est configuré pou r recevoir un verre optiquement transparent. Mais la présence d'u n verre n'est pas obligatoire, et on pourrait très bien prévoir que la monture 10 ne soit équipée d'aucun de verre. On pou rrait envisager également la présence d'autres éléments transparents tels qu'un polariseu r, u n filtre, ou encore un obturateu r électro-optique (ou verre actif) pour chaque oculaire de la monture.

La montu re 10 présente une face interne F| dirigée vers les yeux de l'utilisateur et une face externe F _E opposée à la face interne F|.

Pour la suite de la description, on définit les éléments suivants :

- Avi l'axe de référence au n iveau de la monture correspondant à l'axe de vision de l'œil droit de l'utilisateur (appelé par la suite « axe de vision » par abus de langage);

- A _V 2 l'axe de référence au niveau de la montu re correspondant à l'axe de vision de l'œil gauche de l'utilisateu r (appelé par la suite « axe de vision » par abus de langage);

- Aoi l'axe optique principal du capteur d'image associé à l'œil droit ;

- A ₀ 2 l'axe optique principal du capteur d'image associé à l'œil gauche.

Le dispositif d'oculométrie 100 selon l'invention comprend u n système embarqué sur la montu re 10. Ce système embarqué comprend deux systèmes optiques chacun étant associé à u n œil distinct de l'utilisateur, à savoir :

- un premier système optique associé à l'œil droit comprenant :

* une source de lumière 30i, par exemple de type infrarouge, destinée à illuminer (au moins partiellement) l'œil droit de façon à générer une lumière réfléchie par cet œil ;

* un capteur d'image 20i, par exemple une caméra du type CCD (pour « Charged Couple Device ») ou CMOS (pour « Complémentary Métal Oxyde Semiconductor »), destiné à capturer la lumière réfléchie par l'œil droit ;

- un second système optique associé à l'œil gauche comprenant : * une source de lumière 30 ₂ , par exemple de type infrarouge, destinée à illuminer (au moins partiellement) l'œil gauche de façon à générer u ne lumière réfléchie par cet œil ;

* un capteur d'image 20 ₂ , par exemple une caméra du type CCD (pour « Charged Couple Device ») ou CMOS (pour « Complémentary Métal Oxyde Semiconductor »), destiné à capturer la lumière réfléchie par l'œil gauche.

Le capteur d'image 20i est disposé spatialement hors axe par rapport à l'axe de vision de l'œil droit A _V i. Quant au capteu r d'image 20 ₂ , il est disposé hors axe spatialement par rapport à l'axe de vision de l'œil gauche A _V2 . Il en est de même pour les sou rces de lumière 30i et 30 ₂ qui sont d isposées hors axe respectivement par rapport aux axes de vision de l'œil droit A _V iet de l'œil gauche A _V2 .

Par « disposé spatialement hors axe », on entend, pour u n élément donné (capteur ou source de lumière), le fait que cet élément est d isposé de manière excentrique par rapport à l'axe de vision de l'œil auquel il est associé, ou autrement dit que cet élément du point de vue structurel n'est pas situé sur l'axe de vision de l'œil auquel il est associé.

Les sources de lumière 30i et 30 ₂ peuvent comprendre chacune un élément lumineux ou un ensemble d'éléments lumineux, comme des diodes électrolu minescentes (LED) par exemple. Elles sont configu rées pour émettre un signal lumineux dans une plage de longueu rs d'onde infrarouges comprise de préférence entre 750 et 850 nm. De manière générale, cette plage de longueurs d'onde doit de préférence couvrir u n spectre de longueurs d'onde non perceptibles par l'œil hu main.

Dans le présent exemple, la source de lumière 30i comprend un jeu de d iodes électroluminescentes régu lièrement disposées autour de l'axe optique du capteur d'image 20i et couplées audit capteur de façon à assurer un éclairage uniforme de l'œil droit et centré su r l'axe de vision A _V i. De même, la sou rce de lu mière 30 ₂ comprend un jeu de diodes électroluminescentes régulièrement disposées autou r de l'axe optique du capteur d'image 20 ₂ et couplées audit capteur de façon à assurer un éclairage uniforme de l'œil gauche et centré sur l'axe de vision A _V2 . En outre, chaque source de lumière 30i et 30 ₂ peut être couplée à une optique de collimation pou r collimater les rayons lu mineux issus de la source. Ceci permet d'éclairer l'œil de man ière plus efficace. Chaque source de lumière peut en outre être couplée à un système d'illumination équ ipé d'une mire de référence, de forme prédéterminée, destinée à être projetée sur l'œil de l'utilisateu r (sans qu'elle soit visible par l'utilisateu r), à des fins des tests orthoptiques par exemple.

Chaque capteu r d'image 20i et 20 ₂ est configu ré pour être sensible à une gamme de longueurs d'onde recouvrant au moins en partie la plage de longueurs d'onde infrarouges précitée (c'est-à-dire de 750 à 850 n m dans présent exemple).

Le principe de l'invention repose sur l'utilisation astucieuse de moyens optiques configurés pour permettre, pour u n œil donné, un alignement optique de l'axe optique du capteur d'image avec l'axe de vision dudit œil donné, alors que le capteur d'image est spatialement excentré par rapport à l'axe de vision.

Pour ce faire, les capteurs d'image 20i et 20 ₂ du système embarqué sont disposés sur la face externe F _E de la monture 10 et leur axe optique respectifs dirigés vers l'extérieur de la montu re 10, comme illustré sur les figu res. De plus, le système embarqué comprend une lame optique semi-réfléchissante 40 disposée su r la face externe de la monture et configurés pour réfléchir, d'une part, la lumière réfléchie par l'œil droit directement vers l'axe optique du capteur d'image 20i et, d'autre part, la lumière réfléchie par l'œil gauche directement vers l'axe optique du capteur d'image 20 ₂ . Le principe du chemin optique parcouru par les signaux lu mineux est décrit plus en détails ci-dessous en relation avec les figures 4A et 4B.

La lame optique semi-réfléchissante 40 (aussi appelée lame séparatrice) est u ne lame transparente à faces planes et parallèles ayant su bie u n traitement de surface particulier décrit ci-après.

La lame semi-réfléchissante 40 est fabriquée à partir d'un matériau optiquement transparent dans la bande spectrale du visible (couvrant les longueurs d'onde perceptible par l'œil humain), tel qu'un verre minéral, organique ou en polycarbonate par exemple. La lame semi-réfléchissante 40 comprend plus particu lièrement u ne première face 41, située côté utilisateur, cette première face étant traitée en surface à la fois pour réfléchir la lumière incidente infrarouge (réfléchie par l'œil de l'utilisateur) et pour laisser passer la lumière incidente dans la bande spectrale du visible. Pour se faire, cette première face 41 a subi un traitement anti-réflexion dans la bande spectrale du visible (comprise typiquement entre 400 et 700 nm) de sorte à min imiser les réflexions parasites dans cette bande spectrale et à permettre à l'utilisateur de visualiser l'environ nement extérieur à travers la lame optique 40, par exemple u ne mire de référence projetée sur u n écran. La lame semi- réfléchissante 40 comprend également une deuxième face 42 opposée à la première face, qui peut-être traitée en surface la même façon que pour la première face 41.

Le coefficient de réflexion de la lame semi-réfléchissante au n iveau de la première face est ajusté dans le domaine infrarouge en fonction de l'angle d'inclinaison choisi pour la lame et de l'orientation du capteur d'image, de façon à min imiser les pertes optiques.

Par ailleurs, les dimensions de la lame semi-réfléchissante 40 sont ajustées de façon à ne pas restreindre le champ de vision de l'utilisateur. Ainsi, la lame semi- réfléchissante 40 doit présenter une surface suffisamment importante de sorte que les bords de celle-ci ne soit pas présentes dans le champ de vision de l'utilisateur (la présence des bords de la lame dans le champ de vision conduit généralement à une gêne visuelle pour l'utilisateur).

On décrit ci-après, en relation avec les figures 4A et 4B, le principe du chemin optique parcou ru par les signaux lumineux du système embarqué associé à l'œil droit. Comme illustré sur ces deux figu res, la lame semi-réfléchissante 40 est inclinée par rapport à l'axe de vision de l'œil A _V i de l'utilisateu r d'un angle d'inclinaison a compris entre 45 et 80 degrés. Cet angle d'inclinaison a est choisi en fonction de l'orientation du capteu r d'image de telle sorte que l'axe de vision et l'axe optique du capteur soient optiquement confondus. Par exemple, l'angle d'inclinaison a est choisi entre +45 et +65 degrés pour un angle d'inclinaison β de l'axe optique du capteur d'image respectivement entre -90 et -50 degrés par rapport à l'axe de référence A _ref qui est associé au capteur 20i. Cet axe de référence A _ref est parallèle à l'axe de vision A _V i.

Plus généralement, si l'angle d'inclinaison de la lame est a (sens antihoraire) par rapport à l'axe de vision A _V i, l'angle d'inclinaison β du capteur (sens horaire) par rapport à ce même axe de vision A _V i est déterminé avec l'équation suivante β = 2 x a - 180

Par contre, si l'on prend la référence par rapport à la perpendiculaire de l'axe de vision de l'œil (représentée par la ligne verticale en pointillés su r les figures), la lame semi- réfléchissante 40 est inclinée d'un angle d'inclinaison compris entre 10 et 45 degrés, et préférentiellement entre 25 et 45 degrés. Dans le cas où la lame optique est déportée de la monture comme illustré sur les figures 5 et 6 (dont le principe est décrit plus loin), l'angle d'inclinaison a est choisi entre 60 à 80 degrés.

Cet angle d'inclinaison a dépend de la position du capteur d'image 20i sur la monture et l'orientation de son axe optique relative à la lame semi-transparente 40. La lame semi-transparente 40 est configu rée pour :

- pou r réfléch ir, d'une part, la lumière infrarouge générée par la source de lu mière 30i (par l'intermédiaire de la première face 41) vers l'œil droit de telle sorte que la lumière infrarouge empru nte un chemin optique A coïncidant avec l'axe de vision de l'œil d roit Avi (figure 4A) pou r la partie comprise entre la lame 40 et l'œil droit, et

- pou r réfléchir, d'autre part, la lumière infrarouge réfléchie par l'œil droit (par l'intermédiaire de la première face 41) vers le capteu r d'image 20i de telle sorte que la lumière infrarouge emprunte un chemin optique B coïncidant avec l'axe optique A ₀ i pou r la partie située entre la lame 40 et le capteur d'image 20i (figure 4B).

Ainsi, le système embarqué est conçu de façon à aligner optiquement l'axe de vision de l'œil de l'utilisateur sur l'axe optique du système d'imagerie du dispositif. La disposition externe du capteur d'image combinée à l'obtention d'images d irectement dans l'axe de capture grâce aux moyens optiques semi-réfléch issants a pour effet de permettre un relâchement des contraintes optiques (par rapport aux configurations classiques de l'art antérieu r dans lesquelles le capteur d'image est disposée sur la face interne de la monture et donc à proximité de l'œil de l'utilisateur). Cette configu ration astucieuse offre ainsi la possibilité d'utiliser des optiques d'imagerie plus simples et moins coûteuses que celles utilisées dans les d ispositifs de l'art antérieur, c'est-à-dire des optiques à focales plus longues et moins sujettes aux aberrations que l'on retrouve dans les optiques à grandes ouvertures. Le traitement d'image s'en trouve ainsi simplifier.

Le principe décrit ci-dessus est appliqué au système optique associé à l'œil droit. Ce principe s'applique également et de la même façon au système optique associé à l'œil gauche.

Dans cet exemple d'implémentation, les capteurs d'image 20i et 20 ₂ et sources lumineuses 30i et 30 ₂ sont disposés sur la partie supérieure de la montu re 10. Ainsi, la lame semi-réfléchissante 40 est disposée sur la partie inférieure de la monture de façon à permettre que la lumière réfléchie par l'œil empru nte entre la lame et le capteur u n chemin optique se superposant avec l'axe optique dudit capteu r. Bien entendu, il s'agit là d'un exemple d'implémentation particulier et l'homme du métier pourrait très bien envisager une configuration inverse (dans laquelle les capteurs d'image et sources lumineuses seraient d isposés sur la partie inférieure de la monture 10) tout en conservant le même principe que celui exposé ci-dessus sans sortir du cadre de l'invention.

Dans u ne implémentation particulièrement avantageuse, la lame semi- réfléchissante 40 est à inclinaison réglable de façon que l'angle d'inclinaison a puisse être ajustée précisément par l'orthoptiste en fonction de l'axe optique du capteur d'image qu i lui est fixe. La lame semi-réfléchissante 40 est fixée sur la partie inférieure de la monture 10 à l'aide de moyens de fixation mécan ique 50, de type charnière par exemple. Ces moyens de fixation mécanique 50 sont conçus de manière à permettre un mouvement de rotation de la lame semi-réfléch issante 40 par rapport à la monture 10 selon l'axe d'articulation 0 _T . Tout autre type de moyens de fixation mécanique réalisant la même fonction (fixation de la lame à la monture et rotation de la lame par rapport à la monture) peuvent être envisagées. Ces moyens de fixation mécanique 50 peuvent également être conçus de manière à permettre un montage et un démontage de la lame semi- réfléchissante 40.

Selon une mise en œuvre particulière, la lame semi-réfléchissante est inclinable entre deux positions :

une position de fonctionnement qui est dédiée aux mesures oculométriques (telle qu'illustré sur les figures 1, 3, 4A et 4B) ; et

une position de repos (typiquement lorsque la lame 40 est disposée à l'horizontal (parallèle à l'axe A _V i)) ;

Selon une mise en œuvre particulièrement avantageuse, la lame semi- réfléchissante 40 est traitée en surface pour permettre la transmission de la lumière incidente provenant de l'environnement extérieur dans le champ de vision de l'utilisateur quelle que soit la position de la lame, de telle sorte que l'utilisateur puisse continuellement observer l'environnement extérieur quelle que soit la position de la lame 40.

Le mode de réalisation particulier décrit ci-dessus prévoit la mise en œuvre d'u ne lame optique semi-réfléchissante 40 commune aux deux yeux de l'utilisateur. Bien entendu, on pou rrait prévoir, dans une variante de réalisation, u n système embarqué comprenant un ensemble de deux lames optiques semi-réfléchissantes chacune associée à un œil distinct de l'utilisateu r et chacune conforme au principe de l'invention décrit plus haut. On pou rrait également envisager un système embarqué conforme à l'invention mais uniquement mis en œuvre pour l'u n des deux yeux de l'utilisateur.

Le mode de réalisation particu lier décrit ci-dessus illustre un système embarqué dans lequel la sou rce lumineuse, pour un œil donné, disposée sur la face externe de la monture du d ispositif oculométrique. Il s'agit bien entendu d'un exemple particulier et de nombreux autres modes de réalisation de l'invention peuvent être envisagés. Par exemple, on pourrait envisager, dans u ne variante de réalisation, de disposer la source lumineuse non pas sur la face externe de la monture, mais su r la face interne de la monture d irigée vers l'œil donné de l'utilisateur, comme illustré sur la figure 7 par exemple. Sur cette figure, on aperçoit une partie de la face interne d'une montu re 300 selon l'invention sur laquelle est fixé quatre diodes électrolu minescentes 301, 302, 303, 304 de façon à faire face à l'œil d roit de l'utilisateur. Ce nombre est don né à titre indicatif. U n nombre plus important de diodes électroluminescentes et une répartition différente des d iodes sur la monture peut être bien entendu envisagés sans sortir du cadre de l'invention, le but étant de permettre un éclairage adapté de l'œil et assurer u ne mesure ocu laire de qualité.

Le système embarqué comprend en outre une unité de traitement, équipée par exemple d'un processeur ou d'un micro-processeur, configurée pou r traiter les images issues des deux capteurs d'image 20i et 20 ₂ , et générer des informations relatives à la mesure de mouvements oculaires. Cette unité de traitement coopère avec un module de communication sans-fil (ou filaire) permettant de remonter les informations relatives à la mesure de mouvements oculaires vers une unité de calcu l (ou CPU pour « Central Processing Unit ») situé à distance.

Enfin, le dispositif d'ocu lométrie peut être équipé d'un ou plusieurs éléments de repérage, par exemple sous la forme de marqueurs (par exemple des amers visuels comme illustrés dans le docu ment d'Emmanuel Zenon, daté du 22 janvier 2004 et intitulé « Localisation topologique, amers visuels et treillis de Galois ») représentatifs de l'orientation spatiale de la monture. Chaque marqueur présente des caractéristiques dimensionnelles de référence connues d'un module de repérage électronique situé à distance. Ce module de repérage est configuré pour déterminer l'orientation spatiale de la monture en fonction de la position réelle des marqueu rs dans l'espace. Ceci permet d'obtenir des informations sur l'orientation de la tête du patient de sorte qu'il est possible de s'affranchir de l'utilisation d'une mentonnière dans le cas d'un test d'orthoptie.

Les figures 5 et 6 montrent une vue de côté et en perspective respectivement d'un dispositif d'oculométrie 200 selon une variante de réalisation. Contrairement au mode de réalisation décrite ci-dessus, dans cette variante, la lame semi-réfléch issante 40 n'est pas directement fixée à la monture 10. La lame semi-réfléchissante 40 coopère avec deux bras de rallonge latéraux 61 et 62 eux-mêmes solidarisés de manière fixe à la monture 10 du dispositif. Chaque bras de rallonge comprend à son extrémité des moyens de fixation, de type charnière par exemple, pour la fixation à la lame semi-réfléchissante 40. Ces moyens de fixation sont configurés pour permettre une inclinaison réglable de la lame semi- réfléchissante 40 par rapport à l'axe de la charnière de façon à pouvoir l'orienter convenablement en fonction de la position et de l'orientation du capteu r d'image. Ces deux bras de rallonge permettent d'apporter une plus grande liberté dans la recherche d'un compromis entre l'inclinaison de la lame semi-réfléchissante et la position du ou des capteurs d'image. Déporter davantage la lame semi-réfléchissante en avant de la monture permet d'assurer un alignement optique de l'axe de vision de l'œil de l'utilisateur sur l'axe optique du capteur d'image avec un angle d'inclinaison moindre, ce qu i est avantageux. En effet, plus la lame optique est inclinée et plus la lame doit présenter une surface importante afin d'éviter que le bord supérieur de la lame soit observable par l'utilisateur (car implique une gêne visuelle).