Brevet FR2147762A1 — publié le 19730311

La présente invention est relative à des perfectionnements aux dispositifs d'observation et/ou d'éclairage omnidirectionnels. Un dispositif de ce genre a pour but de permettre entre autre la surveillance dans un angle solide de 3600 en gisement de tout objectif terrestre ou aérien évoluant à basse altitude. Une surveillance de l'espace sur 7600 peut être obtenue à l'aide d'un radar de surveillance associé à un indicateur plan panoramique qui offre à l'observation tout objet, quel que soit son gisement, qui est détecté par l'antenne du radar. Par rapport à la présente invention le radar de surveillance associé à son indicateur panoramique constitue un état de l'art pour l'observation omnidirectionnelle recherchée. L'invention toutefois fait appel à des moyens de mise en oeuvre plus simples et moins coûteux. Le dispositif optique dit "oeil de poisson peut également être cité mais la solution qu'il apporte au problème de l'observa- tion considérée dans le cadre de la présente invention n'est que partielle. Suivant l'invention, le dispositif comprend en combinaison un appareil capable d'observer et/ou d'éclairer l'espace environnant et un réflecteur capable, de par sa forme et sa position par rapport à l'appareil d'observation et/ou d'éclairage d'envoyer audit appareil une image de cet espace environnant ou d'éclairer tout cet espace à partir dudit appareil. Dans ces conditions l'appareil d'observation peut être une caméra de télévision ou un tube transformateur d'images, et l'appareil d'éclairage un projecteur de lumière. Cependant il est entendu que ces termes de caméra, de tube transformateur d'image et projecteur de lumière n' impliquent aucune limitation quant au genre ou au type d'appareils utilisables. On notera dès à présent que dans la suite de la description on parlera beaucoup plus du dispositif d'observation que du dispositif d'éclairage. Ce choix ntazporte aucune limitation à la portée de l'invention. Le réflecteur qui doit être capable de concentrer, dans le cas de l'observation, tout l'espace environnant sur l'élément transducteur de la caméra de télévision par exemple peut avoir une forme quelconque.D'une façon générale, on peut dire que la surface réfléchissante est constituée par une ou plusieurs courbes génératrices fermes s'appuyant sur des courbes directrices de tvne ouelconque. Il faut toutefois admettre dans le cadre de cette définition, que la forme de la surface réfléchissante dépend du relie? de la zone que l'on veut observer. Par exemple lorsque cette zone d'observation ne pose pas de problèmes particuliers, il est recommandé de choisir une surface réfléchissante ayant la forme d'un cône. Dans d'autres cas, où des conditions d'observation de l'espace sont plus diffîcies, il est commode de choisir une surface réfléchissante polyédrique. Dans un cas particulier, la surface réfléchissante peut être constituée par une succession de zones réfléchissantes planes, coniques, gauches, suivant les conditions de relief particulières des zones d'espace correspondantes. La condition impérative qu'il est nécessaire de respecter pour la surface réfléchissante coopérant avec l'appareil d'observation et/ou d'éclairage de l'espace est que tout objet de l'espace soit projeté sur l'appareil d'observation par l'intermédiaire de cette surface réfléchissante ou éclairé par son intermédiaire, dans le cas où l'appareil d'observation est remplacé par un appareil d'éclairage du genre projecteur par exemple. Cette condition se traduit par une condition de positions réciproques des éléments de la combinaison constituant un dispositif suivant l'invention. D'autres aspects de l'invention apparaîtront au cours de la description qui suit d'exemples de réalisation du dispositif donné à titre non limitatif à l'aide des figures qui représentent - la figure 1, une vue schématique du dispositif; - la figure 2, une variante du dispositif; - la figure 3, une variante du dispositif où les axes de la caméra et du réflecteur forment un angle; - les figures 4, 5 et 6 des vues schématiques de surfaces réfléchissantes utilisables dans le cadre de l'invention; - les figures 7 et 8 des vues de surfaces réfléchissantes comportant des repères; - et les figures 9 et 10 une variante du dispositif où la surface réfléchissante est tronquée et porte des sigles lumineux. Suivant l'invention, on cherche à observer ou à éclairer, bien que dans le cours de la description qui suit il sera plutôt fait état de la fonction d'observation, de façon simple tout l'espace environnant un point d'observation en envoyant une image de cet espace et donc de tous les objets qu'il recèle, sur un appareil d'observation du genre par exemple, caméra de télévision. Cet appareil est associé à une surface réfléchissante capable de voir l'espace à surveiller sous un angle de gisement de 3600. Ainsi qu'il a été déjà dit ce réflecteur peut avoir une forme pratiquement quelconque, soumis à la seule condition de pouvoir réfléchir sur l'appareil d'observation les objets qu'il décèle dans l'espace environnant. Dans les conditions de la pratique cette surface réfléchissante est choisie conique mais ce choix ne constitue par une limitation à la portée de la présente invention. La figure 1 représente le dispositif d'observation onidirectionnel, dans son principe. La référence 3 désigne l'appareil d'observation, en l'occurrence la caméra de télévision avec son objectif 2 et son transducteur ou mosaïque 4 où doit se former l'image de l'espace surveillé. La référence 1 désigne la surface réfléchissante associée, sous la forme dans le cas particulier présenté, d'une surface conique. En principe l'axe du cône réflecteur et l'axe optique de la caméra coincident. Toutefois il pourrait en être autrement dans des cas qui seront évoqués plus loin. En 5 on a représenté le champ de révolution observé dont le dispositif va donner une image plane panoramique.On constatera de la sorte que le principe général de la présente invention repose sur le fait que le rayon incident et le rayon réfléchi dans le cas d'une réflexion sont dans le même plan et forment deux angles égaux par rapport à la normale de l'élément de surface où a lieu la réflexion. On remarque sur la figure 1 que la pointe P du cône réfléchissant se trouve à une certaine distance de la face d'entrée de l'objectif 2 de la caméra de télévision. Cette distance doit être choisie telle que les images des différents objets détectés dans l'espace surveillé sont séparées dans le plan d'observation, autrement dit qu'elles ne se superposent pas, rendant alors l'obser- vation impossible et donc inexploitable. En 6 on a représenté le plan de l'hyperfocale et il a été établi que pour que le fonctionnement du dispositif soit correct il faut que la pointe du cône soit en dehors du plan de l'hyperfocale, à une distance d fonction de 1' objectif utilisé. On constate sur la figure 1 que la surface réfléchissante utilisée du cône présenté est sa partie convexe. Il est possible d'en utiliser la partie concave et la figure 2 présente le dispositif d'observation dans ce cas. La caméra de télévision, son objectif et sa mosalque sont repérés par les mêmes références que dans la figure 1. Par 21 on a présenté la surface réfléchissante. On peut déterminer également dans ce cas de figure le champ d'observation du dispositif. Celui-ci est limité d'une part par les rayons extrêmes 22 et 23 qui délimitent le champ total. On notera cependant dans ce cas de figure que le champ d'observation présente ut zone de non visibilité définie comme l'intersection du champ optique par l'ensemble caméra-objectif. Cette zone est délimitée par les rayons 24 et 25 et elle peut être toutefois utilisée, comme cela sera expliqué plus loin, pour d'autres buts. On notera que dans les cas de figure précédents, l'axe de la surface réfléchissante coïncide avec l'axe optique dru système optique d'observation. Il est possible de disposer les deux éléments de la combinaison inventive sans que cette coincidence soit respectée. Par exemple, les deux axes peuvent être choisis parallèles l'un à l'autre ou même faire un angle entre eux. Le choix de telle ou telle disposition est déterminé par les conditions d'observation de l'espace et également par la configuration que peut présenter certaines zones de l'espace à surveiller. La figure 3 présente de façon schématique le cas où l'axe de la caméra d'observation et l'axe 32 du réflecteur 33 font un angle e entre eux. Le choix d'une telle disposition est déterminé par exemple par le fait que la zone à observer présente une partie horizontale 34 et une partie inclinée 35. Les rayons 36-57 et 38-39 indiquent très schématiquement comment dans ce cas se fait l'observation. La figure 4 présente de façon très schématique, la surface réfléchissante utilisable sous sa forme la plus générale, les références 42 et 43 se rapportent à deux courbes directrices de forme quelconque, sur lesquelles peut s'appuyer une génératrice 41 de forme également quelconque. Il est entendu qu'à partir de cette façon de générer une surface réfléchissante, il est possible en choisissant suivant les cas, des courbes directrices et des génératrices de formes définies, d'obtenir les surfaces réfléchissantes les plus adaptées aux problèmes particuliers qui peuvent se poser. Par exemple la figure 5 présente une surface réfléchissante 51 ayant la forme d'un polyédre, la courbe directrice 52 étant un polygone. La figure 6 présente une surface réfléchissante dont la courbe directrice 66 présente une partie polygonale et une partie curviligne qui déterminent des zones réfléchissantes 61, 62, 63, 64, 65.Elles peuvent avoir une courbure déterminée,se rapprochant suivait le cas d'une hyperbole, d'une parabole ou autres suivant la variation désirée, dans la zone considérée de l'angle du champ d'observa- tion. Ainsi la zone réfléchissante 61 peut être plane, les zones 62, 63 et 64 peuvent être coniques et la zone réfléchissante 65 peut être à surface gauche. Les applications envisagées pour les dispositifs d'observation omnidirectionnels suivant l'invention sont multiples. A titre préférentiel on peut toutefois indiquer leur application à la surveillance de carrefours sur des axes routiers, à la surveillance de parkings d'autos, ou d'aires de stationnement des avions sur un aéroport. Dans ces applications il est intéressant de pouvoir, non seulement déterminer la présence d'objets dans l'espace surveillé, mais aussi de les repérer, ne serait-ce qu'en gisement. La figure 7 montre de façon schématique, un réflecteur en forme de cône dont la surface réfléchissante 71 porte des traits repères 72. Ces traits ou graphismes sont non réfléchissants de sorte qu'ils apparaissent en noir sur une image de télévision noir et blanc. Il peuvent être apposés sur la surface réfléchissante de différentes façons, soit par apport d'un matériau non récléchissant, soit par dépolissage, soit encore par gravure, ou collage etc.. La position des objets vus par la caméra d'observation sera donnée par rapport à ces repères. ta figure 8 montre une autre possibilité d'obtention des repères. La cavité 81 que constitue l'intérieur du réflecteur 1, est équipée d'une source lumineuse 82 et la surface réfléchissante elle même présente des fentes 83 qui constituent les repères. Dans le cas de cette figure, les fentes transmettent la lumière issue de la source 82 de sorte que sur une image de télévision normale noir et blanc, ces repères apparaissent sous la forme de taches blanches. Au cas où la surface intérieure est utilisée comme surface réfléchissante, la source lumineuse 82 est placée à l'extérieur du réflecteur. Dans les cas de figure 7 et 8 on a présenté les repères comme des traits ou fentes distribués sur la périphérie du réflecteur, et permettant le repérage en gisement des objets observés. Il est entendu que l'on peut sans sortir du cadre de la présente invention, faire apparattre d'autres repères en des positions différentes et également sous forme de taches colorées. On peut aussi dans le cadre de l'invention et de ses applications, faire apparaître sur la sur face réfléchissante, d'autres signaux, par exemple lumineux dont la commande peut être située à distance du dispositif. On peut dans ce cas utiliser la zone de non visibilité mentionnée précédemment qui ne concourt pas à l'observation de l'espace environnant. La figure 9 présente un réflecteur de forme conique dont le sommet a été tronqué par une face plane 91. Des sigles lumineux (fig.10) peuvent être disposés sur cette face ou à l'intérieur de la cavité du réflecteur mais toujours de façon à rester en dehors de 1 'hyperfocale. Ces sigles allumés ou éteints suivant un certain code transmettent des indications à un opérateur qui observe l'écran où est visualisée l'image de la caméra. Ces informations peuvent par exemple concerner la densité de passage de véhicules à un carrefour où est installé le dispositif d'observation. Cet arrangement peut constituer un dispositif de télésignalisation dont les informations sont acheminées par la voie télévision. Cette particularité ne nuit pas à l'observation de l'espace environnant car de toute façon, la pointe du c3ne dans ce cas apparaîtrait sur l'image observée comme un point noir, non utilisé. On a ainsi décrit un dispositif d'observation omnidirectionnel constitué par une combinaison d'éléments comportant au moins une surface réfléchissante et un appareil d'observation de genre caméra de télévision. On a indiqué que l'utilisation d'une caméra de télévision n'entrainait pas une limitation à la portée de l'inventio; De fait la caméra d'observation peut être remplacée par exemple par des systèmes optiques à vision directe comme le périscope ou aussi par un projecteur qui par l'intermédiaire de la surface réfléchissante illumine tout l'espace environnant. La surface réfléchissant elle même n' a pas une forme déterminée, devant être simplement capable de couvrir un angle de gisement de 3600. A la limite d'ailleurs cette surface réfléchissante peut être un miroir plan qui doit être soumis néanmoins à la condition qui a été énoncée plus haut, être en dehors de l'hyperfocale de l'objectif de l'appareil d'observation et/ou d'éclairage. R n v N D I C A I I G N S 1. Dispositif d'observation et/ou d'éclairage omnidirectionnel comportant un organe réflecteur et un appareil dlobsvrvation ettou d'éclairage caractérisé en ce que l'organe réflecteur dont le champ d'observation embrasse un angle da gisement de 360 est disposé par rapport à l'optique de l'appareil d'observation de façon telle que l'image de l'espace environnant le point d'observation est projetée par l'organe réflecteur sur l'appareil d'observation où il apparait sous la forme d'une image plane ou que ledit organe réflecteur transmet dans l'espace environnant sous un angle de gisement de 3600 la lumière qu'il reçoit d'un appareil d'éclairage par l'intermédiaire d'une optique. 2. Dispositif d'observation omnidirectionnel selon la revendication 1 caractérisé en ce que la position relative de la surface réfléchissante et de l'objectif de l'appareil d'observation est telle que l'extrémité de ladite surface la plus proche de l'objectif est en dehors de l'hyperfocale dudit objectif. 3. Dispositif d'observation omnidirectionnel suivant les revendications 1 et 2 caractérisé n ce que l'axe au réflecteur et l'axe otique de l'appareil d'observation et/ou d'éclairage sont soit en coincidence, soit parallèles, soit faisant un angle déterminé entre eux. 4. Dispositif d'observation omnidirectionnel suivant la revendication 1 caractérisé en ce que le réflecteur ou surface réfléchissante a une forme quelconque, constituée par une ou plusieurs courbes génératrices s' appuyant sur n'importe quel type de courbes directrices. 5. Dispositif d'observation omnidirectionnel suivant larevendication 4 caractérisé en ce que la surface réfléchissante est conique ou polyédrique. 6. Dispositif d'observation omnidirectionnel suivant les revendications 4 et 5 caractérisé en ce que la surface réfléchissante présente des zones coniques, des zones planes, et des zones à surface gauche. 7. Dispositif d'observation omnidirectionnel selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que des repères non réfléchissants sont apposés ou créés sur la surface réfléchissante en des endroits déterminés, par rapport auxquels les objets détectés seront localises. 8. Dispositif d'observation omnidirectionnel selon la revendication 7 caractérisé en ce que les repères sont constitués nar des fentes pratiquées dans la surface réfléchissante, éclairées par une source lumineuse indépendante située à l!intérieur ou à l'extérieur de la surface rcfléchissante. 9. Dispositif d'observation omnidirectiomrel selon ltune des revendications précédentes caractérisé en ce que la partie réfléchissante de la surface envisagée est soit sa partie convexe, soit sa partie concave. 10. Dispositif d'observation omnidirectionnel selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que la surface réfléchissante est tronquée à l'une de ses extrémités par une surface plane comportant des sigles que l'on peut rendre lumineux sous l'effet d'une télécommande et suivant les informations à transmettre.