Brevet FR2724237A1 — publié le 19960308

La présente invention concerne les dispositifs optiques de prise de vue, équipant par exemple les caméras de télévision miniatures portables à la main, à la manière d'un crayon, dispositifs destinés en particulier à la lecture de documents. Dans l'état actuel de la technique, on connaît des optiques qui forment du document observé une image sur le récepteur de la caméra, dont l'axe optique est perpendiculaire au dit document, et dont l'espace séparant le document de la première lentille de l'objectif est laissé transparent pour permettre à la lumière ambiante d'éclairer le document, quand il n'est pas possible de l'éclairer parderrière. Il est aussi possible de couder le trajet optique par l'interposition d'un miroir ou d'un prisme, disposés en avant de l'objectif, de façon à donner au corps de la caméra une orientation, par rapport au plan du document, qui permette une tenue plus aisée que la position verticale. Mais dans l'un et l'autre cas, un inconvénient majeur se manifeste, en ce que, dans ce genre de caméracrayon tenue à la main, la visée est difficile et approximative lorsque le dispositif doit être tenu verticalement. On connaît des dispositifs de pointage à plat, de type souris à fenêtre, mais qui nécessitent une tablette de digitalisation, ou une surface de contact assez grande, dont on ne dispose pas toujours sur le terrain, compte-tenu des contraintes d'encombrement. Il s'agit là d'un inconvénient majeur, car il convient, dans des applications par exemple de cartographie, de pointer un endroit très précis du document. On connaît aussi des dispositifs de balayage de type scanneur , à plat ou à la main, qui permettent de mémoriser un document dans un ordinateur ; mais dans ce type de dispositif de digitalisation, on ne peut ensuite pointer un endroit précis du document que sur un écran, ce qui en fait un procédé lent, sur un dispositif lourd et encombrant. La présente invention a pour but de remédier à ces inconvénients en permettant, d'une part, à la tête optique d'être en contact plan avec le document sur une très faible surface, et d'autre part, de permettre à l'opérateur une visée précise du champ dont il fait la prise de vue. Pour ce faire, l'invention a pour objet un dispositif optique de prise de vue, utilisable dans les caméras de télévision, notamment destiné à la lecture de documents, comportant un objectif de prise de vue, caractérisé en ce qu'il comprend - une fenêtre de visée, - un miroir sélectif situé sensiblement à la verticale de la fenêtre, divisant le faisceau optique provenant de ladite fenêtre en un faisceau transmis et un faisceau réfléchi, - un miroir de réflexion situé dans le prolongement du faisceau réfléchi provenant du miroir sélectif, dirigeant le faisceau réfléchi en direction de l'objectif de prise de vue du dispositif. Le dispositif optique conforme à l'invention permet un pointage particulièrement précis, dans la mesure où l'observateur place son regard exactement à la verticale du point à repérer. Il est alors en mesure de voir le faisceau transmis par le miroir sélectif et provenant de la fenêtre de visée disposée sur le document. Le coudage du faisceau optique procuré par les miroirs sélectif et de réflexion permet d'une part de rallonger le trajet optique sans augmenter l'encombrement global du dispositif. Il permet en outre d'incliner l'axe longitudinal de la caméra par rapport au plan des documents, ce qui confère une bonne ergonomie au dispositif. Une bonne tenue en main est assurée lorsque l'angle d'inclinaison est compris entre 25 et 650, de manière préférée entre 35 et 550. La séparation du faisceau optique au niveau du miroir sélectif, peut s'effectuer de deux façons différentes. Ainsi, la séparation peut être uniquement géométrique mais pas spectrale. Dans ce cas, le miroir sélectif est une lame semi-transparente, qui transmet par exemple 50 % de la lumière incidente et en réfléchit l'autre partie. La séparation peut être également à la fois géométrique et spectrale. Le miroir sélectif est alors du type dichroïque et divise le faisceau incident en un faisceau transmis et un faisceau réfléchi de longueurs d'onde différentes. Selon une variante de l'invention, le faisceau transmis est visible et le faisceau réfléchi infrarouge. L'utilisation d'un miroir dichroïque réalisant une séparation à 700 nm est particulièrement intéressante dans le cas suivant. En effet, on connaît des documents composés de deux images distinctes, quoique superposées et calées l'une sur l'autre avec précision, l'une étant visible à l'oeil nu (et appelée fond de carte), l'autre n'étant perceptible que dans un autre spectre (tel que le proche infrarouge) et représentant une grille ou un réseau de points codés, permettant de repérer les coordonnées géographiques utiles, comme la longitude et la latitude, ce qui permet à l'opérateur qui pointe un lieu sur la carte d'en connaître la localisation précise. Or, dans l'état de l'art actuel, les dispositifs optiques de prise de vue ne font pas cette distinction. Le dispositif conforme à l'invention, muni d'un miroir dichroïque réalisant une séparation à 700 nm, permet à la caméra de détecter une image infrarouge superposée à une image visible pour l'oeil sur le document. Cette image visible présente une absorption quasi-nulle des rayonnements infrarouges qui sont donc réfléchis par le document, les encres qui la composent étant absorbantes dans les trois couleurs fondamentales du spectre visible et non au-delà. A cette image visible, est superposée une figure codée dont l'encre d'impression absorbe le rayonnement infrarouge et est non-absorbante dans le rayonnement visible, donc non perceptible par l'oeil. Le dispositif optique dont est munie la caméra forme donc l'image infrarouge sur un détecteur, par exemple du type Charge Coupled Device (CCD), sensible au-delà des longueurs d'onde visibles, et en élimine l'image visible qui perturberait la lecture des codes par le dit CCD. Pour ce faire, il est avantageux d'interposer entre le miroir de réflexion et l'objectif de prise de vue un filtre infrarouge qui élimine le rayonnement visible. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaissent à la lecture de la description d'un mode particulier de réalisation, faite ci-après en référence à la figure unique qui représente une vue en coupe d'un dispositif optique conforme à l'invention. Comme on le voit sur la figure unique, le dispositif optique conforme à l'invention est constitué par un corps tubulaire 1 prolongé par une enceinte fermée 2. L'axe longitudinal L du corps forme un angle d'environ 450 avec la face inférieure de l'enceinte, appliquée sur le document D. Ce document est composé de deux images distinctes superposées, dont l'une est visible à l'oeil nu et l'autre dans l'infrarouge. Dans cette face inférieure est enchassée une fenêtre de visée 3 qui est un disque de verre traité antireflets, dont les dimensions dépendent de la surface observée. La fenêtre repose à plat sur le document à examiner. Un miroir dichroïque 4 réalisant une séparation à 700 nm est disposé sur la face supérieure de l'enceinte audessus de la fenêtre 3, et divise le faisceau F1 incident, d'une part en un faisceau F2 traversant le miroir et donc transmis et visible, d'autre part en un faisceau F3 infrarouge réfléchi. De la sorte, l'observateur 5 placé exactement à la verticale de la fenêtre 3 pourra effectuer une visée précise du point à repérer. Le miroir 4 est en outre incliné par rapport à l'horizontale, de manière à renvoyer le faisceau réfléchi F3 en direction du corps 1. Afin de redresser le faisceau F3, un miroir de réflexion 6, par exemple aluminé, est disposé sur la paroi inférieure de l'enceinte, à côté de la fenêtre de visée 3 et dans le même plan. Les placements respectifs du miroir dichroïque 4 et du miroir de réflexion 6 doivent permettre au faisceau F3 infrarouge de cheminer en aval du miroir 6, sensiblement parallèlement à l'axe longitudinal L du corps 1. Le faisceau F3 infrarouge, après son passage au travers d'un filtre infrarouge de protection 7, est renvoyé sur l'objectif 8 de manière à former sur la caméra 9 l'image de la zone observée par l'intermédiaire de la fenêtre 3, affectée du grandissement choisi. Une lampe 10 est disposée dans la paroi supérieure de l'enceinte 2, afin d'éclairer l'intérieur de l'enceinte et l'objet à observer. Dans le cas d'un objet émettant des radiations visibles et infrarouges, la lampe doit elle-même émettre un flux visible et infrarouge. La disposition géométrique adoptée permet au miroir dichroïque 4 de travailler sous un angle d'incidence réduite, ce qui a pour effet de diminuer les phénomères de polarisation attachés à ce type de traitement multidiélectriques et d'en maintenir l'efficacité à un niveau élevé dans tout le spectre coloré. Dans le cas d'un document composé uniquement d'une image visible à l'oeil nu, on peut remplacer le miroir dichroïque 4 par une lame semi-transparente séparant géométriquement deux faisceaux sans discrimination spectrale. Il convient alors d'adapter le dispositif décrit ci-dessus en enlevant le filtre infrarouge 7. L'invention n'est pas limitée au type particulier de dispositif de tête optique décrit, destiné à un crayon de lecture, mais elle est au contraire susceptible de nombreuses variantes, notamment en ce qui concerne l'inclinaison, les champs objet ou image, les distances focales ou les grandissements, les spectres ou la distance du document. REVENDICATIONS 1. Dispositif optique de prise de vue, utilisable dans les caméras de télévision, notamment destiné à la lecture de documents, comportant un objectif de prise de vue, caractérisé en ce qu'il comprend - une fenêtre de visée (3), - un miroir sélectif (4) situé sensiblement à la verticale de la fenêtre (3), divisant le faisceau optique (F1) provenant de ladite fenêtre (3) en un faisceau transmis (F2) et un faisceau réfléchi (F3), - un miroir de réflexion (6) situé dans le prolongement du faisceau réfléchi (F3) provenant du miroir sélectif (4), dirigeant le faisceau réfléchi (F3) en direction de l'objectif de prise de vue du dispositif. 2. Dispositif optique selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est constitué d'un corps tubulaire (1) renfermant l'objectif de prise de vue (8), orienté selon un axe longitudinal (L), ledit corps tubulaire étant prolongé par une enceinte fermée (2) dont la face inférieure porte au moins la fenêtre de visée (3), et dont la face supérieure porte le miroir sélectif (4). 3. Dispositif optique selon la revendication 2, caractérisé en ce que la fenêtre de visée (3) et le miroir de réflexion (6) sont dans le même plan et forment la paroi inférieure de l'enceinte fermée (2). 4. Dispositif optique selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'axe longitudinal (L) du corps tubulaire et de la caméra à laquelle il est destiné, est incliné par rapport au plan de la fenêtre de visée (3) selon un angle de 25 à 650. 5. Dispositif optique selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le miroir sélectif (4) est une lame semi-transparente. 6. Dispositif optique selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le miroir sélectif est du type dichroïque et divise le faisceau (F1) en deux faisceaux (F2) et (F3) de longueurs d'onde différentes. 7. Dispositif optique selon la revendication 6, caractérisé en ce que le miroir dichroïque (4) divise le faisceau (F1) en un faisceau (F2) visible et un faisceau (F3) infrarouge. 8. Dispositif optique selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'un filtre infrarouge (7) est interposé entre le miroir de réflexion (6) et l'objectif de prise de vue (8). 9. Dispositif optique selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'une lampe d'éclairage (10) est disposée sur la paroi supérieure de l'enceinte (2) pour en éclairer l'intérieur.