Brevet FR2740930A1 — publié le 19970509

PROCEDE D'ACQUISITION DES IMAGES ELECTRONIQUES D'AU MOINS DEUX SCENES FOURNIES PAR UNE PLURALITE D'ELEMENTS PHOTOSENSIBLES La présente invention concerne un procédé d'acquisition des images électroniques fournies par une pluralité d'éléments photosensibles destinés à recevoir des suites d'images optiques de scènes fournies par des moyens optiques de focalisation ayant au moins deux directions d'observation, dans lequel on commande un déflecteur optique pour projeter alternativement les suites d'images optiques provenant des deux directions sur les éléments photosensibles. Le multiplexage de direction d'observation effectué par le déflecteur permet d'utiliser un seul dispositif photosensible, travaillant en partage de temps1 pour acquérir deux images. Cependant, les éléments photosensibles, en général disposés en une matrice régulière, ne couvrent pas la totalité de la surface de celleci du fait qu'ils doivent être isolés électriquement les uns des autres. Il en résulte une perte de sensibilité globale et surtout une perte de résolution pour les images comportant des détails de dimensions comparables ou inférieures à celles d'un élément photosensible et dont l'image risque de se former sur une zone inactive de la matrice. Pour résoudre ce problème, et comme il est économiquement exclu d'accroître le nombre d'éiéments photosensibles, on effectue un suréchantillonnage de l'image projetée sur la matrice. En d'autres termes, la matrice étant organisée en lignes et colonnes d'éléments photosensibles, L'image est prise plusieurs fois en compte par la matrice, avec, à chaque fois, un léger décalage selon la direction des lignes eVou des colonnes. Ce décalage représente une fraction du pas, par exemple la moitié, séparant, dans la direction considérée, deux éléments photosensibles voisins, si bien que l'on capte, au moyen de quatre images dans cet exemple, la totalité de l'image reçue, qui peut être restituée électroniquement, avec une résolution meilleure, à l'aide d'une grille d'analyse électronique plus fine que la matrice. La présente invention vise à simplifier les moyens nécessaires à l'obtention d'une résolution améliorée. A cet effet, I'invention concerne un procédé tel qu'indiqué ci-dessus, caractérisé par le fait qu'on commande une modulation de la déflexion du déflecteur pour une au moins des directions d'observation afin d'effectuer un balayage de la pluralité d'éléments photosensibles par l'une des suites des images de la scène concernée. Ainsi, c'est le déflecteur qui assure à la fois la déflexion, ou commutation, principale, de choix des scènes observées, et la déflexion complémentaire, modulante, de balayage ou micro-balayage. Avantageusement, on module la déflexion par rotation d'un disque comportant divers secteurs à propriétés déflectrices différentes. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description suivante du mode de mise en oeuvre préféré du procédé de l'invention, en référence à la figure unique annexée, qui représente en perspective un dispositif de prise de vue mettant en oeuvre le procédé de l'invention. Le dispositif représenté comporte, dans le sens de propagation d'un faisceau lumineux incident 1 provenant d'une scène observée, une optique collimatrice 2, traversée ici sans déflexion par le faisceau 1, un disque transparent 3 rotatif autour d'un axe 4, une lentille collimatrice 5, un capteur 6 comportant une pluralité d'éléments photosensibles 6j disposés en matrice selon un pas régulier P et espacés les uns des autres, et un circuit électronique 8 de traitement d'image qui reçoit les signaux électriques d'image provenant du capteur 6. Le faisceau 1 est excentré par rapport au disque 3 afin de décrire une courbe fermée, ici circulaire ou du genre elliptique, lorsque le disque 3 tourne sous l'action d'un moteur électrique non représenté. Le disque 3 comporte une pluralité de secteurs 3i (ici i = 1 à 6) ayant chacun des propriétés déflectrices particulières. Les secteurs, constitués dans cet exemple d'un même matériau, sont ici chacun constitués d'une lame à faces non parallèles, formant prisme, dont l'angle au sommet, I'épaisseur, I'orientation de l'arête et celle des faces déterminent un angle de déviation particulier à chaque secteur. L'orientation de l'arête de chaque prisme, dans ou au voisinage du plan du disque 3, détermine la direction de déflexion du faisceau 1. Les quatre points 7k (k = 1,2, 3, 4), disposés selon un carré de côté P/2, illustrent les divers déplacements d'un point de l'image optique sur la matrice 5 dus à la déflexion des quatre secteurs 31-34. Afin de limiter la taille du disque 3, L'image de la scène est focalisée dans un plan proche du disque 3; L'image 6' représentée est celle de la matrice 6 à travers la lentille 5. On peut ainsi, par la simple rotation du disque 3, insérer sur le trajet optique 1 une succession d'éléments déflecteurs afin de commuter l'image projetée sur la matrice 6 d'une position à une autre, selon les décalages des points 7k représentés. L'obtention de la succession de déflexions pourrait être obtenue par divers moyens de commutation ou adressage autres que des prismes, et par exemple des lames parallèles traversées obliquement et ayant des épaisseurs ou des inclinaisons différentes ou encore des déflecteurs statiques, par exemple acousto-optiques Des déflexions par éléments réfléchissants sont de même envisageables. L'élément déflecteur (3) constitue ainsi une bibliothèque de déflexions qui sont choisies par l'utilisateur et programmées de façon rigide ou de façon variable s'il s'agit d'un élément à déflexion commandée. Dans cet exemple, le secteur 35 sert, inversement, à commuter la direction observée 1, et non la direction du faisceau émergent, pour projeter, sur une position déterminée de la matrice 6, L'image d'une source optique locale, non représentée, de calibration de sensibilité des éléments 6j. D'une façon plus générale, comme l'amplitude du saut de déflexion est indépendante de la commande, ici de rotation, on peut effectuer des déflexions bien supérieures au pas P entre éléments 6j. En d'autres termes, la commutation entre positions décalées de l'image ou entre directions d'observation s'effectue à une vitesse de phase pouvant être très élevée, contrairement au cas d'un balayage continu, dont la vitesse d'un faisceau reste limitée. En particulier, on programme aussi, avec le secteur 36, des observations selon une direction 11 de faisceau incident pouvant être différente de celle du faisceau 1 et correspondant à l'image d'une autre scène observée par une autre optique collimatrice 12. Le faisceau émergent 21 forme ici un angle avec le faisceau 11. II aurait par exemple pu être prévu que les secteurs 31-34, ici transparents, reçoivent le faisceau 1 sous une incidence de 45 degrés et que le secteur 36 soit réfléchissant et reçoive aussi le faisceau 21 à 45 degrés, mais sur la face opposée du disque 3, c'est-à-dire que les faisceaux incidents 1, 11 soient perpendiculaires et émergent alternativement du déflecteur 3 selon une direction de faisceau unique. On comprendra que l'invention pourrait aussi être mise en oeuvre avec un dispositif à balayage continu, avec alors un temps mort pour passer d'une déflexion à une autre, en particulier pour passer d'une direction d'observation à l'autre (1,11). Ainsi, le procédé de l'invention consiste à projeter alternativement (31, 32, 33, 34; 35; 36) des suites d'images optiques, provenant d'au moins deux directions (1, 11 et ici une source étalon), sur les éléments photosensibles 6j et à commander une modulation (31,32, 33, 34) de la déflexion du déflecteur 3 pour au moins une des directions d'observation 1, 11 afin d'effectuer un balayage de la pluralité d'éléments photosensibles 6j par l'une des suites des images de la scène concernée. La balayage peut, bien entendu, intervenir pour plusieurs directions d'observation. II peut être particulièrement intéressant d'acquérir, dans une des directions d'observation (11), une image partielle agrandie de la scène de l'autre direction (1) en disposant, pour l'observation dans ladite une direction 11, une optique 12 de champ plus étroit que celui de l'optique 2 disposée pour l'observation selon l'autre direction 1 et en harmonisant sensiblement les deux directions 1, 11 par des moyens déflecteurs. On comprendra bien que les optiques 2, 12, ayant ici chacune une direction unique d'observation, éventuellement réglable, sont toujours disposées, vues depuis le disque 3, selon deux directions de faisceaux émergents 1, 21 différentes, pour effectuer la sélection spatiale de ceux-ci, et que ce sont les directions d'observation définies par les faisceaux incidents 1, 11, provenant des scènes, qui sont orientées à volonté, ici uniquement le faisceau 11. Dans le cas particulier ci-dessus d'harmonisation des directions 1,11, on peut ainsi acquérir par une des optiques 2, 1 tu à plein champ, une partie de scène observée en entier par l'autre optique 12, 2 et ainsi disposer, sur un écran de restitution de la scène entière, d'une fonction loupe pour une partie de celle-ci. La position relative de l'image partielle ci-dessus peut être déplacée, par rapport à l'image la contenant, par commande d'un élément à déflexion commandée, comme évoqué précédemment, interposé devant l'une des optiques 2,12. Il peut par exemple s'agir d'un miroir monté à la cardan et défléchi par commande électromagnétique. Un tel déflecteur, et d'autres, sont décrits dans le brevet EP-A 133890. Le recadrage entre les images fragmentaires successivement obtenues de la scène observée va maintenant être expliqué. Le circuit de traitement d'image 8 mémorise chaque image fragmentaire en association avec une information de décalage de position, correspondant à la déflexion de chaque secteur 3i. Une base de temps synchronise le circuit 8 par rapport à la rotation commandée du disque 3. Un capteur de position angulaire pourrait cependant remplacer la base de temps et permettrait un fonctionnement asynchrone. Le circuit 8 superpose ensuite, à chaque cycle du disque 3, les images fragmentaires pour former une image complète. Le sur-échantillonnage réalisé (P/2) permet aussi d'accroître la résolution par rapport au pas P des éléments 6j. Une interpolation entre niveaux d'intensité des pixels de l'image permet d'obtenir une résolution meilleure que P/2. En outre, I'ordre d'adressage des diverses positions 7k peut être choisi pour s'adapter à celui d'un moniteur vidéo restituant l'image, afin d'avoir un temps de retard sensiblement constant entre le rafraîchissement de chaque image fragmentaire et sa lecture par le moniteur, après traitement complémentaire éventuel de l'image. Ainsi, dans le cas d'une lecture en mode balayage télévision, par lignes successives et dans un sens constant, les secteurs 31, 32, 33, 34 rafraîchissent successivement les images des positions 71, 72, 73, 74, qui se suivent selon deux lignes rafraîchies selon un même sens. REVENDICATIONS 1 - Procédé d'acquisition des images électroniques fournies par une pluralité d'éléments photosensibles destinés à recevoir des suites d'images optiques de scènes fournies par des moyens optiques de focalisation ayant au moins deux directions d'observation (1, 11), dans lequel on commande un déflecteur optique (3) pour projeter alternativement les suites d'images optiques provenant des deux directions (1, 11) sur les éléments photosensibles (6), procédé caractérisé par le fait qu'on commande une modulation de la déflexion du déflecteur (3) pour une au moins des directions d'observation (1, 11) afin d'effectuer un balayage de la pluralité d'éléments photosensibles (6) par l'une des suites des images de la scène concernée. 2 - Procédé selon la revendication 1, dans lequel on module la déflexion par rotation d'un disque (3) comportant divers secteurs à propriétés déflectrices différentes. 3 - Procédé selon la revendication 2, dans lequel on focalise l'image optique dans un plan proche du disque (3). 4 - Procédé selon la revendication 1 à 3, dans lequel on acquiert, dans une des directions d'observation (11), une image partielle agrandie de la scène de l'autre direction (1) en disposant, pour l'observation dans ladite une direction (11), une optique (12) de champ plus étroit que celui d'une optique (2) disposée pour l'observation selon l'autre direction (1) et en harmonisant sensiblement les deux directions (1, 11) par des moyens déflecteurs. 5 - Procédé selon la revendication 4, dans lequel on déplace la position relative de l'image partielle, par rapport à l'image la contenant, par commande des moyens déflecteurs.