Brevet FR2749117A1 — publié le 19971128

L'invention a trait à une caméra vidéo notamment destinée à de la télésurveillance en milieu éclairé tout comme dans l'obscurité partielle ou totale, comprenant un capteur CCD ainsi que des moyens d'éclairage infrarouges sous forme d'une ou plusieurs cellules photoémettrices à infrarouges disposées sur un panneau d'éclairage éventuellement dissimulé à l'arrière d'une plaque translucide aux rayonnements infrarouges et comportant, en son centre, une ouverture pour le passage de l'objectif de la caméra. La présente invention concerne le domaine des caméras vidéo en général et, plus particulièrement, les caméras de télésurveillance permettant de filmer à la lumière du jour tout corne dans ltobscurité. En fin de compte on connaît déjà une caméra répondant à la description ci-dessus, tout particulièrement au travers du document FR-A-2.697.961. Ainsi, cette caméra qui se destine à la surveillance de nuit dans des lieux faiblement ou pas du tout éclairés, tels que parkings publics, souterrains, locaux industriels, etc... comporte un capteur du type CCD ainsi qu'un objectif dont les caractéristiques sont choisies en fonction de l'angle d'ouverture et de la profondeur de champ souhaitée. Cette caméra est équipée, en outre, de moyens d'éclairage infrarouges sous forme de cellules photo émettrices agissant dans le spectre des infrarouges invisibles à l'oeil, mais détectés par le capteur CCD. Concrètement, il s'agit de photos diode infrarouges dont le nombre est choisi en fonction de l'objectif retenu, donc, de son angle d'ouverture et de la profondeur de champ. Ces photos diodes sont réparties sur un panneau d'éclairage comportant, sensiblement en son centre, une ouverture pour le passage de l'objectif. A noter, en outre, que ce panneau d'éclairage est dissimulé à l'arrière d'un panneau avant de couleur noire, constituant un filtre de lumière ne laissant passer que les infrarouges vers l'extérieur. Là encore, ce panneau avant de la caméra comporte un dégagement central pour le passage de l'objectif. Le problème rencontré au travers de ce type de caméra consiste en ce que les différents éléments constitutifs n'ont su être optimisés pour l'obtention d'un résultat sans reproche. Tout particulièrement le capteur CCD des caméras employées fonctionnait, souvent, dans le spectre de 300 nanomètres à 800, 850 nanomètres, soit essentiellement dans le spectre du visible, ce qui ne permettait pas un rendu parfait en fonctionnement de nuit sous éclairage infrarouge. A noter, à ce propos que pour une caméra infrarouge classique, la prise de vue s'effectue à une vitesse réduite de l'ordre de cinq à dix demi-images par secondes. Aussi, il est assez facile d'éblouir ce type de caméra dont la vitesse de réaction par rapport à un changement d'intensité lumineuse est très longue. Plus particulièrement, de tels changements brusques d'intensité lumineuse se traduisent par des traînées dans le signal vidéo ou des flous sans compter qu' il faut sans cesse adapter l'ouverture de l'obturateur. Se pose, en outre, l'optimisation d'une telle caméra du point de vue de ces moyens d'éclairages. Ainsi, pour adapter l'éclairage à l'angle d'ouverture et la profondeur de champ de l'objectif, l'on intervenait, jusqu'alors, essentiellement, sur le nombre des photos diodes, de sorte que, très souvent, l'on n'obtenait pas un éclairage de portée suffisante pour couvrir la profondeur de champ de la prise de vue. I1 était encore fréquent qu' en cherchant à améliorer la portée de l'éclairage, l'on augmentait, simultanément, la largeur de la zone éclairée ce qui se traduisait par une consommation énergétique de la caméra non optimisée, car supérieure à ce qui était réellement nécessaire. En fin de compte, la présente invention a pour but de remédier aux inconvénients précités pour, finalement, aboutir à une camera ayant un rendu sans pareil avec une vitesse de réponse en obscurité totale ou partielle exceptionnelle, ceci pour une consommation en énergie électrique optimisée. A cet effet, l'invention concerne une caméra vidéo notamment destinée à de la télésurveillance dans l'obscurité, comprenant un capteur CCD ainsi que des moyens d'éclairage infrarouges constitués d'une ou plusieurs cellules photo-émettrices infrarouges disposées sur un panneau d'éclairage dissimulé à l'arrière d'une plaque translucide aux rayonnements infrarouges et comportant en son centre, une ouverture pour le passage de l'objectif de la caméra, caractérisé par le fait que - le capteur CCD de la caméra vidéo fonctionne au moins dans le spectre de 300 à 1000 nanomètres de préférence jusqu'à 1200 nanomètres - les cellules photo-émettrices sont dotées de moyens optiques, tels que d'une lentille ou analogue, pour produire un champ d'éclairage dont l'angle d'ouverture est sensiblement égal à l'ouverture de l'objectif de la caméra. Selon une autre caractéristique de l'invention, les cellules photo-émettrices sont constituées par des photos diodes dopées à l'aluminium. Selon l'invention, la caméra comporte des moyens de la gestion de l'alimentation des cellules photo-émettrices subdivisées en N groupes pour alimenter ces derniers, successivement avec une puissance N x supérieur à leur mode de fonctionnement habituel, correspondant au nombre de groupes. D'autres buts et avantages de la présente invention apparaîtront au cours de la description qui va suivre se rapportant à un mode de réalisation qui n'est donné qu'à titre d'exemple indicatif et non limitatif. La compréhension de cette description sera facilitée en se référant au dessin joint en annexe et dans lequel - la figure 1 est une vue schématisée en perspective d'une caméra conforme à l'invention - la figure 2 est une vue schématisée d' un panneau d'éclairage pourvu de cellules photo-émettrices du type diode. Tel que représenté dans les figures 1 et 2 la présente invention concerne une caméra vidéo destinée, plus particulièrement, à de la télésurveillance, notamment dans l'obscurité tout en étant capable de filmer, également, en milieu éclairé. Cette caméra vidéo 1 comporte un capteur CCD 2 intégré lequel a l'avantage de fonctionner dans un spectre compris, au moins, entre 300 nanomètres et 1000 nanomètres, de préférence jusqu'à 1200 nanomètres. Ceci autorise une prise de vue, tant dans le visible, que sous rayonnement infrarouge. Cette caméra 1 est munie, en outre, de moyens d'éclairage infrarouges 3 sous forme d'une ou plusieurs cellules photoémettrices 4, en particulier des photos diodes, lesquelles sont réparties sur un panneau d'éclairage 5. Celui-ci comporte, en son centre, une ouverture 6 pour le passage de l'objectif 7 de la caméra 1. En fait, ce panneau d'éclairage 5 est dissimulé à l'arrière d'une plaque 8 translucide aux rayonnements infrarouges plus particulièrement visible en figure 1. Là encore, cette plaque 8 comporte, en son centre, une ouverture pour le passage de l'objectif 7. Selon l'invention, les cellules photo-émettrices 4, en particulier des photos diodes, sont munies de moyens optiques 10, tels que d'une lentille ou analogue pour produire un champ d'éclairage dont l'angle d'ouverture de ce dernier est sensiblement égal à l'ouverture de l'objectif 7 de la caméra 1. En optimisant, ainsi, l'angle du champ d'éclairage par rapport à l'angle d'ouverture de l'objectif de la caméra, on obtient, en définitive, une profondeur du champ d'éclairage supérieure par rapport à une même consommation d'énergie électrique. Ainsi, pour une même consommation d'énergie électrique, voire un nombre de cellules photo émettrices inférieur, il est possible à une caméra, couvrant un spectre plus large dans la zone des infrarouges, de filmer à une vitesse largement supérieure, l'ordre de 50 à 60 demiimages par secondes, ceci en comparaison à une caméra infrarouge classique dont la vitesse de prise de vue est de l'ordre de 5 à 10 demi-images par secondes. De plus grâce à des rayonnements infrarouges plus concentrés dans le champ couvert par la caméra, il est possible à cette dernière de rendre une image d'un meilleur contraste. En fait, cette qualité d'image peut encore être améliorée par l'emploi de photos diodes dopées à l'aluminium conduisant à une portée d'éclairage plus importante. Il a encore été envisagé selon l'invention, d'augmenter cette portée d'éclairage en subdivisant les cellules photos émettrices, plus particulièrement les photos diodes en N groupes et en alimentant successivement chacun de ces N groupes avec une puissance N fois supérieure, soit autant de fois que de groupes. A ce propos, la caméra comporte des moyens de gestion de cette alimentation successive des différents groupes de photos diodes. De tels moyens de gestion d'alimentation constituent, en outre, des moyens de synchronisation de la commutation des groupes de photos diodes avec le signal vidéo pour éviter tout phénomène de papillotement et scintillement. Il est encore possible d'utiliser, en tant que cellule émettrice, une ou plusieurs diodes au laser fonctionnant dans l'infrarouge et dont le champ d'éclairage couvre la zone de prise de vue, là encore grâce à des moyens optiques 9 appropriés. A ce propos, ces moyens optiques 9 peuvent être spécifiques à ladite diode au laser ou constitués, substantiellement, par l'objectif 7 de la caméra, celle-ci étant équipée, dans ce cas, de moyens de réflexion dudit rayon laser au travers de cet objectif 7. D'une manière générale, les cellules photo émettrices telles que les photos diodes, peuvent être choisies toutes identiques de telle manière qu'elles émettent, toutes, à une même longueur d'onde dans le spectre des infrarouges. Par ailleurs, l'on peut choisir ces cellules photos émettrices en vue de couvrir deux, trois ou davantage de longueurs d'ondes différentes dans le spectre des infrarouges afin d'obtenir une meilleure linéarité dans l'échelle des gris. Quoi qu'il en soit, que l'on retienne la solution de cellules photo émettrices émettant dans une même longueur d'ondes dans le spectre des infrarouges ou dans des longueurs d'ondes différentes à l'intérieur de ce spectre, l'on cherchera, à tout moment, à favoriser l'exploitation des harmoniques des différentes longueurs d'ondes utilisées. Cette caméra 1, conforme à l'invention, peut, en outre, recevoir des moyens complémentaires facilitant son exploitation. Ainsi, elle peut être dotée d'un système permettant de régler la sensibilité du capteur CCD afin d'optimiser la prise de vue. De plus, elle peut être pourvue d'une cellule 10 permettant de réduire sa consommation de jour ou en cas de lumière artificielle suffisante. De même, son alimentation en énergie électrique peut se faire en basse tension tout comme sous tension usuelle de 210 à 240 volts en 50 ou en 60 hertz. L'on peut encore prévoir des moyens d'alimentation en énergie électrique autonomes permettant le fonctionnement en cas de coupure de l'alimentation principale. Finalement, le domaine d'utilisation d'une telle caméra est sans limite. Les avantages découlant d'une caméra conforme à l'invention consistent en ce qu'il est possible d'assurer des prises de vue dans l'obscurité totale avec un rendu d'images on ne peut plus parfait, sans compter que l'on résout, du même coup, le problème rencontré avec les caméras infrarouges commun et lié à la vitesse de la réaction de la caméra lors d'un changement brutal de la luminosité. Bien que l'invention ait été décrite à propos d'une forme de réalisation particulière, il est bien entendu qu'elle n'y est nullement limitée et qu'on peut y apporter diverses modifications de formes, de matériaux et de combinaisons de ces divers éléments, sans pour cela s'éloigner du cadre et de l'esprit de l'invention. Revendications 1. Caméra vidéo, notamment destinée à de la télésurveillance dans l'obscurité, comprenant un capteur CCD (2), ainsi que des moyens d'éclairage infrarouges (3) constitués d'une ou plusieurs cellules photoémettrices infrarouges (4) disposées sur un panneau d'éclairage (5) dissimulé à l'arrière d'une plaque translucide aux rayonnements infrarouges et comportant, en son centre, une ouverture pour le passage de l'objectif (7) de la caméra, caractérisée par le fait que - le capteur CCD (2) de la caméra vidéo fonctionne au moins dans le spectre de 300 à 1000 nanomètres de préférence jusqu'à 1200 nanomètres - les cellules photo-émettrices (4) sont dotées de moyens optiques (9), tels que d'une lentille ou analogue, pour produire un champ d'éclairage dont l'angle d'ouverture est sensiblement égal à l'ouverture de l'objectif (7) de la caméra (1). 2. Caméra selon la revendication 1, caractérisée par le fait que les cellules photo-émettrices (4) sont constituées par des photos diodes dopées à l'aluminium. 3. Caméra selon 1' une quelconque des revendications 1 et 2 caractérisée par le fait qu'elle comporte des moyens de gestion de l'alimentation des cellules photo-émettrices (4) subdivisées en N groupes pour alimenter, successivement, chacun de ces N groupes avec une puissance N fois supérieure. 4. Caméra selon la revendication 3, caractérisée par le fait que les moyens de gestion de l'alimentation successive des N groupes de cellules photo-émettrices (4) constituent, en outre, des moyens de synchronisation de la commutation des N groupes de cellules photo-émettrices avec le signal vidéo. 5. Caméra selon la revendication 1, caractérisée par le fait qu'elle comporte une ou plusieurs diodes au laser fonctionnant dans l'infrarouge en tant que cellule photo-émettrice (4). 6. Caméra selon la revendication 5, caractérisée par le fait que les moyens optiques (9) pour conduire à un champ d'éclairage de la ou des diodes au laser dont l'angle d'ouverture est sensiblement égal à l'ouverture de l'objectif (7) de la caméra sont constitués par cet objectif (7), tandis que la caméra est équipée de moyens de réflexion du ou des rayons laser au travers dudit objectif (7). 7. Caméra selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée par le fait que les cellules photoémettrices sont choisies toutes identiques de manière à émettre toutes à une même longueur d'ondes dans le spectre des infrarouges. 8. Caméra selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée par le fait que les cellules photo-émettrices (4) sont choisies en vue de couvrir, deux, trois ou davantage de longueurs d'ondes différentes dans le spectre des infrarouges de manière à obtenir une meilleure linéarité dans l'échelle des gris. 9. Caméra selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée par le fait que les cellules photoémettrices sont déterminées de manière à favoriser l'exploitation des harmoniques des différentes longueurs d'ondes utilisées.