Brevet FR2813676A1 — publié le 20020308

Dispositif de prise de vue en relief, et système optique frontal pour un tel dispositif. La présente invention est relative aux dispositifs de prise de vue en relief et aux systèmes optiques frontaux pour de tels dispositifs. Plus particulièrement, l'invention concerne un dispositif de prise de vue comprenant - un objectif central présentant un axe central, - un système optique frontal comprenant deux objectifs latéraux qui présentent des axes respectifs écartés l'un de l'autre et parallèles à l'axe central, - et un appareil d'enregistrement d'images. Le document FR-A-2 718 536 décrit un exemple d'un tel dispositif de prise de vue dans lequel l'objectif central fait partie du système optique frontal, et qui est adapté pour fusionner les images respectives provenant des deux objectifs latéraux et de l'objectif central en une image unique qui donne une impression de relief. Ce dispositif de prise de vue connu présente l'inconvénient de faire appel à des optiques spécifiques, particulièrement coûteuses à mettre en #uvre à l'échelle industrielle. La présente invention a notamment pour but de pallier cet inconvénient. A cet effet, selon l'invention, un dispositif de prise de vue du genre en question est caractérisé en ce que - l'objectif central est disposé derrière le système optique frontal, - le système optique frontal comporte des dispositifs de renvoi d'image adaptés pour raccorder des images provenant des deux objectifs latéraux en une image de synthèse unique, et pour envoyer cette image à l'objectif central. Grâce à ces dispositions, on peut générer une image donnant une impression de re-Lief en utilisant des moyens optiques simples et peu coûteux, puisqu'on peut employer des lentilles classiques pour constituer les objectifs latéraux et puisque l'objectif central peut être constitué par un objectif classique d'appareil photographique ou de caméra (vidéo ou cinématographique). Dans des modes de réalisation préférés de l'invention, on peut éventuellement avoir recours en outre à l'une et/ou à l'autre des dispositions suivantes - les axes des deux objectifs latéraux sont symétriques par rapport à l'axe central et les images provenant des objectifs latéraux se raccordent au niveau de l'axe central ; - le dispositif d'enregistrement d'images est une caméra, le système optique frontal est monté rotatif autour de l'axe central, et le dispositif de prise de vue comporte un dispositif d'entraînement motorisé pour entraîner le système optique frontal en rotation autour dudit axe central ; - les axes des deux objectifs latéraux sont séparés l'un de l'autre par un écartement variable, ces objectifs latéraux étant montés sur un dispositif de déplacement adapté pour faire varier ledit écartement tout en maintenant symétriques les deux objectifs latéraux par rapport à l'axe central, le raccordement des images provenant des objectifs latéraux se faisant en permanence au niveau de l'axe central ; - le dispositif d'enregistrement d'images est une caméra, le dispositif de déplacement étant motorisé et adapté pour faire varier alternativement ledit écartement ; - les deux objectifs latéraux sont montés coulissants perpendiculairement à l'axe central et comportent chacun un téton engagé dans une rainure en forme d'ellipse ménagée dans un disque parallèle audit axe central, lequel disque est monté rotatif autour d'un axe de rotation perpendiculaire à l'axe central, qui est sécant audit axe central et qui passe par le centre de l'ellipse, le disque étant entraîné en rotation par au moins un moteur ; - les dispositifs de renvoi d'image du système optique frontal comprennent deux premiers prismes disposés respectivement derrière les deux objectifs latéraux et comportant chacun une face réfléchissante disposée à 45 degrés par rapport à l'axe central pour renvoyer l'une vers l'autre les images générées par ces deux objectifs latéraux, et deux seconds prismes présentant des faces réfléchissantes disposées parallèlement aux faces réfléchissantes respectives des deux premiers prismes, les deux seconds prisme présentant respectivement deux arrêtes placées en contact mutuel, ces arrêtes coupant l'axe central et délimitant partiellement les faces réfléchissantes desdits seconds prismes ; - le système optique frontal comporte un organe d'occultation disposé derrière chaque objectif latéral et occultant partiellement l'image générée par cet objectif latéral ; - chaque objectif latéral présente un système optique de mise en parallèle des rayons lumineux incidents. Par ailleurs, l'invention a également pour objet un système optique frontal pour un dispositif de prise de vue tel que défini ci-dessus. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description suivante d'une de ses formes de réalisation, donnée à titre d'exemple non limitatif, en regard des dessins joints. Sur les dessins - la figure 1 est une vue schématique en coupe longitudinale d'un dispositif de prise de vue selon une forme de réalisation de l'invention, - la figure 2 est une vue de face schématique du dispositif de prise de vue de la figure 1, - et la figure 3 est un schéma montrant les champs explorés par les deux objectifs latéraux du dispositif de prise de vue des figures 1 et 2. Sur les différentes figures, les mêmes références désignent des éléments identiques ou similaires. Comme représenté sur les figures 1 et 2, le dispositif de prise de vue 1 selon l'invention comporte un système optique frontal 2 rapporté à l'avant d'un objectif central 3 constitué de préférence par un objectif classique d'appareil de photographie ou de caméra vidéo ou cinématographique. Cet objectif central 3 comporte une série de lentilles 4 qui peuvent former par exemple successivement, de l'avant vers l'arrière . un groupe de mise au point 5, un groupe variateur de focale 6, et un groupe compensateur 7. A l'arrière de l'objectif central 3 est disposé un dispositif d'enregistrement d'image 8, constitué par exemple par une pellicule photographique ou cinématographique, ou encore par un dispositif d'enregistrement vidéo analogique ou numérique, de préférence avec dispositif d'obturation pour obtenir une cadence de prise d'image de préférence de 24 à 27 images/s. Le système optique frontal 2 est contenu dans un boîtier cylindrique 9 qui est fixé sur le boîtier 10 de l'objectif central 3. Avantageusement, lorsque le dispositif de prise de vue 1 est une caméra vidéo ou cinématographique, le boîtier 9 peut être monté rotatif par rapport au boîtier 10 autour de l'axe central X de l'objectif central, ledit boîtier 9 pouvant être entraîné en rotation par un moteur électrique 11, à une vitesse qui peut être par exemple de l'ordre de 1 tour/seconde. Le moteur électrique 11 peut être fixé par exemple sur le boîtier 10, l'arbre de sortie 11a de ce moteur, parallèle à l'axe central X, étant solidaire d'un pignon 12 qui est en prise avec une couronne extérieure dentée 13 solidaire du boîtier 9. Bien entendu, le boîtier 9 pourrait également être fixe par rapport au boîtier 10, notamment lorsque le dispositif de prise de vue 1 est un dispositif de photographie, mais également, le cas échéant, lorsque le dispositif de prise de vue 1 est une caméra. A l'intérieur du boîtier 9, le système optique frontal 2 comporte deux objectifs latéraux 14 qui présentent respectivement des axes centraux X1, X2 écartés l'un de l'autre et disposés parallèlement à l'axe X, symétriquement par rapport à cet axe X. Avantageusement, chacun des objectifs latéraux 14 peut être constitué par une succession de lentilles 15 symétriques de révolution autour de l'axe respectif X1, X2 de cet objectif latéral. Les lentilles 15 peuvent former par exemple un groupe frontal fixe 16 et un groupe postérieur 17 adapté pour mettre en parallèle les rayons lumineux captés par chaque objectif 14. Avantageusement, les objectifs latéraux 14 sont portés respectivement par deux supports 19 montés coulissants perpendiculairement à l'axe X sur un guide 20 relié au boîtier 9 par un support 21. De plus, dans ce cas, le système optique frontal 2 comporte de préférence un moteur électrique 22 tel qu'un micromoteur présentant un axe de sortie 23 disposé radialement par rapport à l'axe X et entraînant un disque 24 perpendiculaire audit axe 23. Sur l'une des faces de ce disque 24 est formée une rainure 25 en forme d'ellipse, dans laquelle sont guidés des tétons 26 solidaires des supports respectifs 19 des objectifs latéraux 14. Ainsi, en faisant tourner l'axe de sortie 23 du micromoteur 22, par exemple à une vitesse de l'ordre de 0,5 à 1 tour/seconde, il est possible d'animer les deux objectifs latéraux 14 de mouvements alternatifs au cours desquels l'écartement entre les axes X1, X2 de ces objectifs latéraux varie entre un entraxe minimal el présentant par exemple une valeur comprise entre 5 et 6 cm, et un entraxe maximal e2 présentant par exemple une valeur comprise entre 6 et 12 cm. Selon une variante non représentée, l'axe 23 du moteur pourrait être pourvu d'un pignon en prise avec deux disques dentés montés pivotants chacun sur un axe parallèle à l'axe 23. Chaque disque denté pourrait alors être pourvu d'une rainure circulaire/excentrique par rapport à l'axe de ce disque, et dans cette rainure serait guidé le téton 26 de l'objectif latéral correspondant. On peut ainsi obtenir un mouvement alternatif symétrique des deux objectifs 14, comme dans le mode de réalisation représenté sur les dessins, l'axe 23 du moteur 22 tournant alors par exemple à environ 1 tour/seconde. Le mode de fonctionnement avec mouvement alternatif permanent des objectifs 14 est utile principalement lorsque le dispositif de prise de vue 1 est une caméra vidéo ou cinématographique, comme il sera expliqué ci-après. Toutefois, ce dispositif peut également être utilisé le cas échéant lorsque le dispositif de prise de vue 1 est un appareil photographique, non plus pour effectuer un mouvement alternatif permanent, mais pour régler l'entraxe entre les objectifs latéraux 14, notamment en fonction de la distance du sujet à photographier (l'entraxe serait alors augmenté lorsque le sujet est plus éloigné du dispositif de prise de vue). Bien entendu, dans tous les cas, les deux objectifs latéraux 14 pourraient être fixes à l'intérieur du boîtier 9. Par ailleurs, comme représenté sur la figure 1, un organe d'occultation 27, par exemple une lame métallique montée fixe par rapport au boîtier 9, est disposée à l'arrière de chaque objectif latéral 14, de façon à occulter une partie des rayons lumineux captés par ces objectifs latéraux 14, pour supprimer tout chevauchement entre les images respectives captées par les objectifs 14, ce qui détermine la ligne de raccordement entre les images captées respectivement par les objectifs 14. Les organes d'occultation 27 sont de préférence réglables dans la direction 27a lors du réglage initial du dispositif, par exemple en usine, de façon à garantir un parfait raccordement entre les images prises respectivement par les deux objectifs 14. Ce réglage initial est réalisé de préférence avec les objectifs 14 rapprochés au maximum l'un de l'autre. Enfin, le système optique frontal 2 comporte en outre deux dispositifs de renvoi d'image comprenant chacun deux prismes 28, 29 solidaires du boîtier 9. Le premier prisme 28 de chaque dispositif de renvoi d'image présente une face réfléchissante 28a disposée classiquement à 45 par rapport à l'axe correspondant X1, X2, tandis que le deuxième prisme 29 de chaque dispositif de renvoi d'image comporte une face réfléchissante 29a disposée parallèlement à la face réfléchissante 28a du premier prisme 28 correspondant. Les seconds prismes 29 correspondant respectivement aux deux objectifs latéraux 14, sont en contacts mutuels par l'une de leurs arêtes 29b au niveau de l'axe central X, à la jonction entre les faces réfléchissantes 29a de ces deux prismes 29. Les prismes 29 sont de préférence réglables en profondeur dans la direction 29c, lors du réglage initial du dispositif, pour garantir un raccordement parfait entre les images prises par les objectifs 14. Grâce aux dispositions qui viennent d'être décrites, comme représenté sur la figure 3, dans le plan P contenant le sujet 0 à photographier ou à filmer et perpendiculaire à l'axe X, l'image finale enregistrée par le dispositif d'enregistrement d'images 8 résulte du raccordement des images captées respectivement par les objectifs latéraux 14 et comprend principalement quatre parties, savoir - deux parties latérales A, B disposées à l'extérieur des axes respectifs X1, X2 des objectifs latéraux 14 et correspondant à des rayons lumineux orientés en divergeant par rapport à l'axe X depuis les objectifs 14, - et deux parties centrales C, D disposées de part et d'autre de l'axe X entre les axes X1, X2, correspondant à des rayons lumineux orientés en convergeant par rapport à l'axe X depuis les objectifs 14, ce qui donne ensuite une impression de relief lors de la visualisation des images réalisées au moyen du dispositif de prise de vue. Lorsque le dispositif de prise de vue 1 est une caméra vidéo ou cinématographique, cette impression de relief est accrue lorsque le système optique frontal 2 tourne autour de l'axe X et/ou lorsque l'écartement entre les deux objectifs latéraux 14 varie selon un mouvement alternatif, comme expliqué ci-dessus. En effet, compte tenu de la persistance des images sur la rétine, l'utilisateur qui visionne le film réalisé à partir de la caméra perçoit le sujet central de l'image sous une multitude d'angles de vue qui s'additionnent en une image de synthèse donnant une impression de relief. REVENDICATIONS 1. Dispositif de prise de vue en relief comprenant . - un objectif central (3) présentant un axe central (X), - un système optique frontal (2) comprenant deux objectifs latéraux (14) qui présentent des axes respectifs (X1, X2) écartés l'un de l'autre et parallèles à l'axe central, - et un appareil d'enregistrement d'images (8), caractérisé en ce que l'objectif central (3) est disposé derrière le système optique frontal (2), et en ce que le système optique frontal comporte des dispositifs de renvoi d'image (28, 29) adaptés pour raccorder des images provenant des deux objectifs latéraux en une image de synthèse unique et pour envoyer cette image à l'objectif central. 2. Dispositif de prise de vue selon la revendication 1, dans lequel les axes (X1, X2) des deux objectifs latéraux sont symétriques par rapport à l'axe central (X) et les images provenant des objectifs latéraux (14) se raccordent au niveau de l'axe central (X). 3. Dispositif de prise de vue selon la revendication 1 ou la revendication 2, dans lequel le dispositif d'enregistrement d'images (8) est une caméra, le système optique frontal (2) est monté rotatif autour de l'axe central (X), et le dispositif de prise de vue comporte un dispositif d'entraînement motorisé (11) pour entraîner le système optique frontal (2) en rotation autour dudit axe central. 4. Dispositif de prise de vue selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les axes (X1, X2) des deux objectifs latéraux (14) sont séparés l'un de l'autre par un écartement variable (e1, e2), ces objectifs latéraux étant montés sur un dispositif de déplacement (19-26) adapté pour faire varier ledit écartement tout en maintenant symétriques les deux objectifs latéraux (14) par rapport à l'axe central (X), le raccordement des images provenant des objectifs latéraux (14) se faisant en permanence au niveau de l'axe central M. 5. Dispositif de prise de vue selon la revendication 4, dans lequel le dispositif d'enregistrement d'images (8) est une caméra, le dispositif de déplacement (19-26) étant motorisé et adapté pour faire varier alternativement ledit écartement (el, e2). 6. Dispositif de prise de vue selon la revendication 4 ou la revendication 5, dans lequel les deux objectifs latéraux (14) sont montés coulissants perpendiculairement à l'axe central (X) et comportent chacun un téton (26) engagé dans une rainure (25) en forme d'ellipse ménagée dans un disque (24) parallèle audit axe central, lequel disque (24) est monté rotatif autour d'un axe de rotation (23) perpendiculaire à l'axe central (X), qui est sécant audit axe central et qui passe par le centre de l'ellipse (25), le disque étant entraîné en rotation par au moins un moteur (22). 7. Dispositif de prise de vue selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les dispositifs de renvoi d'image (28, 29) du système optique frontal comprennent - deux premiers prismes (28) disposés respectivement derrière les deux objectifs latéraux (14) et comportant chacun une face réfléchissante (28a) disposée à 45 degrés par rapport à l'axe central (X) pour renvoyer l'une vers l'autre les images générées par ces deux objectifs latéraux (14), - et deux seconds prismes (29) présentant des faces réfléchissantes (29a) disposées parallèlement aux faces réfléchissantes respectives (28a) des deux premiers prismes, les deux seconds prisme présentant respectivement deux arrêtes (29b) placées en contact mutuel, ces arrêtes coupant l'axe central (X) et délimitant partiellement les faces réfléchissantes desdits seconds prismes. 8. Dispositif de prise de vue selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le système optique frontal (2) comporte un organe d'occultation (27) disposé derrière chaque objectif latéral (14) et occultant partiellement l'image générée par cet objectif latéral (14). 9. Dispositif de prise de vue selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel chaque objectif latéral (14) présente un système optique (17) de mise en parallèle des rayons lumineux incidents. 10. Système optique frontal (2) pour un dispositif de prise de vue (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes.