Brevet FR2833087A1 — publié le 20030606

La présente invention concerne un dispositif portatif permettant de photographier une page quelconque d'un livre en l'entrouvrant d'un angle inférieur à 60 degrés et par conséquent sans l'endommager. Il est conçu de façon à pouvoir être utilisé sans aide extérieure par des aveugles et à constituer, muni d'une caméra digitale, le premier maillon d'une machine à lire portative. Le principe de fonctionnement d'un dispositif conforme à la présente invention est représenté sur la figure (1). Deux miroirs plans, l'un vertical (mV) et l'autre horizontal (mH), perpendiculaires au plan de la figure, sont maintenus perpendiculaires l'un à l'autre le long de leur bord commun (S). Une plaque transparente (PT), également perpendiculaire au plan de la figure, comporte un bord commun (0) avec le miroir vertical (mV). Ce bord commun constitue une axe autour duquel elle peut pivoter. Dans sa positions de référence, la plaque (PT) fait un angle de 45 degrés avec le miroir (mV). Le livre à photographier est placé à cheval sur l'arête du dièdre formé par le miroir (mV) et la plaque (PT) de façon à ce que la page à lire se trouve contre la plaque (PT). Une caméra digitale est fixée à la plaque (PT) de façon à ce que l'axe optique de son objectif soit perpendiculaire à cette plaque et la traverse en un point (PO). Si le point (HO) i est la projection orthogonale du point (S) sur la plaque (PT), un rayon lumineux suivant l'axe optique de la caméra proviendra du point (10) de la plaque (PT) symétrique du point (PO) par rapport au point (HO) après reflexion en (AO) sur le miroir (mV) et en (BO) sur le miroir (mH). Le segment (IO)- (AO) de ce rayon lumineux sera perpendiculaire à la plaque (PT). Si l'on fait pivoter la plaque (PT) autour de l'axe (0) dans le sens trigonométrique, la projection orthogonale du point (S) sur la plaque (PT) se rapprochera du point (0) pour atteindre le point (Hl) de la plaque (PT) lorque l'angle de rotation atteindra 10 degrés. Un rayon lumineux suivant l'axe optique de la caméra proviendra du point (II) de la plaque (PT) symétrique du point (PI) par rapport au point (Hl) après reflexion en (Al) sur le miroir (mV) et en (bol) sur le miroir (mH). Le segment (Il)- (AI) de ce rayon lumineux restera perpendiculaire à la plaque (PT). De même, si l'on fait pivoter la plaque (PT) autour de l'axe (0) dans le sens opposé, la projection orthogonale du point (S) sur la plaque (PT) s'éloignera du point (0) pour atteindre le point (H2) de de la plaque (PT) lorque l'angle de rotation atteindra-10 degrés. Un rayon lumineux suivant l'axe optique de la caméra proviendra du point (12) de la plaque (PT) symétrique du point (P2) par rapport au point (H2) après reflexion en (A2) sur le miroir (mV) et en (B2) sur le miroir (mH). Le segment (I2)- (A2) de ce rayon lumineux restera perpendiculaire à la plaque (PT). On peut ainsi faire balayer au point visé par la caméra un segment allant du point (II) au point (12). Si le point (10) se trouve au centre d'une page d'un livre (BG) placée contre la plaque (PT), le point (12) se trouvera, comme indiqué sur la figure (1), au centre d'une page d'un livre beaucoup plus petit tel que (BP), et le point (Il) se trouvera près du bord extérieur d'une page du livre (BG). Lors de la rotation de la plaque (PT) autour de l'axe (0), les points (Hl), (HO), (H2) restent sur un cercle (C) de diamètre (S)- (O). Il est ainsi possible, avec le dispositif de la figure (1), de maintenir le point visé par la caméra au centre d'une page d'un livre d'une taille quelconque inférieure ou égale à la taille maximum compatible avec la taille des miroirs, simplement en faisant pivoter la plaque transparent (PT) sur laquelle est fixée la caméra. Si l'on veut déplacer le point visé par l'axe optique de la caméra dans le sens de la hauteur de la page du livre, il faudra soit faire coulisser la caméra parallèlement au bord libre de la plaque (PT), soit faire coulisser le livre le long de l'arête (0) du dièdre formé par le miroir (mV) et la plaque (PT) dans la mesure ou leur longueur le permet. Un exemple de réalisation d'un dispositif conforme à la présente invention et donc au principe de fonctionnement décrit ci-dessus, est représenté sur les Figures (2) à (4). Afin de rendre le dispositif portatif, la largeur de la plaque (PT) est choisie légèrement inférieure à celle des miroirs (mV) et (mH) ce qui permet de replier le dispositif en amenant tout d'abord la plaque (PT) contre le miroir (mV) puis le miroir (mH) contre l'ensemble plat formé par (mV) et (PT). La figure (2) représente une vue de profil du dispositif fermé en position de transport. La figure (3) représente une vue de profil du dispositif ouvert, en position de fonctionnement, la plaque transparente (PT) en position de référence formant un angle de 45 degrés avec le miroir vertical (mV) et avec le miroir horizontal (mH). La figure (4) en est une vue de face. Les miroirs (mV) et (mH) sont rendus solidaires l'un de l'autre par une charnière (CHI). Le miroir (mV) et la plaque transparente (PT) sont rendus solidaires l'un de l'autre par deux charnières (CH2) et (CH3). Deux plaques verticales (PVI) et (PV2) sont rendues solidaires du miroir (mH) par des charnières (CH4) et (CH5). Ces plaques verticales s'appuient sur les côtés du miroir (mV) et de la plaque (PT). L'ensemble du dispositif constitué par les deux miroirs et les trois plaques est maintenu en position ouverte par une tige (T) fixée sur le bord mobile de la plaque (PT). Cette tige, perpendiculaire aux plaques verticales (PVI) et (PV2) les traverse grace a deux fentes en arc de cercle (FEI) et (FE2) ménagées respectivement dans les plaques (PVI) et (PV2). Ces fentes en arc de cercle ont pour centre l'axe commun des charnières (CH2) et (CH3) de façon a permettre la tige (T) de coulisser dans les fentes si la plaque (PT) pivote autour de l'axe des charnières (CH2) et (CH3). Les extrémités de la tige (T) sont filetées de façon à maintenir la plaque (PT) à l'angle choisi grace à deux écrous (EC 1) et (EC2) qui, une fois serrés, appliquent les plaques verticales (PV1) et (PV2) contre les bords de la plaque transparente (PT). Ceci fixe les dimensions du triangle formé par l'axe de la tige (T), l'axe de la charnière (CHI) et l'axe commun des charnières (CH2) et (CH3) et par conséquent maintient les miroirs perpendiculaires l'un à l'autre, et l'angle de la plaque (PT) avec le miroir (mV) à la valeur choisie dans les limites permises par la longueur des fentes (FEI) et (FE2). Dans cet exemple de réalisation, cet angle peut varier de plus ou moins 10 degrés par rapport à sa valeur de référence de 45 degrés. Les écrous (EC 1) et (EC2) peuvent être remplacés par des moteurs électriques entrainant une roue dentée se déplaçant sur une crémaillère taillée sur l'un des bords des fentes (FEI) et (FE2) afin de pouvoir contrôler la rotation et le positionnement de la plaque transparente (PT) par un signal électrique. La caméra digitale (CA) est fixée sur la plaque (PT) par l'intermédiaire d'un support (SC) qui peut coulisser le long de la tige (T) de façon à permettre au point visé par l'axe optique de la caméra de balayer horizontalement la page du livre dans le sens de sa hauteur. Le support (SC) peut être muni d'un moteur électrique entrainant une roue dentée se déplaçant sur une crémaillère taillée le long de la tige (T) afin de pouvoir contrôler le déplacement et le positionnement de la caméra (CA) par un signal électrique. Si la caméra utilisée est du type électronique fournissant, par exemple sur une sortie vidéo, un signal représentant en permanence l'image vue par le capteur, ce signal peut être analysé de façon à détecter la présence et la position des bords de la page par rapport au champ de la caméra. On peut dériver de cette analyse des signaux électriques actionnant d'une part les dits moteurs électriques afin de centrer automatiquement l'axe optique de la caméra sur la page à photographier, d'autre part le zoom (focale variable) électrique de la caméra pour ajuster automatiquement le champ de l'objectif aux dimensions de la page à photographier. La figure (5) représente une vue de profil du dispositif avec la plaque (PT) en position haute, le point visé par l'axe optique de la caméra étant le plus près possible de l'arête du dièdre formé par le miroir vertical (mV) et la plaque (PT) et donc le plus prés possible du bord intérieur des pages du livre placé à cheval sur ce dièdre. La figure (6) représente une vue de profil du dispositif avec la plaque (PT) en position basse, le point visé par l'axe optique de la caméra étant le plus loin possible de l'arête du dièdre formé par le miroir vertical (mV) et la plaque (PT) et donc le plus prés possible du bord extérieur des pages du livre placé à cheval sur ce dièdre. Pour plier le dispositif en position de transport, on dévisse l'un des écrous (EC 1) ou (EC2) pour libérer la plaque verticale correspondante et la rabattre vers l'extérieur afin de pouvoir retirer l'ensemble constitué par la caméra (CA) et son support (SC) en le faisant coulisser vers l'extrémité libre de la tige (T). On dévisse ensuite l'autre écrou pour pouvoir replier la plaque (PT) contre le miroir vertical (mV). On replie ensuite vers l'intérieur et contre le miroir (mH) les plaques (PVl) et (PV2). On replie ensuite cet ensemble contre l'ensemble plat formé par le miroir (mV) et la plaque (PT). L'épaisseur du dispositif ainsi replié, représenté sur la figure (2), est sensiblement égal à la somme des épaisseurs des deux miroirs, de la plaque transparente et de l'une des plaques verticales (PVl) ou (PV2) dont la hauteur est choisie inférieure à la moitié de largeur du miroir horizontal (mV). Pour ouvrir le dispositif en position de travail, on effectue les mêmes opérations dans l'ordre inverse. Dans l'exemple décrit sur les figures (2) à (6), les miroirs plans sont des carrés de 12 x 12 pouces et de 1/8 de pouce d'épaisseur. La plaque transparente mesure 12 x 11. 4 x 0.125 pouces. La taille maximum des pages d'un livre est de 8.5 x 11 pouces. Les dimensions de la caméra sont celles d'une Sony DSC-S85. La distance de la surface du document à la surface de la lentille frontale de l'objectif de la caméra varie d'environ 364 mm pour la position basse à 522 mm pour la position haute. L'objectif de cette caméra est à focale variable de 7 mm à 21 mm et la diagonale du capteur CCD mesure 9 mm. Dans ces conditions la diagonale maximum de la fenêtre du document vue par le capteur CCD varie en position de référence de 22.4 à 7.2 pouces, en position basse de 18 à 5.8 pouces et en position haute de 26 à 8.5 pouces alors que la diagonale d'un document 8.5 x 11 mesure 13.9 pouces. On voit qu'en toute position il est possible d'ajuster la focale pour couvrir exactement la surface d'un document de 8.5 x 11 pouces. Le dispositif pris comme exemple de réalisation de la présente invention est donc bien adapté à la taille des documents les plus courants et aux caractéristiques des caméras digitales disponibles sur le marché. Ce dispositif pourrait aussi être utilisé avec un appareil photographique classique au format 24 x 36 mm, muni d'un objectif de focale variable de 35 à 105 mm à mise au point rapprochée, dans la mesure où ses dimensions et son poids seraient compatibles avec les caractéristiques mécaniques du dispositif tel qu'il est décrit. REVENDICATIONS 1) Dispositif pour la photographie des pages d'un livre comprenant : - deux miroirs plans perpendiculaires l'un à l'autre le long de leur côté commun, - une plaque transparente ayant un côté commun avec le côté libre de l'un des dits miroirs plans de façon à constituer avec celui-ci un dièdre d'un angle compris entre 30 et 60 degrés, - des moyens pour le maintien des dits miroirs et de la dite plaque transparente dans leur positions respectives, - des moyens pour le positionnement du livre à photographier de façon à ce qu'il se trouve à cheval sur l'arête du dièdre formé par la dite plaque transparente et le dit miroir, la page à photographier se trouvant appliquée contre la dite plaque transparente, - des moyens pour le positionnement de l'appareil photographique au voisinage du côté libre de la dite plaque transparente, de façon à ce que l'axe optique de l'objectif du dit appareil photographique soit perpendiculaire à la dite plaque transparente et dirigé vers l'intérieur du dièdre de 90 degrés formé par les dits miroirs, visant ainsi par reflexion successives sur les dits miroirs la page à photographier. 2) Dispositif conforme à la revendication (1) dans lequel la dite plaque transparente peut pivoter autour du sommet du dièdre qu'elle forme avec le dit miroir, de façon à ce que le point visé par le dit objectif sur la dite page à photographier se rapproche du sommet du dièdre lorsque l'angle de ce dièdre augmente et s'en éloigne lorsque cet angle diminue, permettant ainsi de déplacer le centre de l'image fournie par le dit objectif soit vers le bord intérieur, soit vers le bord extérieur de la page à photographier. 3) Dispositif conforme à la revendication (1) dans lequel les moyens de positionnement de l'appareil photographique permettent de le déplacer parallèlement à l'arête du dièdre formé par la dite plaque transparente et le dit miroir, de façon à ce que le point visé par le dit objectif puisse se déplacer soit vers le haut, soit vers le bas de la page à photographier. 4) Dispositif conforme à la revendication (1) combinée ou non avec la revendication (2) et/ou la revendication (3), dans lequel les moyens pour le maintien des dits miroirs et de la dite plaque transparente dans leur positions respectives comprennent deux plaques latérales perpendiculaires au dits miroirs et à la dite plaque transparente et des moyens permettant de les maintenir appliquées et serrées contre les bords des dits miroirs et de la dite plaque transparente afin d'assurer la rigidité de l'ensemble. 5) Dispositif conforme aux revendications (1) et (2) dans lequel d'une part la dite plaque transparente et le dit miroir sont rendus solidaires l'un de l'autre au sommet du dièdre qu'ils forment, par une ou plusieurs charnières permettant à la dite plaque transparente de pivoter comme indiqué dans la revendication (2) jusqu'à être rabattue contre le dit miroir, d'autre part les dits miroirs sont rendus solidaires l'un de l'autre au sommet du dièdre qu'ils forment, par une ou plusieurs charnières de façon à pouvoir être rabattus l'un contre l'autre afin de réduire l'encombrement du dispositif pour son rangement ou son transport. 6) Dispositif conforme aux revendications (4) et (5) dans lequel chacune des dites plaques latérales sont rendues solidaires du dit miroir au sommets des dièdres qu'elles forment avec lui, par une ou plusieurs charnières permettant aux dites plaques d'être rabattues contre le dit miroir afin de réduire l'encombrement du dispositif pour son rangement ou son transport. 7) Dispositif conforme à la revendication (4) combinée ou non avec la revendication (6) dans lequel les moyens permettant de maintenir les dites plaques latérales appliquées et serrées contre les bords des dits miroirs et de la dite plaque transparente afin d'assurer la rigidité de l'ensemble comportent d'une part une tige fixée le long du bord libre de la dite plaque transparente et munie à chacune de ses extrémités d'un écrou vissé sur la dite tige, d'autre part une fente en arc de cercle ménagée dans chacune des dites plaques latérales de façon à ce que la dite tige puisse glisser dans les dites fentes lors du pivotement de la dite plaque transparente et puisse être maintenue dans la position voulue par le serrage des dits écrous contre les dites plaques latérales. 8) Dispositif conforme à la revendication (3) dans lequel le support de la dite caméra est muni d'un moteur électrique entrainant une roue dentée se déplaçant sur une crémaillère taillée le long de la dite tige afin de pouvoir contrôler le déplacement et le positionnement de la dite caméra par un signal électrique. 9) Dispositif conforme à la revendication (7) dans lequel les dits écrous sont remplacés par des moteurs électriques entrainant une roue dentée se déplaçant sur une crémaillère taillée sur l'un des bords des dites fentes afin de pouvoir contrôler la rotation et le positionnement de la dite plaque transparente par un signal électrique. 10) Dispositif conforme aux revendications (8) et/ou (9) dans lequel la caméra utilisée est du type électronique fournissant, par exemple sur une sortie vidéo, un signal représentant en permanence l'image vue par le capteur, ce signal étant analysé de façon à détecter la présence et la position des bords de la page par rapport au champ de la caméra et à dériver de cette analyse des signaux électriques capables d'une part d'actionner les dits moteurs électriques afin de centrer automatiquement l'axe optique de la dite caméra sur la page à photographier, d'autre part d'actionner le zoom (focale variable) électrique de la caméra afin d'ajuster automatiquement le champ de l'objectif aux dimensions de la page à photographier, ceci quelle que soit la taille du livre.