Brevet FR2847349A1 — publié le 20040521

DISPOSITIF DE PRISE DE VUE PANORAMIQUE La présente invention concerne le domaine des équipements de prise de vue panoramique, notamment destinés à la vidéosurveillance ou à l'acquisition d'images à très grand angle pour le contrôle industriel. On connaît dans l'état de la technique différentes solutions pour la prise de vue à très grand angle. Les solutions utilisant des lentilles asphériques ne sont pas satisfaisantes car le cot de fabrication est très élevé et les aberrations difficiles à corriger avec des retraitements logiciels. On connaît également l'utilisation de miroirs déformant avec un traitement anamorphique optique ou logiciel. A titre d'exemple, le brevet PCT W09506303 décrit un système de surveillance, pour contrôler un espace, comprenant une seule caméra et un miroir convexe de type dôme. La caméra est fixée par rapport au miroir de sorte qu'au moins la majorité de la surface du miroir se situe dans le champ de vision de la caméra. Le miroir présente un profil tel que les rayonnements provenant de la majorité de l'espace sont réfléchis par le miroir de type dôme sur le plan image de la caméra. De préférence, le miroir de type dôme est symétrique de manière circulaire, son axe de symétrie étant aligné par rapport à l'axe optique de la caméra. En général, la caméra est une caméra électronique comportant un capteur à dispositif à couplage de charge au niveau de son plan image. L'image traitée de l'espace produite par la caméra est affichée sur un écran de contrôle sous forme d'image en cercle ou à plat. Le système de traitement d'images de la caméra électronique peut comprendre un algorithme de détection de mouvement destiné à générer une alarme en cas de détection d'un mouvement dans toute zone prédéterminée de l'espace. Un autre brevet publié sous le numéro W09750252A1 concerne un appareil de prise de vues panoramique qui capture instantanément une image panoramique à 360 degrés. Selon un des modes de réalisation, l'appareil de prise de vues comprend un miroir convexe qui capture la lumière du panorama environnant, une lentille d'astigmatisme qui corrige l'astigmatisme, une lentille d'objectif qui fait converger la lumière en un point unique, une lentille d'aplatissement de champ qui fait converger des images de format polaire en images planaires bidimensionnelles, et un mécanisme de capture d'images qui capture des images annulaires bidimensionnelles, optimisées, du panorama environnant. Cet appareil de prise de vues panoramique comprend également divers systèmes d'affichage et de répartition des images panoramiques. Spécifiquement, ces systèmes comprennent un dispositif et un procédé permettant de réaliser numériquement une transformation géométrique de l'image annulaire bidimensionnelle en projections rectangulaires de sorte que l'image panoramique puisse être affichée selon des procédés traditionnels tels que des images imprimées et des images télévisées. Cette solution est destinée à la prise de vue sur 360 mais elle produit des images peu exploitables pour la vidéosurveillance. La présente invention vise à réaliser un dispositif d'acquisition d'images panoramique compact et d'un cot de fabrication réduit. A cet effet, l'invention concerne selon son acception la plus générale un dispositif pour la prise de vue comportant un assemblage de miroirs à symétrie axiale et un capteur optique caractérisé en ce qu'il comporte un miroir principal de forme annulaire concave réfléchissant une image primaire sur un miroir secondaire rond coaxial à l'axe optique, le dispositif comprenant un capteur d'images disposé sur l'axe optique, pour recevoir l'image secondaire réfléchie par le miroir rond concave. De préférence, le dispositif comporte en outre un bandeau prismatique. Avantageusement, le bandeau prismatique possède une fonction passe-bas. De préférence, le dispositif comporte en outre une visière opaque dans toutes les fréquences. Avantageusement, le miroir primaire est en or et possède une fonction passe-bas qui renvoie le proche infrarouge. Avantageusement, le miroir secondaire est en or et possède une fonction passe-bas qui renvoie le proche infrarouge. Selon une première variante, le miroir secondaire est à profil elliptique Selon un mode de mise en oeuvre particulier, le miroir secondaire est plat. Selon une autre variante, le miroir secondaire est un miroir à section elliptique. Selon une autre variante, le miroir secondaire (2) est formé par une calotte concave à profil de coupe elliptique assurant la focalisation du miroir primaire selon un tore sur un capteur (4). Selon une dernière variante, le miroir secondaire est un miroir concave elliptique. De préférence, le dispositif comporte un bafflage interne. Avantageusement, le dispositif comporte une ou plusieurs lentille(s) assurant la formation de l'image secondaire sur ledit capteur d'images. Selon un mode de mise en oeuvre particulier, le dispositif comporte un diaphragme interposé entre le miroir secondaire et le capteur d'images. Avantageusement, le miroir primaire présente une forme circulaire de section hyperboloique. De préférence, le capteur d'images est disposé en arrière jusque dans un plan transversal intersectant le miroir primaire. Selon une variante, le capteur d'images est numérique. Selon une autre variante, le capteur d'images est argentique. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit, se référant aux dessins annexés correspondant à un exemple non limitatif, o: - la figure 1 représente une vue selon un plan de coupe axial d'un exemple de réalisation d'un dispositif selon l'invention; - la figure 2 représente une vue en perspective d'un dispositif conforme à l'invention; - les figures 3 et 4 représentent des vues en coupe partielle selon un plan radial; - la figure 5 représente une vue d'une image obtenue avec un dispositif conforme à l'invention; - la figure 6 représente un mode de réalisation particulier de l'invention; - la figure 7 présente l'ensemble constitué du bandeau prismatique et du miroir secondaire La figure 1 représente un exemple de réalisation d'un dispositif de prise de vues panoramiques présentant un axe de symétrie médian (10). Le champ de prise de vue est cylindrique avec une ouverture d'environ 70 dans les plans radiaux. Le dispositif comprend un miroir primaire (1) de forme annulaire et de section concave. Ce miroir présente un perçage central. Le miroir primaire (1) réfléchit les rayons lumineux vers un miroir secondaire (2) disposé coaxialement au miroir primaire (1), en amont du champ de prise de vue. Le miroir secondaire (2) est formé par une calotte concave à profil de coupe elliptique assurant la focalisation du miroir primaire selon un tore sur un capteur (4). Le miroir secondaire (2) réfléchit les rayons lumineux vers un oculaire (3) composé de une ou plusieurs lentilles et intégrant un diaphragme. Un capteur d'image (4), par exemple une caméra numérique, reçoit l'image torique ajustée par l'oculaire et délivre un signal numérique. Ce signal est ensuite traité par un logiciel de traitement d'image assurant la correction des déformations. La caméra est placée dans un plan transversal coupant le miroir primaire (1). Ceci permet de réaliser un dispositif de faible encombrement. La figure 2 représente une vue en perspective faisant apparaître le miroir primaire (1) présentant la forme générale d'un cône inversé tronqué, engendré par le déplacement d'un ligne concave le long d'un chemin circulaire. Le miroir primaire (1) est percé par une ouverture (8). Il est placé en regard d'un miroir secondaire concave (2) dont le diamètre, dans l'exemple représenté est sensiblement identique au diamètre du miroir primaire (1). Les figures 3 et 4 représentent les trajets optiques dans un dispositif conforme à l'exemple représenté en figure 2. Le champ de prise de vue est formé par une couronne circulaire présentant une ouverture angulaire d'environ 75 . La figure 5 représente une image enregistrée avec un dispositif conforme à l'invention. La figure 6 représente un mode de réalisation particulier de l'invention. Le bandeau prismatique (11) a ici une fonction passe-bas qui permet de couper les longueurs d'onde du domaine visible. Le bafflage interne (12) permet d'améliorer les performances du dispositif selon l'invention. Enfin, le dispositif dans le mode de réalisation particulier de la figure 6 présente également une visière opaque dans toutes les fréquences (ou paresoleil) (13) qui permet d'effectuer une sélection des rayons lumineux sur leur angle d'arrivée sur le dispositif. La figure 7 présente l'ensemble constitué du bandeau prismatique et du miroir secondaire: le système permet dans un mode de réalisation particulier d'obtenir un achromatisme vers 780 nm. REVENDICATIONS 1. Dispositif pour la prise de vue comportant un assemblage de miroirs à symétrie axiale et un capteur optique caractérisé en ce qu'il comporte un miroir principal de forme annulaire de section concave percé en son centre, réfléchissant une image primaire sur un miroir secondaire rond concave coaxial à l'axe optique, le dispositif comprenant un capteur d'images disposé sur l'axe optique, pour recevoir l'image secondaire réfléchie par le miroir secondaire. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte en outre un bandeau prismatique. 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que le bandeau prismatique possède une fonction passe-bas. 4. Dispositif selon la revendication 1, 2 ou 3, caractérisé en ce qu'il comporte en outre une visière opaque dans toutes les fréquences. 5. Dispositif selon l'une au moins des revendications précédentes, caractérisé en ce que le miroir primaire est en or et possède une fonction passe-bas qui renvoie le proche infrarouge. 6. Dispositif selon l'une au moins des revendications précédentes, caractérisé en ce que le miroir secondaire est en or et possède une fonction passe-bas qui renvoie le proche infrarouge. 7. Dispositif selon l'une au moins des revendications précédentes, caractérisé en ce que le miroir secondaire est à profil elliptique. 8. Dispositif selon l'une au moins des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le miroir secondaire est plat. 9. Dispositif selon l'une au moins des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le miroir secondaire est un miroir à section elliptique. 1 0 Dispositif selon l'une au moins des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le miroir secondaire (2) est formé par une calotte concave à profil de coupe elliptique assurant la focalisation du miroir primaire selon un tore sur un capteur (4). 11. Dispositif selon l'une au moins des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le miroir secondaire est un miroir concave elliptique. 12. Dispositif selon l'une au moins des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte un bafflage interne. 1 3 Dispositif selon l'une au moins des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte une ou plusieurs lentille(s) assurant la formation de l'image secondaire sur ledit capteur d'images. 1 4 Dispositif selon l'une au moins des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte un diaphragme interposé entre le miroir secondaire et le capteur d'images. Dispositif selon l'une au moins des revendications précédentes, caractérisé en ce que le miroir primaire présente une forme circulaire de section hyperboloique. 1 6 Dispositif selon l'une au moins des revendications précédentes, caractérisé en ce que le capteur d'images est disposé en arrière jusque dans un plan transversal intersectant le miroir primaire. 17. Dispositif selon l'une au moins des revendications précédentes, caractérisé en ce que le capteur d'images est numérique. 18. Dispositif selon l'une au moins des revendications précédentes, caractérisé en ce que le capteur d'images est argentique.