Brevet FR2897699A1 — publié le 20070824

-1- La présente invention concerne un moyen permettant de conserver l'objectif d'un appareil optique (photographique, vidéo, de métrologie, médical ou autre) dans une position verticale ou horizontale liée à la direction verticale donnée par la force gravitaire. L'objectif étant, dans le cas de la photographie par exemple, de réaliser un meilleur cadrage de l'image afin que l'horizon de l'image soit parallèle à l'un des côtés du cadre de la photo (horizontale ou verticale), et ceci sans requérir à des retouches éventuels de l'image pouvant induire bien souvent des pertes de données. Le moyen permettant actuellement de disposer un objectif dans un plan horizontal qui soit perpendiculaire à la verticale gravitaire consiste à fixer l'appareil sur une base stable, tel qu'un trépied, dont il est possible de régler l'horizontalité manuellement au moyen de niveaux à bulles. Cette méthode s'avère cependant longue à mettre en place, nécessite un matériel complémentaire à la fois lourd et encombrant, et requière de plus beaucoup de rigueur de la part de l'utilisateur. Une autre méthode utilisée sur des tournages de film consiste à équiper la caméra d'un steadycam . C'est un appareil permettant de stabiliser la caméra lorsque son utilisateur se déplace. Le steadycam permet en outre de conserver l'horizon du film parallèle au plan horizontale de l'image. Le steadycam est cependant un instrument à la fois lourd et encombrant. De plus, son coût élevé réduit son usage aux professionnels ou aux passionnés. En outre, aucun des moyens techniques cités précédemment ne permet d'obtenir une image finale dont l'horizon reste perpendiculaire à la verticale gravitaire lorsque l'appareil est positionné de côté, proche de la verticale. La présente invention vise à proposer une solution répondant aux inconvénients cités ci-dessus. A cet effet, l'invention concerne un moyen permettant de conserver l'objectif d'un appareil optique (photographique, vidéo, de métrologie ou autre), lié à la direction verticale donnée par la force gravitaire, qu'il soit en position verticale ou horizontale, de sorte que l'objectif s'oriente préférentiellement tel que deux de ses côtés soient dans un plan parallèle à l'horizon, c'est-à-dire dans un plan perpendiculaire à la direction de la force gravitaire, moyen pour lequel l'objectif de l'appareil est solidaire et entouré par un moyen de mise à niveau, formant autour de l'objectif un espace fermé au sein duquel un matériau (solide, liquide ou un mélange) mobile peut circuler librement, ledit espace de circulation étant formé d'au moins un réservoir latéral et -2- d'au moins un réservoir central, lesquels réservoirs permettent de recevoir de façon préférentielle la masse mobile au cours de son déplacement dans le moyen de mise à niveau, l'ensemble formé par le moyen de mise à niveau et par l'objectif pouvant se mouvoir autour d'un axe de rotation, les réservoirs étant conçus de telle sorte que, lorsqu'ils sont remplis par la masse mobile, le centre de gravité de l'ensemble formé par le moyen de mise à niveau et par l'objectif tend dans une direction proche de la verticale gravitaire entraînant le côté lesté par la masse mobile à occuper une position d'équilibre pour laquelle l'horizon est parallèle à deux des côtés de l'objectif. En d'autres termes, la masse du matériau mobile contenu à l'intérieur de l'enceinte formé par l'objectif et le moyen de mise à niveau fait tourner cet ensemble autour d'un axe de rotation, tel un pendule désignant la direction de la force gravitaire, conduisant l'objectif dans des positions d'équilibre prédéfinies par la forme et la position des réservoirs pour lesquelles l'un des côtés de l'objectif se trouve préférentiellement dans un plan parallèle à l'horizon, c'est à dire perpendiculaire à la direction de la force gravitaire. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description suivante d'un mode préféré de mise en oeuvre du procédé de l'invention, en référence au dessin annexé, sur lequel : - La figure 1 représente schématiquement un appareil photographique dont l'objectif est équipé d'un équipement permettant une mise à niveau de l'image dans le cas d'un usage de l'appareil aussi bien en position horizontale que verticale. L'ensemble des figures 2 représentent schématiquement le principe de fonctionnement du moyen de mise à niveau lorsque l'appareil passe d'une position horizontale à une position verticale. La figure 1 représente de façon schématique un appareil (7) qui peut être photographique ou vidéo, équipé d'un objectif (2) solidaire et contenu dans un moyen de mise à niveau (3) au sein duquel circule un liquide (5), l'ensemble (1) formé par l'objectif (2) et le moyen de mise à niveau (3) étant mobile autour de l'axe de rotation (4). Le moyen de mise à niveau (3) est formé de deux réservoirs situés sur ses parties latérales et d'un troisième situé sur l'une de ses parties horizontale. Ces réservoirs permettent de recevoir le liquide lors de son déplacement et de le -3-positionner préférentiellement dans l'une des trois positions préderteminées. De plus, les réservoirs, en éloignant le liquide du centre de gravité permettent d'améliorer la stabilité de l'ensemble et de rendre le dispositif plus efficace. Lorsque l'appareil (7) possède un angle d'inclinaison par rapport à la verticale gravitaire, l'ensemble (1) tourne autour de l'axe de rotation (4) entraîné par la masse du liquide (5) contenu dans le moyen de mise à niveau (3) tendant à maintenir le plan horizontale de l'objectif (2) perpendiculaire à la direction donnée par la force gravitaire. Lorsque l'appareil photographique (7) passe d'une position sensiblement horizontale à une position sensiblement verticale, l'ensemble (1) tourne autour de son axe de rotation (4) jusqu'à ce qu'il soit bloqué par l'un des points d'appui (6). Le liquide (5) reste quant à lui libre de se déplacer à l'intérieur de l'enceinte et se déverse dans l'un des deux autres réservoirs situés sur la partie latérale de l'appareil (7). En se déversant dans l'un de ces réservoirs, le liquide (5) modifie la direction du poids de l'ensemble (1), et entraîne cet ensemble (1) vers une nouvelle position d'équilibre liée à la verticale gravitaire pour laquelle les petits côtés de l'objectif (2) tendent à rester parallèle à l'horizon. L'ensemble des figures 2 représentent le passage de la position horizontale de l'appareil (7) vers l'une des deux positions verticales. Tant que l'appareil (7) possède une orientation faible, l'ensemble (1) tend à conserver sa position d'équilibre A en tournant librement autour de l'axe de rotation (4). Dès que l'appareil (7) dépasse une certaine orientation, l'ensemble (1) est bloqué par les points d'appuis (6) et est entraîné dans la rotation de l'appareil (7), entraînant avec lui le déplacement de la masse mobile (3) qui se déverse dans l'un des puits situé sur le côté de l'ensemble (1), tendant ensuite l'ensemble (1) vers la position d'équilibre B pour laquelle le petit côté de l'objectif (2) tend à se positionner parallèlement à la force gravitaire. Selon des modes particuliers de réalisation : - L'ensemble (1) formé par le moyen de mise à niveau (3) et l'objectif (2) a une masse à vide, c'est à dire sans la masse mobile (5), répartie de façon uniforme autour du centre de rotation (4) de telle sorte que seule la masse mobile puisse avoir un effet sur l'orientation de l'ensemble (1). -4- - Les points d'appuis (6) sont conçus de telle sorte qu'ils puissent amortir les contacts entre l'ensemble (1) et l'appareil (7). Par exemple, ils peuvent être de forme arrondies, ou peuvent être fait à partir de matériaux souples, ou mous. - Les points d'appuis (6) sont des systèmes mécanique, du type ressort, ou des systèmes électromécaniques commandé, de façon à se déclencher soit automatiquement soit sur commande de l'utilisateur afin de bloquer l'ensemble (1) dans une position prédéfinie ou d'amortir les contacts avec l'appareil (7). - Les points d'appui (6) sont réglés par l'utilisateur de telle façon qu'ils empêchent la présente invention de fonctionner et bloque l'ensemble (1) dans une position d'équilibre prédéfinie. - Les réservoirs du moyen de mise à niveau (3) sont de forme évasées de façon à limiter la sortie involontaire de la masse mobile (5) sous l'effet de secousses lors de l'utilisation de l'appareil et donc afin d'améliorer la qualité de la stabilisation de l'ensemble. - Les caractéristiques d'écoulement de la masse mobile (5) sont améliorées en jouant sur la forme du moyen de mise à niveau (3), en lui donnant par exemple une forme évasée ou on créant des ondulations sur la surface afin d'augmenter les frottements, ou en jouant sur les caractéristiques de la masse mobile (5) de telle sorte qu'elle soit plus ou moins visqueuse ou plus ou moins lourde. - L'ensemble (1) est relié au viseur de l'appareil de façon à ce que les deux parties puissent se mouvoir simultanément autour de leur axe de rotation respectif ou commun, de façon à ce que l'orientation du viseur dans l'espace soit la même que celle de l'objectif et que l'utilisateur ait une retranscription fidèle de l'image qui sera finalement obtenue. - L'invention peut aussi être réalisée à l'aide d'un système de type électronique comportant par exemple un premier moyen, tel qu'un niveau à bulle, servant de référence en permettant de connaître à tout moment la ligne d'horizon, c'est à dire le plan perpendiculaire à la verticale gravitaire, et un second moyen permettant de commander l'orientation de l'objectif afin de compenser l'écart d'angle entre le plan horizontale de l'objectif et le plan horizontale donné par le système de référence. L'invention telle que décrite est susceptible d'être utilisée dans tous les appareils optiques requérant une mise à niveau automatique de leur optique selon une orientation liée à la verticale gravitaire ou à la ligne d'horizon, que l'appareil soit utilisé en position verticale ou horizontale. Outre cette orientation automatique de -5- l'optique, l'invention présente l'avantage d'être peu encombrante, peu lourde, de conception assez simple, robuste et peu coûteuse. Elle trouvera des applications évidentes pour tous types d'appareils photographique ou vidéo, mais aussi dans d'autres appareils telles que les moyens de mise à niveau industriels ou médicaux.5 REVENDICATIONS 1) Moyen permettant de positionner l'objectif d'un appareil optique dans une position liée à la verticale gravitaire, en ce qu'il comporte un ensemble (1) mobile autour d'un axe de rotation (4), l'ensemble (1) étant constitué d'un objectif (2), solidaire et entouré par un moyen de mise à niveau (3) contenant une masse mobile (5), l'ensemble (1) étant conçu de telle sorte que sa masse à vide, c'est à dire sans la masse mobile (5), soit répartie équitablement autour de l'axe de rotation (4), la masse mobile (5) pouvant faire varier le centre de gravité de l'ensemble (1) en circulant dans l'espace entre le moyen de mise à niveau (3) et l'objectif (2), le moyen de mise à niveau possédant une forme particulière car comportant une partie plus creuse en-dessous de l'objectif (2), et de deux parties creuses de chaque côté de l'objectif (2), la masse mobile (5), se mouvant librement dans cet espace, remplie préférentiellement les parties creuses, entraînant l'ensemble (1) selon des orientations préférentielles autour de l'axe de rotation (4), dans une première configuration selon laquelle l'appareil (7) est placé de façon plus ou moins horizontale, c'est à dire le grand côté orienté vers le bas, la masse mobile (5) agit tel un pendule en entraînant de part sa masse l'ensemble (1) dans une position d'équilibre pour laquelle le plan horizontale de l'objectif (2) reste perpendiculaire à la direction gravitaire et ce, tant que l'appareil est dans une position approximativement horizontale, dans une deuxième configuration, l'appareil est placé de façon verticale, c'est à dire que l'un de ses petits côtés est plus ou moins à l'horizontale, l'ensemble (1), normalement maintenu dans la position d'équilibre A, vient buter contre un système mécanique (6) l'obligeant à suivre l'orientation donnée à l'appareil lorsque ce dernier dépasse un angle d'orientation limite, entraînant le déplacement de la masse mobile (5) dans l'une des parties creuses et modifiant le centre de gravité de l'ensemble (1) de façon à atteindre une nouvelle position d'équilibre B telle que les petits côtés de l'objectif (2) soient dans un plan horizontale perpendiculaire à la verticale gravitaire, de la même manière, dans une troisième configuration, si l'appareil est positionné dans la position verticale opposé, le système mécanique (6) empêche l'ensemble (1) de conserver sa position d'équilibre B, la masse mobile (5) se déverse par gravité dans le creux opposé entraînant avec elle l'ensemble (1) dans une nouvelle position-7- d'équilibre C pour laquelle les petits côtés de l'objectif (2) se situent dans un plan horizontale perpendiculaire à la verticale gravitaire. 2) Moyen selon la revendication 1, selon lequel le système mécanique (6) est constitué d'au moins deux points d'appuis réglables par l'utilisateur, de telle façon que dans une position A, les points d'appuis servent uniquement à limiter l'orientation de l'ensemble (1) afin d'obliger l'écoulement de la masse mobile (5), tandis que la position B bloque l'ensemble (1) dans une position prédéterminée empêchant toute rotation de l'ensemble (1) autour de l'axe de rotation (4) afin que l'utilisateur puisse choisir d'empêcher l'usage de la présente invention. 3) Moyen selon la revendication 2, selon lequel les points d'appui (6) sont conçus avec des matériaux élastiques, plastiques, ou mous. 4) Moyen selon la revendication 2, selon lequel les points d'appui (6) sont de type mécaniques, tels que des ressorts ou de type électromécanique, c'est à dire commandés de façon automatique ou commandés par l'utilisateur. 5) Moyen selon la revendication 1, selon lequel les réservoirs du moyen de mise à niveau (3) sont de formes évasées. 6) Moyen selon la revendication 2, selon lequel le bout des points d'appuis sont de forme arrondie pour améliorer le contact entre l'ensemble (1) et l'appareil (7). 7) Moyen selon la revendication 1, selon lequel la surface du moyen de mise à niveau (3) est comporte des trous ou des bosses. 8) Moyen selon la revendication 1, selon lequel la masse mobile (5) est plus ou moins visqueuse, plus ou moins lourde, ou de composition hétérogène. 9) Moyen selon la revendication 1, selon lequel l'ensemble (1) est relié au viseur de l'appareil afin que les deux parties puissent se mouvoir simultanément.25