Brevet FR3056060A1 — publié le 20180316

L'invention se situe dans le domaine des dispositifs permettant de capturer des images, notamment dans le domaine de la lumière visible, même lorsque le dispositif est dans un environnement radioactif. Les caméras actuelles sont sensibles aux environnements radioactifs ; 15 notamment, leur capteur est vite saturé ou détruit trop rapidement pour qu'une telle caméra puisse être utilisée dans un tel environnement. Les radiations forment des points correspondant à des impacts successifs de particules sur le capteur, l'image prenant un aspect neigeux. Du fait d'une rémanence importante, l'image se remplit progressivement de points jusqu'à en être 20 saturée, c'est-à-dire sensiblement uniformément colorée, de sorte qu'au bout d'un certain temps cette image n'est plus exploitable. Plusieurs solutions sont apparues. En particulier, il est apparu que certains composants électroniques, notamment des capteurs d'images, peuvent être 25 régénérés après qu'ils aient été soumis à un rayonnement de particules. Une telle régénération peut, par exemple, être obtenue par chauffage. La demande de brevet FR 3 016 998 enseigne des dispositifs mécaniques qui permettent d'exposer successivement plusieurs capteurs, de sorte que pendant 30 que l'un est exposé, un autre peut être régénéré par chauffage. Cependant, entre chaque régénération, l'image du capteur exposé se dégrade ; la qualité de 3056060 -2 l'image varie très fortement durant le temps d'exposition de chaque capteur. En outre, pour exposer successivement chaque capteur, les dispositifs enseignés utilisent des moyens mécaniques susceptibles d'usure et de panne. 5 Le but de l'invention est de proposer un dispositif permettant de prendre, particulièrement dans le domaine de la lumière visible, des images fixes ou mobiles, dans un environnement radioactif, en ayant une qualité d'image plus stable et de préférence améliorée par rapport aux dispositifs de l'art antérieur. Selon l'invention, un dispositif pour capturer une image d'une scène dans un environnement radioactif comprend : un premier capteur pour capturer une première image brute de la scène ; au moins un deuxième capteur pour capturer une deuxième image brute de la même scène ; - une lame séparatrice adaptée pour réfléchir une partie de la lumière issue de cette scène en direction du premier capteur et pour transmettre une autre partie de la lumière à destination du deuxième capteur ; - des moyens de traitement pour constituer une image à partir d'une combinaison des images brutes ; et, - des moyens pour régénérer les capteurs. Un dispositif selon l'invention peut comprendre un miroir prévu pour dévier, en direction du deuxième capteur, la lumière transmise. Il peut aussi comprendre un blindage, percé d'un orifice pour le passage de la lumière, pour 25 protéger les capteurs de radiations parasites. De préférence, le dispositif comprend en outre un ensemble optique, par exemple un groupement de lentilles, adapté à former une image nette sur chacun des capteurs. 30 La lame séparatrice peut être un miroir semi-réfléchissant. 3056060 3 Les capteurs peuvent être choisis de sorte qu'ils sont adaptés pour capturer une image dans le domaine de la lumière visible. 5 De préférence, le dispositif comprend des moyens pour décaler les phases de régénérations des capteurs, de sorte qu'il y a toujours un capteur actif lorsqu'un autre est en cours de régénération. Encore plus de préférence, le dispositif comprend des moyens pour décaler les phases de régénérations des capteurs, de sorte qu'entre deux phases de régénération d'un même capteur il 10 y a toujours au moins une phase dans laquelle les deux capteurs sont simultanément actifs. De façon encore plus préférée, le dispositif comprend des moyens pour décaler les phases de régénérations des capteurs, de sorte qu'entre deux phases de régénération successives il y a toujours une phase dans laquelle les deux capteurs sont simultanément actifs. 15 Les moyens de traitement peuvent comprendre des moyens pour additionner les signaux correspondant aux images brutes, et, de préférence, des moyens pour corriger un alignement imparfait des images entre elles. 20 Chaque capteur peut comprendre des moyens de régénération qui lui sont propres. L'invention porte aussi sur une caméra, caractérisée en ce qu'elle comprend un dispositif de capture selon l'invention. L'invention porte encore sur un procédé pour obtenir une image d'une scène dans un environnement radioactif, caractérisé en ce qu'il comprend des étapes pour : - capturer une première image brute de la scène avec un premier capteur ; et, 30 - capturer une deuxième image brute de la scène avec un deuxième capteur ; puis, 3056060 4 - constituer une image combinée à partir de ces images brutes. Un tel procédé peut comprendre une étape préalable de séparation de la lumière issue de la scène, de préférence à l'aide d'une lame séparatrice 5 adaptée pour réfléchir une partie de cette lumière en direction du premier capteur et pour transmettre une autre partie de cette lumière à destination du deuxième capteur. Ce procédé peut avantageusement comprendre des phases de régénération des 10 capteurs, ces phases de régénération étant décalées entre elles, de sorte qu'un capteur est toujours actif pendant que l'autre est en cours de régénération. L'étape pour constituer l'image combinée comprend de préférence une étape pour additionner un signal issu du premier capteur avec un signal issu du 15 deuxième capteur. Des modes de réalisation et des variantes seront décrits ci-après, à titre d'exemples non limitatifs, avec référence aux dessins annexés dans lesquels : 20 - la figure 1 représente schématiquement un dispositif selon l'invention ; et, - la figure 2 est un graphique qui illustre schématiquement des phases de fonctionnement du dispositif de la figure 1. 25 La figure 1 illustre un exemple d'un dispositif 1 de capture d'une scène S observée dans le domaine de la lumière visible. Ce dispositif 1 est adapté pour être utilisé dans une caméra soumise à un rayonnement radioactif. Le dispositif comprend : - deux capteurs 11, 12 ; - une lame séparatrice 13 ; 3056060 -5 issues - des moyens de traitement 14 pour des images brutes Pl, P2 chacune d'un capteur 11, 12 respectif ; des moyens de régénération 17 ; et, dans l'exemple illustré, un blindage 15 percé d'un orifice 16 ; et, 5 un miroir 18. La lumière visible émise par la scène S est captée par le dispositif 1 au travers de l'orifice 16, selon un axe optique principal Xl. A la figure 1, cette lumière R est illustrée par un rayon R. La lame 13 et les capteurs sont disposés 10 de sorte que la lame 13 sépare le rayon R en : - un rayon réfléchi R11, réfléchi par la lame en direction d'un premier capteur 11, selon un premier axe optique secondaire X11, sensiblement perpendiculaire à l'axe principal X1 ; et, - un rayon transmis R12, transmis au travers de la lame 13 en direction du 15 deuxième capteur 12, sensiblement selon l'axe principal Xl. Le miroir 18 est placé sur le chemin optique du rayon réfléchi R12 de sorte qu'il dévie le rayon réfléchi R12 selon un deuxième axe optique secondaire X12. Dans l'exemple illustré, les deux axes optiques secondaires X11, X12 20 sont sensiblement parallèles entre eux. Grâce au miroir 18 et à la lame 13, les capteurs sont déportés latéralement relativement à l'axe principal X1 , et donc à l'orifice 16. Ainsi, le blindage 15 protège les capteurs 11, 12 de radiations parasites, c'est-à-dire qu'ils reçoivent 25 essentiellement, et de préférence seulement, la lumière R qui pénètre par l'orifice 16 selon l'axe principal Xl. Dans l'exemple illustré, chaque capteur 11, 12 est sensiblement plan et la lame séparatrice 13 est un miroir semi-réfléchissant, lui aussi sensiblement plan. 30 3056060 6 Chaque capteur comprend ses propres moyens de régénération 17 ; dans cet exemple, ce sont des moyens de régénération par chauffage. Lorsque l'image issue d'un capteur est trop dégradée, ou avant qu'elle ne le soit trop, ce capteur subit une phase de régénération qui comprend une étape de chauffage, puis 5 une éventuelle étape de refroidissement. Ainsi, comme illustré à la figure 2, chaque capteur 11, 12 traverse successivement des phases d'activité et des phases de régénération. Le graphique de la figure 2 est un graphique temporel, c'est-à-dire en fonction du temps t, dans lequel une ligne L11 illustre des phases de fonctionnement du premier capteur 11, et, une ligne L12 illustre des 10 phases de fonctionnement du deuxième capteur 12. Pour chaque capteur, les phases de régénération sont illustrées par des tronçons noircis de la ligne correspondante. De gauche à droite, le graphique de la figure 2 illustre : - une première phase de régénération C1, dans laquelle le premier capteur 11 est en cours de régénération alors que le deuxième capteur 12 est 15 actif ; puis, une première phase de double activité Al, dans laquelle le premier capteur 11, nouvellement régénéré, est de nouveau actif alors que le deuxième capteur 12 est encore actif ; puis, - une deuxième phase de régénération C2, dans laquelle le deuxième 20 capteur 12 est en cours de régénération alors que le premier capteur 11 est toujours actif ; puis, - une deuxième phase de double activité A2, dans laquelle le deuxième capteur 12, nouvellement régénéré, est de nouveau actif alors que le premier capteur 11 est encore actif ; et ainsi de suite. 25 On note que chaque phase de régénération C2 du deuxième capteur 12, se produit avec un temps de retard T après la précédente phase de régénération Cl du premier capteur 11 de sorte qu'il y ait toujours au moins un des deux capteurs actifs. Ceci peut être obtenu en faisant démarrer l'un des capteurs après l'autre, par exemple en faisant démarrer le deuxième capteur 12 après 30 une temporisation de durée égale au temps de retard T. 3056060 7 Comme illustré à la figure 1, le premier capteur 11 capture une première image brute Pl durant ses phases d'activités Al, C2, A2. De même, le deuxième capteur 12 capture une deuxième image brute P2 durant ses phases d'activités A2, Cl, Al. Durant les phases de double activité Al, A2, dans 5 lesquelles les deux capteurs 11, 12 sont actifs, chacun de ces capteurs capture une image brute respective Pl, P2 de la même scène S émettant la lumière R. En pratique, à chaque zone de la première image brute Pl peut être associée une zone correspondante de la deuxième image brute P2. Or, il apparaît statistiquement peu probable que deux zones correspondantes soient affectées 10 simultanément de la même façon par l'effet de neige. Il apparaît donc avantageux de combiner les deux images brutes Pl, P2 afin d'obtenir une image combinée P améliorée, dans laquelle l'effet de neige est au moins fortement réduit, voire peu ou pas sensible. 15 Dans l'exemple illustré, les moyens de traitement 14 sont pourvus d'un algorithme prévu pour constituer l'image améliorée P en additionnant les signaux correspondant aux images brutes Pl, P2. De préférence, cet algorithme est conçu pour corriger un alignement imparfait des deux capteurs, donc des images brutes. 20 Lors de la phase Cl de régénération du premier capteur 11, l'image combinée P est sensiblement identique à la deuxième image brute P2, le premier capteur 11 étant inactif. Cette image est peu dégradée, puisque le deuxième capteur 12 est dans une phase intermédiaire de son cycle d'activité A2-C1-A1. 25 Lors de la première phase de double activité Al, l'image combinée P est une addition des deux images brutes Pl, P2 ; la deuxième image brute est déjà fortement dégradée, puisque le deuxième capteur 12 est dans une phase finale de son cycle d'activité A2-C1-A1 ; la première image Pl brute est peu ou pas 30 dégradée, puisque le premier capteur 11 est dans une phase initiale de son cycle d'activité Al-C2-A2 ; les données d'une image brute permettent de 3056060 8 compenser au moins partiellement les données de l'autre image, de sorte que l'image combinée P est d'une qualité meilleure que celle de chacune des images brutes prise individuellement. 5 Lors de la phase C2 de régénération du deuxième capteur 12, l'image combinée P est sensiblement identique à la première image brute Pl, le deuxième capteur 12 étant inactif. Cette image est peu dégradée, puisque le premier capteur 11 est dans une phase intermédiaire de son cycle d'activité A 1-C2-A2. 10 Lors de la deuxième phase de double activité A2, l'image combinée P est une addition des deux images brutes P 1, P2 ; la première image brute P1 est déjà fortement dégradée, puisque le premier capteur 11 est dans une phase finale de son cycle d'activité Al-C2-A2 ; la deuxième image brute P2 est peu ou pas 15 dégradée, puisque le deuxième capteur 12 est dans une phase initiale de son cycle d'activité A2-C1-A I ; les données d'une image brute permettent de compenser au moins partiellement les données de l'autre image, de sorte que l'image combinée P est d'une qualité meilleure que celle de chacune des images brutes prise individuellement. 20 Ainsi, tout au long du fonctionnement du dispositif 1, on obtient une image combinée P, peu ou pas dégradée. Le dispositif 1 selon l'invention peut équiper une caméra ou un appareil photo. 25 Le dispositif est de préférence muni d'un ensemble optique, afin d'obtenir une image nette dans le plan de chaque capteur 11, 12. Cet ensemble optique peut comprendre deux groupements de lentilles, chaque groupement étant conçu pour obtenir une image nette dans le plan d'un capteur 11, 12 respectif. 3056060 -9 Bien sûr, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation préférés qui viennent d'être décrits mais, au contraire, l'invention est définie par les revendications qui suivent. 5 Il apparaîtra en effet à l'homme de l'art que diverses modifications peuvent être apportées aux modes de réalisation décrits ci-dessus, à la lumière de l'enseignement qui vient de lui être divulgué. Selon les temps relatifs optimaux, pour l'activité ou la régénération de chaque 10 capteur, il peut être utile d'utiliser plus de deux capteurs, de sorte qu'un même capteur peut passer plus ou moins de temps dans une étape que dans une autre. L'invention, en utilisant au moins deux capteurs, permet généralement d'assurer la continuité de l'image fournie par le dispositif, c'est-à-dire que 15 même lorsqu'un des capteurs est en cours de régénération, il y a toujours une image fournie. Dans des cas de fortes radiations, lorsque la durée de la phase active est plus courte que celle de la phase de régénération, le temps pendant lequel les deux 20 capteurs sont inactifs est nettement réduit. Pour des utilisations dans des ambiances fortement radioactives, il peut, par exemple, être prévu trois capteurs et des lames séparatrices prévues pour diriger un tiers de la lumière vers chacun des capteurs. 25 En outre, grâce à l'invention, dans le cas général décrit l'image est d'une qualité supérieure à celle fournie par les dispositifs de l'art antérieur, puisque jamais l'image n'est celle d'un capteur fortement dégradé, sans qu'elle n'ait été combinée avec celle faiblement ou peu dégradée d'un autre capteur. L'effet de neige est donc au moins fortement réduit. Le blindage contribue 30 aussi à protéger les capteurs de l'effet de neige. Ainsi, dans un mode de 3056060 -10- réalisation préféré de l'invention, l'image est améliorée par une combinaison de trois facteurs techniques : une présence d'au moins deux capteurs ; - une combinaison d'images issues des capteurs ; et, 5 - la présence d'un blindage. REVENDICATIONS1. Dispositif (1) pour capturer une image d'une scène (S) dans un environnement radioactif, caractérisé en ce qu'il comprend : - un premier capteur (11) pour capturer une première image brute (P1) de ladite scène ; - au moins un deuxième capteur (12) pour capturer une deuxième image brute (P2) de ladite scène ; une lame séparatrice (13) adaptée pour réfléchir une partie de la lumière (R) issue de ladite scène (S) en direction (X11) du premier capteur (11) et pour transmettre une autre partie de ladite lumière (R) à destination du deuxième capteur (12) ; - des moyens de traitement (14) pour constituer une image combinée (P) à partir d'une combinaison des images brutes (P1, P2) ; et, - des moyens pour régénérer (17) lesdits capteurs. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend un miroir (18) prévu pour dévier, en direction du deuxième capteur (12), la lumière transmise par la lame séparatrice (13). 3. Dispositif selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'il comprend un blindage (15), pour protéger les capteurs de radiations parasites, ledit blindage étant percé d'un orifice (16) pour le passage de la lumière (R). 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'il comprend au moins un ensemble optique adapté à former une image nette sur chacun des capteurs. 30 5. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la lame (13) est un miroir semi-réfléchissant. 25 3056060 - 12 - 6. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les capteurs (11, 12) sont adaptés pour capturer une image (Pl, P2) dans le domaine de la lumière visible. 5 7. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens pour décaler (T) les phases de régénérations (Cl, C2) des capteurs, de sorte qu'il y a toujours un capteur actif lorsqu'un autre est en cours de régénération. 10 8. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens pour décaler les phases de régénérations (Cl, C2) des capteurs, de sorte qu'entre deux phases de régénération (Cl, Cl ; C2, C2) d'un même capteur (11 ; 12) il y a toujours au moins une phase (Al, 15 A2) dans laquelle les deux capteurs (11, 12) sont simultanément actifs. 9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens pour décaler les phases de régénérations (Cl, C2) des capteurs, de sorte qu'entre deux phases de régénération successives (Cl, C2 ; C2, Cl) 20 il y a toujours une phase (Al ; A2) dans laquelle les deux capteurs (11, 12) sont simultanément actifs. 10. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que les moyens de traitement (14) comprennent des moyens pour additionner les signaux correspondant aux images brutes (Pl, P2) et, de préférence, des moyens pour corriger un alignement imparfait des capteurs. 11. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que chaque capteur comprend des moyens de régénération (17) qui lui sont propres. 12. Caméra, caractérisée en ce qu'elle comprend un dispositif de capture (1) selon l'une des revendications précédentes. 3056060 -13- 13. Procédé pour obtenir une image (P) d'une scène (S) dans un environnement radioactif, caractérisé en ce qu'il comprend des étapes pour : 5 - capturer une première image brute (Pl) de ladite scène (S) avec un premier capteur (11) ; et, - capturer une deuxième image brute (P2) de ladite scène (S) avec un deuxième capteur (12) ; puis, - constituer (14) une image combinée (P) à partir desdites images brutes. 10 14. Procédé selon la revendication 13, caractérisé en ce qu'il comprend une étape préalable de séparation de la lumière (R) issue de ladite scène (S), de préférence à l'aide d'une lame séparatrice (13) adaptée pour réfléchir une partie de ladite lumière (R) en direction (X11) du premier capteur (11) et 15 pour transmettre une autre partie de ladite lumière (R) à destination du deuxième capteur (12). 15. Procédé selon l'une des revendications 13 et 14, caractérisé en ce qu'il comprend des phases de régénération des capteurs, lesdites phases de 20 régénération étant décalées entre elles, de sorte qu'un capteur est toujours actif pendant que l'autre est en cours de régénération. 16. Procédé selon l'une des revendications 13 à 15, caractérisé en ce que l'étape pour constituer l'image combinée (P) comprend une étape pour 25 additionner un signal issu du premier capteur (11) avec un signal issu du deuxième capteur (12).