FR2496875A1 - Procede et dispositif de prises de vue et de restitution d'informations d'objets par un milieu de transmission sur des supports d'informations ou a partir de tels supports - Google Patents

Abstract

DISPOSITIF POUR LA PRISE DE VUE ET DE RESTITUTION D'INFORMATION SUR DES OBJETS PAR UN MILIEU DE TRANSMISSION SUROU A PARTIR D'UN SUPPORT D'INFORMATION. LE SYSTEME DE TRANSMISSION EST UN SYSTEME A LENTILLES 5,50 MONTE AVEC UN AXE OPTIQUE B FIXE, DANS LE PARCOURS DE RAYONNEMENT DU MILIEU DUQUEL SONT PLACEES, EN AVANT ET EN ARRIERE, DES PAROIS A FENTES 2, 4, 40 DANS LESQUELLES SONT PREVUES DES PAIRES DE FENTES 6A, 7A; 6B, 7B; 6C, 7C ET 60A, 70A; 60B, 70B; 60C, 70C ALIGNEES LES UNES SUR LES AUTRES, QUI SUBDIVISENT L'ANGLE D'ECLAIREMENT DU SYSTEME DE LENTILLES 5,50 EN PLUSIEURS SECTEURS D'ANGLE SEPARES, UNE BANDE SUPPORT DE L'INFORMATION, SENSIBLE AU MILIEU DE TRANSMISSION ETANT DISPOSEE DE FACON MOBILE DANS LE PLAN QUI PASSE PAR LES FENTES.

Description

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i L'invention a trait à un procédé et à un

dispositif d'enregistrement et de restitution d'infor-

mations d'objets, en particulier de représentations

d'objets, sur ou à partir de supports d'informations.

De tels procédés et dispositifs sont plus particulière-

ment connus en optique; le milieu de transmission uti-

lisé peut être constitué par des électrons ou des photons; on connait ainsi par exemple des caméras dans lesquelles un film fixe ou mobile servant de support pour l'image est exposé à travers une optique à la lumière avec reproduction de l'objet, une rotation de l'optique permettant les prises de vue

dites panoramiques. Chaque objectif a un angle d'éclai-

rement déterminé, alors que sur le film est espoxée à la lumière une surface avec axe optique au milieu de l'image; les parties d'image formées latéralement par rapport au milieu de l'image sont engendrées par des rayons à incidence latérale dans l'objectif et

subissent une distorsion perspective correspondante.

Par limitation de l'angle d'éclairement de l'objectif (fente dans l'axe de l'objectif) la partie distordue de l'image peut être maintenue à une valeur faible, Si, par exemple une fente d'éclairement située sur l'axe optique dirigé vers l'objet est déplacée devant l'objet, perpendiculairement à l'axe optique et avec un écartement prédéterminé, on obtiendra sur le film déplacé de façon correspondante une reproduction composée de parties étroites d'image qui ne présentent pas de distorsion. Ceci est naturellement valable

également si l'objet se déplace devant la caméra fixe.

Ceci signifie par exemple pour des vues aériennes, que les objets photographies, par exemple des bâtiments ou analogues, sont rendus sur le film dans leur projection horizontale réelle, sans distorsion perspective, à partir de laquelle les dimensions réelles des objets photographiés peuvent être calculées facilement. Dans bien des cas on désire cependant connaître additionnellement leur troisième dimension (hauteur), ou la façon dont se présente l'élévation des objets représentés. Ceci peut être obtenu(pour des surfaces verticales qui se trouvent dans la direction du mouvement relatif de l'objet par rapport à la caméra ou en direction inverse) du fait que de l'angle d'éclairement de l'objectif, dirigé selon son axe optique, perpendiculairement au mouvement de déplacement relatif sur l'objet, seule une partie du rayonnement, incident sous un angle déterminé par rapport à l'axe de l'objectif, peut passer et atteindre le film à impressionner. On obtient ainsi des images de la face verticale correspondante, et ceci avec la distorsion perspective qui correspond à l'angle mentionné. Etant donné que l'angle que fait la partie de rayonnement citée avec l'axe optique de l'objectif, on peut calculer à partir de cette vue en perspective la grandeur réelle des faces verticales de l'objet qui ont été photographiées. Dans tous les cas il faut veiller à ce que pour la prise de vue en continu (ou sa reproduction) , la vitesse d'enregistrement du dispositif de prise de vues, ou de reproduction (film) par rapport au système de transmission (par exemple optique) soit choisie de façon correcte. Si, pour le système de transmission il s'agit par exemple d'une optique, et si un support d'information (par exemple un film ou un objet) est déplacé devant elle à une distance A = n+1/n.f de l'optique avec une vitesse constante VI {n étant le grossissement et f la distance focale de l'optique), le matériau sensible à la lumière doit être déplacé devant l'optique dans le sens opposé et à la v tesse constante V2 = n.Vl à un écartement B = (n+1).f, les paramètres n et f

étant variables et pouvant être choisis arbitrairement.

En respectant les formules ci-dessus, le dispositif peut également être tel que le support de l'information et le matériau sensible à la lumière sur lequel doit Otre transférée l'information à travers un système optique à lentilles sont appliqués sur des surfaces cylindriques de rayons différents, l'optique tournant autour d'un point de rotation coaxial à l'axe du support d'information, ceci avec une vitesse angulaire constante

l = at, a signifiant l'angle balayé dans le temps t.

Le support de l'information est exploré avec une vitesse définie et continue, et l'information est

transférée avec la vitesse V2 sur le matériau photo-

sensible. Le facteur de grossissement n et/ou la distance focale f peuvent être modifies comme il

a été mentionné ci-dessus.

Afin d'être complet, on mentionnera qu'on pourra utiliser comme système de transfert non seulement le système à lentilles d'une optique (et comme matériau de réception un matériau sensible à la lumière), mais également un système de transfert électronique ou magnétique avec un matériau de

réception adapté en conséquence.

Au moyen du dessin joint, l'invention

définie dans les revendications est explicitée sur

un exemple. Le dessin schématique représente sur: - la fig. 1, une coupe à travers l'axe optique d'une caméra tournante à plusieurs fentes, avec une optique placée selon l'invention au centre de rotation; - la fig. 2, une coupe selon la ligne II-II de la fig. 1, et - la fig. 3, le schéma de prise de vue d'une caméra à fentes multiples déplacée parallèlement à

l'objet, selon l'invention.

La caméra optique représentée sur les figures 1 et 2 comporte, de façon non représentée, un carter 1 en forme de disque, monté sur un support de façon à pouvoir tourner autour d'un axe a. Dans ce carter 1, une paroi à fentes 2 qui constitue un segment cylin- drique avec son axe a, sépare le compartiment à film 3a du compartiment de l'objectif 3b. La délimitation

frontale du compartiment 3b de l'objectif est consti-

tuée également en segment cylindrique avec axe a, mais de rayon plus faible que celui de la paroi à fentes 4 qui constitue la paroi à fentes 2. Sur l'axe a est fixé dans le compartiment 3b l'objectif 5 dont l'axe optique b est perpendiculaire à l'axe de rotation a et contient les rayons médians des parois à fentes diamétralement opposées 2 et 4. Comme on peut le voir sur le dessin, les deux parois à fentes 2 et 4 comportent trois fentes 7a, b, c, 6a, b, c qui, par rapport au centre de l'objectif, sont opposées par paires. La paire de fentes 7a, 6a se trouve dans l'une, et la paire de fentes 7c, 6c dans l'autre zone limite de l'angle d'éclairement total de l'objectif 5, alors que la paire de fentes 7b, 6b se trouve dans la zone de l'axe optique b de l'objectif 5. Des parois de séparation 8 protègent les différentes fentes 7a, b et c de la paroi à fentes 2 d'une entrée de lumière provenant des fentes de la paroi à fentes 4 qui ne leur

correspondent pas.

Immédiatement derrière la paroi à fentes 2 sont montées trois bobinessupport 9 pour bandes

de film sensible à la lumière lOa, b et c qui corres-

pondent aux fentes 7a, b c. Ces bandes de film provien-

nent chacune d'une bobine magasin 11, logée également dans le carter 1, et se dirigent vers la bobine support 9 correspondante et de là vers des bobines

d'enroulement qui ne figurent pas sur le dessin.

l

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Les bobines 9 ont une commande commune dans le même sens par une courroie 12, l'axe 13 d'une des bobines support 9 sort du carter et porte une poulie 14a qui, par une courroie 14b et une poulie 14c, est reliée à l'arbre d'un moteur d'entraînement électrique supporté

par une console du bottier.

On voit d'après ce qui précède que par la caméra en fonctionnement et déplacée parallèlement à l'objet, par exemple dans le sens de la flèche x de la figure 1 (ou tournée par exemple autour de l'axe a), des vues de l'objet sont prises simultanément sur les trois bandes de film selon des directions de visée différentes déterminées par les paires de fentes 6a, 7a, 6b, 7b, et 6c, 7c. On enregistrera ainsi par exemple en continu sur la bande de film au milieu une vue frontale composée de vues partielles qui dépendent de la largeur de la fente, alors que sur les bandes de film 10a, 10c, on enregistrera des images latérales perspectives qui correspondent chacune à l'angle que fait par rapport à l'axe optique b, le rayonnement qui entre par les paires de fentes 6a, 7a et 6c, 7c. on comprendra aisément que par exploitation des vues de l'objet prises en continu selon des directions de visée différentes et fixées avec précision, la constitution, la forme et les dimensions de cet objet peuvent être relevées

avec une grande précision.

Tout ceci peut être explicité de façon plus complète, par exemple au moyen de la fig. 3: on admet qu'il s'agit d'une caméra multiple comportant une paroi à fentes 40 à trois paires de fentes 60a, a, et 60b, 70b et 60c, 70c et dans l'axe de laquelle se trouve l'objectif 50 avec son axe optique b situé dans le parcours de rayonnement qui passe par la paire

de fentes 60b, 70b.

Cette caméra est supposée être déplacée de façon rectiligne dans le sens de la flèche x devant l'objet 1. Il pourrait s'agir par exemple d'une caméra pour vues aériennes embarquée à bord d'un avion dont l'axe optique b est dirigé verticalement vers le bas. L'objet A, supposé être par exemple un bâtiment, n'a été dessiné tridimensionnellement que pour des raions de représentativité. Au survol de l'objet, celui-ci est "exploré" verticalement du haut par la paire de fentes 60b, 70b et sur la bande de film lOOb la vue de dessus de l'objet est reproduite selon les dimensions réelles. Cette vue de dessus D donne donc les dimensions exactes des surfaces partielles q, r et s de la face supérieure de l'objet A. En même temps l'objet A est également "exploré' par la paire de fentes 60c, 70c mais sous l'angle correspondant par rapport à l'axe optique b, et sur la bande de film lOOc est engendrée une image latérale Si à perspective distordue de façon correspondante et, du fait de l'écartement plus grand, légèrement rapetissée, qui, en plus des parties de surface q et r de la face supérieure, fait apparaître également les-parties latérales t et u. De façon analogue "l'exploration" de l'objet par la paire de fentes 60a, 70a engendre sur la bande de film lODa une vue latérale $2 qui laisse apercevoir, avec la distorsion correspondante, en plus des parties de surface r et s de la face

supérieure, les parties latérales v et w.

Les images obtenues en une seule opération, de façon continue, D, Si et S2 contiennent toutes les informations concernant l'objet A qui sont nécessaires pour déterminer de façon précise son articulation tridimensionnelle et ses dimensions. Ainsi on peut par exemple, comme on l'a montré en B, par exploitation des figures A, Si et S2 (en faisant intervenir les caractéristiques de la caméra, l'angle de prise de vue, la distance focale, l'écartement de l'objet, le nombre de réduction connu etc...) constituer un déroulement sur lequel sont visibles toutes les parties de surface relevées t, q, u. r. v, s. w dans l'ordre

de succession et à l'échelle correctes.

On présuppose bien entendu que les vitesses de déplacement de la caméra et des bandes de film ont été choisies selon les formules données au début. Des écarts de l'une ou de l'autre vitesse par rapport à ces conditions amèneraient des distorsions de l'image dans le sens du défilement des bandes de film (rétrécissement ou allongement de l'image). Il est évident qu'en faisant varier un paramètre (par exemple le facteur de réduction) sur les prises de vue effectuées sous un certain angle par rapport à l'axe optique (transversalement au sens de défilement de la bande de film) la largeur de l'image des parties r plus petite de ce fait sur les fig. Si, S2 peut être adaptée a la dimension obtenue sur la fig. D>afin d'obtenir des images

directement comparables.

Il est également évident que la repré-

sentation des explorations de l'objet effectuées dans différentes directions de visée sur trois bandes de film séparées synchrones, apporte des avantages pour leur exploitation, ainsi que le traitement des informations retenues de cette façon; il serait

cependant possible également d'accumuler ces repro-

ductions de l'information sur une seule bande de film, ceci à condition de prendre des précautions pour

éviter que des superpositions ne puissent se produire.

Pour l'exploitation d'une information ainsi accumulée> il faudrait sans doute procéder dans le cas normal à un découpage ultérieur de la bande de film afin d'obtenir à nouveau des images cohérentes dans les

mêmes directions de visée.

La technique de prises de vue décrite ci-dessus, qui permet l'exploration et/ou la repro- duction simultanée d'un objet dans des directions de

visée fixées avec précision, peut trouver de nom-

breuses applications dans la pratique. On peut ainsi surveiller par exemple dans le secteur technique des pièces à usiner ou des outils en mouvement. D'autres

déroulements de mouvements, dans le secteur scienti-

fique ou sportif, peuvent être enregistrés de la façon décrite. Etant donné que par utilisation de paires, de fentes qui ne laissent passer qu'un faible secteur

de l'angle d'éclairement propre au système de trans-

mission utilisé (par exemple optique) en vue de l'exploration de l'objet, il ne se produit pas de distorsion sur les vues isolées, on obtient des images à une échelle uniforme. On remarquera également qu'une caméra du type décrit permettra également la prise de vue isolées, par exemple à des intervalles de temps déterminés, ainsi que des prises de vue en série à

des vitesses différentes.

Quoi qu'on ait décrit dans ce qui précède

-une caméra à trois paires de fentes disposées symétri-

quement par rapport à l'axe principal du système de transmission, il est possible, selon les utilisations envisagées, de concevoir des exécutions avec seulement deux ou avec seulement une paire de fentes. Dans tous les cas, la paire de fentes fournira à l'exploration de l'objet sous les conditions précitées concernant les écartements et les vitesses, des images exemptes de distorsions. i1

Claims (4)

REVENDICATIONS

1. Procédé de prise de vue et de resti-

tution d'information sur des objets par un milieu de

transmission sur/ou à partir d'un support d'infor-

mation, caractérisé en ce qu'au moyen du milieu de transmission l'émetteur de l'information, déplacé par rapport à un système de transmission traversé par le milieu, est exploré en continu et qu'il transmet l'information à un support d'information qui est déplacé dans le même sens ou en sens contraire

du déplacement susmentionné du système de transmission.

2. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le système de transmission est un système à lentilles (5,50) monté avec un axe optique (b) fixe, dans le parcours de rayonnement du milieu duquel sont placées, en avant et en arrière, des parois à fentes (2,4;40) dans lesquelles sont prévues des paires de fentes (6a,7a; 6b, 7b; 6c, 7c et 60a, 70a; 60b, 70b;

60c, 70c) alignées les unes sur les autres, qui sub-

divisent l'angle d'éclairement du système de lentilles (5,50) en plusieurs secteurs d'angle séparés, une bande support de l'information, sensible au milieu de transmission étant disposée de façon mobile dans

le plan qui passe par les fentes.

3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'en plus d'une première paire de fentes (6b, 7b; 60b, 70b) qui se trouve dans l'axe optique (b) du système de lentilles (5;50) deux autres parties de fentes (6a, 7a; 6c, 7c et 60a, 70a; 60c, c) sont prévues dans les zones extrêmes de l'angle d'éclairement pour permettre une exploration simultanée de 1'émetteur d'information dans trois directions de

visée situées dans un même plan.

35. 4. Dispositif selon la revendication 3, o10 caractérisé en ce qu'à chaque paire de fentes (6a, 7a; 6b, 7b; 6c, 7c et 60a, 70a; 60b, 70b; 60c, 70c) est coordonnée une bande de film séparée (10a, lob, 10c, et 100a, 100b, 10Oc) servant à l'enregistrement de l'information et ayant une commande commune (12, 13,

14, 15).