FR2847348A1 - Panoramic photographing unit, used e.g. in video surveillance or acquisition of wide angled images for industrial control, uses digital image sensor for receiving secondary image - Google Patents
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Abstract
Description
DISPOSITIF DE PRISE DE VUE PANORAMIQUEPANORAMIC VIEWING DEVICE
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 The present invention relates to the field of panoramic shooting equipment, in particular intended for video surveillance or for the acquisition of images at very
grand angle pour le contrôle industriel. wide angle for industrial control.
On connaît dans l'état de la technique différentes We know in the prior art different
solutions pour la prise de vue à très grand angle. solutions for very wide angle shooting.
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 Solutions using aspherical lenses are not satisfactory because the manufacturing cost is very high and aberrations difficult to correct with
retraitements logiciels.software reprocessing.
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 The use of deforming mirrors is also known with anamorphic optical or software processing. By way of example, PCT patent WO9506303 describes a surveillance system for controlling a space, comprising a single camera and a convex dome-type mirror. The camera is fixed relative to the mirror so that at least the majority of the surface of the mirror is within the field of view of the camera. The mirror has a profile such that the radiation from most of the space is reflected by the dome-type mirror on the image plane of the camera. Preferably, the dome-type mirror is circularly symmetrical, its axis of symmetry being aligned relative to the optical axis of the camera. In general, the camera is an electronic camera comprising a sensor with charge coupling device at the level of its image plane. The processed image of the space produced by the camera is displayed on a control screen as a circle or flat image. The image processing system of the electronic camera may include a motion detection algorithm for generating an alarm if motion is detected
dans toute zone prédéterminée de l'espace. in any predetermined area of space.
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 Another patent published under number W09750252A1 relates to a panoramic camera which instantly captures a 360-degree panoramic image. According to one of the embodiments, the camera comprises a convex mirror which captures the light of the surrounding panorama, an astigmatism lens which corrects the astigmatism, an objective lens which converges the light at a point unique, a flattening field lens that converts polar format images into two-dimensional planar images, and an image capture mechanism that captures optimized, two-dimensional ring images of the surrounding panorama. This panoramic camera also includes various systems for displaying and distributing panoramic images. Specifically, these systems include a device and a method for digitally carrying out a geometric transformation of the two-dimensional annular image into rectangular projections so that the panoramic image can be displayed according to traditional methods such as
images imprimées et des images télévisées. printed images and television images.
Cette solution est destinée à la prise de vue sur 3600 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 This solution is intended for shooting on 3600 but it produces images that are not very usable for video surveillance. The present invention aims to achieve a device for compact panoramic image acquisition and a cost of
fabrication réduit.reduced manufacturing.
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 concave et à profil elliptique coaxial à l'axe optique, le dispositif comprenant un capteur d'images numérique disposé sur l'axe optique, pour recevoir l'image secondaire réfléchie par le miroir rond concave et à profil elliptique. Avantageusement, il comporte au moins une lentille assurant la formation de l'image secondaire sur ledit To this end, the invention relates, in its most general sense, to a device for taking pictures comprising an assembly of mirrors with axial symmetry and an optical sensor, characterized in that it comprises a main mirror of annular concave shape reflecting an image. primary on a concave round secondary mirror with an elliptical profile coaxial with the optical axis, the device comprising a digital image sensor arranged on the optical axis, for receiving the secondary image reflected by the concave round mirror with an elliptical profile . Advantageously, it comprises at least one lens ensuring the formation of the secondary image on said
capteur d'images.image sensor.
Selon un mode de réalisation préféré, le dispositif comporte un diaphragme interposé entre le miroir secondaire According to a preferred embodiment, the device comprises a diaphragm interposed between the secondary mirror
et le capteur d'images.and the image sensor.
Avantageusement, le miroir primaire présente une Advantageously, the primary mirror has a
forme hyperboloque.hyperbolic form.
De préférence, le capteur d'images est disposé dans Preferably, the image sensor is arranged in
un plan transversal intersectant le miroir primaire. a transverse plane intersecting the primary mirror.
L'invention sera mieux comprise à la lecture de la The invention will be better understood on reading the
description qui suit, se référant aux dessins annexés description which follows, referring to the attached drawings
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 corresponding to a nonlimiting example, o: - Figure 1 shows a view along an axial section plane of an exemplary embodiment of a device according to the invention; - Figure 2 shows a perspective view of a device according to the invention; - Figures 3 and 4 show views in partial section along a radial plane; - Figure 5 shows a view of an image
obtenue avec un dispositif conforme à l'invention. obtained with a device according to the invention.
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 FIG. 1 represents an exemplary embodiment of a device for taking panoramic views having a median axis of symmetry (10). The field of view is cylindrical with an opening of about 70 in the radial planes. The device comprises a primary mirror (1) of annular shape and of concave section. This mirror has a central hole. The primary mirror (1) reflects the light rays towards a secondary mirror (2) arranged coaxially with the primary mirror (1), upstream of the field of view. The secondary mirror (2) is formed by a concave cap with an elliptical section profile ensuring the focusing of the primary mirror according to a torus on a
capteur (4).sensor (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 The secondary mirror (2) reflects the light rays towards an eyepiece (3) composed of one or more lenses and integrating a diaphragm. An image sensor (4), for example a digital camera, receives the toric image adjusted by the eyepiece and delivers a digital signal. This signal is then processed by software
traitement d'image assurant la correction des déformations. image processing ensuring the correction of deformations.
La caméra est placée dans un plan transversal The camera is placed in a transverse plane
coupant le miroir primaire (1).cutting the primary mirror (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 This allows a device to take up little space. Figure 2 shows a perspective view showing the primary mirror (1) having the general shape of a truncated inverted cone, generated by the displacement of a concave line along a circular path. The primary mirror (1) is pierced by an opening (8). It is placed opposite a concave secondary mirror (2) whose diameter, in the example shown is substantially identical to the diameter of the mirror
primaire (1).primary (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 Figures 3 and 4 show the optical paths in a device according to the example shown in Figure 2. The field of view is formed by a circular ring having an angular opening
d'environ 750.about 750.
La figure 5 représente une image enregistrée avec un Figure 5 shows an image recorded with a
dispositif conforme à l'invention.device according to the invention.
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