BE1018798A3

BE1018798A3 - DEVICE FOR ACQUIRING THREE DIMENSIONAL STEREOSCOPIC IMAGES.

Info

Publication number: BE1018798A3
Application number: BE2009/0380A
Authority: BE
Original assignee: Visee Christian
Priority date: 2009-06-23
Filing date: 2009-06-23
Publication date: 2011-09-06

Abstract

Dispositif d'acquisition d'images tridimensionelles comprenant un troisième et/ou un quatrième miroir monté(s) sur un élément de translation mobile par rapport au support du dispositif, un ou des guides du support servant de moyen de controle pour assurer un mouvement de translation dudit élément par rapport au support.Device for acquiring three-dimensional images comprising a third and / or a fourth mirror mounted on a translation element movable relative to the support of the device, one or more guides of the support serving as control means to ensure a movement of translation of said element relative to the support.

Description

Dispositif d'acquisition d'images tridimensionnelles stéréoscopiquesDevice for acquiring stereoscopic three-dimensional images

La présente invention a pour objet un dispositif d'acquisition d'images tridimensionnelles stéréoscopique mono caméra.The present invention relates to a device for acquiring three-dimensional stereoscopic single camera images.

On connaît sur le marché des dispositifs d'acquisition d'images tridimensionnelles stéréoscopique mono caméra.Three-dimensional stereoscopic single-camera image acquisition devices are known on the market.

Ces dispositifs connus sont montés sur l'objectif d'une mono-caméra. Ces dispositifs connus sont adaptés pour diriger au moins une première image définie par un premier axe optique et une deuxième image définie par un deuxième axe optique distinct du premier axe optique, dans une même direction principale, avantageusement le long d'une même droite principale de transmission, vers la caméra.These known devices are mounted on the lens of a single camera. These known devices are adapted to direct at least a first image defined by a first optical axis and a second image defined by a second optical axis distinct from the first optical axis, in the same main direction, advantageously along the same main line of transmission, to the camera.

Ces dispositifs connus comprennent : -au moins un premier miroir recevant une première image d’un objet par rapport à un premier axe optique (Axe 1 ) et réfléchissant cette première image ; - au moins un deuxième miroir recevant la première image réfléchie pour la réfléchir vers la caméra dans ladite direction principale, ledit deuxième miroir étant semi transparent pour permettre le passage au travers dudit deuxième miroir de la deuxième image de l’objet selon ladite même direction principale vers la caméra; - un premier obturateur apte à être commandé entre une position passante permettant le passage de la première image, éventuellement traitée ou réfléchie, et une position obturée empêchant le passage de la première image, éventuellement réfléchie, vers la caméra; - un deuxième obturateur apte à être commandé entre une position passante permettant le passage de la deuxième image, éventuellement traitée ou réfléchie, et une position obturée empêchant le passage de la deuxième image, éventuellement traitée ou réfléchie, vers la caméra, - un système pour régler ou contrôler la convergence entre le premier axe optique et le deuxième axe optique, - au moins un support sur lequel sont montés au moins le premier et le deuxième miroir, et - au moins une connexion pour relier le premier obturateur et le deuxième obturateur à un moyen de commande commandant la position passante et la position obturée des obturateurs, au moins pour assurer qu'au moins à une première série de moments ou à un premier moment, le premier obturateur soit en position passante, tandis que le deuxième obturateur est en position obturée, et qu'au moins à une deuxième série de moments ou à un deuxième moment distinct respectivement de la première série de moments ou du premier moment, le deuxième obturateur soit en position passante, tandis que le premier obturateur est en position obturée.These known devices comprise: at least one first mirror receiving a first image of an object with respect to a first optical axis (axis 1) and reflecting this first image; at least one second mirror receiving the first reflected image to reflect it towards the camera in said main direction, said second mirror being semi transparent to allow the passage through said second mirror of the second image of the object according to said same principal direction towards the camera; a first shutter capable of being controlled between a passing position allowing the passage of the first image, possibly processed or reflected, and a closed position preventing the passage of the first image, possibly reflected, towards the camera; a second shutter capable of being controlled between a passing position allowing the passage of the second image, possibly processed or reflected, and a closed position preventing the passage of the second image, possibly processed or reflected, towards the camera, a system for adjust or control the convergence between the first optical axis and the second optical axis, - at least one support on which at least the first and second mirrors are mounted, and - at least one connection for connecting the first shutter and the second shutter to control means controlling the driving position and the closed position of the shutters, at least to ensure that at least a first series of moments or at a first moment, the first shutter is in the driving position, while the second shutter is in closed position, and that at least at a second series of moments or at a second distinct moment respectively of the first e series of moments or the first moment, the second shutter is in the driving position, while the first shutter is in the closed position.

Ces dispositifs connus, s'il comprennent un système de réglage ou contrôle de la convergence des axes optiques, ne comprennent aucun moyen pour adapter la distance interoculaire, ni pour compenser des déformations des images au niveau des miroirs. Il n'est donc pas possible d'obtenir des images quasi identiques, ni d'assurer que les images soient prises à même distance.These known devices, if they include a system for adjusting or controlling the convergence of the optical axes, include no means to adjust the interocular distance, nor to compensate for deformations of images at the mirrors. It is therefore not possible to obtain almost identical images, nor to ensure that the images are taken at the same distance.

A la figure 1, qui représente schématiquement un dispositif connu, il ressort que la distance optique de la première image jusqu'à l'objectif est plus grande que la distance optique de la deuxième image. Il en ressort ainsi une distorsion dans la hauteur de l'objet pris en image, entre les premières images et deuxièmes images.In Figure 1, which shows schematically a known device, it appears that the optical distance from the first image to the lens is larger than the optical distance of the second image. It thus shows a distortion in the height of the object taken in image, between the first images and second images.

L'invention a pour objet à remédier à cet inconvénient, et a donc pour objet un dispositif permettant par un réglage mécanique de corriger la distance interoculaire, et de corriger les différences de distance optique soit sensiblement la même pour les premières images et les deuxièmes images, par le travail du processeur. La distance interoculaire chage l'intensité du relief.The object of the invention is to remedy this drawback, and therefore relates to a device which makes it possible, by a mechanical adjustment, to correct the interocular distance, and to correct the differences in optical distance to be substantially the same for the first images and the second images. , by the work of the processor. The interocular distance chases the intensity of the relief.

L'invention a pour objet un dispositif d'acquisition d'images tridimensionnelles stéréoscopique mono caméra, ledit dispositif étant adapté pour être monté sur une mono caméra ou sur un même objectif (2) d'une caméra (1) ou sur une même ouverture ou fenêtre d'une caméra, par exemple lorsque le dispositif comprend un objectif particulier destiné à remplacer l'objectif initial de la caméra. Le dispositif est adapté pour diriger au moins une première image définie par un premier axe optique et une deuxième image définie par un deuxième axe optique distinct du premier axe optique, dans une même direction principale, avantageusement le long d'une même droite principale de transmission, vers la caméra ou ouverture ou fenêtre de celle-ci.The subject of the invention is a device for acquiring three-dimensional stereoscopic single-camera images, said device being adapted to be mounted on a single camera or on the same objective (2) of a camera (1) or on the same opening or window of a camera, for example when the device comprises a particular objective intended to replace the initial objective of the camera. The device is adapted to direct at least a first image defined by a first optical axis and a second image defined by a second optical axis distinct from the first optical axis, in the same main direction, advantageously along the same main transmission line. , towards the camera or opening or window of it.

Le dispositif selon l'invention comprend : -au moins un premier miroir recevant une première image d'un objet par rapport à un premier axe optique (Axe 1) et réfléchissant cette première image ; - au moins un deuxième miroir recevant la première image réfléchie pour la réfléchir vers la caméra (1) dans ladite direction principale, ledit deuxième miroir étant semi transparent pour permettre le passage au travers dudit deuxième miroir de la deuxième image de l'objet selon ladite même direction principale vers la caméra; - un premier obturateur apte à être commandé entre une position passante permettant le passage de la première image, éventuellement traitée ou réfléchie, et une position obturée empêchant le passage de la première image, éventuellement réfléchie, vers la caméra; - un deuxième obturateur apte à être commandé entre une position passante permettant le passage de la deuxième image, éventuellement traitée ou réfléchie, et une position obturée empêchant le passage de la deuxième image, éventuellement traitée ou réfléchie, vers la caméra, - éventuellement, mais avantageusement, un système pour régler ou contrôler la convergence entre le premier axe optique et le deuxième axe optique, - au moins un support sur lequel sont montés au moins le premier et le deuxième miroir, - au moins une connexion pour relier le premier obturateur et le deuxième obturateur à un moyen de commande commandant la position passante et la position obturée des obturateurs, au moins pour assurer qu'au moins à une première série de moments ou à un premier moment, le premier obturateur soit en position passante, tandis que le deuxième obturateur est en position obturée, et qu'au moins à une deuxième série de moments ou à un deuxième moment distinct(s) respectivement de la première série de moments ou du premier moment, le deuxième obturateur soit en position passante, tandis que le premier obturateur est en position obturée, et - au moins un troisième miroir et un quatrième miroir, ledit troisième miroir recevant la deuxième image de l'objet et la réfléchissant vers le quatrième miroir, tandis que ledit quatrième miroir est adapté pour réfléchir ladite deuxième image réfléchie provenant du troisième miroir vers le deuxième miroir semi transparent et vers la caméra.The device according to the invention comprises: at least one first mirror receiving a first image of an object with respect to a first optical axis (axis 1) and reflecting this first image; at least one second mirror receiving the first reflected image to reflect it towards the camera (1) in said main direction, said second mirror being semi transparent to allow the passage through said second mirror of the second image of the object according to said same main direction towards the camera; a first shutter capable of being controlled between a passing position allowing the passage of the first image, possibly processed or reflected, and a closed position preventing the passage of the first image, possibly reflected, towards the camera; a second shutter capable of being controlled between a passing position allowing the passage of the second image, possibly processed or reflected, and a closed position preventing the passage of the second image, possibly processed or reflected, towards the camera, possibly, but advantageously, a system for adjusting or controlling the convergence between the first optical axis and the second optical axis, - at least one support on which at least the first and second mirrors are mounted, - at least one connection for connecting the first shutter and the second shutter has a control means controlling the running position and the closed position of the shutters, at least to ensure that at least at a first series of moments or at a first moment, the first shutter is in the driving position, while the second shutter is in the closed position, and that at least at a second series of moments or at a second moment di stinct (s) respectively of the first series of moments or of the first moment, the second shutter is in the passing position, while the first shutter is in the closed position, and - at least a third mirror and a fourth mirror, said third mirror receiving the second image of the object and reflecting it to the fourth mirror, while said fourth mirror is adapted to reflect said second reflected image from the third mirror to the second semi-transparent mirror and to the camera.

Dans le dispositif selon l'invention, le troisième et/ou le quatrième miroir est/ sont monté(s) sur un élément de translation mobile par rapport au support du dispositif, un ou des guides du support servant de moyen de contrôle pour assurer un mouvement de translation dudit élément par rapport au support, et en ce que le dispositif comprend un moyen agissant sur ledit élément pour commander un mouvement de translation dudit élément mobile.In the device according to the invention, the third and / or fourth mirror is / are mounted on a movable translation member relative to the support of the device, one or more guides of the support serving as a control means for ensuring a translational movement of said member relative to the support, and in that the device comprises means acting on said member for controlling a translational movement of said movable member.

Selon un détail avantageux, le premier miroir est monté sur un deuxième élément de translation mobile par rapport au support du dispositif, un ou des guides du support servant de moyen de contrôle pour assurer un mouvement de translation dudit deuxième élément par rapport au support, tandis que le dispositif comprend un moyen agissant sur ledit deuxième élément pour commander un mouvement de translation dudit deuxième élément mobile.According to an advantageous detail, the first mirror is mounted on a second movable translation member relative to the support of the device, one or more guides of the support acting as a control means for translational movement of said second element relative to the support, while the device comprises means acting on said second element for controlling a translational movement of said second movable element.

Avantageusement, les premier et deuxième obturateurs agissent dans un même plan ou dans des plans sensiblement parallèles entre eux.Advantageously, the first and second shutters act in the same plane or in planes substantially parallel to each other.

Selon un détail d'une forme de réalisation, le troisième et/ou quatrième miroir est monté à pivotement, et en ce que le système pour régler ou contrôler la convergence entre le premier axe et le deuxième axe est un système contrôlant ou ajustant le pivotement relatif du troisième et/ou quatrième miroir par rapport à une position de référence de celui/ceux-ci.According to a detail of one embodiment, the third and / or fourth mirror is pivotally mounted, and in that the system for adjusting or controlling the convergence between the first axis and the second axis is a system controlling or adjusting the pivoting relative to the third and / or fourth mirror with respect to a reference position thereof.

Selon une forme de réalisation particulière, le système pour régler ou contrôler la convergence entre le premier axe et le deuxième axe est un système assurant le maintien du troisième et/ou quatrième miroir dans une position pivotée par rapport à une position de référence.According to a particular embodiment, the system for adjusting or controlling the convergence between the first axis and the second axis is a system ensuring the maintenance of the third and / or fourth mirror in a rotated position relative to a reference position.

Selon un détail d'une forme de réalisation préférée, le troisième et/ou le quatrième miroir est/ sont monté(s) à pivotement sur un élément de translation mobile par rapport au support du dispositif, un ou des guides du support servant de moyen de contrôle pour assurer un mouvement de translation dudit élément par rapport au support. L'axe de pivotement du troisième et/ou quatrième miroir est avantageusement perpendiculaire à la direction de translation de l'élément le long du ou de guides.According to a detail of a preferred embodiment, the third and / or fourth mirror is / are pivotally mounted on a movable translation member relative to the support of the device, one or more guides of the medium serving as a means. control to ensure a translational movement of said element relative to the support. The pivot axis of the third and / or fourth mirror is advantageously perpendicular to the direction of translation of the element along the or guides.

Selon un détail, le dispositif comprend en outre une connexion pour relier ledit moyen agissant sur l'élément de translation pour commander un mouvement de translation de celui-ci et pour le maintenir dans une position après un mouvement de translation.According to one detail, the device further comprises a connection for connecting said means acting on the translation element to control a translational movement thereof and to maintain it in a position after a translational movement.

Le moyen pour commander le mouvement de translation et/ou de rotation comprend par exemple un ou des engrenages ou roues dentées qui peuvent être entraînés par rotation manuelle d'un bouton ou d'une manivelle, mais avantageusement par un moteur recevant un signal d'entraînement ou non d'une ou de roues, signal provenant par exemple du processeur ou d'un interrupteur monté sur le circuit d'alimentation électrique du moteur électrique.The means for controlling the translational and / or rotational movement comprises for example one or more gears or toothed wheels which can be driven by manual rotation of a knob or a crank, but advantageously by a motor receiving a signal of driving or not a wheel or wheels, for example signal from the processor or a switch mounted on the power supply circuit of the electric motor.

Dans une forme de réalisation, le troisième miroir est un miroir semi transparent permettant le passage de la première image vers le premier miroir.In one embodiment, the third mirror is a semi-transparent mirror allowing the passage of the first image to the first mirror.

Selon une forme de réalisation préférentielle, le troisième miroir est monté sur un élément apte à subir un mouvement de translation par rapport au support, ledit miroir étant monté à pivotement par rapport audit élément le long d'un axe sensiblement perpendiculaire à la direction de translation dudit support, et/ou le quatrième miroir est monté sur un élément apte à subir un mouvement de translation par rapport au support, ledit miroir étant monté à pivotement par rapport audit élément le long d'un axe sensiblement perpendiculaire à la direction de translation dudit support.According to a preferred embodiment, the third mirror is mounted on an element able to undergo a translation movement relative to the support, said mirror being pivotally mounted relative to said element along an axis substantially perpendicular to the direction of translation. said support, and / or the fourth mirror is mounted on an element adapted to undergo a translation movement relative to the support, said mirror being pivotally mounted with respect to said element along an axis substantially perpendicular to the direction of translation of said support.

Selon une caractéristique d'une forme de réalisation, le premier, troisième et quatrième miroir ne sont pas semi transparents et sont agencés pour que la première image ne doit pas passer au travers des troisième et quatrième miroirs pour arriver au premier miroir. Ceci permet d'améliorer la luminosité de la première image.According to a feature of one embodiment, the first, third and fourth mirrors are not semi-transparent and are arranged so that the first image does not have to pass through the third and fourth mirrors to arrive at the first mirror. This improves the brightness of the first image.

Selon une forme de réalisation, le premier miroir et le quatrième miroir sont agencés par rapport à la même droite principale de propagation des images vers la caméra ou ouverture ou fenêtre de celle-ci, de manière à ce que la ligne de vision de la première image et la ligne de vision de la deuxième image sont décalées par rapport à la droite principale de propagation.According to one embodiment, the first mirror and the fourth mirror are arranged with respect to the same main line of propagation of the images towards the camera or aperture or window thereof, so that the line of vision of the first image and the line of vision of the second image are shifted relative to the main propagation line.

En particulier, la ligne de vision de la première image, la ligne de vision de la deuxième image et la droite principale de propagation se trouve sensiblement dans un même plan, tandis que les miroirs sont agencés pour que la première ligne de vision et la deuxième ligne de vision soient situées de part et d'autre de la droite principale de propagation, avantageusement sensiblement à même distance de ladite droite.In particular, the line of vision of the first image, the line of vision of the second image and the main propagation line is substantially in the same plane, while the mirrors are arranged so that the first line of vision and the second line of sight are located on either side of the main propagation line, advantageously substantially at the same distance from said line.

Selon une particularité avantageuse, le dispositif est amovible par rapport à la caméra et/ou l'objectif, et est en particulier apte à être monté via un système de connexion rapide et étanche sur la caméra et/ou sur l'objectif. Par exemple, le dispositif comprend une bague pour une fixation rapide soit sur l'objectif d'une caméra, soit sur l'ouverture ou fenêtre de la caméra.According to an advantageous feature, the device is removable relative to the camera and / or the lens, and is particularly adapted to be mounted via a quick and waterproof connection system on the camera and / or on the lens. For example, the device comprises a ring for quick attachment to either the lens of a camera or the opening or window of the camera.

L'invention a encore pour objet une caméra associée au moins à un dispositif suivant l'invention précédentes, et comprenant au moins une connexion pour transférer des données vers un processeur.The invention also relates to a camera associated with at least one device according to the previous invention, and comprising at least one connection for transferring data to a processor.

L'invention a toujours pour objet un objectif apte à être monté sur un boîtier d'une caméra au moyen d'un système de connexion rapide, par exemple une bague, ledit objectif étant associé à un dispositif suivant l'invention. En effet, on a remarqué qu'un dispositif suivant l'invention était avantageusement développé pour un type d'objectif particulier, par exemple un objectif pour des prises de vue d'objets situés à une distance comprise dans un intervalle donné, par exemple de 1 à 5m, ou de 5 à 25m, ou de 25m à 50m, ou de 50m à 100m.The invention still relates to an objective adapted to be mounted on a housing of a camera by means of a quick connection system, for example a ring, said lens being associated with a device according to the invention. Indeed, it has been noted that a device according to the invention was advantageously developed for a particular type of objective, for example an objective for shooting objects located at a distance within a given range, for example from 1 to 5m, or 5 to 25m, or 25m to 50m, or 50m to 100m.

La caméra et/ou l'objectif selon l'invention est avantageusement associé(e) à une caméra ou un objectif réservé à la mesure de cartes de profondeurs, cette caméra ou objectif de mesure de cartes de profondeurs étant avantageusement du type selon une caméra ou objectif selon l'invention.The camera and / or the objective according to the invention is advantageously associated with a camera or an objective reserved for the measurement of depth maps, this camera or objective of depth map measurement being advantageously of the type according to a camera or objective according to the invention.

L'invention a enfin pour objet une méthode de prise d'images 3D stéréoscopique, dans lequel on utilise une caméra avec capteur digital et dont l'objectif est associé à un dispositif suivant l'invention, dans lequel on prend séquentiellement une image matricielle selon le premier axe optique et une image matricielle selon le deuxième axe optique, l'image matricielle selon le premier axe optique comprenant une série d'images linéaires décalées, tandis que l'image matricielle selon le deuxième axe optique comprend une deuxième série d'images linéaires décalées, chaque image linéaire étant composée d'un nombre de lignes de pixel, et dans lequel on ajuste la position du troisième et/ou quatrième miroir par un mouvement de translation de celui-ci ou ceux-ci par rapport au support du dispositif, pour ajuster la distance interoculaire entre le premier axe optique et le deuxième axe optique à moins de 30 lignes pixels sur le capteur, voire annuler ou sensiblement annuler ladite distance interoculaire. Ceci permet donc avantageusement la mesure de cartes de profondeur.Finally, the subject of the invention is a method for taking stereoscopic 3D images, in which a camera with a digital sensor is used and whose objective is associated with a device according to the invention, in which a matrix image is sequentially the first optical axis and a matrix image along the second optical axis, the matrix image along the first optical axis comprising a series of offset linear images, while the matrix image along the second optical axis comprises a second series of images; shifted linear lines, each linear image being composed of a number of pixel lines, and wherein the position of the third and / or fourth mirror is adjusted by translational movement thereof or the latter relative to the device support to adjust the interocular distance between the first optical axis and the second optical axis to less than 30 pixel lines on the sensor, or cancel or substantially cancel r said interocular distance. This therefore advantageously allows the measurement of depth maps.

Avantageusement, on corrige la convergence des axes optiques entre eux, en particulier par rotation du troisième et/ou quatrième miroir.Advantageously, the convergence of the optical axes is corrected between them, in particular by rotation of the third and / or fourth mirror.

Des détails et caractéristiques de l'invention ressortiront de la description suivante dans laquelle il est fait référence aux dessins ci-annexés.Details and features of the invention will become apparent from the following description in which reference is made to the accompanying drawings.

Dans ces dessins, - la figure 1 est une vue schématique d'une caméra dont l'objectif est associé à un dispositif d'acquisition d'images tridimensionnelle stéréoscopique selon l'état de la technique; et - les figures 2 à 6 sont des vues schématiques de plusieurs formes de réalisation distinctes d'une caméra dont l'objectif est associé à un dispositif d'acquisition d'images tridimensionnelle stéréoscopique selon l'invention; et - la figure 7 est une vue schématique d'un dispositif de mesure des cartes de profondeurs monté sur l'objectif d'une caméra, avantageusement sur l'objectif de la caméra selon l'invention, en particulier selon l'une quelconque des figures 2 à 5.In these drawings, FIG. 1 is a schematic view of a camera whose objective is associated with a stereoscopic three-dimensional image acquisition device according to the state of the art; and FIGS. 2 to 6 are schematic views of several distinct embodiments of a camera whose objective is associated with a stereoscopic three-dimensional image acquisition device according to the invention; and FIG. 7 is a diagrammatic view of a device for measuring depth maps mounted on the objective of a camera, advantageously on the objective of the camera according to the invention, in particular according to any one of the Figures 2 to 5.

la figure 1 montre une caméra 1 dont l'objectif 2 est associé à un dispositif connu 20 pour l'acquisition d'images tridimensionnelles stéréoscopique mono caméra.FIG. 1 shows a camera 1 whose objective 2 is associated with a known device 20 for the acquisition of three-dimensional stereoscopic single-camera images.

Ce dispositif connu 20 est monté sur l'objectif 2 de la mono-caméra 1. Ce dispositif 20 est adapté pour diriger au moins une première image II définie par un premier axe optique (Axe 1) et une deuxième image 12 définie par un deuxième axe optique (Axe 2) distinct du premier axe optique (Axe 1), dans une même direction principale "P" qui correspond au deuxième axe optique Axe 2.This known device 20 is mounted on the objective 2 of the single camera 1. This device 20 is adapted to direct at least a first image II defined by a first optical axis (Axis 1) and a second image 12 defined by a second optical axis (axis 2) distinct from the first optical axis (axis 1), in the same main direction "P" which corresponds to the second optical axis axis 2.

Les axes optiques Axe 1 et Axe 2 sont sensiblement parallèles entre eux, et sont distants l'un de l'autre au niveau du dispositif 20 d'une distance interoculaire fixe.The optical axes Axis 1 and Axis 2 are substantially parallel to each other, and are spaced apart from each other at the device 20 by a fixed interocular distance.

La première image II d'un objet entre dans le dispositif 20 par une fenêtre 21, tandis que la deuxième image 12 dudit objet entre dans le dispositif par la fenêtre 22. Les fenêtres 21 et 22 peuvent le cas échéant ne former qu'une seule fenêtre.The first image II of an object enters the device 20 through a window 21, while the second image 12 of the said object enters the device through the window 22. The windows 21 and 22 may, where appropriate, form only one. window.

Le dispositif 20 de la figure 1 comprend : -au moins un premier miroir (3) recevant une première image II d'un objet O par rapport à un premier axe optique (Axe 1) et réfléchissant cette première image II vers un autre miroir (4); - au moins un deuxième miroir (4) recevant la première image réfléchie II R pour la réfléchir vers la caméra (1) dans ladite direction principale P, ledit deuxième miroir 4 étant semi transparent pour permettre le passage au travers dudit deuxième miroir 4 de la deuxième image 12 de l'objet O selon ladite même direction principale P vers la caméra 1 ; - un premier obturateur 5 apte à être commandé entre une position passante permettant le passage de la première image réfléchie II R, et une position obturée empêchant le passage de la première image, éventuellement réfléchie, vers la caméra 1 ; - un deuxième obturateur 6 apte à être commandé entre une position passante permettant le passage de la deuxième image 12 et une position obturée empêchant le passage de la deuxième imageI2 vers la caméra 1, - un système 7 pour régler ou contrôler de manière manuelle (via une molette de réglage) la convergence entre le premier axe optique Axe 1 et le deuxième axe optique Axe 2, ledit système 7 comprenant un arbre 70 monté à rotation sur le boîtier du dispositif 20 et sur lequel est attaché le premier miroir 3, et un moyen pour commander la rotation de l'arbre 70 et donc pour contrôler l'inclinaison du miroir 3 par rapport au plan formé par l'arbre 70 et le premier axe optique Axe 1 ; - au moins un boîtier 23 sur lequel sont montés au moins le premier miroir 3 et le deuxième miroir 4, et - au moins une connexion 24 pour relier le premier obturateur 5 et le deuxième obturateur 6 à un moyen de commande 40A commandant la position passante et la position obturée des obturateurs 5,6, au moins pour assurer qu'au moins à une première série de moments, le premier obturateur 5 soit en position passante, tandis que le deuxième obturateur 6 est en position obturée, et qu'au moins à une deuxième série de moments distincts de la première série de moments, le deuxième obturateur 6 soit en position passante, tandis que le premier obturateur 5 est en position obturée.The device 20 of FIG. 1 comprises: at least one first mirror (3) receiving a first image II of an object O with respect to a first optical axis (Axis 1) and reflecting this first image II towards another mirror ( 4); at least one second mirror (4) receiving the first reflected image II R to reflect it towards the camera (1) in said main direction P, said second mirror 4 being semi transparent to allow the passage through said second mirror 4 of the second image 12 of the object O according to said same main direction P to the camera 1; - A first shutter 5 adapted to be controlled between a pass position for the passage of the first reflected image II R, and a closed position preventing the passage of the first image, possibly reflected, to the camera 1; a second shutter 6 able to be controlled between a passing position allowing the passage of the second image 12 and a closed position preventing the passage of the second image I2 towards the camera 1; a system 7 for manually adjusting or controlling (via a control wheel) the convergence between the first optical axis axis 1 and the second optical axis axis 2, said system 7 comprising a shaft 70 rotatably mounted on the housing of the device 20 and on which is attached the first mirror 3, and a means for controlling the rotation of the shaft 70 and thus for controlling the inclination of the mirror 3 relative to the plane formed by the shaft 70 and the first optical axis axis 1; - At least one housing 23 on which are mounted at least the first mirror 3 and the second mirror 4, and - at least one connection 24 for connecting the first shutter 5 and the second shutter 6 to a control means 40A controlling the driving position and the closed position of the shutters 5,6, at least to ensure that at least at a first series of moments, the first shutter 5 is in the driving position, while the second shutter 6 is in the closed position, and that at least at a second series of distinct moments of the first series of moments, the second shutter 6 is in the driving position, while the first shutter 5 is in the closed position.

La caméra (1) est au standard PAL ou NTSC et délivre donc des images entrelacées. Les obturateurs 5 et 6 sont alternativement activés et sont synchronisés sur la fréquence des images délivrées par la caméra soit 50 ou 60 Hz. Une image de la caméra 1 est composée de deux trames entrelacées paire ou impaire, chacune étant réservée à une vue gauche ou droite.The camera (1) is PAL or NTSC standard and therefore delivers interlaced images. The shutters 5 and 6 are alternately activated and are synchronized to the frequency of the images delivered by the camera is 50 or 60 Hz. An image of the camera 1 is composed of two even or odd interlaced frames, each being reserved for a left view or right.

Aucun traitement d’image n’est prévu pour compenser les distances optiques des vues gauche (première image II) et droite (deuxième image 12), ainsi que les déformations des images introduites par les miroirs 3,4.No image processing is provided to compensate for the optical distances of the left (first image II) and right (second image 12) views, as well as the deformations of the images introduced by the mirrors 3,4.

Le dispositif connu est uniquement compatible pour les caméras propres au standard PAL ou NTSC, d’où un fonctionnement du dispositif limité en basse fréquence à 25 ou 30 Hz pour les images 3D (vue gauche + vue droite).The known device is only compatible for PAL or NTSC standard cameras, resulting in a low frequency device operation at 25 or 30 Hz for 3D images (left view + right view).

Dans le dispositif connu, il n’est pas possible d’ajuster la distance interoculaire et donc de la réduire à une valeur nulle.In the known device, it is not possible to adjust the interocular distance and therefore reduce it to a zero value.

La figure 2 est une vue schématique d'une première forme de réalisation d'une caméra 1 dont l'objectif 2 est associé à un dispositif 20 selon l'invention. Ce dispositif 20 comprend : -au moins un premier miroir (3) recevant une première image II d'un objet O par rapport à un premier axe optique (Axe 1) et réfléchissant cette première image II ; - au moins un deuxième miroir (4) recevant la première image réfléchie II R pour la réfléchir vers la caméra (1) dans ladite direction principale P, ledit deuxième miroir étant semi transparent pour permettre le passage au travers dudit deuxième miroir de la deuxième image 12 de l'objet O selon ladite même direction principale P vers la caméra 1 ; - au moins un troisième miroir 12 et un quatrième miroir 13, ledit troisième miroir 12 recevant la deuxième image 12 de l'objet O et la réfléchissant vers le quatrième miroir 13, tandis que ledit quatrième miroir 13 est adapté pour réfléchir ladite deuxième image réfléchie I2R provenant du troisième miroir 12 vers le deuxième miroir semi transparent 4 et vers la caméra 1, via l'objectif 2; - un premier obturateur 5 apte à être commandé entre une position passante permettant le passage de la première image réfléchie I1R (provenant du miroir 3), et une position obturée empêchant le passage de la première image réfléchie II R, vers la caméra; - un deuxième obturateur 6 apte à être commandé entre une position passante permettant le passage de la deuxième image réfléchie I2R (provenant du miroir 12), et une position obturée empêchant le passage de la deuxième image réfléchie I2R, vers le miroir 13, pour que cette image réfléchie soit réfléchie vers le miroir semi transparent 4 et traverse le dit miroir 4 pour être captée via l'objectif par la caméra 1; - un système 7 pour régler ou contrôler la convergence entre le premier axe optique et le deuxième axe optique, - au moins un support ou boîtier 23 sur lequel sont montés au moins le premier miroir 3 et le deuxième miroir 4, - au moins des connexions 24 pour relier le premier obturateur 5 et le deuxième obturateur 6 à un moyen de commande 30 (par exemple un moyen du processeur 40) commandant la position passante et la position obturée des obturateurs 5,6, au moins pour assurer qu'au moins à une première série de moments, le premier obturateur 5 soit en position passante, tandis que le deuxième obturateur 6 est en position obturée, et qu'au moins à une deuxième série de moments distincts de la première série de moments, le deuxième obturateur 6 soit en position passante, tandis que le premier obturateur 5 est en position obturée.FIG. 2 is a schematic view of a first embodiment of a camera 1 whose objective 2 is associated with a device 20 according to the invention. This device 20 comprises: at least one first mirror (3) receiving a first image II of an object O with respect to a first optical axis (Axis 1) and reflecting this first image II; at least one second mirror (4) receiving the first reflected image II R to reflect it towards the camera (1) in said main direction P, said second mirror being semi transparent to allow passage through said second mirror of the second image 12 of the object O according to said same main direction P to the camera 1; at least one third mirror 12 and a fourth mirror 13, said third mirror 12 receiving the second image 12 of the object O and reflecting it to the fourth mirror 13, while said fourth mirror 13 is adapted to reflect said second reflected image I2R from the third mirror 12 to the second semi-transparent mirror 4 and to the camera 1, via the lens 2; a first shutter 5 able to be controlled between a passing position allowing the passage of the first reflected image I1R (coming from the mirror 3), and a closed position preventing the passage of the first reflected image II R towards the camera; a second shutter 6 able to be controlled between a passing position allowing the passage of the second reflected image I2R (coming from the mirror 12), and a closed position preventing the passage of the second reflected image I2R, towards the mirror 13, so that this reflected image is reflected towards the semi-transparent mirror 4 and passes through said mirror 4 to be picked up via the lens by the camera 1; a system 7 for adjusting or controlling the convergence between the first optical axis and the second optical axis, at least one support or housing 23 on which at least the first mirror 3 and the second mirror 4 are mounted, at least connections 24 to connect the first shutter 5 and the second shutter 6 to a control means 30 (for example a means of the processor 40) controlling the running position and the closed position of the shutters 5,6, at least to ensure that at least a first series of moments, the first shutter 5 is in the passing position, while the second shutter 6 is in the closed position, and that at least at a second series of distinct moments of the first series of moments, the second shutter 6 is in the driving position, while the first shutter 5 is in the closed position.

Le dispositif 20 comprend un élément 30 monté mobile par rapport au support ou boîtier 23. Le mouvement de l'élément 30 est guidé par des rails de guidage 31 parallèles, de sorte que l'élément mobile est apte à subir un mouvement de translation T. Un moyen 32, tel un moteur pas à pas ou un moteur entraînant une vis sans fin selon l'invention, permet un contrôle précis du mouvement de l'élément 30 le long des rails de guidage 31. Le miroir 13 est monté à pivotement (arbre 33) sur l'élément 30.The device 20 comprises an element 30 mounted to move relative to the support or housing 23. The movement of the element 30 is guided by parallel guide rails 31, so that the movable element is able to undergo a translation movement T A means 32, such as a stepper motor or a motor driving an endless screw according to the invention, allows precise control of the movement of the element 30 along the guide rails 31. The mirror 13 is pivotally mounted. (shaft 33) on the element 30.

En déplaçant l'élément 30, on modifie la distance interoculaire D entre le premier axe (Axe 1) et le deuxième axe (Axe 2). De cette manière, il est possible de s'assurer que la distance totale entre l'objet et l'objectif vu selon l'axe 1 soit égale à ou proche de la distance totale entre l'objet O et l'objectif 2 vu selon l'Axe 2. Un tel déplacement du support 30 permet alors d'obtenir une certaine correction de la hauteur de l'objet dans l'image II au niveau de la caméra par rapport à la hauteur de l'objet O dans l'image 12 au niveau de la caméra 1.By moving the element 30, the interocular distance D between the first axis (Axis 1) and the second axis (Axis 2) is modified. In this way, it is possible to ensure that the total distance between the object and the objective seen along the axis 1 is equal to or close to the total distance between the object O and the objective 2 seen according to Axis 2. Such a displacement of the support 30 then makes it possible to obtain a certain correction of the height of the object in the image II at the level of the camera relative to the height of the object O in the image. 12 at the camera 1.

Par exemple, le miroir 13 est fixé à l'arbre 33, dont les extrémités sont portées par des oreilles de l'élément 30. Une des oreilles porte un moteur 35 entraînant via des engrenages l'arbre 33. Le moteur et les engrenages sont sélectionnés pour permettre un contrôle fin de l'inclinaison du miroir 13 par rapport au plan le long duquel se déplace l'élément 30 par translation.For example, the mirror 13 is fixed to the shaft 33, whose ends are carried by the lugs of the element 30. One of the ears carries a motor 35 driving via the gear shaft 33. The motor and the gears are selected to allow a fine control of the inclination of the mirror 13 relative to the plane along which the element 30 moves by translation.

Le boîtier comprend une connexion rapide 34 pour alimenter le moteur 32 et/ou pour commander son fonctionnement, et une connexion rapide 36 pour alimenter le moteur 35 et/ou pour commander son fonctionnement.The housing comprises a quick connection 34 for supplying the motor 32 and / or for controlling its operation, and a quick connection 36 for supplying the motor 35 and / or for controlling its operation.

Les premier et deuxième obturateurs 5,6 agissent dans un même plan, parallèle au plan W défini par la direction principale P ou la direction de translation T de l'élément 30, et l'axe de l'arbre 33.The first and second shutters 5, 6 act in the same plane, parallel to the plane W defined by the main direction P or the translation direction T of the element 30, and the axis of the shaft 33.

En contrôlant le pivotement du miroir 13, par rapport au plan W, il est possible de régler ou contrôler la convergence entre le premier axe Axe 1 et le deuxième axe Axe 2.By controlling the pivoting of the mirror 13, with respect to the plane W, it is possible to adjust or control the convergence between the first axis axis 1 and the second axis axis 2.

Les moteurs 32 et 35 lorsqu'ils ne sont pas alimentés en courant maintiennent en position l'élément 30 par rapport aux rails de guidage 31, ainsi que l'inclinaison du miroir 13 par rapport à l'élément 30 ou au plan de référence W.The motors 32 and 35 when they are not supplied with current maintain in position the element 30 with respect to the guide rails 31, as well as the inclination of the mirror 13 with respect to the element 30 or to the reference plane W .

Les moteurs 32 et 35 reçoivent avantageusement des signaux de commande d'un processeur 40. De tels signaux sont par exemple envoyés vers des interrupteurs du circuit d'alimentation électrique des moteurs 32,35.The motors 32 and 35 advantageously receive control signals from a processor 40. Such signals are for example sent to switches of the power supply circuit of the motors 32, 35.

Dans la forme de réalisation de la figure 2, les images II et 12 présenteront des distorsions, par exemple de hauteur en fonction de la distance interoculaire D, mais également en fonction des défauts des miroirs.In the embodiment of FIG. 2, the images II and 12 will have distortions, for example of height as a function of the interocular distance D, but also as a function of the defects of the mirrors.

Le processeur 40 recevra les images II et 12 de la caméra sous forme de fichiers, par exemple de fichiers numériques, traitera ces fichiers ou parti de ceux-ci pour rendre la hauteur de l'objet dans l'image II et celle du même objet dans l'image 12, sensiblement équivalentes dans les images II et 12. Le facteur de correction sera fonction de la position de l'élément 30 par rapport à ses rails de guidage 31. Eventuellement, un signal de correction correspond par exemple à une impulsion électrique entraînant une rotation contrôlée de l'arbre du moteur 32.The processor 40 will receive the images II and 12 of the camera in the form of files, for example digital files, will process these files or part of them to make the height of the object in the image II and that of the same object in the image 12, substantially equivalent in the images II and 12. The correction factor will be a function of the position of the element 30 relative to its guide rails 31. Optionally, a correction signal corresponds for example to a pulse electric driving a controlled rotation of the motor shaft 32.

Enfin, la position de l'élément 30 pourrait également être affiné ou déterminé par le processeur 40 en fonction de la convergence désirée ou après une correction de convergence de l'image 12 par rapport à l'image II.Finally, the position of the element 30 could also be refined or determined by the processor 40 as a function of the desired convergence or after a convergence correction of the image 12 with respect to the image II.

L’ajustement adéquat de ces deux paramètres (translation et pivotement du miroir 13) est souhaitable lors des prises d’images 3D stéréoscopiques pour assurer le meilleur rendu du relief suivant le souhait du stéréographe.The appropriate adjustment of these two parameters (translation and pivoting of the mirror 13) is desirable when taking stereoscopic 3D images to ensure the best rendering of the relief according to the wish of the stereograph.

Le processeur à pour rôle de compenser par traitements les distorsions géométriques différentes des images gauches et droites dues à l’imprécisions de positionnement des miroirs et à leurs déformations, de compenser par traitements la différence de tailles des images des vues gauches et droites dues à la distance interoculaire et inhérente à ce dispositif, de compenser les différences de luminosité et de colorimétries des images des vues gauches et droites dues aux différences de réflexion et de transparence des miroirs et obturateurs utilisés.The role of the processor is to compensate for the different geometrical distortions of the left and right images due to inaccuracies in the positioning of the mirrors and their deformations, to compensate by processing the difference in size of the images of the left and right views due to the interocular distance and inherent to this device, to compensate for the differences in brightness and colorimetry images left and right views due to the differences in reflection and transparency of the mirrors and shutters used.

Si la scène comporte des objets en mouvement, étant donné que chaque couple d’images gauche et droite est constitué d’images successives décalées dans le temps, le mouvement introduira des différences entre les 2 images gauche et droite qui ne sont pas dues au relief. Dans ce cas une interpolation de deux ou plus de deux (par exemple trois, quatre ou cinq) images successives gauches ou droites peut être nécessaire de façon à construire une image gauche ou droite équivalente à celle qui aurait été acquise en même temps que l’image droite ou gauche associée. C’est le rôle supplémentaire du processeur.If the scene contains moving objects, since each pair of left and right images consists of successive images shifted in time, the movement will introduce differences between the left and right images that are not due to the relief. . In this case, an interpolation of two or more (for example, three, four or five) left or right successive images may be necessary in order to construct a left or right image equivalent to that which would have been acquired at the same time as picture right or left associated. This is the additional role of the processor.

Il est à noter que la convergence est avantageusement une convergence électronique réalisée par le processeur qui traite les images des vues gauches et droites selon. Dans ce cas le mouvement de pivotement du miroir (13) n’est plus nécessaire. Toutefois ce dernier traitement par le processeur affecte la qualité des images, ce qui justifie selon les besoins de garder une convergence mécanique, avantageusement contrôlée par le processeur 40, ce dernier commandant par exemple un moteur électrique pour assurer par exemple un contrôle automatique. Les obturateurs (5 et 6) sont de préférence électroniques pour une meilleure fiabilité. Ils peuvent être constitués de plusieurs couches de cristaux liquides pour assurer une opacité suffisante pour la séparation lumineuse des vues gauche et droite. Les obturateurs peuvent être disposés à un autre endroit du chemin optique de chacune des vues pour autant que l’isolation lumineuse des vues gauche et droite soit assurée.It should be noted that the convergence is advantageously an electronic convergence made by the processor which processes the images of the left and right views according to. In this case the pivoting movement of the mirror (13) is no longer necessary. However, this last processing by the processor affects the quality of the images, which justifies according to the needs of keeping a mechanical convergence, advantageously controlled by the processor 40, the latter controlling for example an electric motor to ensure for example an automatic control. The shutters (5 and 6) are preferably electronic for better reliability. They can consist of several layers of liquid crystals to ensure sufficient opacity for the light separation of the left and right views. The shutters may be arranged at another location in the optical path of each of the views as long as the light insulation of the left and right views is ensured.

Le processeur comporte des instructions de programmation pour assurer un filtrage bilinéaire et/ou bicubique ou trilinéaires ou des interpolations bilinéaires ou bicubiques (simples, plus lisses ou plus nettes) ou trilinéaires, pour déterminer la couleur ou le niveau de gris d'un point intermédiaire situé dans un carré ou rectangle ou dans un volume (cube ou prisme), surfaces ou volumes pour lesquels on connaît la couleur ou le niveau de gris d'un point initial, le niveau de gris ou couleur de points éloignés du point initial dans deux ou trois directions orthogonales.The processor includes programming instructions for bilinear and / or bicubic or trilinear filtering or bilinear or bicubic (single, smoother or sharper) or trilinear interpolations to determine the color or gray level of an intermediate point located in a square or rectangle or in a volume (cube or prism), surfaces or volumes for which the color or gray level of an initial point is known, the level of gray or color of points distant from the initial point in two or three orthogonal directions.

Dans le cas de couleur, le filtrage bilinéaire et/ou bicubique sera réalisé indépendamment pour les couleurs suivantes : rouge, vert, bleu et transparence.In the case of color, bilinear and / or bicubic filtering will be performed independently for the following colors: red, green, blue and transparency.

Le processeur comportera également des instructions de "MIP Mapping", instructions pour appliquer une ou des textures provenant d'une texture de base, à un polygone ou polygone 3D, représentant par exemple une face d'un objet.The processor will also include "MIP Mapping" instructions, instructions for applying one or more textures from a basic texture to a polygon or 3D polygon, for example representing a face of an object.

Le processeur comportera donc avantageusement des algorithmes permettant le reéchantillonnage des données ou points pour assurer une transformation géométrique donnée à une image.The processor will therefore advantageously include algorithms for resampling data or points to ensure a given geometric transformation to an image.

Le processeur sera du type permettant le transformation des images en temps réel.The processor will be of the type allowing the transformation of images in real time.

La figure 3 montre un dispositif 20 similaire à celui représenté à la figure 2, si ce n'est que le miroir 12 semi transparent a été remplacé par un miroir 112 similaire au miroir 3. La distance interoculaire D ne peut pas être réduite à zéro par la translation de l'élément 30. Le déplacement de l’élément 30 est donc limité par une distance interoculaire minimale et une distance interoculaire maximale définies par la longueur du miroir 112 réfléchissant l'image 12 vers le miroir 13 porté par l'élément 30.FIG. 3 shows a device 20 similar to that shown in FIG. 2, except that the semi-transparent mirror 12 has been replaced by a mirror 112 similar to the mirror 3. The interocular distance D can not be reduced to zero by the translation of the element 30. The displacement of the element 30 is limited by a minimum interocular distance and a maximum interocular distance defined by the length of the mirror 112 reflecting the image 12 to the mirror 13 carried by the element 30.

Cette forme de réalisation permet d'obtenir une meilleure luminosité des images au niveau de la caméra.This embodiment makes it possible to obtain a better brightness of the images at the level of the camera.

La figure 4 montre un dispositif 20 similaire à celui représenté à la figure 3, si ce n'est que le miroir 3 est remplacé par uns système comprenant deux miroirs 103 A et 103B, le miroir 103A recevant l'image II pour la réfléchir vers le miroir 103B qui réfléchit l'image vers le miroir semi transparent 4. Le miroir 103 A est monté sur un chariot mobile 109 (mouvement Fl) le long d’un ou de rails de guidage, dans une direction sensiblement parallèle à la direction P, mouvement contrôlé par un moteur 110 commandé par le processeur 40, tandis que le miroir 103B est monté sur un chariot mobile 109Bis (mouvement F2) le long d'un ou de rails de guidage, dans me direction sensiblement perpendiculaire à la direction P, mouvement contrôlé par un moteur 1 lOBis commandé par le processeur 40.FIG. 4 shows a device 20 similar to that shown in FIG. 3, except that the mirror 3 is replaced by a system comprising two mirrors 103A and 103B, the mirror 103A receiving the image II to reflect it towards the mirror 103B reflecting the image to the semi-transparent mirror 4. The mirror 103A is mounted on a movable carriage 109 (Fl motion) along one or more guide rails, in a direction substantially parallel to the direction P controlled movement by a motor 110 controlled by the processor 40, while the mirror 103B is mounted on a movable carriage 109Bis (movement F2) along one or more guide rails, in a direction substantially perpendicular to the direction P, motion controlled by a motor 1 LOBis controlled by the processor 40.

Par le déplacement d'un ou des miroirs 103A et 103B, il est possible d'allonger ou modifier la distance optique entre la caméra et l'objet O, le long de l'axe 1. Il est ainsi possible d'obtenir une même distance optique pour les image II et les images 12.By moving one or more mirrors 103A and 103B, it is possible to lengthen or modify the optical distance between the camera and the object O, along the axis 1. It is thus possible to obtain the same optical distance for image II and images 12.

Dans me variante de cette forme de réalisation, seul m des miroirs 103 A et 103 B est monté sur m chariot mobile.In my variant of this embodiment, only m mirrors 103 A and 103 B are mounted on a movable carriage.

La figure 5 montre m dispositif 20 similaire à celui de la figure 3, si ce n'est : - que l'obturateur 5 contrôle le passage ou non de l'image II vers le miroir 3; - que l'obturateur 6 contrôle le passage ou non de l'image 12 vers le miroir semi transparent 4, et - que le miroir 13 réfléchit l'image II vers le miroir 112b qui réfléchit ladite image vers le miroir semi transparent 4, en passant à travers l'obturateur 6.FIG. 5 shows a device 20 similar to that of FIG. 3, except: the shutter 5 controls the passage or not of the image II towards the mirror 3; that the shutter 6 controls the passage or not of the image 12 towards the semi-transparent mirror 4, and that the mirror 13 reflects the image II towards the mirror 112b which reflects said image towards the semi-transparent mirror 4, passing through the shutter 6.

Dans cette forme de réalisation le miroir 13 est monté sur un élément 30 mobile le long de rails de guidage, pour contrôler son mouvement dans une direction perpendiculaire à la direction P. De même le miroir 3 est monté sur un chariot 120 mobile le long de guide(s) selon une direction (F3) perpendiculaire à la direction P.In this embodiment the mirror 13 is mounted on a movable member 30 along guide rails, to control its movement in a direction perpendicular to the direction P. Similarly, the mirror 3 is mounted on a carriage 120 movable along guide (s) along a direction (F3) perpendicular to the direction P.

Par rapport à la ligne P, les axes optique Axe 1 et Axe 2 sont situés de part et d'autre. La distance optique selon l'axe AXE 1 et la distance optique selon l'Axe 2 peut être contrôlé par le ou les déplacements des miroirs 3 et 13, de manière à simplifier les opérations du processeur.With respect to the line P, the optical axes Axis 1 and Axis 2 are located on both sides. The optical distance along the axis AX 1 and the optical distance along the axis 2 can be controlled by the displacement or displacements of the mirrors 3 and 13, so as to simplify the operations of the processor.

L’utilisation du dispositif selon l'invention permet d'acquérir des images 3D avec une seule caméra, ce qui présente plusieurs avantages : coût réduit, réduction de l’encombrement, pas de compensation à réaliser dues aux différences géométriques et de positions des objectifs et caméras, facilité d'emploi.The use of the device according to the invention makes it possible to acquire 3D images with a single camera, which has several advantages: reduced cost, reduced size, no compensation to be achieved due to geometric differences and positions of the objectives and cameras, ease of use.

La caméra 1 sera avantageusement une caméra fonctionnant à double fréquence d’acquisition, de sensibilité accrue à cause de l’utilisation d’un ou de deux miroirs semi transparents, miroir(s) induisant une réduction de la luminosité.The camera 1 will advantageously be a camera operating at double acquisition frequency, increased sensitivity because of the use of one or two semi-transparent mirrors, mirror (s) inducing a reduction in brightness.

Outre l’acquisition des images 3D stéréoscopiques pour la télévision ou le cinéma, une caméra munie d'un dispositif selon l'invention peut être utilisée dans l'évaluation d'un paramètre d'un objet en mouvement, en particulier selon la méthode décrite dans le document WO 02/088576.In addition to the acquisition of stereoscopic 3D images for television or cinema, a camera provided with a device according to the invention can be used in the evaluation of a parameter of a moving object, in particular according to the described method. in WO 02/088576.

La caméra munie du dispositif selon l'invention permet au processeur 40, la mesure du paramètre distance sans que l’objet soit en mouvement car la caméra est matricielle et non plus constituée d’une paire de ligne donc linéaire stéréoscopique.The camera provided with the device according to the invention enables the processor 40 to measure the distance parameter without the object being in motion because the camera is matrix and no longer consists of a linear pair of stereoscopic lines.

Le dispositif selon l'invention permet, au processeur via la caméra, l’acquisition d’images matricielles stéréoscopiques quasi identiques si la distance interoculaire est faible, par exemple correspondant à 5 ou 10 ou plus de lignes de la camera et si l’angle entre les deux axes optiques est divergent ou convergent, avec un angle de divergence limité à 1 à 2 degré au plus, avantageusement limité à 0,5°, de préférence limité à 0,3°, plus spécifiquement limité à 0,1 degré.The device according to the invention enables the processor via the camera to acquire almost identical stereoscopic matrix images if the interocular distance is small, for example corresponding to 5 or 10 or more lines of the camera and if the angle between the two optical axes is divergent or convergent, with a divergence angle limited to 1 to 2 degrees at most, preferably limited to 0.5 °, preferably limited to 0.3 °, more specifically limited to 0.1 degree.

L’image matricielle gauche est avantageusement constituée d’une série d’images linéaires décalées par rapport aux lignes correspondantes de l’image matricielle droite et dont la valeur du décalage permet d'évaluer la distance de l’objet à la caméra. Les images matricielles gauches et droites sont décomposables en une mosaïque de plus petites images de 10 lignes de 50 pixels ou de 20 lignes de 20 pixels ou autres valeurs que l’on appelle moxels. Le décalage des moxels des images gauche et droite permet d'évaluer la distance de l’objet de la caméra pour chaque moxel. Il est ainsi possible d'obtenir, une carte de profondeur avec une résolution limitée à la taille du moxel. A l’intérieur de chaque moxel, la ou les transitions de décalage détectées au niveau de chaque ligne des moxels par comparaison des images gauches et droites correspondantes permettent) de détecter les transitions de profondeur avec précision.The left matrix image advantageously consists of a series of linear images offset from the corresponding lines of the right matrix image and whose offset value makes it possible to evaluate the distance from the object to the camera. The left and right raster images are decomposable into a mosaic of smaller images of 10 lines of 50 pixels or 20 lines of 20 pixels or other values that are called moxels. The offset of the moxels of the left and right images makes it possible to evaluate the distance of the object of the camera for each moxel. It is thus possible to obtain a depth map with a resolution limited to the size of the moxel. Within each moxel, the offset transient (s) detected at each line of the moxels by comparing the corresponding left and right images can accurately detect the depth transitions.

Malgré l’unique caméra et l’unique objectif qui permet d’obtenir des images quasi identiques des vues gauche et droite, les miroirs et leurs positions peuvent induire une/des déformations des images, ainsi que des distorsions des cartes de profondeurs. Ces distorsions sont mesurables lors de la calibration et peuvent donc être compensées, avant l'utilisation d'un dispositif selon l'invention. Le processeur 40 peut le cas échéant exécuter les compensations nécessaires de manière automatique.Despite the unique camera and the unique lens that allows for almost identical images of left and right views, mirrors and their positions can induce distortion of images, as well as distortions of depth maps. These distortions are measurable during calibration and can therefore be compensated before using a device according to the invention. The processor 40 may optionally perform the necessary compensations automatically.

Si les objets de la scène sont en mouvement, les images des vues gauche et droite étant acquises avec un léger décalage dans le temps, certaines distorsions des cartes de profondeurs peuvent apparaître, ces distorsions pouvant alors être compensées par le processeur 40 par l’analyse des mouvements et la mesure des vecteurs de déplacement dans les images successives des mêmes vues gauches ou droites.If the objects in the scene are moving, the images of the left and right views being acquired with a slight shift in time, some distortions of the depth maps may appear, these distortions can then be compensated by the processor 40 by the analysis movements and the measurement of displacement vectors in successive images of the same left or right views.

La mesure des cartes de profondeur en temps réel avec précision de position des transitions de profondeur ont entre autres une application dans le remplacement ou le complément des « écrans bleus » nécessaires au mixage des images vidéo de deux sources, les différences de profondeur pouvant servir d’indicateur de mixage.The measurement of depth maps in real time with positional accuracy of the depth transitions have, among other things, an application in the replacement or the complement of the "blue screens" necessary for the mixing of the video images of two sources, the differences of depth being able to serve mixing indicator.

Deux dispositifs 20 peuvent être couplés pour permettre à la fois l’acquisition des images 3D stéréoscopiques et la mesure de cartes de profondeur. Ces deux dispositifs peuvent prendre la forme d'un même boîtier.Two devices 20 may be coupled to enable both the acquisition of stereoscopic 3D images and the measurement of depth maps. These two devices can take the form of the same housing.

Le dispositif de la figure 6 est similaire à celui de la figure 2, si ce n'est qu'il comprend un miroir 200 recevant une Image 13 dont l'axe optique Axe 3 est avantageusement proche de l'axe optique Axe 1 ou de l'axe optique Axe 2.The device of FIG. 6 is similar to that of FIG. 2, except that it comprises a mirror 200 receiving an image 13 whose optical axis axis 3 is advantageously close to the optical axis axis 1 or the Axis 2 optical axis.

L'image 13 est réfléchie sur le miroir 12 vers le miroir 200. Eventuellement le dispositif 20 peut comprendre un miroir transparent 201 supplémentaire décalé par rapport au miroir 12. Ce miroir transparent 201 est alors monté pour permettre la réflexion d'une image 13 vers le miroir 200bis, tout en permettant le passage des images II et 12 pour leur traitement selon l'une quelconque des formes de réalisation précédentes représentées aux figures 1 à 5. Le miroir 201 peut éventuellement être remplacé par le miroir 20Ibis, miroir adapté pour ne pas interférer avec l'image 12, c'est-à-dire l'image 12 ne passant pas au travers du miroir 20Ibis pour atteindre le miroir 12.The image 13 is reflected on the mirror 12 towards the mirror 200. Possibly the device 20 may comprise an additional transparent mirror 201 offset from the mirror 12. This transparent mirror 201 is then mounted to allow the reflection of an image 13 to the mirror 200bis, while allowing the passage of the images II and 12 for their treatment according to any one of the preceding embodiments shown in Figures 1 to 5. The mirror 201 may optionally be replaced by the mirror 20Ibis, mirror adapted to not to interfere with the image 12, that is to say the image 12 not passing through the mirror 20Ibis to reach the mirror 12.

Le miroir 201,20Ibis sont dans la forme de réalisation représentée, également à même de réfléchir vers le miroir 200 une image II.The mirror 201,20Ibis are in the embodiment shown, also able to reflect to the mirror 200 an image II.

Le miroir 200 ou 200bis réfléchit l'image 13, ainsi que l'image II, vers un miroir 200 ter du dispositif 210 (voir figure 7) comprenant : - un miroir transparent 211 permettant la réflexion de l'image 13 vers un miroir 21 Ibis, et permettant le passage de l'image II vers le miroir 213, - un miroir 213 réfléchissant l'image II vers l'objectif 2 de la caméra, avec interposition d'un obturateur 215 et d'un miroir semi transparent 216, - un miroir 21 Ibis monté sur un élément mobile 230 (similaire à l'élément mobile 30 de la figure 2) mobile par rapport au support ou boîtier 23. Le mouvement de l'élément 230 est guidé par des rails de guidage 231 parallèles, de sorte que l'élément mobile est apte à subir un mouvement de translation Tl. Un moyen 232, tel un moteur pas à pas ou un moteur entraînant une vis sans fin selon l'invention, permet un contrôle précis du mouvement de l'élément 230 le long des rails de guidage 231. Le miroir 21 Ibis est monté à pivotement (arbre 233) sur l'élément 230.The mirror 200 or 200bis reflects the image 13, as well as the image II, towards a mirror 200 ter of the device 210 (see FIG. 7) comprising: a transparent mirror 211 allowing the reflection of the image 13 towards a mirror 21 Ibis, and allowing the passage of the image II to the mirror 213, a mirror 213 reflecting the image II towards the objective 2 of the camera, with the interposition of a shutter 215 and a semi-transparent mirror 216, - A mirror 21 Ibis mounted on a movable member 230 (similar to the movable member 30 of Figure 2) movable relative to the support or housing 23. The movement of the element 230 is guided by parallel guide rails 231, so that the movable member is adapted to undergo a translation movement Tl. A means 232, such as a stepper motor or a motor driving a worm according to the invention, allows precise control of the movement of the element. 230 along the guide rails 231. The mirror 21 Ibis is pivotally mounted ( shaft 233) on the element 230.

En déplaçant l'élément 230, on modifie la distance interoculaire D entre le premier axe (Axe 1) et le troisième axe (Axe 3). De cette manière, il est possible de s'assurer que la distance totale entre l'objet et l'objectif vu selon l'axe 1 soit égale à ou proche de la distance totale entre l'objet O et l'objectif 2bis de la caméra Ibis vu selon l'Axe 3. Un tel déplacement du support 230 permet alors d'obtenir une certaine correction de la hauteur de l'objet dans l'image 13 au niveau de la caméra par rapport à la hauteur de l'objet O dans l'image II au niveau de la caméra 1.By moving the element 230, the interocular distance D between the first axis (Axis 1) and the third axis (Axis 3) is modified. In this way, it is possible to ensure that the total distance between the object and the objective viewed along the axis 1 is equal to or close to the total distance between the object O and the objective 2bis of the Ibis camera seen according to the axis 3. Such a displacement of the support 230 then allows to obtain some correction of the height of the object in the image 13 at the camera relative to the height of the object O in picture II at the camera 1.

Le miroir 21 Ibis réfléchit alors l'image II vers le miroir semi transparent 216, qui réfléchit alors l'image vers l'objectif. L'image 13 réfléchie par le miroir 211 est envoyée vers le miroir 216, où elle est réfléchie vers l'objectif de la caméra 1.The mirror 21 Ibis then reflects the image II to the semi-transparent mirror 216, which then reflects the image towards the objective. The image 13 reflected by the mirror 211 is sent to the mirror 216, where it is reflected towards the lens of the camera 1.

Les miroirs 200,200bis et 200 ter sont par exemple incliné à 45° par rapport au plan défini par la direction principale P et l'axe de rotation du miroir 21 Ibis.The 200,200 bis and 200 ter mirrors are for example tilted at 45 ° with respect to the plane defined by the main direction P and the axis of rotation of the mirror 21 Ibis.

L’avantage est que l’image obtenue suivant l’axe optique 1 est commune au deux caméras. La mesure des cartes de profondeur peut être utilisée pour piloter la distance interoculaire et la convergence de la prise d’images 3D stéréoscopique.The advantage is that the image obtained along the optical axis 1 is common to both cameras. The measurement of depth maps can be used to control the interocular distance and the convergence of stereoscopic 3D imaging.

La camera de mesure des cartes de profondeurs peut être munie d’un objectif 2 dont le facteur de zoom est piloté en même temps que celui de l’objectif de la caméra 3D stéréoscopique. La distance interoculaire de la caméra de mesure des cartes de profondeurs peut aussi être pilotée en même temps que celle de la caméra 3D stéréoscopique de façon à optimiser les précisions et résolutions des cartes de profondeurs en fonction du facteur de zoom.The camera for measuring depth maps can be equipped with a lens 2 whose zoom factor is controlled simultaneously with that of the objective of the stereoscopic 3D camera. The interocular distance of the depth map camera can also be controlled at the same time as that of the stereoscopic 3D camera so as to optimize the accuracy and resolution of the depth maps according to the zoom factor.

Claims

1. Device for acquiring three-dimensional stereoscopic single camera images, said device being adapted to be mounted on a single camera or on the same lens (2) of a camera (1) or on the same opening or window of a camera camera for directing at least a first image defined by a first optical axis and a second image defined by a second optical axis distinct from the first optical axis, in the same main direction, advantageously along the same main transmission line, towards the camera or aperture or window thereof, said device comprising: at least one first mirror receiving a first image of an object with respect to a first optical axis (axis 1) and reflecting this first image; at least one second mirror receiving the first reflected image to reflect it towards the camera (1) in said main direction, said second mirror being semi transparent to allow the passage through said second mirror of the second image of the object according to said same main direction a second optical axis towards the camera; a first shutter capable of being controlled between a passing position allowing the passage of the first image, possibly processed or reflected, and a closed position preventing the passage of the first image, possibly reflected, towards the camera; a second shutter capable of being controlled between a passing position allowing the passage of the second image, possibly processed or reflected, and a closed position preventing the passage of the second image, possibly processed or reflected, towards the camera, possibly a system for adjusting or controlling the convergence between the first optical axis and the second optical axis, - at least one support on which at least the first and second mirrors are mounted, and - at least one connection for connecting the first shutter and the second shutter a control means controlling the running position and the closed position of the shutters, at least to ensure that at least at a first series of moments or at a first moment, the first shutter is in the driving position, while the second shutter is in the closed position, and that at least at a second series of moments or at a respective second distinct moment of the first series of moments or the first moment, the second shutter is in the traveling position, while the first shutter is in the closed position, characterized in that it comprises at least a third mirror and a fourth mirror, said third mirror receiving the second image of the object and reflecting it to the fourth mirror, while said fourth mirror is adapted to reflect said second reflected image from the third mirror to the second semi-transparent mirror and to the camera, and in that the third mirror and / or the fourth mirror is / are mounted on a movable translation member relative to the support of the device, one or more guides of the support serving as a control means for translational movement of said element relative to the support, and in that the device comprises means acting on said member to control a translational movement of said movable member.

2. Device according to claim 1, characterized in that it further comprises a connection for connecting said means acting on the translation element to control a translational movement thereof and to maintain it in a position after a movement translation.

3. Device according to claim 1 or 2, characterized in that the third and / or fourth mirror is pivotally mounted, and in that the system for adjusting or controlling the convergence between the first axis and the second axis is a control system. or adjusting the relative pivoting of the third and / or fourth mirror with respect to a reference position thereof.

4. Device according to claim 3, characterized in that the system for adjusting or controlling the convergence between the first axis and the second axis is a system ensuring the maintenance of the third and / or fourth mirror in a rotated position relative to a position reference.

5. Device according to claim 3 or 4, characterized in that the first and second shutters act in the same plane or in planes substantially parallel to each other.

6. Device according to any one of the preceding claims, characterized in that the third mirror is a semi-transparent mirror allowing the passage of the first image to the first mirror.

7. Device according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the third mirror is mounted on an element adapted to undergo a translational movement relative to the support, said mirror being pivotally mounted relative to said element along an axis substantially perpendicular to the direction of translation of said support.

8. Device according to any one of claims 1 to 6, characterized in that the fourth mirror is mounted on an element adapted to undergo a translational movement relative to the support, said mirror being pivotally mounted relative to said element along an axis substantially perpendicular to the direction of translation of said support.

9. Device according to any one of the preceding claims, characterized in that the first mirror is mounted on a second movable member movable relative to the support of the device, one or guides of the support serving as a control means to ensure a movement translating said second member relative to the support, while the device comprises means acting on said second member for controlling a translational movement of said second movable member.

10. Device according to any one of the preceding claims, characterized in that the first, third and fourth mirror are not semi-transparent and are arranged so that the first image must not pass through the third and fourth mirrors to reach the first mirror.

11. Device according to any one of the preceding claims, characterized in that the first mirror and the fourth mirror are arranged with respect to the same main line of propagation of the images towards the camera or aperture or window thereof, so the line of vision of the first image and the line of vision of the second image are shifted with respect to the main propagation line.

12. Device according to the preceding claim, characterized in that the line of vision of the first image, the line of vision of the second image and the main propagation line is substantially in the same plane, and in that the mirrors are arranged so that the first line of vision and the second line of vision are located on either side of the main propagation line, advantageously substantially at the same distance from said line.

13. Device according to any one of the preceding claims, characterized in that it comprises a ring for quick attachment either on the lens of a camera, or on the opening or window of the camera.

14. Lens for camera or camera with lens, said lens being associated at least with a device according to one of the preceding claims, and comprising at least one connection for transferring data to a processor.

15. Camera according to the preceding claim, characterized in that it is associated with a depth map measuring camera, this depth map measuring camera is advantageously of the type according to any one of claims 1 to 13.

16. An assembly comprising a processor associated with at least one camera according to claim 15 or 16.

17. An assembly comprising a processor associated with at least a first camera according to claim 15 reserved for taking stereoscopic 3D images, and at least one camera according to claim 15 reserved for the determination of depth maps.

18. stereoscopic 3D imaging method, in which a camera with a digital sensor is used and whose objective is associated with a device according to any one of claims 1 to 13, in which a matrix image is sequentially taken according to the first optical axis and a matrix image along the second optical axis, the matrix image along the first optical axis comprising a series of offset linear images, while the matrix image along the second optical axis comprises a second series of images; shifted linear lines, each linear image being composed of a number of pixel lines, and wherein the position of the third and / or fourth mirror is adjusted by translational movement thereof or the latter relative to the device support , to adjust the interocular distance between the first optical axis and the second optical axis to less than 301 pixels on the sensor, or cancel or substantially annu 1 said interocular distance.

19. The method of claim 18, wherein the convergence of the optical axes between them is corrected.

20. The method of claim 18 or 19, wherein the difference in size of the images is corrected due to the difference in optical distances.