FR2537295A1 - Infra-red anamorphic system associated with a thermographic camera - Google Patents
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Abstract
Description
ANAMORPHOSEUR INFRA-ROUGE ASSOCIE A UNE CAMERA DE THERMOGRAPHIE.INFRA-RED ANAMORPHOSISER ASSOCIATED WITH A THERMOGRAPHY CAMERA.
La présente invention concerne un dispositif de modification par anamorphose de l'étendue du champ de vision d'une caméra de thermographie comportant pour l'analyse et la visualisation de la scène - un objectif transmettant l'infra-rouge dit par la suite ob
jectif d'analyse, - un analyseur- optico-mécanique opérant les balayages du champ
de vision selon des faisceaux issus des différentes sources
dudit champ et qui convergent sur un détecteur sensible au
rayonnement infra-rouge contenu dans lesdits faisceaux, - un système d'éléments optiques assurant ladite visualisation.The present invention relates to a device for modifying by anamorphosis the extent of the field of vision of a thermography camera comprising, for the analysis and the visualization of the scene - a lens transmitting the infra-red, hereinafter called ob
analysis rjective, - an optico-mechanical analyzer operating the field scans
vision according to beams from different sources
of said field and which converge on a detector sensitive to
infrared radiation contained in said beams, - a system of optical elements ensuring said visualization.
Les dispositifs anamorphoseurs ont été conçus pour réaliser des rapports particuliers compression/élargissement en relation avec l'objectif d'un quelconque appareil de reproduction ou de prise de vue. Anamorphic devices have been designed to achieve specific compression / enlargement ratios in relation to the objective of any reproduction or photographic device.
Les anamorphoseurs à lentilles et prismes sont utilisés par exemple dans les appareils de reproduction à une échelle voisine de 1 pour changement de format résultant des grandes différences notamment dans le rapport hauteur/largeur de la surface imprimée des journaux et publications. Anamorphic lenses and prisms are used, for example, in reproduction devices at a scale close to 1 for format change resulting from large differences, in particular in the aspect ratio of the printed surface of newspapers and publications.
Les anamorphoseurs à prismes utilisés dans les appareils de prise de vue et de projection cinématographique fonctionnent dans toute l'étendue du spectre visible et doivent donc être constitués d'éléments achromatisés. Chaque élément se compose de deux prismes collés réalisés dans des matériaux différents et l'anamorphoseur complet comportant au moins quatre prismes très épais est lourd et encombrant. Prismatic anamorphosers used in film cameras and projection devices operate across the entire visible spectrum and must therefore be made up of achromatized elements. Each element is made up of two glued prisms made of different materials and the complete anamorphoser comprising at least four very thick prisms is heavy and bulky.
En particulier, les caméras de thermographie utilisées principalement pour la reconnaissance et l'identificetion de cibles nécessitent un champ étendu pour la reconnaissance desdites cibles alors qu'un champ plus réduit convient mieux à l'identification et au tir. Ces caméras sont habituellement équipées d'objectifs à plusieurs distances focales dans lesquels le changement de focale s'obtient par des-commutations de lentilles. In particular, the thermography cameras used mainly for the recognition and identification of targets require a wide field for the recognition of said targets while a smaller field is better suited for identification and shooting. These cameras are usually equipped with objectives at several focal lengths in which the change of focal length is obtained by switching of lenses.
I1 existe des caméras légères simplifiées qui n'ont qu'un seul champ pour la reconnaissance et l'identification. L'étendue de ce champ est alors un compromis. I1 est par exemple de 30 x 60 alors que les caméras à deux champs ont des champs de l'ordre de 20 x 30 et 60 x 9
Le but de l'invention est de fournir un dispositif anamorphoseur simple et peu volumineux qui lorsqu 'il est adapté sur une caméra de thermographie existante, permet de modifier ltétendue du champ dans une seule direction
Par exemple, un dispositif anamorphoseur de rap port 1 ou 2 selon le sens de l'utilisation adopté sur une os-
2 1 méra de 30 x 60 permet dtobtenir les champs suivants : 30 x 30 ou 1,50 x 60 avec le rapport d'anamorphose 1
2 60 x 60 ou 30 x 120 avec le rapport d'anamorphose 2. There are simplified light cameras which have only one field for recognition and identification. The extent of this field is therefore a compromise. I1 is for example 30 x 60 while the cameras with two fields have fields of the order of 20 x 30 and 60 x 9
The object of the invention is to provide a simple and not very bulky anamorphic device which, when adapted on an existing thermography camera, makes it possible to modify the extent of the field in only one direction
For example, an anamorphic ratio device 1 or 2 depending on the direction of use adopted on a bone.
2 1 x 30 x 60 mera provides the following fields: 30 x 30 or 1.50 x 60 with the anamorphic ratio 1
2 60 x 60 or 30 x 120 with the anamorphic ratio 2.
Conformément à l'invention, la modification de l'étendue dudit champ de vision est effectuée dans une seule direction au moyen d'un dispositif anamorphoseur placé en avant de l'objectif d'analyse et constitué dgun premier prisme et d'un deuxième prisme fabriqués dans le même matériau transparent à l'Infra-rouge, ayant les angles au sommet égaux et les azotes desdits angles au sommet parallèles entre elles, lesdits premier et deuxième prismes étant montés de façon à ce que leurs déviations s'annulent et la face de sortie dudit deuxième prisme étant normale à l'axe optique de l'objectif d'analyse, ladite anamorphose effectuée à l'analyse étant corrigée à la visualisation par une anamorphose opposée. According to the invention, the modification of the extent of said field of vision is carried out in a single direction by means of an anamorphic device placed in front of the analysis objective and consisting of a first prism and a second prism made of the same transparent infrared material, having the equal apex angles and the nitrogen of said apex angles parallel to each other, said first and second prisms being mounted so that their deviations cancel each other out and the face the output of said second prism being normal to the optical axis of the analysis objective, said anamorphosis performed on analysis being corrected on display by an opposite anamorphosis.
La description suivante en regard des dessins annexés, le tout donné à titre d'exemple fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée. The following description with reference to the appended drawings, all given by way of example will make it clear how the invention can be implemented.
La figure 1 donne les éléments de calcul du rapport d'anamorphose d'un seul prisme. Figure 1 gives the elements for calculating the anamorphosis ratio of a single prism.
La figure 2 représente un dispositif anamorphoseur sans déviation constitué de deux prismes
La figure 3 montre un exemple d'anamorphoseurs infra-rouge et visible selon le dispositif de la figure 2, associé conformément à l'invention à une caméra de thermographie.FIG. 2 represents an anamorphic device without deviation consisting of two prisms
FIG. 3 shows an example of infrared and visible anamorphosers according to the device of FIG. 2, associated in accordance with the invention with a thermography camera.
Sur la figure 1 dont le plan constitue le plan principal d'un prisme P réalisé dans un matériau dtindie n et ayant un angle au sommèt A, le faisceau 'eî de largeur # tombe normalement sur une face du prisme, atteint l'autre faee sous un angle d'incidence i égal à l'angle au sommet A et reste sort avec l'angle de réfraction r suivant le faisceau #2 de largeur #". La section des deux faisceaux par le plan de la figure délimite sur la face de sortie du prisme une distance t'. In FIG. 1, the plane of which constitutes the main plane of a prism P made of a defined material n and having an angle at the apex A, the beam 'eî of width # normally falls on one face of the prism, reaches the other faee at an angle of incidence i equal to the angle at the apex A and remains out with the angle of refraction r along the beam # 2 of width # ". The section of the two beams by the plane of the figure delimits on the face output from the prism a distance t '.
On en déduit les relations :
Le rapport d'anamorphose de ce prisme égal à l a pour valeur :
Sur la figure 2, le dispositif anamorphoseur est composé de deux prismes P1 et P2 de mEme angle au sommet A et fabriqués dans le même matériau. La face d'entrée du prisme P1 est perpendiculaire au faisceau 2 La face entrée du prisme
P2 est perpendiculaire au faisceau > 2 réfracté par P1. Les arê- tes des angles au sommet des deux prismes sont parallèles. Dans ces conditions, les déviations de chacun des prismes sont éga- les pour un faisceau 'fi de lumière parallèle d'axe XX' perpen diculaire à la face d'entrée de P1.Comme les prismes sort montés de façon à ce que les deux déviations s'annulent, l'axe
X1X'1 du faisceau de sortie 3 est parallèle à XX'. In FIG. 2, the anamorphic device is composed of two prisms P1 and P2 of the same angle at the apex A and made of the same material. The entry face of the prism P1 is perpendicular to the beam 2 The entry face of the prism
P2 is perpendicular to the beam> 2 refracted by P1. The edges of the angles at the top of the two prisms are parallel. Under these conditions, the deflections of each of the prisms are equal for a beam 'of parallel light of axis XX' perpen dicular to the entry face of P1. As the prisms come out so that the two deviations cancel each other, the axis
X1X'1 of the output beam 3 is parallel to XX '.
Les deux prismes ont le même rapport d'anamorphose puisque A et n sont identiques pour les deux prismes. Le rapport d'anamorphose de l'ensemble des deux prismes est le produit des rapports d'anamorphose de chacun des deux prismes soit
En dispose en infra-rouge de matériaux à haut indice de réfraction et à faible dispersion tels que le germanium qui permettent de réaliser un fort coefficient d'anamorphose avec des prismes minces sans que llachromatlsation soit utile. It has infrared materials with high refractive index and low dispersion such as germanium which allow to achieve a high coefficient of anamorphosis with thin prisms without the achromatlsation being useful.
L'encombrement de I'anamorphoseur devisent faible L'exemple de la figure 2 correspond à un rapport d'anamorphose de 2 ou de 2 selon le sens de la lumière indiqué respectivement par les flèches en trait plein ou en traits pointillés Les deux prismes en germanium ont un angle au sommet de 10,5". The footprint of the anamorphoser is small. The example in Figure 2 corresponds to an anamorphic ratio of 2 or 2 depending on the direction of light indicated respectively by the arrows in solid line or in dotted lines The two prisms in germanium have an apex angle of 10.5 ".
Les prismes étant utilisés en faisceau parallèle n'introduisent aucune aberration au centre du champ ctest-a-di- re pour un faisceau parallèle à XX9 La dispersion introduite par l'un des prismes est exactement compensée par l'autre prisme. The prisms being used in parallel beam do not introduce any aberration in the center of the field, that is to say for a beam parallel to XX9 The dispersion introduced by one of the prisms is exactly compensated by the other prism.
Pour des faisceaux de lumière faisant un angle de champ avec XX', le chromatisme qui apparaît est négligeable et inférieur à la limite de la diffraction pour les angles de champ de l'ordre de = 30 du cSté du prisme P1. For beams of light making an angle of field with XX ', the chromatism which appears is negligible and lower than the limit of the diffraction for the angles of field of the order of = 30 of the side of the prism P1.
L'association selon l'invention d'un anamorphoseur à prismes et d'une caméra thermique modifie les caractéristiques de la camera. The combination according to the invention of a prismatic anamorphoser and a thermal camera modifies the characteristics of the camera.
Si par exemple on utilise un anamorphoseur de gros 2 sissemaBt l avec une caméra de champ 30 x 60 de façon à analyser un champ carré de 60 x 60, on modifie la forme de la pupille d'entrée de la caméra qui devient une ellipse au lieu d'un cercle. La surface de la pupille d'entrée est divisée par deux. If for example we use a large anamorphoser 2 sissemaBt l with a 30 x 60 field camera in order to analyze a 60 x 60 square field, we modify the shape of the entrance pupil of the camera which becomes an ellipse at the place of a circle. The area of the entrance pupil is halved.
De mime, la résolution est divisée par deux dans le sens où le champ a été doublé. La sensibilité de la caméra est multipliée par le facteur de transmission de 1'anamorphoseur soit 0,92.Likewise, the resolution is halved in the sense that the field has been doubled. The sensitivity of the camera is multiplied by the transmission factor of the anamorphoser, ie 0.92.
La visualisation de l'image visible fournie par la caméra peut se faire de différentes manières,
Dans un premier cas on ne corrige pas l'anamorphose faite à l'analyse au moyen d'une anamorphose opposée à la visua libation Par exemple l'image d'un cercle vu dans un champ analysé de 30 x 120 sera une ellipse dans le champ de visualisation de 30 x 60. Cette distorsion n'est pas gênante en fonction détection lorsqu'il s'agit de découvrir la présence d'un point brillant dans le champ. Il suffit de ramener le point brillant vers le centre du champ et d'escamoter l'anamorphoseur pour passer à la fonction identification et tir
Dans un second cas on corrige l'anamorphose faite à l'analyse par une anamorphose opposée à la visualisation.The visualization of the visible image provided by the camera can be done in different ways,
In a first case, the anamorphosis made to the analysis is not corrected by means of an anamorphosis opposite to the visualization. For example, the image of a circle seen in an analyzed field of 30 x 120 will be an ellipse in the 30 x 60 field of view. This distortion is not a problem in terms of detection when it comes to discovering the presence of a bright spot in the field. Just bring the bright point to the center of the field and retract the anamorphic to go to the identification and shooting function
In a second case, the anamorphosis made to the analysis is corrected by an anamorphosis opposite to the visualization.
Si la visualisation est faite sur un tube cathodique, on peut anamorphoser l'image en agissant sur les balayages dudit tube cathodique ou sur le traitement Xlectrcnique dans la caméra. If the display is made on a cathode ray tube, the image can be anamorphosed by acting on the scans of said cathode ray tube or on the electronic processing in the camera.
Si la visualisation est obtenue au moyen de diodes électroluminescentes sans reprise par une caméra de té1évision il faut disposer un anamorphoseur an sortie de la caméra Celui-ci doit être an faisceau parallèles Son achromatisation est inutile puisque les diodes électroluminescentes ont un rayonnement monochromatique. If the visualization is obtained by means of light-emitting diodes without recovery by a television camera, an anamorphoser must be placed at the output of the camera. This must be in parallel beam. Its achromatization is useless since the light-emitting diodes have a monochromatic radiation.
La figure 3 montre un exemple d9anamorphoseurs infra-rouge et visible associés à une caméra thermographique 1. Figure 3 shows an example of infrared and visible anamorphosers associated with a thermographic camera 1.
Le rayonnement en provenance de la scène est reçu par un objectif infra-rouge 2 Un analyseur optico-mécanique 4 opérant les balayages du champ de vision et dont l'axe optique est perpendiculaire à l'axe optique de l'objectif 2 est disposé entre deux lames dichroïques 3 et 5 réfléchissant 1'infra-rouge et transmettant le visible La lame dichroïque 3 inclinée à 450 sur l'axe optique de l'objectif 2 réfléchit vers l'analyseur 4 le faisceau infra-rouge issu de cet objectif.La lame dichroi- que 5 inclinée à 450 sur l'axe optique de l'analyseur 4 réfléchit de meme le faisceau infra-rouge qui provient de cet analyseur de façon à le faire converger sur un détecteur 6 symétrique par rapport à ladite lame dichrolque 5 d'une diode électroluminescente 7 placée sur l'axe optique de l'analyseur et recevant le signal vidéo fourni par le détecteur.Un objectif 8 fonctionnant dans le visible et ayant la même distance focale que. l'objectif infra-rouge 2 reçoit le faisceau monochrorna- tique de lumière visible issu de la diode électroluminescente 7 à travers l'analyseur et les lames dichroiques. Ce faisceau monochromatique est coudé à angle droit par un prisme de redressement 9 pour etAre transmis à une lunette de visée 10 dont l'axe est parallèle à l'axe de l'objectif infra-rouge 2. La caméra ainsi réalisée est un transformateur de longueur d'onde de grossissement égal à 1. La lunette de visée 10 a un grossissement adapté au champ de vision analysé de façon à voir l'image restituée sous le meilleur champ apparent à travers l'oculaire. The radiation from the scene is received by an infrared objective 2 An optico-mechanical analyzer 4 operating the scans of the field of vision and whose optical axis is perpendicular to the optical axis of objective 2 is placed between two dichroic plates 3 and 5 reflecting the infra-red and transmitting the visible The dichroic plate 3 inclined at 450 on the optical axis of the objective 2 reflects towards the analyzer 4 the infra-red beam resulting from this objective. dichroic blade 5 inclined at 450 on the optical axis of the analyzer 4 likewise reflects the infrared beam which comes from this analyzer so as to make it converge on a detector 6 symmetrical with respect to said dichrolic blade 5 d a light-emitting diode 7 placed on the optical axis of the analyzer and receiving the video signal supplied by the detector. A lens 8 operating in the visible range and having the same focal distance as. the infrared objective 2 receives the monochromatic beam of visible light coming from the light-emitting diode 7 through the analyzer and the dichroic slides. This monochromatic beam is bent at right angles by a righting prism 9 for etAre transmitted to a telescopic sight 10 whose axis is parallel to the axis of the infrared objective 2. The camera thus produced is a transformer of magnification wavelength equal to 1. The telescopic sight 10 has a magnification adapted to the field of vision analyzed so as to see the image restored under the best apparent field through the eyepiece.
Conformément à l'inventionJ un anamorphoseur infrarouge 11 et un anamorphoseur fonctionnant dans le visible 12 sont disposés respectivement en avant de l'objectif infra-rouge 2 et entre le prisme de redressement 9 et la lunette de vasée 10. In accordance with the invention, an infrared anamorphic element 11 and a visible anamorphic element 12 are disposed respectively in front of the infrared objective 2 and between the righting prism 9 and the lens 10.
Ces anamorphoseurs en faisceaux parallèles sont identiques à celui représenté sur la figure 2. Ils ont le même rapport d'ana morphose, les arêtes des angles au sommet parallèles et sont disposés de façon à.-ee que l'anamorphose introduite à l'analyse soit corrigée par l'anamorphose introduite à la visualisation.These anamorphosers in parallel beams are identical to that represented in FIG. 2. They have the same ratio of ana morphosis, the edges of the angles at the apex parallel and are arranged in such a way that the anamorphosis introduced in the analysis is corrected by the anamorphosis introduced in the visualization.
Les angles des prismes de l'anamorphoseur visible 12 sont représentés plus grands que ceux de l'anamorphoseur infra-rouge il car les matériaux utilisables en visible ont des indices de réfraction plus faibles que les matériaux infra-rouge. The angles of the prisms of the visible anamorphic element 12 are shown to be larger than those of the infrared anamorphic element there since the materials which can be used in visible form have lower refractive indices than the infrared materials.
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8220392A FR2537295B1 (en) | 1982-12-06 | 1982-12-06 | INFRA-RED ANAMORPHOSISER ASSOCIATED WITH A THERMOGRAPHY CAMERA |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8220392A FR2537295B1 (en) | 1982-12-06 | 1982-12-06 | INFRA-RED ANAMORPHOSISER ASSOCIATED WITH A THERMOGRAPHY CAMERA |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
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| FR2537295A1 true FR2537295A1 (en) | 1984-06-08 |
| FR2537295B1 FR2537295B1 (en) | 1985-07-12 |
Family
ID=9279816
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FR8220392A Expired FR2537295B1 (en) | 1982-12-06 | 1982-12-06 | INFRA-RED ANAMORPHOSISER ASSOCIATED WITH A THERMOGRAPHY CAMERA |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| FR (1) | FR2537295B1 (en) |
Cited By (1)
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- 1982-12-06 FR FR8220392A patent/FR2537295B1/en not_active Expired
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|---|---|
| FR2537295B1 (en) | 1985-07-12 |
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