FR2656118A1 - Dispositif d'observation pour corps exterieurement brillants de forme generale spherique ou courbe. - Google Patents

Dispositif d'observation pour corps exterieurement brillants de forme generale spherique ou courbe. Download PDF

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Abstract

Le dispositif d'observation comprend au moins une source lumineuse (2), un appareil de prise de vues ou d'observation (3), et une cavité sphérique ou ovoïde (4) munie d'une première ouverture (5) au niveau d'une première partie de fond (8) destinée à l'introduction du corps brillant (1) à observer et au passage de rayons lumineux et du chemin optique nécessaire à l'observation ou à la prise de vue, la taille de la cavité (4) étant grande vis-à-vis de la taille du corps brillant (1) et la paroi interne (6) de ladite cavité étant mate et réfléchissante. La source lumineuse (2) est constituée d'au moins une fibre optique qui est disposée extérieurement à la cavité (1) autour de la première ouverture (5) de la cavité (4) et présente une incidence telle que les rayons lumineux éclairent indirectement le corps à observer, après plusieurs réflexions sur la paroi interne (6) de la cavité, de telle sorte qu'aucune zone du corps à examiner ne puisse se comporter comme un miroir, et que tous les détails de sa surface deviennent parfaitement observables.

Description

Dispositif d'observation pour corps exterieurerent brillants de
foree générale sphérique ou courbe.
La présente invention a trait à un dispositif d'observation pour des corps extérieurement brillants et de forme générale sphérique, cylindrique, ovoïde, parabolique ou plus généralement courbe.
Le terme observation peut ici signifier la vue mais aussi la prise de vues.
Les dispositifs habituellement utilisés comprennent un appareil d'observation ou de prise de vues, des moyens d'éclairage et des surfaces de réflexion de la lumière sur le corps à étudier.
De tels dispositifs impliquent cependant un certain nombre de difficultés et de problèmes quand il s'agit par exemple de photographier des billes brillantes.
En effet, comme il apparait sur la figure 6, l'éclairage de quelque nature que ce soit se reflète inévitablement à la surface des billes, créant ainsi des zones très brillantes sur l'objet, qui masquent le relief superficiel et les éventuelles colorations de celles-ci.
L'observation est donc perturbée. De même, si des photos sont prises de l'objet ainsi éclairé, elles seront polluées par autant de taches qu'il y a de sources lumineuses.
Outre le problème de l'éclairage, se pose également celui de la réflexion des objets environnants tels que appareil photographique, opérateur, fenêtres du local ... Tous ces éléments viennent à leur tour perturber l'observation ou l'image obtenue.
Afin de résoudre les problèmes qui viennent d'être brièvement énoncés ci-dessus, l'invention propose un dispositif d'observation pour corps extérieurement brillant de forme générale courbe, notamment sphérique, comprenant au moins une source lumineuse, un appareil de prise de vues ou d'observation, et des surfaces de réflexion de la lumière sur le corps sphérique brillant, caractérisé en ce qu'il comprend une cavité de forme générale courbe avec une courbure régulière munie diune première ouverture au niveau d'une première partie de fond destinée à l'introduction dudit corps à observer et au passage de rayons lumineux et du chemin optique nécessaire à l'observation ou à la prise de vue, la taille de ladite cavité étant grande vis-à-vis de la taille du corps brillant et la paroi interne de ladite cavité étant mate et réfléchissante, et en ce que la source lumineuse est constituée d'au moins une fibre optique qui est disposée extérieurement à la cavité, autour de ladite première ouverture de ladite cavité et présente une incidence telle que les rayons lumineux éclairent indirectement le corps à observer après plusieurs réflexions sur la paroi interne de la cavité, de telle sorte qu'aucune zone du corps à examiner ne puisse se comporter comme un miroir et que tous les détails de sa surface deviennent parfaitement observables.
La cavité peut être de forme générale sphérique ou sphéroïde, mais présente de préférence une forme ovoïde.
L'invention dans tous ses modes de réalisation évite principalement l'effet dit de miroir de la surface à étudier et permet d'en observer tous les détails. De plus, la paroi interne de la cavité étant mate, les rayons lumineux sont de plus en plus divergents à chaque réflexion. Il en résulte un éclairage multidirectionnel qui empêche la formation d'ombre, et une densité lumineuse uniforme.
Le dispositif selon l'invention permet donc une amélioration considérable de la qualité des prises de vues ou de l'observation, essentiellement grâce à la suppression des taches brillantes et des reflets parasites masquant une partie de la surface à observer.
Il est ainsi possible d'observer très nettement toutes les particularités de la surface (rayure, coloration...), d'avoir une très bonne reproductibilité des prises de vues et une exécution rapide de photographies.
De plus, l'éclairage du corps brillant concerne une partie non visible de sa surface, ce qui permet d'observer parfaitement toute la surface visible.
De façon préférentielle, ledit appareil de prise de vues ou d'observation est situé dans l'axe de la cavité passant d'une part, par le centre du corps brillant posé sur une seconde partie de fond de la cavité opposée à ladite première partie de fond et passant d'autre part par le centre de ladite première ouverture de la cavité.
Selon un second mode de réalisation de l'invention, l'axe de la cavité passant par le centre du corps brillant posé sur une seconde partie de fond de la cavité opposée à ladite première partie de fond et par le centre de ladite première ouverture de la cavité est décalé de quelques degrés vis-à-vis de l'axe optique de l'appareil de prise de vues ou d'observation de manière à permettre l'observation de petites zones supplémentaires.
Ce second mode de réalisation permet par exemple dans le cas d'une bille, d'observer des zones situées au-dessous du plan de symétrie horizontal de celle-ci.
De façon avantageuse, la taille de la cavité, la distance focale de l'appareil de prise de vues ou d'observation la teinte de la cavité et la couleur de la lumière de la source lumineuse sont adaptables en fonction de la nature du corps à étudier.
Sans sortir du cadre de l'invention, la cavité possède en outre au niveau de sa seconde partie de fond une seconde ouverture de dimensions inférieures à celles du corps à observer de façon que celui-ci la recouvre complètement et dépasse légèrement à l'extérieur de la cavité par ledit orifice de telle sorte que le corps peut ainsi être manipulé de l'extérieur de la cavité.
I1 est possible de manipuler le corps à observer depuis l'extérieur de la cavité à 11 aide d'au moins une bille de manoeuvre, associée le cas échéant à des molettes permettant d'effectuer un repérage selon deux axes perpendiculaires.
La source lumineuse peut être constituée par exemple par une fibre optique disposée annulairement autour du premier orifice. I1 est également envisageable de prévoir au moins trois fibres optiques régulièrement réparties autour de la première ouverture de la cavité, dirigées vers l'intérieur de la cavité et s'arrêtant à proximité de la première ouverture de la cavité.
D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront mieux à la lecture de la description qui va suivre, faite en référence aux dessins annexés sur lesquels
- la figure 1 est une vue en coupe d'un dispositif d'observation selon un premier mode de réalisation de l'invention,
- la figure 2 est une vue en coupe de la cavité ovoïde du dispositif d'observation selon l'invention, selon une variante de réalisation,
- la figure 3 montre l'agencement mutuel de la cavité ovoïde de la figure 2 et d'un système de manipulation du corps à observer,
- la figure 4 montre une variante de réalisation du dispositif de la figure 3 avec un système particulier de manipulation du corps à observer,
- la figure 5 montre le trajet optique de la source lumineuse à l'intérieur de la cavité ovoïde d'un dispositif d'observation selon l'invention,
- la figure 6 montre le résultat d'une prise de vue photographique selon l'art antérieur, et
- la figure 7 montre le résultat d'une prise de vue photographique réalisée grâce à un dispositif selon l'invention.
Comme il a déjà été dit en tête de la description, une prise de vue d'une bille sphérique selon l'art antérieur présente plusieurs taches brillantes préjudiciables à l'étude de sa surface (Fig. 6).
La figure 1 montre un premier mode de réalisation du dispositif d'observation selon l'invention.
L'objet 1 à observer, filmer ou photographier, qui présente une surface brillante et peut présenter une forme sphérique, sphéroïde, cylindroide, ovoïde, paraboloide, ou plus généralement courbe est placé dans une cavité de préférence ovoïde 4 dont la taille est grande par rapport à celle de l'objet 1. L'objet 1 est introduit dans la cavité 4 par une première ouverture 5 faite dans une première partie de fond 8 de la cavité 4. L'objet 1 est posé, par tout moyen connu, sur une seconde partie de fond 9 opposée à la première partie de fond 8.
L'ouverture 5 a un diamètre suffisamment grand pour introduire l'objet et ne pas créer d'obstruction partielle du chemin optique. L'ouverture 5 doit cependant être suffisamment petite pour que la cavité 4 englobe le plus possible l'objet 1, de façon à assurer convenablement son éclairage comme il va être décrit en détail ci-après.
La paroi interne 6 de la cavité 4 est mate et réfléchissante. Le fait que la paroi interne 6 soit mate implique que les rayons lumineux qui éclairent l'intérieur de la cavité sont de plus en plus divergents à chaque réflexion sur l'intérieur de la paroi. Il en résulte un éclairage multidirectionnel et une densité lumineuse uniforme.
La ou les sources lumineuses sont constituées d'au moins une fibre optique 2 disposée à l'extérieur de la cavité ovoïde 4, à proximité de la première ouverture 5 de celle-ci.
Une fibre optique unique peut par exemple être placée annulairement autour de l'ouverture 5. Si plusieurs fibres optiques 2 sont utilisées, elles seront de préférence en nombre au moins égal à trois régulièrement réparties autour de l'ouverture de la cavité 4 et disposées chacune comme indiqué sur la figure 1, c'est-à-dire avec leurs extrémités dirigées vers l'intérieur de la cavité, plus précisément vers la première partie de fond 8 de la cavité 4. De toute façon, l'incidence des fibres optiques 2 doit être telle que les rayons lumineux principaux 20 issus de la ou des fibres optiques 2, comme représenté sur la figure 5, donnent lieu à plusieurs faisceaux secondaires 21 et éclairent indirectement le corps à observer après plusieurs réflexions sur la paroi interne 6 de la cavité 4.
I1 est ainsi possible d'éclairer le corps sphérique sur une très grande partie de sa surface, en évitant l'effet miroir de la surface à étudier si bien qu'il est possible d'en observer tous les détails avec le grossissement utile.
La couleur de la lumière provenant des fibres optiques 2 et celle de la face interne 6 de la cavité ovoïde 4 peuvent être facilement adaptées à la couleur du corps à observer et aux particularités à mettre en évidence.
L'appareil de prise de vues ou d'observation 3 est de préférence situé dans l'axe XX' de symétrie de la cavité ovoïde, axe qui passe aussi par le centre du corps sphérique 1. Cependant, pour observer par exemple dans le cas d'un corps sphérique, de petites zones situés au-dessous du plan de symétrie horizontal de celle-ci1 l'axe optique de l'appareil de prise de vues ou d'observation 3 peut être décalé de quelques degrés par rapport à celui XX' de la cavité ovoïde 4.
Bien entendu, la taille de la cavité ovoïde 4 ainsi que la distance focale de l'appareil de prise de vues ou d'observation 3 peuvent être adaptés à la taille et à la forme du corps 1 à étudier.
Cependant, comme il apparaît sur la figure 7 montrant le résultat d'une prise de vue réalisée gracie au dispositif selon l'invention, il subsiste un petit disque central noir masquant une fraction très faible de la surface à observer. Ce disque représente l'image de l'ouverture 5 de la cavité 4.
Une cavité sphérique peut être utilisée en remplacement de la cavité ovoïde 4. Toutefois, si l'on veut obtenir une tache noire de petit diamètre, il faut utiliser une sphère de grand rayon. Une grande partie des rayons de lumière réfléchis ne rencontrent pas alors le corps à examiner, et les images obtenues sont moins fidèles. Réciproquement, si l'on réduit le rayon de la sphère pour limiter cet inconvénient, on accroît le diamètre de la tache noire. Une cavité de forme sphérique, quoiqu'utilisable, se révèle donc sensiblement moins intéressante qu'une cavité de forme ovoïde.
Afin de pouvoir observer la totalité de la surface de l'objet 1, il peut être avantageusement prévu, selon une variante de réalisation de l'invention, une seconde ouverture 10 dans la seconde partie de fond 9 de la cavité ovoïde 4, qui se trouve à l'opposé de la première ouverture 5. Cette seconde ouverture 10, de dimensions inférieures à celles de l'objet à observer, permet donc à l'objet 1 de dépasser légèrement à l'extérieur de la cavité ovoïde 4 afin de pouvoir être manipulé depuis l'extérieur de la cavité 4.
Comme il apparaît sur la figure 2, l'objet 1 peut être manipulé par simple contact avec un doigt.
La figure 3 montre une cavité ovoïde 4 renfermant un objet 1 à observer qui dépasse de la cavité. Des billes de manoeuvre 15 sont prévues à l'extérieur de la cavité, afin de faire pivoter l'objet à observer par contact avec les billes afin d'examiner la totalité de la surface de l'objet sans que l'objet soit lui-même touché manuellement.
Selon une autre caractéristique de l'invention, illustrée sur la figure 4, deux molettes 13, 14 perpendiculaires entre elles et commandées par des axes de manoeuvre 11, 12 peuvent être en contact avec les billes de manoeuvre as, permettant ainsi de connaître de façon satisfaisante l'orientation de l'objet à observer, et donc les coordonnées de la prise de vue.
Le dispositif selon l'invention permet donc une amélioration considérable de la qualité des prises de vues ou de l'observation, essentiellement grâce à la suppression des taches brillantes et des reflets parasites masquant une partie de la surface à observer.
Il est ainsi possible d'observer très nettement toutes les particularités de la surface (rayure, coloration ...), d'avoir une très bonne reproductibilité des prises de vues et une exécution rapide de photographies.
De plus, selon les variantes de réalisation des figures 2 à 4, il est possible de modifier à tout instant la position du corps 1 à observer, soit manuellement, soit à l'aide d'un système tel que des billes en contact avec le corps 1.
L'invention permet encore de mesurer avec une précision satisfaisante les coordonnées de chaque prise de vue.

Claims (11)

  1. REvE?n)ICILTI()NS
    Dispositif d'observation pour corps extérieurement brillant (1) de forme générale courbe, notamment sphérique, comprenant au moins une source lumineuse (2), un appareil de prise de vues ou d'observation (3), et des surfaces de réflexion de la lumière sur le corps sphérique brillant (1) caractérisé en ce qu'il comprend une cavité (4) de forme générale courbe avec une courbure régulière munie d'une première ouverture (5) au niveau d'une première partie de fond (8) destinée à l'introduction dudit corpus(1) à observer et au passage de rayons lumineux et du chemin optique nécessaire à l'observation ou à la prise de vue, la taille de ladite cavité (4) étant grande vis-à-vis de la taille du corps brillant (1) et la paroi interne (6) de ladite cavité étant mate et réfléchissante, et en ce que la source lumineuse (2) est constituée d'au moins une fibre optique qui est disposée extérieurement à la cavité (1) autour de ladite première ouverture (5) de ladite cavité (4) et présente une incidence telle que les rayons lumineux éclairent indirectement le corps à observer, après plusieurs réflexions sur la paroi interne (6) de la cavité, de telle sorte qu'aucune zone du corps à examiner ne puisse se comporter comme un miroir, et que tous les détails de sa surface deviennent parfaitement observables.
  2. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la cavité (1) présente une forme ovoïde.
  3. 3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la cavité (1) présente une forme sphérique.
  4. 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que ledit appareil de prise de vues ou d'observation (3) est situé dans l'axe de la cavité passant d'une part par le centre du corps brillant posé sur une seconde partie de fond (9) de la cavité (4) opposée à ladite première partie de fond (8) et passant d'autre part par le centre de ladite première ouverture (5) de la cavité (4).
  5. 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'axe(XX') de la cavité (4) passant par le centre du corps brillant (1) posé sur une seconde partie de fond (9) de la cavité (4) opposée à ladite première partie de fond (8) et par le centre de ladite première ouverture (5) de la cavité est décalé de quelques degrés vis-à-vis de l'axe optique de l'appareil de prise de vues ou d'observation (3), de manière à permettre l'observation de petites zones supplémentaires.
  6. 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la taille de la cavité, la distance focale de l'appareil de prise de vues ou d'observation, la teinte de la cavité (4) et la couleur de la lumière de la source lumineuse (2) sont adaptables en fonction de la nature du corps (1) à étudier.
  7. 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1à 6, caractérisé en ce que la cavité (4) possède en outre au niveau de sa seconde partie de fond (9) une seconde ouverture (iO) de dimensions inférieures à celles du corps (1) à observer de façon que celui-ci la recouvre complètement et dépasse légèrement à l'extérieur de la cavité (4) par ledit orifice (10) de telle sorte que le corps (1) peut ainsi être manipulé de l'extérieur de la cavité (4).
  8. 8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'au moins une bille de manoeuvre (15) est prévue à l'extérieur de la cavité (4) pour permettre une manipulation du corps (1) à observer par contact avec la bille de manoeuvre tel5).
  9. 9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que des molettes sont prévues à l'extérieur de la cavité (4) en contact avec la bille de manoeuvre (15), afin de permettre de manipuler par l'intermédiaire de ladite bille tel5) le corps (1) à observer, avec une possibilité de repérage selon deux axes perpendiculaires.
  10. 10. Dispositif selon 1 'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu'il comprend une seule fibre optique disposée annulairement autour de ladite première ouverture (5).
  11. 11. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu'il comprend au moins trois fibres optiques (2) régulièrement réparties autour de ladite première ouverture (5) de la cavité (4), dirigées vers l'intérieur de ladite cavité (4), et s'arrêtant à proximité de ladite première ouverture (5) de la cavité (4).
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