FR2674036A1 - Procede de commande de mise au point pour la prise de vue et organe de commande a cette fin. - Google Patents

Abstract

L'invention a pour objet un procédé de commande de la mise au point d'un appareil de prise de vue et un organe de commande à cette fin. L'organe de commande comprend un dispositif 2 de visualisation de l'image filmée et en outre un dispositif de choix 3 d'une zone de netteté sur l'image, des moyens de prise en compte de ce choix, des moyens 6 d'évaluation de la netteté dans la zone de l'image choisie et prise en compte, et des moyens 7 de modification automatique de la mise au point en fonction de la netteté évaluée. Application à la mise au point pour des scènes rapides et imprévues sans repérage préalable.

Description

PROCEDE DE COMMANDE DE MISE AU POINT POUR LA PRISE
DE VUE ET ORGANE DE COMMANDE A CETTE FIN
L'invention concerne un procédé de commande de la mise au point d'un appareil de prise de vue, tel un appareil photographique, une caméra cinématographique ou une caméra vidéo, comprenant un dispositif de visualisation de l'image filmée.

Elle concerne aussi un organe de commande destiné à mettre en oeuvre un tel procédé et concerne également tout appareil de prise de vue muni d'un tel organe.

Le besoin d'un tel procédé de commande de mise au point est important. Par exemple, lors des prises de vue cinématographiques, le réglage de mise au point se fait souvent gracie à des mesures physiques de la distance entre la caméra et la scène filmée, à l'aide de décamètres, ou de repères de distance pris au préalable. Ce système est très contraignant et difficile à mettre en oeuvre pour des scènes très rapides, avec beaucoup de mouvements. Un problème analogue se pose pour le reportage vidéo, où les distances ne sont pas le plus souvent connues à l'avance.

Certes, des procédés ou des dispositifs de mise au point automatique sont connus. Un procédé largement appliqué en photographie est basé sur la triangulation. Un autre procédé connu emploie des salves de rayonnement infrarouge. Ces salves sont émises par l'appareil en direction de l'objet filmé. Après émission d'une salve, l'appareil passe automatiquement en position de réception; l'émission-réception d'une salve lui permet de calculer la distance à l'objet filmé. La bague de mise au point est alors réglée de façon automatique en fonction de cette distance.

Un autre procédé connu utilise un principe équivalent utilisant des ultrasons au lieu d'infrarouges pour évaluer la distance à laquelle se trouve un objet filmé.

Un autre procédé encore est l'analyse de déphasage à l'aide de dispositifs à couplage de charge (capteurs CCD), associés à un bi-prisme. Les capteurs CCD sont disposés sous forme d'une barrette qui est montée derrière le bi-prisme.

Celui-ci est constitué de deux prismes identiques montés l'un à côté de l'autre, de sorte que leur face plane repose sur la barrette CCD. Les faces d'entrée des deux prismes sont disposés en regard. Le réglage ultérieur implique la connaissance de la valeur de la focale. Une image visée est projetée sur la barrette de CCD: la moitié de l'image a traversé un prisme et l'autre moitié l'autre prisme; si l'image se situe dans le plan focal associé à la focale de calibration du bi-prisme, les deux demi-images se projettent sur la barrette
CCD sans décalage. Si au contraire l'image ne se situe pas dans le plan focal, les deux prismes ne la dévient pas de la même façon, et les deux demi-images sont décalées.

Les systèmes de l'art antérieur présentent de nombreux inconvénients. Ainsi, les systèmes basés sur la triangulation s'appliquent essentiellement aux appareils photographiques et aux caméras vidéo amateur et non aux appareils de prise de vue professionnels. En outre, l'analyse par salve d'infrarouge est difficilement utilisable pour des distances supérieures à six mètres, du fait de la dispersion et de l'absorption des infrarouges dans le milieu ambiant.Même pour des tournages d'intérieur, un réglage de mise au point par infrarouge peut couramment être mauvais du fait de la présence d'avant-plans, ou de vitres placées en avant de la zone fil mée. De plus, la zone d'analyse du système est souvent imprécise: ceci pose des problèmes importants pour les prises de vue cinématographiques, où la mise au point peut avoir à être faite sur un point très précis, tel que l'oeil gauche d'un personnage, par exemple. Enfin, un tel système ignore la focale utilisée, ce qui rend difficile l'utilisation de focales différentes.

L'analyse de la distance par ultrason permet de pallier certains des inconvénients ci-dessus. Ainsi, elle peut servir pour des distances supérieures, gracie à la meilleure propagation des ultrasons dans l'air. Mais se pose le problème de la vitesse de propagation des ultrasons, qui limite de façon intolérable les intervalles de mise au point: ainsi, une mise au point à une distance de 150 mètres, par exemple, ne peut être "recalée" que toutes les secondes, durée de trajet aller/retour des ultrasons, ce qui est trop long et clairement perceptible pour un spectateur. Le système d'analyse par ultrason présente par ailleurs les mêmes inconvénients que le système d'analyse par infrarouges.

Du fait même de leur principe de fonctionnement par salve, ces deux méthodes connues d'analyse ont une inertie assez importante, ce qui induit un réglage en "escalier".

Entre chaque réglage, la mise au point garde la valeur précédente, et l'image filmée peut devenir floue.

Le procédé d'analyse par capteurs CCD couplés à un bi-prisme présente aussi de nombreux inconvénients dans la mesure où la zone d'analyse doit rester fixe et donc qu'il est peu adapté au cinéma ou à la vidéo, qui requièrent une mise au point continue. Le bi-prisme est calibré pour une seule focale. La zone d'analyse est aussi imposée pour le bi-prisme. Même si son emplacement et sa taille sont connus par l'opérateur, ils ne peuvent pas être modifiés, ce qui impose une mise au point sur une zone fixe de l'image filmée.

Un problème typique est celui du dialogue entre deux personnages situés de chaque côté de l'image filmée. La zone d'analyse se trouvant généralement au centre de l'image, la mise au point se fait à l'infini et les personnages sont donc flous. Dans un tel cas, l'opérateur doit corriger la mise au point automatique, qui ne lui est d'aucune utilité.

Un autre inconvénient du procédé d'analyse par contraste est qu'il ne permet pas nécessairement de déterminer le sens de réglage de la mise au point. Ceci implique donc que l'image filmée peut parfois devenir plus floue avant que la mise au point définitive et nette ne soit atteinte.

Un autre inconvénient des procédés de l'art antérieur est leur impossibilité d'être adapté aux exigences des prises de vue professionnelles qui impliquent l'utilisation d'une vaste plage de focale.

La présente invention propose un nouveau procédé de commande de la mise au point, ainsi qu'un dispositif permettant de mettre en oeuvre ce procédé, qui pallie ces inconvénients de l'art antérieur.

Selon l'invention, la mise au point se fait de façon automatique quelle que soit la focale montée sur l'appareil, et pour toutes les distances de prise de vue. Elle s'applique à tout type de distance et à tout type d'ouverture.

Les procédé et commandes selon la présente invention permettent de filmer des scènes rapides et imprévues, sans nécessiter un travail préalable de repérage et de mesure. Ils sont donc d'une application particulièrement utile par exemple dans les domaines du sport, du film animalier ou de toute prise de vue où l'action n'est pas connue à l'avance. Mais elle apporte aussi une simplification considérable et une excellente précision pour le tournage de scènes préparées à 1' avance.

Ils rendent possible une mise au point pendant la prise de vue de façon précise et continue.

De plus, ils sont facilement utilisables sur tous les dispositifs de prise de vue utilisés pour le cinéma ou la vidéo, en particulier pour les systèmes de prise de vue avec caméra télécommandée ou avec caméra à distance.

Le procédé selon la présente invention permet une mise au point précise sur une zone quelconque de l'image filmée, qui peut être déterminée avec une grande précision. Il rend aussi possible un changement automatique du point d'une zone de l'image à l'autre, par exemple le basculement de la zone de point d'un personnage à un autre. La zone de point est la zone de l'image que l'on désire voir nette sur le film.

La présente invention propose un procédé de commande de la mise au point pour la prise de vue à l'aide d'une caméra cinématographique ou vidéo comprenant un dispositif de visualisation de l'image filmée, dans lequel la zone de l'image filmée qui doit être la plus nette étant choisie par l'opérateur indépendamment du cadre de cette image, la commande de mise au point se faisant par prise en compte de la zone choisie, évaluation de la netteté dans ladite zone et modification de la mise au point en fonction de la netteté dans ladite zone.

Selon un mode d'exécution du procédé, la taille de la zone de netteté choisie est quelconque et varie en fonction du choix de l'opérateur.

Selon un autre mode d'exécution du procédé, la zone de netteté choisie est n'importe quelle zone de la surface de l'image filmée et varie en fonction du choix de l'opérateur.

L'opérateur est un opérateur humain ou un opérateur commandé par des moyens de mémorisation.

Selon encore un autre mode d'exécution du procédé, l'évaluation de la netteté dans la zone choisie est faite par comparaison mutuelle du contraste dans la zone choisie respectivement sur l'image enregistrée par la caméra et sur des images projetées dans des plans parallèles au plan de ladite image, et situés respectivement en avant et en arrière du plan de ladite image. Le cas échéant, on peut se limiter à deux plans d'analyse.

L'invention a également pour objet un organe de commande de la mise au point d'un appareil de prise de vue, tel une caméra cinématographique ou vidéo, comprenant un dispositif de visualisation de l'image filmée et comprenant, en outre, un dispositif (A) de choix d'une zone de netteté sur l'image, des moyens de prise en compte de ce choix, des moyens d'éva- luation de la netteté dans la zone de l'image choisie et prise en compte, et des moyens de modification automatique de la mise au point en fonction de la netteté évaluée.

Selon un mode de réalisation dudit organe de commande, le dispositif de choix est constitué d'un écran tactile (9) sur lequel l'image filmée est reproduite ou est constitué de moyens de rappel de la zone choisie sur le dispositif de visualisation et de moyens agissant sur la taille et/ou l'emplacement et/ou la forme de ladite zone.

Selon un autre mode de réalisation dudit organe de commande, les moyens d'évaluation de la netteté dans la zone de l'image choisie et prise en compte comprennent un filtre optique en escalier couplé à des capteurs sensibles à la lumière, sur lequel est projeté l'image enregistrée par la caméra par ailleurs ou comprennent un plan de capteurs sensibles à la lumière, mobile suivant un axe normal audit plan sur lequel est projeté l'image enregistrée par la caméra par ailleurs ou encore comprennent un réseau de prismes couplé à des capteurs sensibles à la lumière, sur lequel est projeté l'image enregistrée par la caméra par ailleurs.

De préférence, ledit plan de capteurs se déplace de façon alternative sous l'action d'un dispositif piézo-électrique ou d'un dispositif électromécanique.

De préférence également, les moyens d'évaluation de la netteté dans la zone de l'image choisie et prise en compte comprennent des organes d'évaluation du contraste.

Selon un autre mode encore de réalisation dudit organe de commande, les moyens de modification automatique de la mise au point en fonction de la netteté évaluée comprennent un moteur de rotation de bague de mise au point.

L'invention se rapporte également à un appareil de prise de vue, tel une caméra cinématographique ou vidéo, comprenant un dispositif de visualisation de l'image filmée, lequel comprend un organe de commande du type précité.

Selon un autre mode encore de réalisation de cet appareil de prise de vue, le dispositif de visualisation de l'image filmée est indépendant et il lui est relié par câble ou par radio.

Les caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront mieux de la description suivante donnée uniquement à titre d'exemple, et en référence aux dessins annexés, où
- la figure 1 illustre un premier mode de réalisation
possible du dispositif de choix de la zone
de netteté maximale;
- la figure 2 illustre un deuxième mode de réalisation
possible du dispositif de choix de la zone
de netteté;
- la figure 3 illustre un troisième mode de réalisation
possible du dispositif de choix de la zone
de netteté;
- la figure 4 montre une coupe d'un mode-de réalisation
du dispositif destinée à évaluer la netteté
de l'image dans la zone choisie;
- la figure 5 montre l'allure des signaux obtenus à
l'aide du dispositif décrit en référence à
la figure 4;
- la figure 6 montre un ordinogramme de fonctionnement
d'un mode de réalisation préféré.

Sur la figure 1, est représenté un mode de réalisation possible du dispositif A de choix de la zone de netteté.

Cette figure montre un boîtier 1 de choix de la zone de netteté, comprenant un écran 2 reproduisant l'image filmée par la caméra. L'écran 2 peut de façon classique être un tube de télévision, un écran LCD, un écran à plasma ou un écran de visualisation d'un autre type. De façon classique, le boîtier 1 peut être relié à la caméra par un câble ou être indépendant et recevoir l'image par ondes électromagnétiques de haute fréquence afin de laisser une plus grande liberté à la caméra. L'image visible sur le moniteur 2 est l'image filmée par la caméra. Dans le cas d'une caméra de cinéma, cette image est obtenue en détournant une partie de l'intensité lumineuse qui parvient au viseur en verre dépoli de la caméra. Dans le cas d'une caméra vidéo classique, cette image est obtenue comme l'image destinée au viseur de la caméra.

L'écran 2 est un écran tactile. L'opérateur sélectionne la zone de l'image filmée où il désire que la netteté soit maximale en appuyant sur cette zone, avec son doigt par exemple.

S'il est nécessaire, il peut sélectionner la zone en utilisant un crayon graphique, en particulier dans le cas où une grande précision est voulue. L'opérateur peut déplacer son doigt ou son crayon graphique sur l'écran, par exemple pour suivre le déplacement d'un personnage dans le champ de la caméra et ainsi déplacer la zone de netteté choisie indépendamment de l'image filmée. Sur la figure 1, sont représentés sur la droite du boîtier 1 divers interrupteurs de commande.

Les interrupteurs permettent à l'opérateur de sélectionner divers modes de choix de la zone de netteté. L'interrupteur 3 permet en particulier de préciser le choix de la zone de netteté dans le cas où l'opérateur retire le doigt ou le crayon graphique de l'écran. Il peut être basculé sur une position 4 dans laquelle, lorsque l'opérateur retire son doigt, le dernier réglage de mise au point est conserve.

Cette position peut être utilisée, par exemple, lorsque la zone de netteté doit se trouver sur un personnage à distance constante de la caméra. L'interrupteur 3 peut être basculé sur une position 5 dans laquelle, lorsque l'opérateur retire le doigt de l'écran tactile, la mise au point continue de se faire sur la dernière zone sélectionnée. Ceci permet par exemple une mise au point sur un personnage qui resterait constamment au centre de l'écran. Il peut enfin être basculé dans une position 6 dans laquelle l'analyse de netteté se fait sur toute l'image filmée. Ce choix correspond à une zone qui couvrirait tout l'écran.L'opérateur dispose aussi sur la partie droite au boîtier 1 d'un moyen 7 du réglage du temps de réponse. I1 peut en effet être souhaitable que le choix de la zone de netteté ne soit pas immédiatement pris en compte comme dans la position zéro du moyen de réglage 7. Par exemple dans le cas d'une prise de vue extérieure, l'opérateur peut choisir un passage lent à un point à l'infini: il règle alors le retard au maximum de sorte que la mise au point, lorsqu'il retire son doigt de l'écran, évolue lentement vers une mise au point à l'infini. Le boîtier 1 présente aussi dans la partie droite une diode témoin 8 qui s'allume lorsque l'objectif arrive en butée à courte distance ou à l'infini.

Par ailleurs, il peut être pouvu de moyens de mémorisation du point instantané et de moyens permettatn une mise au point manuelle.

Le boîtier 1 illustré sur la figure 1 a une forme parallélépipédique. Il pourrait facilement être modifié de façon à pouvoir être utilisé plus facilement par un opérateur mobile, par exemple dans le cas où il serait relié par câble à la caméra. Le boîtier pourrait alors présenter une forme de "poignée" ergonomique associée à un écran tactile plan, adaptée à être tenue d'une seule main par l'opérateur.

La figure 2 montre un mode de réalisation d'une poignée ergonomique de ce type. Les références numériques de la figure 2 sont les mêmes que celles de la figure 1 pour les organes correspondants. On peut ainsi voir la poignée 1 qui comprend un manche et une partie supportant l'écran tactile 2. L'interrupteur 3 permet de choisir, comme dans le premier mode de réalisation décrit en référence à la figure 1, le type de choix de la zone de netteté dans le cas où l'opé- rateur retire son doigt de l'écran. Les afficheurs numériques 7 permettent à l'opérateur de déterminer la temporisation à la réponse souhaitée. La diode 8 est une diode de butée. La diode 9 s'allume lorsque la transmission HF fonctionne, et la diode 10 est un témoin de fonctionnement de l'appareil.

La figure 3 illustre un troisième mode de réalisation possible du dispositif A de choix de la zone de netteté. Ce mode de réalisation permet avantageusement au "cadreur" ou cameraman" de choisir lui-même la zone de netteté. La figure 3(a) montre l'écran de visée 13 d'une caméra. I1 peut s'agir d'une caméra vidéo, auquel cas la figure 3(a) représente le tube de visée normalement associé à une telle caméra.

S'il s'agit d'une caméra de cinéma, la figure 3(a) représente le dépoli vers lequel est renvoyée l'image cadrée lorsqu' elle ne s'impressionne pas sur le film. On voit apparaître sur la figure 3(a) une mire référencée par le numéro 11, qui permet au cadreur de visualiser le centre de la zone de netteté choisie. I1 est possible d'afficher aussi un cadre 12 sur l'écran de visée de la caméra, qui matérialise pour l'opéra- teur les limites de la zone de netteté. Il est prévu un choix entre la mire ou le cadre, ou les deux, qui peut se faire avant le début du tournage. Le haut de l'écran 13 est occupé par une zone 14 réservée, dans laquelle s'affichent les options choisies par le cadreur: mire, cadre, ou la combinaison des deux, réglage du temps de réponse, mode de choix de la zone de netteté, etc.Sur le côté de la caméra, est prévu un dispositif du type de celui représenté sur la figure 3(b), qui permet au cadreur de déplacer la zone de netteté sur toute la surface de l'image filmée. Le dispositif représenté sur la figure 3(b) est réalisé de façon à pouvoir être utilisé par le cadreur avec une seule main. Dans ce mode de réalisation, le cadreur choisit la zone de netteté avec sa main gauche. Un doigt est libre d'actionner les boutons 16 et 17 de réglage de la temporisation de réponse à la commande. Le bouton 16 permet d'augmenter la valeur du temps de réponse, tandis que le bouton 17 permet de diminuer cette valeur. L'interrupteur 18 permet au cadreur de choisir entre les différents modes de choix de la zone de netteté qui, sur la figure 3(b), sont les mêmes que dans le premier mode de réalisation décrit en référence à la figure 1.L'opérateur dispose d'un écran tactile 19 qui lui permet de déplacer la zone de netteté. La zone de netteté ainsi choisie est prise en compte pour la commande automatique de mise au point et est aussi renvoyée vers l'écran de visée représenté sur la figure 3(a), sous la forme d'une mire, d'un cadre ou des deux simultanément. Le cadreur visualise, dans l'écran de visée, tous les éléments de choix de la zone de netteté, ce qui lui permet d'agir de façon simple et naturelle sur les commandes. Les boutons 20 et 21 lui permettent de choisir la forme du retour vers l'écran de visée 3(a).

Lorsque le bouton 20 est enfoncé, la mire, visualisant le centre de la zone de netteté qui est référencée par le numéro 1 sur la figure 3(a), apparaît sur l'écran de visée. Lorsque le bouton 21 est enfoncé, le cadre 12 de la figure 3(a) montrant les limites de la zone de netteté apparaît sur l'écran de visée. Les boutons 20 et 21 sont des interrupteurs à deux positions de type connu.

Il va sans dire que de nombreuses variantes sont accessibles à l'homme de l'art sans pour autant s'éloigner de l'esprit de l'invention. L'écran tactile pourrait ainsi être remplacé, par exemple, par un manche à balai" ou "joystick" permettant de déplacer la zone de netteté sur la surface de l'image filmée, couplé de façon classique à une mire.

On n'a pas mentionné dans la description des exemples 1, 2 et 3, que la forme de la zone de netteté pouvait être choisie de façon assez libre et présenter n'importe quel contour.

Les écrans tactiles actuels peuvent être programmés très librement. Dans un mode de réalisation préféré, le dispositif selon l'invention prend en compte une zone de netteté en forme de disque de diamètre variable. Dans un autre mode de réalisation préféré, l'écran tactile est divisé en pavés contigus qui le recouvrent. La prise en compte de la zone de netteté se fait en déterminant tous les pavés sélectionnés par l'opérateur. Les pavés peuvent être carrés, rectangulaires ou hexagonaux et font partie de la zone de netteté choisie si une partie -par exemple un quart- de leur surface est couverte par le doigt de l'opérateur. Cette programmation des écrans tactiles est connue de l'homme de l'art. Dans le cas décrit à la figure 3, le cadre délimitant la zone de netteté peut aussi être d'une forme quelconque.

La figure 4 illustre un mode de réalisation du dispositif d'évaluation de la netteté dans la zone choisie. Le dispositif est représenté sur une vue transversale en coupe; il comprend un filtre optique en escalier 41 qui, dans l'exemple de la figure 4, comporte des marches de trois types, haute 41a, moyenne 41b et basse 41c. Dans cet exemple, les marches du filtre sont sensiblement horizontales; il est évident qu'elles pourraient présenter n'importe quelle inclinaison. Sous le filtre, sont disposés des capteurs luminosensibles, dans cet exemple des capteurs CCD, de façon à réaliser une matrice de capteurs dans un plan orthogonal à celui de la figure. On voit, sur la figure 4, une colonne de capteurs CCD (42a, 42b, 42c). La référence 42a désigne un capteur
CCD disposé sous une marche haute 41a du filtre optique en escalier, tandis que les références 42b et 42c désignent respectivement des capteurs CCD disposés sous des marches moyennes 41b et basse 41c. Les flèches L de la figure 4 symbolisent l'arrivée de la lumière provenant de l'image filmée à travers l'optique de la caméra.

Chaque ligne de capteurs de la matrice de capteurs disposée en arrière du filtre optique correspond à une marche du filtre optique. Les lignes correspondant à des capteurs du type désigné sur la figure 42a, 42b ou 42c sont donc disposées alternativement. L'image filmée par la caméra se projette sur le filtre optique 41.

Dans le cas d'une caméra cinématographique, l'image filmée ne s'impressionne sur le film que 24 fois par seconde.

De façon classique, les caméras cinématographiques comprennent un miroir tournant qui, à intervalles réguliers, envoie l'image vers le film à impressionner. Pendant la période séparant deux impressions sur le film, le miroir tournant envoie l'image sur un verre dépoli qui sert de viseur au cadreur. Il est facile de détourner une partie de l'intensité lumineuse de l'image projetée sur le dépoli afin de l'envoyer vers un système d'évaluation de la netteté. A cet effet, on peut utiliser de façon classique une lame semi-réfléchissante, ou tout autre dispositif connu remplissant les mêmes fonctions. I1 est aussi possible de projeter l'image pendant la période séparant deux impressions sur le film d'une façon alternative vers le dépoli de visée et vers le dispositif d'évaluation de la netteté.Dans le cas d'une caméra vidéo, il est aussi possible de détourner une partie de l'intensité lumineuse vers un tel dispositif d'évaluation de la netteté.

L'image incidente traverse le filtre optique 41 et est ensuite analysée par les capteurs CCD disposés sous le filtre optique. Du fait de la forme du filtre optique 41 qui présente des "marches" de différentes hauteurs, les lignes de capteurs CCD analysent des images qui sont obtenues dans des plans différents. Ainsi, les lignes de capteurs, du type désigné par 42a sur la figure 4, se trouvent sous des marches hautes de type 41a du filtre optique et analysent donc une image se trouvant dans le plan représenté sur la figure 4 par le trait mixte 43. De façon analogue, les lignes de capteurs 42b analysent l'image dans le plan symbolisé par le trait pointillé 44 et les lignes de capteurs 42c analysent l'image dans le plan symbolisé par le trait mixte 45. Les plans représentés par les lignes 43, 44 et 45 de la figure 4 sont appelés respectivement plan avant, plan du film et plan arrière.

Le trajet optique jusqu'au dispositif d'analyse de netteté est tel que l'image enregistrée par la caméra sur film ou sur support magnétique se projette aussi dans le plan du film 44 du dispositif d'analyse de netteté. Dans le cas d'une mise au point idéale, la zone de point, c'est-à-dire la zone que l'on désire nette sur le film, a une image dans ce plan du film. Sur les plans avant 43 et arrière 45, se projettent respectivement avec netteté les zones situées en avant et en arrière de la zone de point par rapport à la caméra.

Le filtre optique 41 peut être gravé dans une plaque de verre par des moyens par exemple chimiques ou par laser. Il pourrait aussi être réalisé à partir de fibres optiques de différentes longueurs formant les marches. En fait, il peut être réalisé par toute méthode, de façon à présenter une structure d'escalier. Le filtre optique tel que décrit sur la figure 4 comporte trois marches, correspondant au plan du film, à un plan avant et à un plan arrière. Pour pouvoir utiliser différents objectifs et des focales très différentes, il est possible de prévoir un nombre de marches plus important. Par exemple, on peut réaliser un tel filtre avec cinq marches.Le dispositif d'analyse de netteté est alors disposé de sorte que le plan médian, ctest-à-dire le plan passant par la deuxième marche, soit le plan du film; les deux plans entourant le plan médian sont des plans avant et arrière utilisables pour une courte focale, tandis que les deux plans extérieurs restants sont des plans avant et arrière utilisables pour une grande focale.

La figure 5 montre l'allure des signaux obtenus à l'aide d'un dispositif tel que celui décrit à la figure 4. La figure 5(a) est un graphe de l'amplitude de modulation à un instant donné pour une ligne de capteurs 42 de la matrice de capteurs. Sur la figure 5(a), est représentée, à titre d'exemple, l'allure possible de l'amplitude de modulation sur une ligne de capteur 42a. Plus précisément, il s'agit du signal obtenu de façon classique par balayage d'une ligne de capteurs 42a de la matrice de capteurs. Sont représentées, sur les figures 5(b) et 5(c), les amplitudes de modulation sur deux lignes adjacentes de capteurs de type 42b et 42c.

L'ensemble de la figure 5 illustre donc l'allure typique des signaux obtenus sur trois lignes voisines de la matrice de capteurs CCD. L'analyse de ces signaux, qui correspondent aux images dans les plans avant, du film et arrière, permet selon l'invention de régler la mise au point.

On peut voir sur la figure 5 trois zones. Dans une première zone, référencée zone 1 sur la figure, les signaux des trois lignes ont même allure mais l'amplitude du signal de la ligne correspondant au plan arrière est plus importante. Le signal des lignes du plan du film et du plan avant dans la zone 1 apparaît comme une reproduction atténuée ou amortie du signal de la ligne du plan arrière. Inversement, dans la zone 2, les signaux des lignes arrière, figure 5(c), et médiane, figure 5(b), apparaissent comme une version amortie du signal de la ligne avant figure 5(a). Ces trois lignes correspondent à des images se trouvant dans des plans décalés par rapport à la caméra. Dans la zone 1, le sujet filmé est projeté avec netteté sur le plan arrière du dispositif d'évaluation de la netteté; il est flou sur le plan du film et encore plus flou sur le plan avant.Pour que le sujet filmé dont l'image se projette sur la zone 1 soit net sur le film, il serait nécessaire de tourner la bague de point de façon à rapprocher de la caméra le plan focal.

Dans la zone 2, au contraire, le sujet filmé est projeté avec netteté sur le plan avant du dispositif d'évaluation de la netteté. Il est flou sur le plan du film et encore plus flou sur le plan arrière. Si l'on désire que la partie de l'image qui se projette sur la zone 2 soit nette sur le film, il est nécessaire de tourner la bague de point de façon à éloigner de la caméra le plan focal.

L'exemple donné sur la figure 5 correspond à une mise au point médiane dans la zone 3. Le sujet filmé dont l'image se projette dans la zone 3 est net sur le plan du film, et est donc net sur le support physique d'enregistrement de la caméra, -film ou vidéo-. A l'inverse, le sujet filmé dont l'image se trouve dans la zone 1 est trop proche de la caméra et son image enregistrée est floue, tandis que le sujet filmé dont l'image se trouve dans la zone 2 est trop loin de la caméra et son image enregistrée est floue.

Le choix d'une zone de netteté par l'opérateur se traduit par la sélection d'un certain nombre de capteurs de la matrice de capteurs lumino-sensibles. Ainsi, la zone choisie, si elle est rectangulaire ou carrée, est définie par un certain nombre de lignes de capteurs et par un certain nombre de colonnes. Sur l'exemple représenté à la figure 5, on a reporté les signaux obtenus sur trois lignes de capteurs qui définissent verticalement la zone de netteté. On a représenté les signaux obtenus sur toute la ligne de capteur, sans délimitation horizontale de la zone de netteté. Dans le cas de la figure 5, si la zone de netteté est la zone 1, l'analyse des amplitudes permet selon l'invention de régler la mise au point pour rapprocher de la caméra le plan focal.Si la zone de netteté est la zone 2, l'analyse des amplitudes permet selon l'invention de régler la mise au point pour éloigner de la caméra le plan focal. Si la zone de netteté est la zone 3, l'analyse des amplitudes selon l'invention conduit à ne pas modifier la mise au point, puisque l'image projetée sur le film est nette dans la zone de netteté.

L'exemple de réalisation du dispositif d'évaluation de netteté décrit aux figures 4 et 5 permet de comprendre le principe d'analyse selon l'invention. L'analyse du contraste de l'image dans le plan du film et dans des plans avant et arrière, dans une zone donnée, permet de déterminer dans quel sens effectuer la, correction de mise au point.

L'exemple décrit en référence aux figures 4 et 5 emploie un filtre optique en escalier et des capteurs CCD.

Mais l'analyse de l'image dans les plans du film, plan avant et plan arrière, peut être mise en oeuvre à l'aide d'autres moyens. Ainsi, les capteurs CCD pourraient être remplacés-par tout type de capteur lumino-sensibles; il est ainsi possible d'employer des diodes photoélectriques. Alternativement, on pourrait employer un tube, des capteurs C-MOS ou des dispositifs analogues d'analyse d'une image. L'analyse dans trois plans sensiblement parallèles a été décrite dans un exemple comprenant un filtre optique en escalier. Mais cette analyse pourrait être mise en oeuvre par d'autres dispositifs, par exemple mécaniques ou électromécaniques. Ainsi, la matrice de capteurs peut être montée sur un capteur vibrant piézoélectrique se déplaçant d'avant en arrière, couplé à un balayage adapté.Elle pourrait alternativement être associée à un dispositif électromécanique, tel que par exemple un dispositif à microcames assurant aussi un déplacement d'avant en arrière dont l'amplitude peut être fixe ou variable.

Le principe selon l'invention d'analyse dans des plans du film, avant et arrière, peut aussi être réalisé grâce à un réseau de prismes couplés à des capteurs lumino-sensibles. De façon analogue, le choix de la zone de netteté est pris en compte dans la mesure où l'analyse n'est pas faite pour tout le réseau de prismes, mais uniquement pour certains d'entre eux.

Sans s'éloigner de l'esprit de l'invention, on pourrait utiliser tout dispositif connu d'analyse de la netteté, permettant d'analyser la netteté dans une zone de l'image définie par un opérateur indépendamment du cadrage de cette image. Ainsi, on pourrait par exemple utiliser une analyse de contraste par comparaison de lignes voisines, sans filtre optique, ou une analyse d'une zone de microprismes, ou encore calculer le déphasage des images obtenues derrière certains éléments d' un réseau de bi-prismes.

On décrit maintenant un mode de réalisation préféré de l'invention, en référence à la figure 6 qui représente un ordinogramme du fonctionnement du procédé selon l'invention.

Dans ce mode de réalisation préféré, l'appareil destiné à mettre en oeuvre le procédé selon l'invention comprend une caméra cinématographique de prise de vue, avec reprise vidéo; un boîtier de choix de la zone de netteté relié par câble à la caméra. L'appareil contient aussi un dispositif d'analyse de la zone de netteté, ainsi qu'un dispositif de modification de la mise au point. Celui-ci est constitué d'un moteur commandable permettant simplement de faire tourner la bague de mise au point de la caméra.

L'image filmée par la caméra cinématographique est alternativement dirigée par un miroir tournant vers le film à impressionner, vers le verre dépoli de visée et vers le dispositif d'analyse de netteté.

Ce dernier est constitué, comme décrit en référence à la figure 4, d'un filtre optique en escalier et d'une matrice de capteurs CCD. I1 est disposé de telle sorte que le trajet optique entre l'objectif et le plan du film du filtre en escalier soit le même que le trajet optique entre l'objectif et le film à impressionner.

Dans ce mode de réalisation préféré, la reprise vidéo est constitué par le dispositif d'évaluation de la netteté.

Celui-ci reçoit l'image filmée par la caméra, par exemple 24 fois par seconde, si le film est impressionné 24 fois par seconde. L'image reçue n'est ainsi "rafraîchie" que 24 fois par seconde. L'image reçue est analysée par les capteurs CCD.

Les signaux ainsi reçus sont amplifiés et dirigés, d'une part, vers un dispositif d'analyse et, d'autre part, vers le boîtier de choix de la zone de netteté. A ce niveau, l'image reçue est affichée sur un écran tactile plat à LCD.

Les balayages de la matrice de capteurs CCD et de 1 cran tactile du boîtier de choix de la zone de netteté sont synchrones. Le balayage 62 de l'écran tactile permet de déterminer la zone de l'image choisie par l'opérateur. Le balayage de la matrice de capteurs CCD fournit des signaux représentatifs de l'image, avec entrelacement des plans avant du film et arrière.

La zone de netteté choisie par l'opérateur est prise en compte à partir des données du balayage 62 de l'écran tactile. Ceci permet de sélectionner les signaux à comparer; en déterminant un certain nombre de lignes (au moins 3 lignes voisines) et de colonnes de la matrice de CCD. L'analyse de contraste se fait ensuite sur les signaux correspondants.

Cette analyse permet de déterminer le sens de variation de la mise au point, ainsi que son amplitude, en tenant compte d'une temporisation éventuelle ou encore d'un test de direc- tion produit par rotation légère de la bague.

La commande correspondante est ensuite transmise au moteur qui fait tourner la bague de mise au point.

L'ensemble du cycle, à l'exception de la rotation de la bague est entièrement électronique et peut être réalisé très rapidement, typiquement en moins d'une centaine de microsecondes. Il est donc possible de réaliser le cycle plusieurs fois, et de moyenner les commandes envoyées au moteur de rotation de la bague de point.

Dans ce mode de réalisation préférée, l'opérateur qui choisit la zone de netteté voit sur son écran une image fil trée par le filtre optique en escalier. Cette image est cons tituée d'un entrelacement de lignes provenant du plan avant, du plan du film et du plan arrière. Elle n'a donc pas la qualité de l'image enregistrée sur le film. Mais elle est largement suffisante pour choisir la zone de netteté ainsi que pour contrôler le cadrage. Cette forme de réalisation présente l'avantage de ne pas dupliquer le système de reprise vidéo, qui peut être à peu de frais adapté pour mettre en oeuvre l'invention.

Le procédé selon l'invention peut être mis en oeuvre à partir de caméras existantes, avec peu de modifications. La partie d'analyse électronique est réalisable soit par logiciel, soit par matériel, de façon compacte et sûre. Elle peut être complétée par des circuits d'analyse complémentaires, tels que des circuits permettant une évaluation des modifications de la taille du sujet; un tel circuit a pour objet de seconder la détermination de la commande de netteté, en évaluant la taille d'un sujet ou d'un objet filmé facilement reconnaissable et en établissant un lien entre les variations de cette taille et les évolutions de la focale. Il est aussi possible de coupler un circuit de reconnaissance de forme, de couleur, ou autre, permettant un suivi du sujet ou une évaluation plus fiable de la taille.

L'invention fournit un système de grande précision, utilisable avec de nombreuses focales et d'une grande sensibilité.

Bien entendu, la présente invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits et représentés mais elle est susceptible de nombreuses variantes accessibles à l'homme de l'art sans que l'on ne s'écarte de l'esprit de l'invention.

Claims (16)

REVENDICATIONS

1.- Procédé de commande de la mise au point d'un appareil de prise de vue, tel une caméra cinématographique ou vidéo, comprenant un dispositif de visualisation de l'image filmée, caractérisé en ce que la zone de l'image filmée qui doit être la plus nette est choisie par l'opérateur independamment du cadrage de cette image, la commande de mise au point se faisant par prise en compte de la zone choisie, évaluation de la netteté dans ladite zone et modification de la mise au point en fonction de la netteté dans ladite zone.

2.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la taille de la zone de netteté choisie est quelconque et varie en fonction du choix de l'opérateur.

3.- Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la zone de netteté choisie est n'importe quelle zone de la surface de l'image filmée et varie en fonction du choix de l'opérateur.

4.- Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'opérateur est un opérateur humain ou un opérateur commandé par des moyens de mémorisation.

5.- Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'évaluation de la netteté dans la zone choisie est faite par comparaison mutuelle du contraste dans la zone choisie respectivement sur l'image enregistrée par la caméra et sur des images projetees dans des plans parallèles au plan de ladite image, et situes respectivement en avant et en arrière du plan de ladite image.

6.- Organe de commande de la mise au point d'un appareil de prise de vue, tel une caméra cinématographique ou vidéo, comprenant un dispositif de visualisation de l'image filmée, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un dispositif (A) de choix d'une zone de netteté sur l'image, des moyens de prise en compte de ce choix, des moyens d'évaluation de la netteté dans la zone de l'image choisie et prise en compte, et des moyens de modification automatique de la mise au point en fonction de la netteté évaluée.

7.- Organe de commande selon la revendication 6, carac terse en ce que ledit dispositif de choix est constitué d'un écran tactile (9) sur lequel l'image filmée est reproduite.

8.- Organe de commande selon la revendication 6, carac térise en ce que ledit dispositif de choix est constitué de moyens de rappel de la zone choisie sur le dispositif de visualisation et de moyens agissant sur la taille et/ou l'emplacement et/ou la forme de ladite zone.

9.- Organe de commande selon l'une quelconque des revendications 6 à 8, caractérisé en ce que les moyens d'evalua- tion de la netteté dans la zone de l'image choisie et prise en compte comprennent un filtre optique en escalier (41) couplé à des capteurs sensibles à la lumière (42a, 42b, 42c), sur lequel est projeté l'image enregistrée par la caméra par ailleurs.

10.- Organe de commande selon l'une quelconque des revendications 6 à 8, caractérisé en ce que les moyens d'évaluation de la netteté dans la zone de l'image choisie et prise en compte comprennent un plan de capteurs sensibles à la lumière, mobile suivant un axe normal audit plan sur lequel est projeté l'image enregistrée par la caméra par ailleurs.

11.- Organe de commande selon la revendication 10, ca ractérise en ce que ledit plan de capteurs se déplace de façon alternative sous l'action d'un dispositif piézo-électrique ou d'un dispositif électromécanique.

12.- Organe de commande selon l'une quelconque des revendications 6 à 8, caractérisé en ce que les moyens d'évaluation de la netteté dans la zone de l'image choisie et prise en compte comprennent un réseau de prismes couplé à des capteurs sensibles à la lumière, sur lequel est projeté l'image enregistrée par la caméra par ailleurs.

13.- Organe de commande selon l'une quelconque des revendications 6 à 8, caractérisé en ce que les moyens d'évaluation de la netteté dans la zone de l'image choisie et prise en compte comprennent des organes d'évaluation du contraste.

14.- Organe de commande selon l'une quelconque des revendications 6 à 13, caractérisé en ce que les moyens de modification automatique de la mise au point en fonction de la netteté évaluée comprennent un moteur de rotation de bague de mise au point.

15.- Appareil de prise de vue, tel une caméra cinématographique ou vidéo, comprenant un dispositif de visualisation de l'image filmée, caractérisé en ce qu'il comprend un organe de commande selon l'une quelconque des revendications 6 à 14.

16.- Appareil de prise de vue selon la revendication 15, caractérisé en ce que le dispositif de visualisation de l'image filmée est indépendant et en ce qu'il lui est relié par câble ou par radio.