FR2718536A1

FR2718536A1 - Dispositif de prise de vue permettant la visualisation en trois dimensions.

Info

Publication number: FR2718536A1
Application number: FR9404019A
Authority: FR
Inventors: Raoult Andre Georges
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1994-04-06
Filing date: 1994-04-06
Publication date: 1995-10-13
Anticipated expiration: 2014-04-06
Also published as: FR2718536B1

Abstract

L'invention concerne un dispositif pour prendre des vues en trois dimensions d'un sujet, comportant: a) un système optique frontal (1) comprenant un système optique central (5) qui comprend une lentille centrale (7) plan-convexe, et un système optique latéral (6), disposé symétriquement de part et d'autre du système optique central et présentant au moins un foyer de chaque côté du système optique central, dans le prolongement du bord du système optique central, b) des moyens d'ajustement pour régler la taille de l'image produite par le système optique central en fonction de la distance du sujet, et pour juxtaposer les images générées par le système optique central et le système optique latéral.

Description

DISPOSITIF DE PRISE~DE VUE PERMETTANT LA VIMUALISATION EN
TROIS DIMENSIONS
L'invention est relative aux dispositifs de prise de vue permettant la visualisation en trois dimensions.

Les dispositifs de prise de vue pour la visualisation en trois dimensions comprennent habituellement deux objectifs juxtaposés qui prennent chacun une image complète d'un sujet vu selon des angles différents.

Avec ces dispositifs de prise de vue connus, pour obtenir une visualisation en trois dimensions, il est nécessaire de transmettre respectivement aux deux yeux du spectateur les deux images prises selon des angles différents, chaque oeil du spectateur ne voyant qu'une image.

Pour cela, le spectateur doit utiliser un système de vision binoculaire, par exemple une paire de lunette équipée de filtres polarisateurs ou de filtres de couleurs.

La présente invention a notamment pour but de proposer un dispositif pour prendre des images qui donnent une impression de relief sans l'utilisation d'un dispositif de visualisation particulier.

A cet effet, l'invention a pour objet un dispositif pour prendre des vues en trois dimensions d'un sujet situé à une distance donnée, comportant
a) un système optique frontal qui présente un plan de symétrie horizontal et un plan de symétrie vertical se coupant en un axe central, le système optique frontal comprenant i) un système optique central traversé par l'axe central et
apte à transmettre uniquement des rayons lumineux
parallèles à cet axe central, le système optique central
comprenant au moins une lentille centrale ayant une face
avant plane et perpendiculaire à l'axe central, et une
face arrière qui présente une intersection convexe avec
le plan horizontal de symétrie, ii) un système optique latéral, disposé au moins de part et
d'autre du système optique central de façon symétrique
par rapport au plan vertical, ce système optique latéral
étant disposé pour recevoir des rayons lumineux qui sont
parallèles à l'axe central et qui passent en limite du
système optique central au moins sur un bord dudit
système optique central, dit bord de raccordement, de
chaque côté du plan vertical de symétrie, le système
optique latéral présentant au moins un foyer situé de
façon symétrique de part et d'autre du plan vertical de
symétrie, sur une droite parallèle à l'axe qui est
comprise dans le plan horizontal de symétrie et qui
passe en limite du bord de raccordement du système
optique central situé du même côté du plan vertical de
symétrie,
b) des moyens d'ajustement pour régler la taille des images produites par le système optique central et le système optique latéral en fonction de la distance du sujet, en respectant les proportions entre les champs explorés respectivement par le système optique central et le système optique latéral à la distance du sujet, ces moyens permettant également de juxtaposer exactement les images générées par le système optique central et le système optique latéral.

En particulier, pour un sujet situé à une distance relativement courte de l'objectif, par exemple de 50 centimètres à quelques mètres, le dispositif de l'invention permet notamment de supprimer une partie de l'angle mort qui est situé en arrière du sujet avec un objectif classique, ce qui contribue à l'impression de relief.

L'impression de relief ressentie par un spectateur en visualisant une image prise avec le dispositif de l'invention est analogue à l'impression ressentie lors de la visualisation du relief absolu d'un objet réel, par convergence des deux yeux. Toutefois, dans le cas de la visualisation d'un objet réel, l'effort de concentration sur cet objet induit une certaine fatigue des yeux due à leur convergence, tandis que la visualisation d'une image prise avec un dispositif selon l'invention n'induit aucune fatigue, puisque la convergence des yeux n'est alors plus nécessaire pour obtenir l'impression de relief, cette impression étant obtenue directement par le mode particulier de prise de vue.

Le dispositif de prise de vue décrit ci-dessus peut être utilisé avec un appareil de photographie, avec une caméra cinématographique ou vidéo, et il peut soit être intégré à l'objectif d'un de ces appareils, soit constituer un pré-objectif disposé devant l'objectif d'un de ces appareils.

Dans des modes de réalisation préférés de l'invention, on a recours en outre à l'une et/ou à l'autre des dispositions suivantes
- la lentille centrale est placée devant une lentille supplémentaire ayant une intersection biconcave avec le plan horizontal de symétrie, la lentille centrale et la lentille supplémentaire formant un système optique afocal
- le système optique latéral comporte au moins une lentille latérale ayant une intersection avec le plan horizontal de symétrie qui présente une forme de demiménisque divergent de part et d'autre du système optique central
- le système optique latéral comporte au moins une lentille latérale ayant une intersection avec le plan horizontal de symétrie qui présente une forme semi-biconvexe, de part et d'autre du système optique central
- le système optique latéral coopère avec une série de lentilles en sortie desquelles le faisceau lumineux provenant de tout le champ exploré par le système optique latéral est un faisceau parallèle
- le système optique central et le système optique latéral présentent chacun une symétrie de révolution autour de l'axe central
- la lentille centrale présente une forme cylindrique selon un axe vertical perpendiculaire à l'axe central, et ladite lentille centrale est disposée derrière une lentille avant qui présente une forme cylindrique selon un axe horizontal perpendiculaire à l'axe central, cette lentille avant présentant une intersection en forme de ménisque divergent avec tout plan vertical qui la traverse parallèlement à l'axe central
- les bords de raccordement du système optique central sont deux bords rectilignes verticaux disposés de part et d'autre du système optique central, et le système optique latéral présente deux lentilles latérales hémicirculaires constituant chacune la moitié d'une lentille circulaire de type ménisque divergent et présentant un bord diamétral, ce bord diamétral étant disposé en correspondance avec un des bords de raccordement du système optique central
- les bords de raccordement du système optique central sont deux bords verticaux, et le système optique latéral comporte deux lentilles latérales ayant une forme cylindrique selon un axe vertical perpendiculaire à l'axe central, chaque lentille latérale du système optique latéral ayant un bord vertical disposé en correspondance avec un des bords de raccordement du système optique central, une lentille avant étant disposée devant chaque lentille latérale du système optique latéral, cette lentille avant présentant une section de ménisque divergent dans tout plan vertical qui la traverse parallèlement à l'axe central
- le dispositif comporte trois caméras vidéo associées respectivement au système optique central et à chacune des lentilles latérales du système optique latéral, et les moyens d'ajustement comprennent un circuit électronique qui inclut un capteur mesurant la distance du sujet, ce circuit électronique produisant une image finale à partir de trois images initiales captées par chacune des caméras vidéo susmentionnées en sélectionnant, pour chaque point de l'image finale, un point correspondant de l'une des trois images initiales en fonction de la position de ce point sur l'image finale et de la distance du sujet
- les moyens d'ajustement comprennent un capteur mesurant la distance du sujet, ce capteur produisant un signal électrique qui correspond à une distance fictive égale à la somme de ladite distance du sujet et d'une faible distance dont la valeur suit au cours du temps une courbe alternative périodique, et le signal électrique produit par le capteur étant transmis à des moyens pour régler la taille des images produites par le système optique central et le système optique latéral en fonction dudit signal électrique, en respectant les proportions entre les champs explorés respectivement par le système optique central et le système optique latéral à ladite distance fictive.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaitront au cours de la description détaillée suivante de plusieurs de ses formes de réalisation, données à titre d'exemples non limitatifs, en regard des dessins joints.

Sur les dessins
- la figure 1 est une vue en coupe axiale horizontale d'un objectif ou pré-objectif d'appareil photographique selon l'invention,
- la figure la est une vue de face de l'objectif de la figure 1,
- la figure 2 est une vue en coupe axiale d'un objectif ou d'un pré-objectif de caméra vidéo selon une autre forme de réalisation de l'invention,
- la figure 3 est une vue en coupe axiale horizontale d'un objectif ou pré-objectif selon encore une autre forme de réalisation de l'invention,
- la figure 3a est une vue de face de l'objectif ou du pré-objectif de la figure 3,
- la figure 4 est une vue en coupe axiale verticale de l'objectif ou du pré-objectif de la figure 3,
- la figure 5 est une vue en coupe axiale horizontale d'un appareil de prise de vue vidéo selon une autre forme de réalisation de l'invention,
- la figure 5a est une vue de face de l'appareil de la figure 5,
- la figure 6 est une vue en coupe axiale verticale du dispositif de la figure 5 selon la ligne VI-VI de la figure 5, et
- les figures 7 et 8 sont des vues schématiques d'un dispositif électronique permettant de raccorder les images prises par les différentes caméras vidéo du dispositif des figures 5 et 6.

Sur les différentes figures, les mêmes références désignent des éléments identiques ou similaires.

Les termes "horizontal" et "vertical" sont employés ici pour plus de clarté, en référence à la position d'utilisation la plus courante du dispositif de l'invention, mais ne sont pas limitatifs.

Le dispositif représenté sur la figure 1 présente, comme d'ailleurs les dispositifs représentés sur les figures 2 à 6, un plan horizontal de symétrie 2 et un plan vertical de symétrie 3 qui se coupent selon un axe central 4.

Dans le cas particulier de la figure l, l'axe central 4 est en outre un axe de révolution.

Le dispositif de la figure 1 comporte un système optique frontal 1 comprenant d'une part un système optique central 5 constitué par une lentille plan convexe 7 dont la face plane 8 est orientée vers l'avant et la face convexe 9 est orientée vers l'arrière, et d'autre part un système optique latéral 6 constitué par une lentille annulaire 10 dont chaque section radiale constitue un demi-ménisque divergent et dont le bord périphérique intérieur est disposé adjacent au bord périphérique extérieur 51 de la lentille plan convexe 7.

La lentille centrale 7 peut avoir par exemple un diamètre D de 15 cm, et peut éventuellement être formée d'une seule pièce avec la lentille annulaire 10. Lorsque la lentille centrale 7 est distincte de la lentille annulaire 10, le bord périphérique intérieur de la lentille annulaire et le bord périphérique extérieur de la lentille centrale présentent tous les deux une tranche cylindrique d'une certaine épaisseur, qui peut avantageusement être traitée au moyen d'une peinture spécifique éliminant en particulier les réflexions parasitaires.

Le système optique central 5 est apte à ne transmettre que les rayons lumineux qui lui arrivent parallèlement à l'axe 4.

La lentille 10 du système optique latéral 6 présente une focale image et une focale objet circulaires dont le diamètre correspond au diamètre extérieur de la lentille 7.

Ces deux cercles focaux sont en outre alignés avec le bord extérieur de la lentille 7 parallèlement à l'axe central 4.

Outre le système optique frontal qui vient d'être décrit, le dispositif de la figure 1 comporte une lentille fixe 11 biconcave centrée qui est située derrière la lentille 7 et qui forme avec cette lentille 7 un système afocal.

Derrière la lentille biconcave 11 sont disposées d'abord une lentille centrée biconvexe 12 déplaçable axialement puis une lentille centrée biconcave 13 également déplaçable axialement, de façon à régler le diamètre 1 de l'image circulaire provenant de la lentille 7 sur la pellicule 14, comme il sera expliqué ci-après.

Par ailleurs, le dispositif de la figure 1 comporte une lentille annulaire 15 de section radiale plan convexe, disposée derrière la lentille annulaire 10 avec sa face plane dirigée vers la lentille 10, puis une lentille annulaire 16 à section radiale biconcave disposée derrière la lentille 15, puis deux miroirs annulaires 17, 18 pouvant être éventuellement remplacés par un prisme annulaire ou tout autre moyen de déviation de la lumière, puis une lentille annulaire 19 déplaçable axialement à section radiale biconcave inversée, le bord mince de cette lentille 19 étant dirigé radialement vers l'intérieur et son bord épais vers l'extérieur.

La lentille annulaire 10 permet une prise de vue avec une ouverture de champ 0, par exemple 15 degrés, par rapport à une parallèle à l'axe central 4.

En sortie de la lentille 16, le faisceau lumineux provenant du champ exploré par le système optique latéral est un faisceau parallèle annulaire de rayon extérieur L, puis la lentille 19 dévie la partie intérieure du faisceau qui crée sur la pellicule 14 une image annulaire ayant un diamètre extérieur L et un diamètre intérieur 1.

Les lentilles 12, 13 et 19 sont déplacées de façon, d'une part, que le diamètre intérieur de l'image annulaire générée par la lentille annulaire 10 soit toujours égal au diamètre extérieur 1 de l'image centrale générée par la lentille 7, et d'autre part que ce diamètre 1 respecte la proportion entre les champs explorés par la lentille centrale 7 et par la lentille annulaire 10 à la distance d du sujet.

Plus précisément, la lentille centrale 7 explore un champ circulaire de diamètre D, quelle que soit la distance d du sujet, et la lentille annulaire 10 explore un champ à la distance d qui correspond à une longueur curviligne 8d de chaque côté du champ de largeur D dans un plan radial.

Ainsi, les diamètres L et 1 doivent être dans les mêmes proportions que les valeurs (2Od + D) et D.

I1 va de soi que la pellicule 14 pourrait être remplacée par un capteur de caméra vidéo de tout type connu, et que le système optique frontal 1 décrit ci-dessus avec tout ou partie des lentilles et miroirs additionnels pourraient constituer seulement un pré-objectif disposé devant un objectif d'appareil photographique, de caméra cinématographique ou de caméra vidéo.

Le dispositif de la figure 2 comporte également un système optique de révolution autour de l'axe central 4, avec un système optique frontal 1 qui présente une lentille centrale 7 identique à celle de la figure 1 et une lentille annulaire 20 dont chaque section radiale correspond à la moitié de la section d'une lentille biconvexe, le bord intérieur de la lentille annulaire 20 étant adjacent au bord extérieur Si de la lentille centrale 7, comme dans le cas de la figure 1.

Comme sur la figure 1, la lentille annulaire 20 présente des focales objet et image circulaires ayant un diamètre qui correspond au diamètre extérieur de la lentille centrale 7, ces focales circulaires étant alignées avec le bord extérieur de la lentille 7 parallèlement à l'axe 4. Sur la figure 2, les lentilles 7 et 20 sont représentées comme étant moulées d'une seule pièce, bien que d'autres réalisations soient possibles.

Eventuellement, les images produites par les systèmes optiques central 5 et latéral 6 pourraient être envoyées séparément à deux caméras vidéo (notamment CCD), spécialement conçues pour balayer l'image en spirale.

Dans l'exemple de la figure 2, des lentilles 11, 12 et 13 identiques ou similaires à celles de la figure 1 sont disposées derrière la lentille centrale 7, les lentilles 12 et 13 étant cette fois fixes dans le mesure où le dispositif de la figure 2 est spécifiquement conçu pour prendre des vues d'un sujet situé à une distance prédéterminée de l'objectif.

Ces lentilles font passer l'image générée par la lentille centrale 7 au centre d'un prisme annulaire 21, sous la forme d'un faisceau cylindrique ayant un diamètre extérieur égal au diamètre intérieur du prisme annulaire 21.

Derrière la lentille annulaire 20 sont disposées trois lentilles annulaires 22, 23, 24 dont les sections radiales sont respectivement semi biconvexes inversée (la partie la plus mince de la lentille étant disposée radialement vers l'intérieur et la partie la plus épaisse vers l'extérieur) pour la lentille 22 et biconvexes pour les lentilles 23 et 24. Ces lentilles renvoient l'image générée par la lentille 20 sous forme d'un faisceau annulaire cylindrique vers le prisme 21, les images générées par les lentilles 20 et 7 étant ainsi raccordées l'une à l'autre en sortie du prisme 21. Derrière le prisme 21 est disposée une lentille biconvexe 25, ou tout autre objectif d'une caméra vidéo 26, ou d'un appareil photographique ou d'une caméra cinématographique.

La caméra vidéo 26, comme dans tous les autres exemples décrits ici, peut être de tout type connu, par exemple à capteur CCD, ou encore à tube de prise de vue par exemple de type Vidicon, Saticon ou Newvicon.

Au contraire des deux exemples précédents, le dispositif représenté sur les figures 3, 3a et 4 ne présente pas de symétrie de révolution.

Dans cet exemple, le système optique frontal 1 comporte un système optique central 5 de forme rectangulaire qui se raccorde, selon deux bords de raccordement 51 verticaux et perpendiculaires à l'axe central 4, à deux parties du système optique latéral 6 disposées de part et d'autre du système optique central 5, de façon symétrique par rapport au plan vertical de symétrie 3.

Le système optique central 5 comporte d'une part une lentille centrale 30 et d'autre part une lentille avant 31.

La lentille centrale 30 est de type plan-convexe, et n'est pas de révolution autour de l'axe 4, mais cylindrique selon un axe vertical perpendiculaire à l'axe central 4. La face avant 8 de la lentille 30 est donc plane, tandis que l'intersection de la face arrière 9 de la lentille 30 avec tout plan horizontal recoupant ladite lentille présente une forme convexe.

La lentille centrale 30 est disposée derrière la lentille avant 31 qui présente une forme cylindrique selon un axe horizontal perpendiculaire à l'axe central 4, cette lentille avant présentant une intersection en forme de ménisque divergent avec tout plan vertical qui la traverse parallèlement à l'axe central 4.

Enfin, une lentille 32 également cylindrique selon un axe vertical et présentant une section biconcave dans tout plan horizontal qui la traverse, est disposé derrière la lentille 30, les lentilles 30 et 32 formant un système afocal.

La lentille 32 est placé devant une lentille centrée biconvexe 33, qui peut constituer tout ou partie d'un objectif d'appareil photographique, de caméra vidéo ou de caméra cinématographique. Le faisceau lumineux envoyé par la lentille 32 sur la lentille 33 est un faisceau parallèle ayant une largeur horizontale 1
Chaque partie du système optique latéral 6 comporte une lentille latérale 34 qui représente la moitié d'une lentille circulaire de type ménisque divergent et présente un bord diamétral disposé en correspondance avec un des bords de raccordement 51 du système optique central. Dans l'exemple représenté, les lentilles 34 sont formées d'une seule pièce avec la lentille avant 31. Chaque lentille 34 présente une focale objet et une focale image correspondant à un point 341 disposées dans l'alignement d'un bord 51 du système optique central parallèlement à l'axe 4.

Derrière chaque lentille 34 est disposée une lentille 35, cylindrique selon un axe vertical perpendiculaire à l'axe 4, et dont la section selon tout plan horizontal qui la traverse est de type plan convexe, la face plane de la lentille 35 étant dirigée vers la lentille 34.

Derrière chaque lentille 35 est disposée une lentille 36 cylindrique selon un axe vertical perpendiculaire à l'axe 4, et dont la section dans tout plan horizontal qui la traverse est de type biconcave, les rayons lumineux provenant du champ exploré par la lentille 6 étant tous contenus dans un faisceau parallèle en sortie de la lentille 36. Ce faisceau lumineux est renvoyé vers la lentille 33 susmentionnée par un jeu de miroirs 37, 38 ou par tout autre moyen de déviation.

Le miroir 38 présente un bord situé juste en limite du faisceau lumineux provenant du système optique central 5, de façon que les images centrales et latérales provenant respectivement du système optique central 5 et du système optique latéral, se raccordent à l'entrée de la lentille 33.

La largeur horizontale 1 du faisceau provenant du système central optique 5 et la largeur horizontale totale
L du faisceau lumineux total provenant de l'ensemble des systèmes optiques central 5 et latéral 6 sont dans des proportions choisies pour respecter les proportions des champs explorés respectivement par le système optique central 5 et par le système optique latéral 6, pour un sujet situé à une distance prédéterminée de l'objectif.

I1 va de soi toutefois que le dispositif des figures 3 et 4 pourrait être adapté de façon à pouvoir être utilisé avec des sujets situés à des distances variables, par exemple par un système de réglage similaire à celui de la figure 1.

Le dispositif représenté sur les figures 5, 5a et 6 comporte un système optique central 5 constitué par la juxtaposition de deux lentilles 30 similaires à celles des figures 3 et 4, ainsi qu'une lentille avant 31 également similaire à celles des figures 3 et 4.

Derrière chaque lentille 30 est disposé une lentille 32 similaire à celles des figures 3 et 4, puis un jeu de miroirs 40 et 41 qui réunissent les images générés par les deux lentilles 30 en envoyant un faisceau parallèle vers une lentille biconvexe 42 placée devant une caméra vidéo 43 de tout type connu.

D'autre part, le système optique latéral 6 présente deux parties disposées de part et d'autre du système optique central 5 et qui se recollent aux deux bords verticaux 51 du système optique central 5.

Comme représenté sur la figure 5a, les deux parties du système optique latéral 6 présentent, en vue de face, chacune une forme rectangulaire.

Chaque partie du système optique latéral 6 comporte une lentille latérale 44 ayant une forme cylindrique selon un axe vertical perpendiculaire à l'axe central 4, cette lentille latérale présentant un bord vertical accolé au bord vertical 51 d'une lentille 30 et présentant une section de ménisque divergent dans tout plan horizontal qui la traverse.

Eventuellement, la lentille 44 et les deux lentilles 30 peuvent être formées d'une seule pièce.

Devant chaque lentille 44 est disposée une lentille 45, qui peut éventuellement être formée d'une seule pièce avec la lentille 31, cette lentille 45 présentant, dans tout plan vertical qui la traverse parallèlement à l'axe central 4, une section de ménisque divergent et présentant dans tout plan horizontal qui la traverse une certaine courbure de concavité tournée vers l'arrière, toute section horizontale de la lentille 45 ayant une épaisseur constante sur toute sa longueur.

Derrière chaque lentille 44, sont disposées des lentilles 35 et 36 similaires à celles des figures 3 et 4, de façon à produire en sortie de la lentille 36 un faisceau à rayons parallèles qui arrivent sur une lentille centrée biconvexe 50 qui peut constituer tout ou partie de l'objec- tif d'une caméra vidéo 46 pouvant être de type connu.

La synthèse des images prises par les deux cameras 46 et la caméra 43, dites images initiales, en une seule image finale, peut être réalisée au moyen d'un dispositif électronique programmable.

Elle peut être également réalisée par le dispositif électronique 70 représenté sur la figure 7. Le dispositif électronique 70 comporte un tube sous vide 71 similaire à un oscilloscope, avec un canon à électrons 72 et des plaques de déviation 73 disposées pour dévier les électrons selon un axe vertical et selon un axe horizontal, les plaques de déviation 73 étant commandées par une base de temps 74 synchronisée avec la base de temps des trois cameras vidéo 43 et 46. Cette base de temps 74 applique aux plaques de déviation horizontales et aux plaques de déviation verticales, des tensions sinusoïdales de même amplitude mais déphasées de n/2, de façon que le faisceau électronique émis par le canon à électrons 72, en arrivant sur l'écran 75, décrive une trajectoire circulaire. Par ailleurs, le tube 71 comporte au centre de son écran 75 une anode 76 qui est portée à une tension positive par un capteur 77, notamment de type infrarouge, qui mesure la distance d entre le système optique frontal des figures 5 et 6 et le sujet. Le capteur 77 porte la tension de l'anode 76 à une valeur d'autant plus grande que la distance d est petite, de sorte que le rayon du cercle décrit par le faisceau électronique sur l'écran 75 est d'autant plus petit que la distance d est petite.

Comme on peut le voir sur la figure 8, l'écran 75 est subdivisé en quatre plaques métalliques isolées les unes des autres, savoir trois plaques 78, 79, 80 reliées respectivement à trois amplificateurs 82, 83, 84, et une plaque 81 reliée à la masse.

La plaque 81 est séparée respectivement des plaques 78 et 80 par deux lignes radiales, tandis que la plaque 79 est séparée des plaques 78 et 80 par deux lignes 89 non radiales. Lorsque le faisceau électronique produit par le canon à électron 72 arrive sur la plaque 78, elle est portée à un potentiel négatif qui est transmis à l'amplificateur 82 commandant lui-même des dispositifs de commutation 87 (transistors, valves ou autres) qui permettent la transmission des signaux électroniques correspondant aux trois couleurs (vert, rouge, bleu) d'une des caméras vidéo 46 vers un dispositif de sortie 88, par exemple un écran de visualisation ou un magnétoscope.

Lorsque le faisceau électronique produit par le canon à électron 72 arrive sur la plaque 79, cette plaque est portée à un potentiel négatif qui est transmis à l'amplificateur 83 qui commande des dispositif de commuta tion 86 permettant que les signaux électroniques provenant de la caméra centrale 43 arrivent au dispositif de sortie 88.

Enfin, lorsque la plaque 80 reçoit le faisceau électronique, elle est portée de la même façon à un potentiel négatif qui est transmis à l'amplificateur 84 commandant des dispositifs de commutation 87 qui permettent que les signaux électroniques provenant de la deuxième caméra 46 parviennent au dispositif de sortie 88.

Lorsque le faisceau électronique arrive sur la plaque 81, aucun des dispositifs de commutation 85, 86, 87 n'est activité, le passage du faisceau électronique sur la plaque 81 correspondant au temps de retour de balayage du dispositif de sortie 88 et des caméras vidéo 43, 46.

Ainsi, par un choix judicieux de la forme des lignes de séparation 89 entre la plaque 79 et les plaques 78 et 80, la partie centrale de l'image finale générée dans le dispositif de sortie 88 et correspondant à la caméra centrale 43 a une taille qui est adaptée à la distance du sujet, pour respecter la proportion entre le champ exploré par le système optique central et les champs latéraux explorés par le système optique latéral.

Eventuellement, on peut superposer à la tension positive générée par le capteur 77, une faible tension négative tendant à légèrement augmenter fictivement la distance d, de quelques centimètres ou de quelques dizaines de centimètres. Cette tension négative peut éventuellement être sinusoïdale. On renforce ainsi l'impression de relief donnée par l'image.

Ce procédé est applicable également dans le dispositif de la figure 1, lorsque les lentilles 12, 13, 19 sont commandées en fonction des signaux électriques d'un capteur de distance.

Claims

REVENDICATIONS

1. Dispositif pour prendre des vues en trois dimensions d'un sujet situé à une distance (d) donnée, comportant

a) un système optique frontal (1) qui présente un plan de symetrie horizontal (2) et un plan de symetrie vertical (3) se coupant en un axe central (4), le système optique frontal comprenant i) un système optique central (5) traversé par l'axe

central (4) et apte à transmettre uniquement des rayons

lumineux parallèles à cet axe central (4), le système

optique central comprenant au moins une lentille

centrale (7, 30) ayant une face avant (8) plane et

perpendiculaire à l'axe central (4), et une face arrière

(9) qui présente une intersection convexe avec le plan

horizontal de symétrie (2), ii) un système optique latéral (6), disposé au moins de part

et d'autre du système optique central de façon symétri

que par rapport au plan de symétrie vertical (3), ce

système optique latéral étant disposé pour recevoir des

rayons lumineux qui sont parallèles à l'axe central (4)

et qui passent en limite du système optique central au

moins sur un bord (51) dudit système optique central,

dit bord de raccordement, de part et d'autre du plan

vertical de symétrie (3), le système optique latéral

présentant au moins un foyer de chaque côté du plan

vertical de symétrie (3), sur une droite parallèle à

l'axe (4) qui est comprise dans le plan horizontal de

symétrie (2) et qui passe en limite du bord de raccorde

ment (51) du système optique central situé du même côté

du plan vertical de symétrie (3),

b) des moyens d'ajustement (11-13, 15-19 ; 21-24 32, 35, 36 ; 70) pour régler la taille des images produites par le système optique central et le système optique latéral en fonction de la distance du sujet (d), en respectant les proportions entre les champs explorés respectivement par le système optique central et le système optique latéral à la distance (d) du sujet, ces moyens d'ajustement permettant également de juxtaposer exactement les images générées par le système optique central et le système optique latéral.

2. Dispositif selon la revendication 1, dans lequel la lentille centrale (7, 30) est placee devant une lentille supplementaire (11, 32) ayant une intersection biconcave avec le plan horizontal de symétrie (2), la lentille centrale (7, 30) et la lentille supplémentaire (11, 32) formant un système optique afocal.

3. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, dans lequel le système optique latéral (6) comporte au moins une lentille latérale (10, 34, 44) ayant une intersection avec le plan horizontal de symétrie (2) qui présente une forme de demi-menisque divergent de part et d'autre du système optique central (5).

4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, dans lequel le système optique latéral (6) comporte au moins une lentille latérale (20) ayant une intersection avec le plan horizontal de symétrie (2) qui présente une forme semi biconvexe, de part et d'autre du système optique central (5).

5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 3 et 4, dans lequel le système optique latéral (6) coopère avec une série de lentilles (15, 16 ; 22, 23, 24 35, 36) en sortie desquelles le faisceau lumineux provenant de tout le champ exploré par le système optique latéral (6) est un faisceau parallèle.

6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le système optique central (5) et le système optique latéral (6) présentent chacun une symétrie de révolution autour de l'axe central (4).

7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, dans lequel la lentille centrale (30) présente une forme cylindrique selon un axe vertical perpendiculaire à l'axe central, et dans lequel ladite lentille centrale est disposée derrière une lentille avant (31) qui présente une forme cylindrique selon un axe horizontal perpendiculaire à l'axe central (4), cette lentille avant présentant une intersection en forme de ménisque divergent avec tout plan vertical qui la traverse parallèlement à l'axe central (4).

8. Dispositif selon la revendication 7, dans lequel les bords de raccordement (5,) du système optique central sont deux bords rectilignes verticaux disposés de part et d'autre du système optique central, et dans lequel le système optique latéral (6) présente deux lentilles latérales hémicirculaires (34) constituant chacune la moitié d'une lentille circulaire de type ménisque divergent et présentant un bord diamétral, ce bord diamétral étant disposé en correspondance avec un des bords de raccordement (51) du système optique central.

9. Dispositif selon la revendication 7, dans lequel les bords de raccordement (51) du système optique central sont deux bords verticaux, et dans lequel le système optique latéral (6) comporte deux lentilles latérales (44) ayant une forme cylindrique selon un axe vertical perpendiculaire à l'axe central (4), chaque lentille latérale du système optique latéral ayant un bord vertical disposé en correspondance avec un des bords de raccordement (5,) du système optique central, une lentille avant (45) etant disposee devant chaque lentille latérale (44) du système optique latéral, cette lentille avant présentant une section de ménisque divergent dans tout plan vertical qui la traverse parallèlement à l'axe central.

10. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 8 à 9, comportant en outre trois caméras vidéo associées respectivement au système optique central (5) et à chacune des lentilles latérales (34, 44) du système optique latéral (6), et dans lequel les moyens d'ajustement comprennent un circuit électronique (70) qui inclut un capteur (77) mesurant la distance (d) du sujet, ce circuit électronique produisant une image finale à partir de trois images initiales captées par chacune des caméras vidéo susmentionnées en sélectionnant, pour chaque point de l'image finale, un point correspondant de l'une des trois images initiales en fonction de la position de ce point sur l'image finale et de la distance du sujet.

11. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les moyens d'ajustement (70) comprennent un capteur (77) mesurant la distance (d) du sujet, ce capteur produisant un signal électrique qui correspond à une distance fictive (d + E) egale à la somme de ladite distance (d) du sujet et d'une faible distance (E) dont la valeur suit au cours du temps une courbe alternative périodique, et le signal électrique produit par le capteur (77) etant transmis à des moyens pour régler la taille des images produites par le système optique central et le système optique latéral en fonction dudit signal électrique, en respectant les proportions entre les champs explorés respectivement par le système optique central et le système optique latéral à ladite distance fictive.