WO2023057635A1 - Dispositif d'imagerie infrarouge - Google Patents

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WO2023057635A1
WO2023057635A1 PCT/EP2022/077974 EP2022077974W WO2023057635A1 WO 2023057635 A1 WO2023057635 A1 WO 2023057635A1 EP 2022077974 W EP2022077974 W EP 2022077974W WO 2023057635 A1 WO2023057635 A1 WO 2023057635A1
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infrared
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Definitions

  • the present description relates generally to the field of infrared imaging and relates in particular to an infrared camera in which an image is detected by said infrared camera through a porthole transparent to infrared radiation.
  • an infrared camera or “IR camera” suitable for capturing thermal images of a scene can be used.
  • An IR camera generally comprises an arrangement of infrared-sensitive detectors forming a matrix of pixels. Each pixel in the pixel array converts a temperature measured at the pixel level into a corresponding voltage signal, which is converted by a digital-to-analog converter (ADC) into a digital output signal.
  • ADC digital-to-analog converter
  • a micro-bolometer is an example of a pixel used for an uncooled pixel-array infrared camera, suitable for capturing thermal images of a scene.
  • an IR camera can be positioned in an enclosure, or at the very least be placed behind a wall so that the radiation is detected by the IR camera through the wall.
  • This wall can be inclined at a non-zero angle relative to the vertical.
  • the wall is provided with an element transparent to IR radiation, for example a porthole, this porthole being positioned so that the IR camera can receive the IR radiation through said window.
  • a porthole has the smallest possible side dimensions.
  • One embodiment overcomes all or part of the aforementioned drawbacks.
  • an infrared imaging device comprising an infrared camera having an optical axis, said camera being intended to detect infrared radiation in a spectral range through an element transparent to said infrared radiation, the transparent element being inclined at an angle of inclination greater than 0° and less than 90° or less than 0° and greater than -90° with respect to an image capture direction; the device further comprising a refracting element transparent to infrared radiation in the spectral range and able to be positioned between the transparent element and the infrared camera, said refracting element comprising a virtual output facet of the refracting element, corresponding to a facet output of the refracting element in a tunnel diagram of said refracting element, said virtual exit facet being substantially parallel to an entry facet of the refracting element.
  • the transparent element comprises two faces, an input face and an output face, preferably substantially planar and parallel to each other.
  • the input facet is adapted to refract an infrared ray of the spectral range penetrating into the refracting element, and is intended to be positioned facing the transparent element
  • the output facet is adapted to refract the infrared ray leaving the refracting element, and is positioned facing the infrared camera
  • the refracting element further comprising at least one intermediate facet adapted to reflect the infrared ray between the input facet and the output facet.
  • the inner surface of the intermediate facet is covered with a reflective coating adapted to increase the reflection of infrared radiation on said inner surface, for example a metal coating.
  • the intermediate facet comprises at least one surface adapted to correct optical aberrations, for example an irregular surface, of the free-form type, for example non-axisymmetric.
  • the refracting element and the infrared camera are positioned relatively to one another so that the refracted optical axis of the refracting element is substantially parallel to, or substantially coincides with, the optical axis of the infrared camera .
  • the optical axis of the infrared camera is offset by a distance relative to the refracted optical axis of the refracting element in a direction perpendicular to said refracted optical axis.
  • the exterior surface of the input facet and/or the exterior surface of the output facet is covered with an antireflection coating.
  • the refracting element is a prism.
  • the prism does not generate chromatic dispersion.
  • the prism is of the Dove prism type, said prism having the shape of a pyramid with a truncated rectangular base comprising a first base, a second base with a lower surface than said first base, a first lateral plane connecting the first and second bases and inclined at a first angle with respect to the first base, a second lateral plane connecting the first and second bases, facing the first lateral plane and inclined at a second angle with respect to the first base , the second angle being the opposite of the first angle, the first angle being greater than 0° and less than 90°, for example between 30 and 60°, the first lateral plane forming the entry facet, the second lateral plane forming the exit facet, and the first base forming the intermediate facet.
  • the prism is a half-pentaprism of the Bauernfeind prism type, said prism comprising a base forming the entrance facet, a first lateral plane arranged facing the base and forming the intermediate facet , and a second lateral plane connecting the base and the first lateral plane and forming the exit facet.
  • the facets are oriented with respect to each other so that an infrared ray is refracted through the input facet at an angle equal to the angle of incidence of the output facet.
  • the entrance facet of the refracting element has a surface greater than or equal to the surface of the transparent element.
  • the input facet of the refracting element is substantially parallel to the transparent element.
  • the exit facet has a surface substantially equal to the surface of the entrance facet.
  • the output facet has a lower surface than the surface of the input facet.
  • the infrared camera further comprises at least one lens and one lens mount, said at least one lens being held by said lens mount, at least one lens and/or the lens mount comprising a truncated face adapted to be positioned opposite the output facet of the refracting element, the truncated face being for example substantially parallel to the output facet.
  • the infrared camera comprises:
  • the at least one lens is at least partially surrounded by the lens frame.
  • the transparent element is surrounded by a frame and is adapted to be inserted with said frame into the opening of a wall, at least part of the wall in which the transparent element is inserted being inclined at the same angle of inclination as the transparent element.
  • the transparent element is preferably included in the volume released by the opening of the wall, that is to say the volume corresponding to the opening of the wall.
  • the transparent element does not protrude laterally on either side of the opening.
  • the wall is inclined by the angle of inclination around the opening.
  • the wall is entirely inclined by the angle of inclination.
  • the device comprises means for attaching the refracting element adapted to attach said refracting element to the wall or to the frame.
  • the device comprises an interface element adapted to provide an interface between the infrared camera and the mount, said interface element furthermore being adapted to hold the refracting element between the element transparency and the infrared camera.
  • At least one inner surface of the interface element is shaped so as to reduce the emission of infrared radiation by said interface element towards the camera. According to one embodiment, at least one inner surface of the interface element is made of a material suitable for reducing the emission of infrared radiation by said interface element towards the camera.
  • At least one inner surface of the interface element is covered with a coating adapted to reduce the emission of infrared radiation by said interface element towards the camera.
  • the interface element comprises a first end adapted to cling to the frame of the transparent element, for example by complementarity of shape with said frame.
  • the interface element comprises a second end adapted to be attached to the infrared camera, for example by shape complementarity with at least part of said infrared camera.
  • the interface element comprises a first end shaped to attach to the mount and a second end shaped to attach to the camera.
  • the interface element comprises a body between the first and the second end.
  • the interface element is in two parts assembled on either side of the infrared camera. According to a particular embodiment, the interface element is in one piece.
  • the interface element has a hollow shape.
  • the infrared camera comprises at least one lens and one lens mount, said at least one lens being held by said lens mount, the second end of the interface element is adapted to cling to the lens frame, for example by form complementarity with said lens frame.
  • the infrared camera comprises at least one lens and a lens mount
  • said at least one lens being held by said lens mount, the interface element and the lens mount are in one piece.
  • the interface element is equipped with at least one temperature sensor.
  • at least one temperature probe is connected to a module for processing stray light fluxes, for example a stray light flux emitted by the device.
  • the device comprises a removable shutter element adapted to shut off the infrared camera, for example assembled with the interface element and/or placed between the refractor element and the infrared camera.
  • the shutter element is covered with an emissive coating on one face of said shutter element located facing the infrared camera.
  • the interface element comprises at least one inner emitting surface oriented facing the infrared camera and adapted to be positioned close to the transparent element, for example against the frame of the transparent element.
  • said inner surface is for example covered with an emissive coating on its face located facing the infrared camera.
  • the interface element comprises a portion adapted to be positioned facing a region of the transparent element, for example an edge of said transparent element, so as to form a screen between said region of the transparent element and the infrared camera, said portion comprising an emitting face oriented facing the infrared camera.
  • said emitting face is covered with an emissive coating.
  • the two embodiments previously described make it possible to voluntarily degrade the vignetting over a region of the field of view of the infrared camera, preferably a region that is not critical for the intended application, and to produce an image of an interior surface of the interface element facing said degraded region of the field of view.
  • the temperature determined by the image sensor in this degraded region of the field of view can then be used in a parasitic light flux processing module.
  • the infrared camera comprises a pixel array image sensor comprising an angular pixel suitable for capturing a light flux originating from an interior zone of the interface element oriented facing the sensor of image and of the field of view of the angular pixel, for example an interior zone adapted to be positioned around the transparent element.
  • said interior zone is covered with an emissive coating.
  • angular pixel is meant a parasitic light flux detection pixel, or parasitic thermal flux, which is a pixel having a modified field of vision compared to that of image pixels of the pixel matrix, in order to promote the capture of stray heat.
  • each stray heat sensing pixel is arranged to capture a larger portion of stray heat than each image pixel in the pixel array.
  • One embodiment provides a system comprising: an infrared imaging device according to one embodiment and
  • the infrared camera of the device being adapted to detect infrared radiation of the spectral range through the transparent element; the transparent element being inclined by an angle of inclination greater than 0° and less than 90° or less than 0° and greater than -90° with respect to an image capture direction.
  • the transparent element is surrounded by a mount and is inserted with said mount into the opening of a wall, at least part of the wall in which the transparent element is inserted being inclined the same angle of inclination as the transparent element.
  • the transparent element comprises two faces, an input face and an output face, preferably substantially planar and parallel to each other.
  • the wall is inclined by the angle of inclination around the opening.
  • the wall is entirely inclined by the angle of inclination.
  • Figure IB are sectional views showing an example of an infrared camera arranged behind an inclined wall
  • FIG. 2A is a sectional view showing an example of an infrared imaging device according to one embodiment
  • FIG. 2B represents a view of a tunnel diagram of the prism of the infrared imaging device of FIG. 2A;
  • FIG. 2C is a sectional view representing a variant of the example of infrared imaging device of FIG. 2A;
  • FIG. 3 is a sectional view showing another example of an infrared imaging device according to one embodiment
  • FIG. 4 is a sectional view representing another example of an infrared imaging device according to one embodiment
  • FIG. 5 is a sectional view showing another example of an infrared imaging device according to one embodiment
  • FIG. 6A is a sectional view showing another example of an infrared imaging device according to one embodiment
  • FIG. 6B represents a view of a tunnel diagram of the prism of the infrared imaging device of FIG. 6A.
  • the optics for example the lenses and their mounting
  • the image sensor for example the matrix image sensor in the form of a matrix of micro-bolometers or a matrix of photodiodes, are only detailed, being known by the person of the art in the field of the invention.
  • angle values When reference is made to angle values, it should be understood that these values are in the counterclockwise direction, represented by the quarter-circle arrow with the "+" sign in the figures. A negative angle value thus corresponds to an angle oriented clockwise.
  • the horizontal X, Y and vertical Z directions are defined in the frame of reference of the infrared camera.
  • a tunnel diagram represents, like a straight line, the optical path that a light ray takes within the prism between the entry facet and the exit facet of said prism.
  • a tunnel diagram we thus define a virtual exit facet, but we also visualize the real entrance facet.
  • the infrared camera 110 comprises a housing 112 containing an image sensor 114 sensitive to infrared radiation, as well as a window 116 located opposite the image sensor 114 and able to transmit IR radiation in the spectral range d.
  • IR camera which is for example between 1 and 20 ⁇ m, preferably between 8 and 14 ⁇ m, or even between 8 and 12 ⁇ m.
  • the image sensor is advantageously a matrix image sensor consisting of a matrix of micro-bolometers.
  • the image sensor is a matrix image sensor consisting of a matrix of photodiodes based on semiconductor materials.
  • the IR camera further comprises a plurality of lenses 118 (only one has been shown but there are generally several of them) able to operate in the spectral range of use of the camera so as to form an image on the sensor.
  • image the camera is in the image focal plane of the lenses
  • the lenses being held in a lens mount 119 assembled to the housing 112.
  • the lens mount 119 is positioned so that the window 116 is disposed between said mount and the image sensor 114.
  • the sensor and the lens define the optical axis A of the camera. In the example shown, the optical axis A is in the horizontal direction X.
  • the IR camera 110 can be positioned in an enclosure, or at least be placed behind a wall 130, so that the radiation is detected by the IR camera through said wall.
  • Such an enclosure or wall can perform a mechanical and/or thermal protection function of the camera, and/or protection of the camera with respect to the environment, and/or an aerodynamic function, and/or a user protection function (for example a shield, in particular a windshield) , or even an aesthetic function (for example to hide the camera) .
  • the wall 130 can be a planar wall, as shown. Alternatively, it may include locally, in the vicinity of the camera, at least one flat wall portion.
  • the wall may not be transparent to IR radiation, be unable to transmit an image, for example be rough or scattering, or may not transmit IR radiation with sufficient quality in the spectral range of use of the camera.
  • IR IR.
  • a window 132 transparent to IR radiation in the spectral range of use of the IR camera be inserted into an opening in the wall.
  • the porthole 132 can for example be inserted into the wall using a porthole mount 134.
  • the porthole 132 is suitable for transmitting IR radiation to the IR camera 110.
  • the porthole can be formed from a plate of zinc sulphide (ZnS), zinc selenide (ZnSe), silicon ( Si), germanium (Ge), barium fluoride (BaF 2 ), calcium fluoride (CaF 2 ), sapphire, chalcogenide glass or any other material transparent to IR radiation in the spectral range of use of the IR camera.
  • the porthole 132 is characterized by two substantially parallel faces of a given occupation surface (called "pupil"), the two faces being separated by a distance (thickness).
  • the dimensions of the two faces are for example of the order of a centimeter, or ten centimeters, with a thickness of the order of a few millimeters.
  • the wall 130 and the window 132 can be inclined by an angle of inclination 0 with respect to the vertical direction.
  • the angle ⁇ is strictly between 0 and 90°, and more specifically between 30° and 70°, for example around 60°.
  • the wall 130 and the porthole 132 can be inclined by an angle a with respect to the direction of image capture C, which is represented in the horizontal direction X.
  • the angle a is complementary to the angle ⁇ , it is therefore strictly between 0 and 90°, and more specifically between 20° and 60°, for example around 30° or around 40°.
  • the pupil of the porthole be as small as possible. Indeed, given that the surface occupied by the wall is subtracted from the surface occupied by the window and possibly by the window frame, this reduces the capacity of the wall to fulfill its function, for example its function of protection or aesthetics. In addition, increasing the porthole pupil may alter the mechanical integrity of the wall. In addition, the material used to form the pupil of the window has a non-negligible cost, which it is sought to reduce by reducing the pupil, and to a lesser extent its thickness.
  • the reduction of the pupil of the porthole, when the latter is tilted has the consequence and disadvantage of limiting the field of view of the IR camera (known as "FOV” for "Field Of View” in English), by causing a phenomenon of vignetting, since the rays at the ends of the field of view are cut by the edge of the porthole.
  • FOV Field Of View
  • VFOV vertical field of view
  • HFOV horizontal field of view
  • the vignetting phenomenon worsens when the distance between the porthole and the IR camera increases.
  • the IR camera 110 may exhibit asymmetrical vertical vignetting, for example vignetting favoring the upper part of the vertical field of view. Symmetrical vignetting can be obtained by vertically offsetting the optical axis A of the IR camera 110 by a distance D with respect to the refracted optical axis B of the window 132, as shown in FIG. 1B. However, this may have the effect of further reducing the spacing between the IR camera and the wall, as can be seen by comparing Figures 1A and 1B.
  • the inventors propose an infrared imaging device making it possible to meet these needs.
  • Figure 2A is a sectional view representing an example of an infrared imaging device according to a mode of embodiment comprising an infrared camera 210 shown behind a wall 130 (the wall not forming part of the device).
  • the infrared camera 210 comprises a housing 212 containing an image sensor 214 sensitive to radiation in the infrared, as well as a window 216 located in gaze of the image sensor 214 and capable of transmitting IR radiation in the spectral range of use of the IR camera.
  • the image sensor is advantageously a matrix image sensor comprising a matrix of micro-bolometers.
  • the image sensor is a matrix image sensor comprising a matrix of photodiodes based on semiconductor materials.
  • the spectral range of use of the IR camera can be designated “spectral range”.
  • the IR camera further comprises a plurality of lenses 218 capable of operating in the spectral range so as to form an image on the image sensor, the camera being in the image focal plane of the lenses.
  • the lenses are held in a lens mount 219 assembled to the housing 212, the lens mount 219 being positioned so that the window 216 is disposed between said mount and the sensor 214.
  • the sensor and the lenses define the optical axis A of the camera, represented substantially in the horizontal direction X.
  • the wall 130 is similar to the wall shown in Figures IA and IB. Thus, it comprises a porthole 132 (also referred to as "transparent element"), the porthole being transparent to infrared radiation in the spectral range. Porthole 132 is inserted with a porthole mount 134 in an opening of the wall 130.
  • the wall can be a shield, for example a windshield.
  • the wall may be a wall of an enclosure, for example a closed enclosure, in particular a closed enclosure capable of being thermally regulated.
  • the porthole can be formed from a plate of zinc sulphide (ZnS), zinc selenide (ZnSe), silicon (Si), germanium (Ge), barium fluoride (BaF 2 ), calcium fluoride (CaF 2 ), sapphire, chalcogenide glass or any other material transparent to IR radiation in the spectral range of use of the IR camera.
  • ZnS zinc sulphide
  • ZnSe zinc selenide
  • Si silicon
  • Ge germanium
  • BaF 2 barium fluoride
  • CaF 2 calcium fluoride
  • sapphire chalcogenide glass or any other material transparent to IR radiation in the spectral range of use of the IR camera.
  • the wall 130 and the window 132 are inclined at an angle a with respect to the direction of image capture C which is shown substantially in the horizontal direction X.
  • the angle of inclination a is strictly between 0 and 90°, and more specifically between 20° and 60°, for example around 30° or around 50°.
  • the transparent element for example the porthole, is characterized by two faces, an entry face and an exit face, substantially planar and parallel to each other.
  • the angle of inclination of the wall corresponds locally to the angle of inclination of the window, that is to say to the angle of inclination of the window at least at the place where the transparent element is inserted into the wall.
  • the infrared camera is suitable for capturing a thermal image of a scene through the inclined window.
  • the IR imaging device 200 further comprises a refracting prism 230 (refractor element) transparent to radiation in the spectral range.
  • the prism 230 is positioned between the window 132 and the IR camera 210.
  • the prism 230 shown is a Dove prism.
  • first base 236 large base
  • second base 238 small base
  • first lateral plane 232 entry facet
  • second lateral plane 234 exit facet
  • the angle p is greater than 0° and less than 90°, for example between 30 and 60°.
  • the first side plane 232 forms an entry facet
  • the second side plane 234 forms an exit facet
  • the large base 236 forms an intermediate facet.
  • the input facet 232 is adapted to refract an infrared ray of the spectral range penetrating into the prism, and is positioned facing the transparent element 132.
  • the output facet 234 is adapted to refract the outgoing infrared ray of the prism, and is positioned opposite the infrared camera 210.
  • the intermediate facet 236 is adapted to reflect the infrared ray between the input facet and the output facet.
  • the angle p of the prism 230 is chosen so that said prism can be inserted between the inclined window 132 and the infrared camera 210.
  • the angle p can be chosen to be substantially equal to the angle of inclination a of the wall: in this case, the large base 236 of the prism 230 can be positioned in the horizontal direction X, as we can see this in the configuration of Figure 2C. But this is not limiting and the large base 236 of the prism 230 can be inclined with respect to the horizontal direction X, as can be seen in FIG. 2A, in which the angle p of the prism is different from the angle inclination a.
  • the angle p is imposed and the infrared camera 210 is positioned to capture the infrared radiation refracted by the output facet 234 of the prism 230.
  • the length L of the prism 230 can be defined so that the refracted optical axis B of the prism passes through the centers of the entry 232 and exit 234 facets.
  • the length L of the prism 230 can be defined so that the refracted optical axis B of the prism is off-center with respect to the centers of the entry facets 232 and output 234.
  • the prism 230 and the infrared camera 210 are positioned relative to each other so that the refracted optical axis B of the prism 230 substantially coincides with the axis optical A of the infrared camera, but this is not limiting as will be seen in the description in relation to FIG. 2C.
  • a refracting element such as the prism 230 between the porthole and the IR camera makes it possible to narrow the IR rays coming from the ends of the field of view of the IR camera, in order to limit the phenomenon of vignetting, in particular the phenomenon of vignetting linked to the distance between the infrared camera and the porthole. This makes it possible to prevent the IR rays at the ends of the field of view of the IR camera from being cut by the edge of the porthole, or at least to limit this phenomenon. This also makes it possible to move the spacing constraint between the IR camera and the wall, and to lighten it substantially, and this, whatever the angle of inclination a of the wall.
  • the spacing limit between the IR camera and the wall is transferred between the prism and the IR camera, as represented by the dotted circle in FIG. 2A, but it is less constraining insofar as, due to the refraction by the prism, it is not necessary for the IR camera to be against the prism for the IR rays at the edges of the porthole to be picked up by said camera.
  • the device comprises an assembly means (not shown) of the prism to the wall, for example to the window frame.
  • the refracting element for example the prism 230, can be made of the same material as the window 132;
  • the refracting element for example the prism 230
  • the prism 230 can be made of zinc sulphide (ZnS), zinc selenide (ZnSe), silicon (Si), germanium (Ge), barium fluoride (BaF 2 ), calcium fluoride (CaF 2 ), sapphire, chalcogenide glass
  • the interior surface of the intermediate facet of the refracting element for example the interior surface 236B of the intermediate facet 236 of the prism 230
  • the interior surface 236B of the intermediate facet 236 of the prism 230 can be covered with a reflective coating adapted to increase the reflection of infrared radiation on said interior surface, by example a metallic coating
  • the intermediate facet of the refracting element for example the intermediate facet 236 of the prism 230
  • the outer surface of the exit facet of the refracting element for example the outer surface 234A of the exit facet 234 of the prism 230, can be covered with an antireflection coating;
  • the surfaces of the refracting element not affected by the optical functions for example the outer and/or inner surface of the small base 238 and/or the outer surface of the large base 236 of the prism 230, can be frosted and/or structured according to an anti-stray light function.
  • a Dove prism has the advantage of limiting optical aberrations and chromatic dispersions. In particular, this can make it possible to limit the blurring in the image captured by the camera. This advantage is due to the positioning of the output facet with respect to the input facet, as explained below.
  • FIG. 2B represents a view of a tunnel diagram of the prism 230 of the infrared imaging device of FIG. 2A.
  • the virtual prism 230' is obtained by virtually unfolding the prism 230 at each internal reflection, forming a virtual exit facet 234' which is parallel to the entrance facet 232.
  • This configuration gives the prism 230 its non dispersive.
  • FIG. 2C is a sectional view representing a variant of the example of infrared imaging device of FIG. 2A.
  • the device 201 of FIG. 2C differs from the device 200 of FIG. 2A mainly in that the optical axis A of the camera 210 is offset by a distance D with respect to the refracted optical axis B of the prism 230 in the vertical direction Z. This can allow, in some cases, to make the field of view of the camera 210 symmetrical so as not to favor the upper field of view with respect to the lower field of view, or vice versa.
  • the prism 230 operates by inverting the image by 180° with respect to the optical axis A.
  • the image being moreover inverted by 180° by the lenses of the IR camera, we therefore find the initial orientation of the captured scene. For example, if one wishes to favor the lower field of view, the shift can be oriented downwards, as shown; if, on the contrary, it is desired to favor the upper field of view, the offset can be oriented upwards.
  • Figure 3 is a sectional view showing another example of an infrared imaging device 300 according to one embodiment, which differs from the infrared imaging device 201 of Figure 2C mainly in that the small base 338 of the Dove prism 330 is not parallel to the large base 336 (intermediate facet). Consequently, the entry 332 and exit 334 facets do not have the same surface. On the other hand, as can be seen with the virtual prism 330' of the tunnel diagram of the prism 330, the virtual exit facet 334' is always parallel to the entry facet 332.
  • the entrance facet 332 may have a surface substantially equal to the pupil of the porthole 132, while the exit facet 334 may have a smaller surface.
  • the length L of the prism 330 can be defined so that the refracted optical axis B of the prism passes through the center of the input facet 332 and of the output facet 334 of reduced size.
  • Figure 4 is a sectional view showing another example of infrared imaging device 400 according to one mode embodiment, which differs from the IR imaging device 201 of FIG. 2C mainly in that it further comprises an interface element 440 positioned between the infrared camera 210 and the window mount 134.
  • the interface element 440 is adapted to provide an interface between said infrared camera and said porthole mount.
  • This interface element is further adapted to maintain the refraction prism 230 between the porthole 132 and the infrared camera 210.
  • the interface element 440 makes it possible to precisely position the infrared camera 210 relative to the porthole 132, as well as the prism 230 relative to the porthole and to the infrared camera, in the direction of the optical axis A (the horizontal direction X in the example shown), and in a direction perpendicular to the optical axis A (the vertical direction Z in the example shown).
  • the optical axis A of the camera 210 is offset in the vertical direction Z with respect to the refracted optical axis B of the prism.
  • the optical axis A of the camera can coincide with the refracted optical axis B of the prism.
  • the interface element 440 represented is a rigid element, in one piece, having an external shape of a truncated cylinder, adapted to be inserted between the window mount 134 and the IR camera 210.
  • the element interface 440 shown includes:
  • a first end 442 shaped to cling to the window frame 134 by complementarity of shape with said frame, thus coming to assemble with the wall 130 all around the window 132;
  • the second end of the interface element can be shaped to hook onto the housing 212 of the IR camera, or both the lens mount 219 and the housing 212.
  • the body 446 forms an envelope that is preferably opaque to light radiation in a spectral range. Said envelope is thus preferably adapted to block all or part of stray light rays coming from the rear of the wall 130, capable of penetrating into the space between said wall and the IR camera 210, for example in the optical path between the porthole 132 and the IR camera 210, the parasitic light rays being able to generate a parasitic image on the image sensor 214.
  • Holding rings 447 extend inside the body 446 and are shaped to bear against the prism 230 in order to hold it and center it in a given position between the window 132 and the infrared camera 210
  • the holding rings 447 rest on surfaces of the prism other than the entry and exit facets, for example on the large base and/or the small base, and/or on one or more lateral facets perpendicular to the Y direction.
  • the interface element 440 is a separate element from the wall 130 and from the infrared camera 210. This facilitates the replacement of the various elements of the wall and/or of the device. IR imaging, for example in the event of maintenance, or when the interface element must be changed in order to be able to place the infrared camera behind a different wall or behind an identical wall with a different angle of inclination, or even when the wall needs to be replaced, for example if it is damaged during use.
  • FIG. 4 represents an embodiment of the interface element, other embodiments, described below, can be applied to the interface element.
  • the interface element can be integral with the lens mount, or even with the casing of the infrared camera.
  • the interface element may be able to provide a fluid-tight seal between the porthole mount and the IR camera.
  • This can make it possible to reduce the variations in composition of the gas, for example of the air, in the space comprised between the porthole and the IR camera and contained in said interface element.
  • this can make it possible to reduce the humidity, particles and/or dust in said space, so as to provide the most constant image quality possible or at least to limit the variations in image quality.
  • the space between the porthole and the IR camera can be saturated with nitrogen, with a low concentration of particles and/or dust before being enclosed in the interface element. It can also protect the prism from certain environmental conditions.
  • the prism may be formed from a material which has strong thermo-optical properties, and may need to be partly thermally regulated.
  • the prism may be made of a water-soluble material and should be protected from damage in a high relative humidity environment.
  • At least a first inner surface of the interface element is formed from an absorbent material in the spectral range of use of the IR camera or is covered with an absorbent coating in said spectral range.
  • At least a second inner surface of the interface element is formed from a reflective material in the spectral range of use of the IR camera, for example metal, or is covered with a reflective coating in said spectral range, for example a metallic coating.
  • the interface element comprises at least a first inner surface formed from an absorbent material in the spectral range of use of the IR camera or covered with an absorbent coating in said spectral range. , and at least a second inner surface formed from a reflective material in said spectral range, for example metallic, or covered with a reflective coating in said spectral range, for example a metallic coating.
  • the first and second surfaces are for example defined as a function of exposure to stray light radiation and/or as a function of a temperature gradient likely to impact them.
  • all or part of the interior surfaces of the interface element is shaped to limit the emission of parasitic light radiation by said interface element towards the IR camera, for example the interior surfaces of the interface element tilted towards the camera are reduced or even excluded.
  • the interface element comprises, inside said element, at least one structure adapted to limit the emission of parasitic light radiation by said interface element towards the camera, for example a structure of the screen, cache and/or light trap type. It could be one (or more) structure(s) arranged regularly around the optical axis in the interface element, or structures arranged irregularly around the optical axis in the interface element.
  • the interface element is made of a material with low heat conduction, for example with heat conduction of less than 10 Wm -1 .K _1 .
  • the environment around the porthole can undergo temperature variations, in particular depending on the conditions outside the wall, or the temperature variations can degrade the performance of the infrared camera and/or generate non-uniformities in the response between different pixels of a matrix of pixels (for an infrared camera with a matrix of pixels), in particular by generating a parasitic thermal flux.
  • the wall is a wall of an enclosure capable of being thermally regulated
  • the combination of thermal regulation in the enclosure and thermal insulation by the interface element makes it possible to obtain better performance of the infrared camera.
  • the interface element is provided with at least one temperature sensor.
  • a temperature sensor can preferably be placed inside said interface element, but can also be placed outside said interface element.
  • several temperature probes can be positioned at different locations of the interface element in order to be able to determine a temperature gradient.
  • At least one temperature sensor is connected to a module for processing the parasitic light flux, that is to say the light flux captured by the infrared camera but coming from at least one source other than the scene, by example a parasitic luminous flux emitted by the device and/or the porthole.
  • the stray light flux processing module can be included in, or be connected to, an image processing module in order to determine the light flux originating essentially from the scene, for example by correcting it for the stray light flux.
  • the interface element may include:
  • At least one internal emitting surface oriented facing the infrared camera and positioned close to the transparent element, for example against the frame of the transparent element, said internal surface being for example covered with an emissive coating on its face located next to the infrared camera;
  • the infrared camera can comprise a pixel matrix image sensor comprising an angular pixel suitable for capturing a light flux originating from an interior zone of the interface element oriented facing the sensor. 'image and in the field of view of said angular pixel, for example an inner zone positioned around the transparent element, the zone being for example covered with an emissive coating.
  • FIG. 5 is a sectional view showing another example of an infrared imaging device 500 according to one embodiment, which differs from the device 200 of Figure 2A mainly in that at least one lens 518 of the camera infrared 510 includes a truncated face 517 opposite the output facet 234 of the prism 230.
  • the lens mount not shown, is also truncated. This makes it possible to position the infrared camera 210 as close as possible to the prism 230. By reducing the distance between the infrared camera and the prism, the optical distance between the infrared camera and the window is reduced and the phenomenon can be further reduced, if necessary. of vignetting.
  • the truncated face 517 is substantially parallel to the exit facet 234.
  • the lens truncation is designed so as not to degrade the optical performance of the lens.
  • a truncated lens has at least one irregular optical surface, for example of the free-form type.
  • the irregular optical surface is preferably at least non-axially symmetrical.
  • FIG. 6A is a sectional view representing another example of an infrared imaging device 600 according to one embodiment, which differs from the device 200 of FIG. 2A mainly in that the refracting element is a prism of Bauernfeind 630, instead of a Dove prism.
  • the Bauernfeind prism 630 is a half-pentaprism comprising a base 632 forming the entrance facet, a first lateral plane 636 arranged facing the base and forming the intermediate facet, and a second lateral plane 634, connecting the base and the first lateral plane and forming the exit facet.
  • the input facet 632 is positioned facing the porthole 132.
  • the output facet 634 is positioned facing the infrared camera 210.
  • the facets 632, 634, 636 of the prism 630 are oriented with respect to each other so as to that an infrared ray is refracted through the entrance facet at an angle equal to the angle of incidence of the exit facet
  • the infrared camera 210 is positioned to capture the infrared radiation refracted by the output facet 634 of the prism 630.
  • the prism 630 and the infrared camera 210 are positioned relative to each other so that the refracted optical axis B of the prism substantially coincides with the optical axis A of the infrared camera .
  • the optical axis A of the camera 210 can be offset with respect to the refracted optical axis B of the prism in the vertical direction Z.
  • a refracting element such as the prism 630 between the porthole and the IR camera makes it possible, similar to the prism 230 of FIG. 2A, to narrow the IR rays coming from the ends of the field of view of the IR camera.
  • a refracting element such as the prism 630 between the porthole and the IR camera makes it possible, similar to the prism 230 of FIG. 2A, to narrow the IR rays coming from the ends of the field of view of the IR camera.
  • the phenomenon of vignetting in particular the phenomenon of vignetting linked to the distance between the infrared camera and the window.
  • This makes it possible to prevent the IR rays at the ends of the field of view of the IR camera from being cut by the edge of the porthole, or at least to limit this phenomenon.
  • This also makes it possible to move the constraint of spacing between the IR camera and the wall, and to lighten it considerably, and this, whatever the angle of inclination a of the wall.
  • a Bauernfeind prism has the advantage of limiting optical aberrations and chromatic dispersions, which can make it possible to limit blurring in the image captured by the camera. This advantage is due to the positioning of the output facet with respect to the input facet, as explained below.
  • FIG. 6B represents a view of a tunnel diagram of the prism of the infrared imaging device of FIG. 6A.
  • the virtual prism 630' is obtained by virtually unfolding the prism 630 at each internal reflection, forming a virtual exit facet 634' which is parallel to the entrance facet 632. This configuration gives the prism 630 its non dispersive.

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Abstract

La présente description concerne un dispositif d'imagerie infrarouge (200) comprenant une caméra infrarouge (210) ayant un axe optique (A), ladite caméra étant destinée à détecter un rayonnement infrarouge dans une gamme spectrale à travers un élément transparent (132) audit rayonnement infrarouge, l'élément transparent étant incliné d'un angle d'inclinaison (α) supérieur à 0° et inférieur à 90° ou inférieur à 0° et supérieur à -90° par rapport à une direction de capture d'image (C); le dispositif comprenant en outre un élément réfracteur (230) transparent au rayonnement infrarouge dans la gamme spectrale et apte à être positionné entre l'élément transparent et la caméra infrarouge, ledit élément réfracteur comprenant une facette de sortie virtuelle de l'élément réfracteur, correspondant à une facette de sortie (234) de l'élément réfracteur dans un diagramme tunnel dudit élément réfracteur, ladite facette de sortie virtuelle étant sensiblement parallèle à une facette d'entrée (232) de l'élément réfracteur.

Description

DESCRIPTION
Dispositif d' imagerie infrarouge
Domaine technique
[ 0001 ] La présente description concerne de façon générale le domaine de l ' imagerie infrarouge et concerne en particulier une caméra infrarouge dans lequel une image est détectée par ladite caméra infrarouge à travers un hublot transparent aux rayonnements infrarouges .
Technique antérieure
[ 0002 ] Dans le domaine de l ' imagerie infrarouge , on peut utiliser une caméra infrarouge ou " caméra IR" , adaptée à capturer des images thermiques d' une scène . Une caméra IR comprend en général un agencement de détecteurs sensibles à l ' infrarouge formant une matrice de pixels . Chaque pixel de la matrice de pixels convertit une température mesurée au niveau du pixel en un signal de tension correspondant , qui est converti par un convertisseur numérique-analogique (ADC ) en un signal de sortie numérique . Un micro-bolomètre est un exemple de pixel utilisé pour une caméra infrarouge non refroidie à matrice de pixels , adaptée à capturer des images thermiques d' une scène .
[ 0003 ] Dans certaines applications , une caméra IR peut être positionnée dans une enceinte , ou a minima être disposée derrière une paroi de sorte que les rayonnements sont détectés par la caméra IR au travers de la paroi . Cette paroi peut être inclinée selon un angle non nul par rapport à la verticale . Lorsque le matériau de la paroi n' est pas transparent aux rayonnements IR, la paroi est munie d' un élément transparent aux rayonnements IR, par exemple un hublot , ce hublot étant positionné de manière à ce que la caméra IR puisse recevoir les rayonnements IR au travers dudit hublot . Généralement, un tel hublot présente des dimensions latérales les plus réduites possible.
[0004] Cependant, lorsque la paroi est inclinée, le hublot l'est également. La présence d'un hublot incliné dont la pupille est réduite peut générer un phénomène de vignettage non souhaité sur l'image capturée par la caméra IR, c'est-à- dire une diminution de la luminosité sur les bords de l'image (dit autrement, une augmentation de l'opacité sur les bords de l'image) . Le phénomène peut s'aggraver lorsque la distance entre le hublot et la caméra IR augmente.
Résumé de l'invention
[0005] Il existe un besoin de maîtriser le phénomène de vignettage d'une caméra infrarouge destinée à être positionnée derrière une paroi inclinée.
[0006] Un mode de réalisation pallie tout ou partie des inconvénients précités.
[0007] Un mode de réalisation prévoit un dispositif d' imagerie infrarouge comprenant une caméra infrarouge ayant un axe optique, ladite caméra étant destinée à détecter un rayonnement infrarouge dans une gamme spectrale à travers un élément transparent audit rayonnement infrarouge, l'élément transparent étant incliné d'un angle d'inclinaison supérieur à 0° et inférieur à 90° ou inférieur à 0° et supérieur à -90° par rapport à une direction de capture d' image ; le dispositif comprenant en outre un élément réfracteur transparent au rayonnement infrarouge dans la gamme spectrale et apte à être positionné entre l'élément transparent et la caméra infrarouge, ledit élément réfracteur comprenant une facette de sortie virtuelle de l'élément réfracteur, correspondant à une facette de sortie de l'élément réfracteur dans un diagramme tunnel dudit élément réfracteur, ladite facette de sortie virtuelle étant sensiblement parallèle à une facette d'entrée de l'élément réfracteur.
[0008] L'élément transparent comprend deux faces, une face d'entrée et une face de sortie, de préférence sensiblement planes et parallèles entre elles.
[0009] Selon un mode de réalisation, la facette d'entrée est adaptée à réfracter un rayon infrarouge de la gamme spectrale pénétrant dans l'élément réfracteur, et est destinée à être positionnée en regard de l'élément transparent, la facette de sortie est adaptée à réfracter le rayon infrarouge sortant de l'élément réfracteur, et est positionnée en regard de la caméra infrarouge, l'élément réfracteur comprenant en outre au moins une facette intermédiaire adaptée à réfléchir le rayon infrarouge entre la facette d' entrée et la facette de sortie .
[0010] Selon un mode de réalisation, la surface intérieure de la facette intermédiaire est recouverte d'un revêtement réfléchissant adapté à augmenter la réflexion du rayonnement infrarouge sur ladite surface intérieure, par exemple un revêtement métallique.
[0011] Selon un mode de réalisation, la facette intermédiaire comprend au moins une surface adaptée à corriger des aberrations optiques, par exemple une surface non régulière, du type free-form, par exemple non axisymétrique .
[0012] Selon un mode de réalisation, l'élément réfracteur et la caméra infrarouge sont positionnés relativement l'un par rapport à l'autre de sorte que l'axe optique réfracté de l'élément réfracteur est sensiblement parallèle à, ou coïncide sensiblement avec, l'axe optique de la caméra infrarouge .
[0013] Selon un mode de réalisation, l'axe optique de la caméra infrarouge est décalé d'une distance relativement à l'axe optique réfracté de l'élément réfracteur dans une direction perpendiculaire audit axe optique réfracté.
[0014] Selon un mode de réalisation, la surface extérieure de la facette d' entrée et/ou la surface extérieure de la facette de sortie est recouverte d'un revêtement antireflet.
[0015] Selon un mode de réalisation, l'élément réfracteur est un prisme. Selon un exemple, le prisme ne génère pas de dispersion chromatique.
[0016] Selon un mode de réalisation particulier, le prisme est du type prisme de Dove, ledit prisme présentant une forme de pyramide à base rectangulaire tronquée comprenant une première base, une deuxième base de surface inférieure à ladite première base, un premier plan latéral reliant les première et deuxième bases et incliné d'un premier angle par rapport à la première base, un deuxième plan latéral reliant les première et deuxième bases, en regard du premier plan latéral et incliné d'un deuxième angle par rapport à la première base, le deuxième angle étant l'opposé du premier angle, le premier angle étant supérieur à 0° et inférieur à 90°, par exemple compris entre 30 et 60°, le premier plan latéral formant la facette d'entrée, le deuxième plan latéral formant la facette de sortie, et la première base formant la facette intermédiaire.
[0017] Selon un mode de réalisation particulier, le prisme est un demi-pentaprisme du type prisme de Bauernfeind, ledit prisme comprenant une base formant la facette d'entrée, un premier plan latéral disposé en regard de la base et formant la facette intermédiaire, et un deuxième plan latéral reliant la base et le premier plan latéral et formant la facette de sortie. Selon un exemple, les facettes sont orientées les unes par rapport aux autres de sorte à ce qu'un rayon infrarouge est réfracté à travers la facette d'entrée suivant un angle égal à l'angle d'incidence de la facette de sortie. [0018] Selon un mode de réalisation, la facette d'entrée de l'élément réfracteur présente une surface supérieure ou égale à la surface de l'élément transparent.
[0019] Selon un mode de réalisation, la facette d'entrée de l'élément réfracteur est sensiblement parallèle à l'élément transparent .
[0020] Selon un mode de réalisation, la facette de sortie présente une surface sensiblement égale à la surface de la facette d'entrée.
[0021] Selon un mode de réalisation, la facette de sortie présente une surface inférieure à la surface de la facette d' entrée .
[0022] Selon un mode de réalisation, la caméra infrarouge comprend en outre au moins une lentille et une monture de lentille, ladite au moins une lentille étant maintenue par ladite monture de lentille, au moins une lentille et/ou la monture de lentille comprenant une face tronquée adaptée à être positionnée en regard de la facette de sortie de l'élément réfracteur, la face tronquée étant par exemple sensiblement parallèle à la facette de sortie.
[0023] Selon un mode de réalisation, la caméra infrarouge comprend :
- au moins une lentille et une monture de lentille, ladite au moins une lentille étant maintenue par ladite monture de lentille ;
- un capteur d' image sensible au rayonnement infrarouge de la gamme spectrale ; le capteur d'image et la au moins une lentille définissant l'axe optique de la caméra infrarouge, le capteur d'image étant disposé sensiblement dans le plan focal image de ladite au moins une lentille. [0024] Selon un mode de réalisation particulier, la au moins une lentille est entourée au moins partiellement par la monture de lentille.
[0025] Selon un mode de réalisation, l'élément transparent est entouré par une monture et est adapté à être inséré avec ladite monture dans l'ouverture d'une paroi, au moins une partie de la paroi dans laquelle l'élément transparent est inséré étant inclinée du même angle d' inclinaison que l'élément transparent.
[0026] L'élément transparent est de préférence inclus dans le volume libéré par l'ouverture de la paroi, c'est-à-dire le volume correspondant à l'ouverture de la paroi. Par exemple, l'élément transparent ne dépasse pas latéralement de part et d'autre de l'ouverture.
[0027] De préférence, la paroi est inclinée de l'angle d'inclinaison autour de l'ouverture. Par exemple, la paroi est entièrement inclinée de l'angle d'inclinaison.
[0028] Selon un mode de réalisation particulier, le dispositif comprend un moyen d'accrochage de l'élément réfracteur adapté à accrocher ledit élément réfracteur à la paroi ou à la monture.
[0029] Selon un mode de réalisation particulier, le dispositif comprend un élément d'interface adapté à réaliser une interface entre la caméra infrarouge et la monture, ledit élément d' interface étant en outre adapté à maintenir l'élément réfracteur entre l'élément transparent et la caméra infrarouge .
[0030] Selon un mode de réalisation, au moins une surface intérieure de l'élément d'interface est conformée de manière à diminuer l'émission de rayonnements infrarouges par ledit élément d'interface vers la caméra. [0031] Selon un mode de réalisation, au moins une surface intérieure de l'élément d'interface est en un matériau adapté à diminuer l'émission de rayonnements infrarouges par ledit élément d'interface vers la caméra.
[0032] Selon un mode de réalisation, au moins une surface intérieure de l'élément d'interface est recouverte d'un revêtement adapté à diminuer l'émission de rayonnements infrarouges par ledit élément d'interface vers la caméra.
[0033] Selon un mode de réalisation, l'élément d'interface comprend une première extrémité adaptée à s'accrocher à la monture de l'élément transparent, par exemple par complémentarité de forme avec ladite monture.
[0034] Selon un mode de réalisation, l'élément d'interface comprend une deuxième extrémité adaptée à s'accrocher à la caméra infrarouge, par exemple par complémentarité de forme avec au moins une partie de ladite caméra infrarouge.
[0035] Selon un mode de réalisation, l'élément d'interface comprend une première extrémité conformée pour s'accrocher à la monture et une deuxième extrémité conformée pour s'accrocher à la caméra. Par exemple, l'élément d'interface comprend un corps entre la première et la deuxième extrémité.
[0036] Selon un mode de réalisation, l'élément d'interface est en deux pièces assemblées de part et d'autre de la caméra infrarouge. Selon un mode de réalisation particulier, l'élément d'interface est d'un seul tenant.
[0037] Selon un mode de réalisation, l'élément d'interface présente une forme creuse.
[0038] Selon un mode de réalisation dans lequel la caméra infrarouge comprend au moins une lentille et une monture de lentille, ladite au moins une lentille étant maintenue par ladite monture de lentille, la deuxième extrémité de l'élément d'interface est adaptée à s'accrocher à la monture de lentille, par exemple par complémentarité de forme avec ladite monture de lentille.
[0039] Selon un mode de réalisation dans lequel la caméra infrarouge comprend au moins une lentille et une monture de lentille, ladite au moins une lentille étant maintenue par ladite monture de lentille, l'élément d'interface et la monture de lentille sont d'un seul tenant.
[0040] Selon un mode de réalisation, l'élément d'interface est muni d'au moins une sonde de température. Par exemple, au moins une sonde de température est reliée à un module de traitement de flux lumineux parasites, par exemple un flux lumineux parasite émis par le dispositif.
[0041] Selon un mode de réalisation, le dispositif comprend un élément d'obturation amovible adapté à obturer la caméra infrarouge, par exemple assemblé à l'élément d'interface et/ou disposé entre l'élément réfracteur et la caméra infrarouge. Selon un exemple, l'élément d'obturation est recouvert d'un revêtement émissif sur une face dudit élément d'obturation située en regard de la caméra infrarouge.
[0042] Selon un mode de réalisation, l'élément d'interface comprend au moins une surface intérieure émettrice orientée en regard de la caméra infrarouge et adaptée à être positionnée à proximité de l'élément transparent, par exemple contre la monture de l'élément transparent. Selon un exemple, ladite surface intérieure est par exemple recouverte d'un revêtement émissif sur sa face située en regard de la caméra infrarouge .
[0043] Selon un mode de réalisation, l'élément d'interface comprend une portion adaptée à être positionnée en regard d'une région de l'élément transparent, par exemple un bord dudit élément transparent, de manière à former un écran entre ladite région de l'élément transparent et la caméra infrarouge, ladite portion comprenant une face émettrice orientée en regard de la caméra infrarouge. Selon un exemple, ladite face émettrice est recouverte d'un revêtement émissif.
[0044] Les deux modes de réalisation précédemment décrits permettent de dégrader volontairement le vignettage sur une région du champ de vue de la caméra infrarouge, de préférence une région non critique pour l'application visée, et de réaliser une image d'une surface intérieure de l'élément d' interface en vis-à-vis de ladite région dégradée du champ de vue. La température déterminée par le capteur d'image dans cette région dégradée du champ de vue peut ensuite être utilisée dans un module de traitement de flux lumineux parasites .
[0045] Selon un mode de réalisation, la caméra infrarouge comprend un capteur d' image à matrice de pixels comprenant un pixel angulaire adapté à capturer un flux lumineux provenant d'une zone intérieure de l'élément d'interface orientée en regard du capteur d' image et du champ de vue du pixel angulaire, par exemple une zone intérieure adaptée à être positionnée autour de l'élément transparent. Selon un exemple, ladite zone intérieure est recouverte d'un revêtement émissif.
[0046] Par pixel angulaire, on entend un pixel de détection de flux lumineux parasite, ou flux thermique parasite, qui est un pixel ayant un champ de vision modifié par rapport à celui de pixels d'image de la matrice de pixels, afin de favoriser la capture de chaleur parasite. Par exemple, chaque pixel de détection de chaleur parasite est agencé pour capturer une plus grande portion de chaleur parasite que chaque pixel d'image de la matrice de pixels.
[0047] Un mode de réalisation prévoit un système comprenant : un dispositif d'imagerie infrarouge selon un mode de réalisation et
- un élément transparent au rayonnement infrarouge d'une gamme spectrale ; la caméra infrarouge du dispositif étant adaptée à détecter un rayonnement infrarouge de la gamme spectrale à travers l'élément transparent ; l'élément transparent étant incliné d'un angle d'inclinaison supérieur à 0° et inférieur à 90° ou inférieur à 0° et supérieur à -90° par rapport à une direction de capture d' image .
[0048] Selon un mode de réalisation, l'élément transparent est entouré par une monture et est inséré avec ladite monture dans l'ouverture d'une paroi, au moins une partie de la paroi dans laquelle l'élément transparent est inséré étant inclinée du même angle d'inclinaison que l'élément transparent.
[0049] L'élément transparent comprend deux faces, une face d'entrée et une face de sortie, de préférence sensiblement planes et parallèles entre elles.
[0050] De préférence, la paroi est inclinée de l'angle d'inclinaison autour de l'ouverture. Par exemple, la paroi est entièrement inclinée de l'angle d'inclinaison.
Brève description des dessins
[0051] Ces caractéristiques et avantages, ainsi que d'autres, seront exposés en détail dans la description suivante de modes de réalisation particuliers faite à titre non limitatif en relation avec les figures jointes parmi lesquelles :
[0052] la figure IA, et
[0053] la figure IB sont des vues en coupe représentant un exemple de caméra infrarouge disposée derrière une paroi inclinée ;
[0054] la figure 2A est une vue en coupe représentant un exemple de dispositif d'imagerie infrarouge selon un mode de réalisation ; [0055] la figure 2B représente une vue d'un diagramme tunnel du prisme du dispositif d'imagerie infrarouge de la figure 2A ;
[0056] la figure 2C est une vue en coupe représentant une variante de l'exemple de dispositif d'imagerie infrarouge de la figure 2A ;
[0057] la figure 3 est une vue en coupe représentant un autre exemple de dispositif d'imagerie infrarouge selon un mode de réalisation ;
[0058] la figure 4 est une vue en coupe représentant un autre exemple de dispositif d'imagerie infrarouge selon un mode de réalisation ;
[0059] la figure 5 est une vue en coupe représentant un autre exemple de dispositif d'imagerie infrarouge selon un mode de réalisation ;
[0060] la figure 6A est une vue en coupe représentant un autre exemple de dispositif d'imagerie infrarouge selon un mode de réalisation ;
[0061] la figure 6B représente une vue d'un diagramme tunnel du prisme du dispositif d'imagerie infrarouge de la figure 6A .
Description des modes de réalisation
[0062] De mêmes éléments ont été désignés par de mêmes références dans les différentes figures. En particulier, les éléments structurels et/ou fonctionnels communs aux différents modes de réalisation peuvent présenter les mêmes références et peuvent disposer de propriétés structurelles, dimensionnelles et matérielles identiques.
[0063] Par souci de clarté, seuls les étapes et éléments utiles à la compréhension des modes de réalisation décrits ont été représentés et sont détaillés. En particulier, l'optique, par exemple les lentilles et leur monture, et le capteur d'image, par exemple le capteur d'image matriciel sous forme de matrice de micro-bolomètres ou de matrice de photodiodes, ne sont détaillés, étant connus par la personne du métier dans le domaine de l'invention.
[0064] Sauf précision contraire, lorsque l'on fait référence à deux éléments connectés entre eux, cela signifie directement connectés sans éléments intermédiaires autres que des conducteurs, et lorsque l'on fait référence à deux éléments reliés (en anglais "coupled") entre eux, cela signifie que ces deux éléments peuvent être connectés ou être reliés par l'intermédiaire d'un ou plusieurs autres éléments.
[0065] Dans la description qui suit, lorsque l'on fait référence à des qualificatifs de position absolue, tels que les termes "avant", "arrière", "haut", "bas", "gauche", "droite", etc., ou relative, tels que les termes "dessus", "dessous", "supérieur", "inférieur", etc., ou à des qualificatifs d'orientation, tels que les termes "horizontal", "vertical", etc., il est fait référence sauf précision contraire à l'orientation des figures ou à un dispositif d'imagerie IR dans une position normale d'utilisation.
[0066] Lorsqu'on fait référence aux termes "entrée/sortie" , "amont/aval" , "avant/arrière" , "devant/derrière" , il est fait référence au sens de propagation des rayons/du rayonnement lumineux dans le dispositif, c'est-à-dire depuis l'élément transparent vers la caméra infrarouge.
[0067] Lorsqu'on fait référence à des valeurs d'angles, il faut comprendre que ces valeurs sont dans le sens trigonométrique, représenté par la flèche en quart de cercle avec le signe " + " dans les figures. Une valeur d'angle négative correspond ainsi à un angle orienté dans le sens des aiguilles d'une montre. [0068] Dans la description qui suit, les directions horizontales X, Y et verticale Z sont définies dans le référentiel de la caméra infrarouge.
[0069] Lorsqu'on fait référence à une "direction de capture d'image", il est fait référence au chemin optique d'un rayon lumineux en amont de l'élément transparent qui, après avoir traversé l'élément transparent et l'élément réfracteur, est confondu avec, ou est parallèle à, l'axe optique de la caméra.
[0070] Lorsqu'on fait référence à un "axe optique réfracté" de l'élément transparent ou hublot, il est fait référence au chemin optique d'un rayon lumineux qui, émis dans la direction de capture d'image, a été réfracté par ledit élément transparent .
[0071] Lorsqu'on fait référence à un "axe optique réfracté" du prisme, il est fait référence au chemin optique d'un rayon lumineux qui, émis dans la direction de capture d'image, a été réfracté par l'élément transparent puis par ledit prisme.
[0072] Lorsqu'on fait référence à un "diagramme de tunnel prismatique" ou "diagramme de tunnel", il est fait référence à une figure bidimensionnelle obtenue en dépliant le prisme, le dépliement se faisant par symétrie planaire du prisme, le plan de symétrie étant une facette sur laquelle s'effectue une réflexion interne (dans le mode déplié, l'axe optique réfléchi n'est pas dévié) , un tel dépliement étant fait à chaque réflexion interne afin de construire le diagramme tunnel. En d'autres termes, un diagramme de tunnel représente, à la manière d'une droite, le chemin optique qu'emprunte un rayon lumineux au sein du prisme entre la facette d'entrée et la facette de sortie dudit prisme. Dans un diagramme de tunnel, on définit ainsi une facette de sortie virtuelle, mais on visualise également la facette d'entrée réelle. [0073] Sauf précision contraire, les expressions "environ", "approximativement", "sensiblement", et "de l'ordre de" signifient à 10 % près, de préférence à 5 % près.
[0074] Un exemple de caméra infrarouge (IR) est représenté en figures IA et IB. La caméra infrarouge 110 comprend un boîtier 112 contenant un capteur d'image 114 sensible au rayonnement dans l'infrarouge, ainsi qu'une fenêtre 116 située en regard du capteur d'image 114 et apte à transmettre les rayonnements IR dans la gamme spectrale d'utilisation de la caméra IR, qui est par exemple comprise entre 1 et 20 pm, de préférence entre 8 et 14 pm, voire entre 8 et 12 pm. Le capteur d' image est avantageusement un capteur d' image matriciel constitué d'une matrice de micro-bolomètres . De manière alternative, le capteur d'image est un capteur d'image matriciel constitué d'une matrice de photodiodes à base de matériaux semi-conducteurs.
[0075] La caméra IR comprend en outre une pluralité de lentilles 118 (une seule a été représentée mais il y en a généralement plusieurs) aptes à opérer dans la gamme spectrale d'utilisation de la caméra de sorte à former une image sur le capteur d'image (la caméra est dans le plan focal image des lentilles) , les lentilles étant maintenues dans une monture de lentille 119 assemblée au boîtier 112. La monture de lentille 119 est positionnée de sorte que la fenêtre 116 soit disposée entre ladite monture et le capteur d'image 114. Le capteur et la lentille définissent l'axe optique A de la caméra. Dans l'exemple représenté, l'axe optique A est dans la direction horizontale X.
[0076] La caméra IR 110 peut être positionnée dans une enceinte, ou du moins être disposée derrière une paroi 130, de sorte que les rayonnements sont détectés par la caméra IR au travers de ladite paroi. Une telle enceinte ou paroi peut remplir une fonction de protection mécanique et/ou thermique de la caméra, et/ou une protection de la caméra vis à vis de l'environnement, et/ou une fonction aérodynamique, et/ou une fonction de protection d'un utilisateur (par exemple un bouclier, notamment un pare-brise) , voire une fonction d'esthétisme (par exemple pour masquer la caméra) .
[0077] La paroi 130 peut être une paroi plane, comme représenté. Alternativement, elle peut comprendre localement, au voisinage de la caméra, au moins une portion de paroi plane.
[0078] La paroi peut être non transparente aux rayonnements IR, être inapte à transmettre une image, par exemple être rugueuse ou diffusante, ou encore peut ne pas transmettre les rayonnements IR avec une qualité suffisante dans la gamme spectrale d'utilisation de la caméra IR. Dans ce cas, un hublot 132 transparent aux rayonnements IR dans la gamme spectrale d'utilisation de la caméra IR être inséré dans une ouverture de la paroi. Le hublot 132 peut par exemple être inséré dans la paroi à l'aide d'une monture de hublot 134.
[0079] Le hublot 132 est adapté à transmettre les rayonnements IR à la caméra IR 110. Par exemple, le hublot peut être formé à partir d'une plaque en sulfure de zinc (ZnS) , séléniure de zinc (ZnSe) , silicium (Si) , germanium (Ge) , fluorure de baryum (BaF2) , fluorure de calcium (CaF2) , saphir, verre de chalcogénure ou de tout autre matériau transparent aux rayonnements IR dans la gamme spectrale d'utilisation de la caméra IR.
[0080] Le hublot 132 est caractérisé par deux faces sensiblement parallèles d'une surface d'occupation (dite "pupille") donnée, les deux faces étant séparées par une distance (épaisseur) . Les dimensions des deux faces (dimensions de la pupille) sont par exemple de l'ordre du centimètre, ou de la dizaine de centimètres, avec une épaisseur de l'ordre de quelques millimètres. [0081] Dans certaines applications, la paroi 130 et le hublot 132 peuvent être inclinés d'un angle d'inclinaison 0 par rapport à la direction verticale. L'angle 0 est strictement compris entre 0 et 90°, et plus spécifiquement entre 30° et 70°, par exemple autour de 60°. Dit autrement, la paroi 130 et le hublot 132 peuvent être inclinés d'un angle a par rapport à la direction de capture d' image C, qui est représentée dans la direction horizontale X. L'angle a est complémentaire de l'angle 0, il est donc strictement compris entre 0 et 90°, et plus spécifiquement entre 20° et 60°, par exemple autour de 30° ou autour de 40°.
[0082] En outre, il est parfois recherché que la pupille du hublot soit la plus réduite possible. En effet, étant donné que la surface occupée par la paroi est soustraite de la surface occupée par le hublot et éventuellement par la monture de hublot, cela réduit la capacité de la paroi à remplir sa fonction, par exemple sa fonction de protection ou d'esthétisme. De plus, augmenter la pupille du hublot peut altérer l'intégrité mécanique de la paroi. En outre, le matériau utilisé pour former la pupille du hublot a un coût non négligeable, que l'on cherche à réduire en réduisant la pupille, et dans une moindre mesure son épaisseur.
[0083] Cependant, la réduction de la pupille du hublot, lorsque celui-ci est incliné, a pour conséquence et inconvénient de limiter le champ de vue de la caméra IR (dit "FOV" pour "Field Of View" en anglais) , en provoquant un phénomène de vignettage, puisque les rayons aux extrémités du champ de vue sont coupés par le bord du hublot. En particulier, le champ de vue vertical ( "VFOV" pour "Vertical Field Of View" en anglais) peut être dégradé par rapport au champ de vue horizontal ("HFOVpour "Horizontal Field Of View" en anglais) en raison de l'inclinaison du hublot. [0084] Le phénomène de vignettage s'aggrave lorsque la distance entre le hublot et la caméra IR augmente. Ainsi, il est avantageux de positionner la caméra IR au plus proche du hublot, dans la limite de l'espacement entre la caméra IR 110 et la paroi 130 (cette limite est repérée par les cercles en pointillés dans les figures IA et IB) . Cet espacement est d'autant plus réduit que l'angle d'inclinaison 0 est important (ou que l'angle complémentaire a est faible) .
[0085] De plus, si l'axe optique A de la caméra IR 110 est centré sur l'axe optique réfracté B du hublot 132, c'est-à- dire l'axe optique après déviation par effet de réfraction dans ledit hublot, comme illustré en figure IA, alors la caméra IR peut présenter un vignettage vertical asymétrique, par exemple un vignettage favorisant la partie supérieure du champ de vue vertical. Un vignettage symétrique peut être obtenu en décentrant verticalement d'une distance D l'axe optique A de la caméra IR 110 par rapport à l'axe optique B réfracté du hublot 132, comme représenté dans la figure IB. Cependant, cela peut avoir pour effet de réduire davantage l'espacement entre la caméra IR et la paroi, comme on peut le voir en comparant les figures IA et IB.
[0086] Il existe donc un besoin de s'affranchir de la contrainte d' espacement entre la caméra infrarouge et la paroi inclinée afin de maîtriser le phénomène de vignettage.
[0087] Les inventeurs proposent un dispositif d'imagerie infrarouge permettant de répondre à ces besoins.
[0088] Des exemples de dispositifs d'imagerie infrarouge vont être décrits ci-après. Ces exemples sont non limitatifs et diverses variantes apparaîtront à la personne du métier à partir des indications de la présente description.
[0089] La figure 2A est une vue en coupe représentant un exemple de dispositif d'imagerie infrarouge selon un mode de réalisation comprenant une caméra infrarouge 210 représentée derrière une paroi 130 (la paroi ne faisant pas partie du dispositif) .
[0090] Similairement à la caméra infrarouge 110 décrite en relation avec les figures IA et IB, la caméra infrarouge 210 comprend un boîtier 212 contenant un capteur d'image 214 sensible au rayonnement dans l'infrarouge, ainsi qu'une fenêtre 216 située en regard du capteur d'image 214 et apte à transmettre les rayonnements IR dans la gamme spectrale d'utilisation de la caméra IR. Le capteur d'image est avantageusement un capteur d' image matriciel comprenant une matrice de micro-bolomètres . De manière alternative, le capteur d' image est un capteur d' image matriciel comprenant une matrice de photodiodes à base de matériaux semi- conducteurs .
[0091] Dans la suite de la description, par raccourci, la gamme spectrale d'utilisation de la caméra IR peut être désignée "gamme spectrale".
[0092] La caméra IR comprend en outre une pluralité de lentilles 218 aptes à opérer dans la gamme spectrale de sorte à former une image sur le capteur d'image, la caméra étant dans le plan focal image des lentilles. Les lentilles sont maintenues dans une monture de lentille 219 assemblée au boîtier 212, la monture de lentille 219 étant positionnée de sorte que la fenêtre 216 soit disposée entre ladite monture et le capteur 214. Le capteur et les lentilles définissent l'axe optique A de la caméra, représenté sensiblement dans la direction horizontale X.
[0093] La paroi 130 est similaire à la paroi représentée dans les figures IA et IB. Ainsi, elle comprend un hublot 132 (également désigné par "élément transparent") , le hublot étant transparent aux rayonnements infrarouges dans la gamme spectrale. Le hublot 132 est inséré avec une monture de hublot 134 dans une ouverture de la paroi 130. La paroi peut être un bouclier, par exemple un pare-brise. La paroi peut être une paroi d'une enceinte, par exemple une enceinte fermée, notamment une enceinte fermée apte à être régulée thermiquement .
[0094] Par exemple, le hublot peut être formé à partir d'une plaque en sulfure de zinc (ZnS) , séléniure de zinc (ZnSe) , silicium (Si) , germanium (Ge) , fluorure de baryum (BaF2) , fluorure de calcium (CaF2) , saphir, verre de chalcogénure ou de tout autre matériau transparent aux rayonnements IR dans la gamme spectrale d'utilisation de la caméra IR.
[0095] La paroi 130 et le hublot 132 sont inclinés d'un angle a par rapport à la direction de capture d' image C qui est représentée sensiblement dans la direction horizontale X. L'angle d'inclinaison a est strictement compris entre 0 et 90°, et plus spécifiquement entre 20° et 60°, par exemple autour de 30° ou autour de 50°.
[0096] Il est précisé que l'élément transparent, par exemple le hublot, est caractérisé par deux faces, une face d'entrée et une face de sortie, sensiblement planes et parallèles entre elles. En outre, il est précisé que l'angle d'inclinaison de la paroi correspond localement à l'angle d'inclinaison du hublot, c'est-à-dire à l'angle d'inclinaison du hublot au moins à l'endroit où l'élément transparent est inséré dans la paroi .
[0097] La caméra infrarouge est adaptée à capturer une image thermique d'une scène au travers du hublot incliné.
[0098] Le dispositif d'imagerie IR 200 comprend en outre un prisme de réfraction 230 (élément réfracteur) transparent au rayonnement dans la gamme spectrale. Le prisme 230 est positionné entre le hublot 132 et la caméra IR 210. [0099] Le prisme 230 représenté est un prisme de Dove. Il présente une forme de pyramide à base rectangulaire tronquée comprenant une première base 236 (grande base) , une deuxième base 238 (petite base) de surface inférieure à ladite première base et sensiblement parallèle à la première base 236, un premier plan latéral 232 (facette d'entrée) reliant les première et deuxième bases et incliné d'un angle p par rapport à la première base 236, un deuxième plan latéral 234 (facette de sortie) reliant les première et deuxième bases, en regard du premier plan latéral et incliné par rapport à la première base 236 d'un angle -p opposé à l'angle p. L'angle p est supérieur à 0° et inférieur à 90°, par exemple compris entre 30 et 60°. Le premier plan latéral 232 forme une facette d'entrée, le deuxième plan latéral 234 forme une facette de sortie, et la grande base 236 forme une facette intermédiaire.
[0100] Dans l'exemple représenté en figure 2A, les facettes d'entrée et de sortie sont sensiblement de même taille, mais ceci n'est pas limitatif comme on le verra dans la description en relation avec la figure 3.
[0101] La facette d'entrée 232 est adaptée à réfracter un rayon infrarouge de la gamme spectrale pénétrant dans le prisme, et est positionnée en regard de l'élément transparent 132. La facette de sortie 234 est adaptée à réfracter le rayon infrarouge sortant du prisme, et est positionnée en regard de la caméra infrarouge 210. La facette intermédiaire 236 est adaptée à réfléchir le rayon infrarouge entre la facette d'entrée et la facette de sortie.
[0102] Selon un exemple, l'angle p du prisme 230 est choisi pour que ledit prisme puisse s'insérer entre le hublot incliné 132 et la caméra infrarouge 210. L'angle p peut être choisi pour être sensiblement égal à l'angle d'inclinaison a de la paroi : dans ce cas, la grande base 236 du prisme 230 peut être positionnée dans la direction horizontale X, comme on peut le voir dans la configuration de la figure 2C. Mais ceci n'est pas limitatif et la grande base 236 du prisme 230 peut être inclinée par rapport à la direction horizontale X, comme on peut le voir dans la figure 2A, dans laquelle l'angle p du prisme est différent de l'angle d'inclinaison a.
[0103] Selon un autre exemple, l'angle p est imposé et la caméra infrarouge 210 est positionnée pour capter le rayonnement infrarouge réfracté par la facette de sortie 234 du prisme 230.
[0104] Selon un exemple, la longueur L du prisme 230, c'est- à-dire la longueur dans le plan XZ de la grande base 236 du prisme, peut être définie pour que l'axe optique réfracté B du prisme passe par les centres des facettes d'entrée 232 et de sortie 234. Selon un autre exemple, la longueur L du prisme 230 peut être définie pour que l'axe optique réfracté B du prisme soit décentré par rapport aux centres des facettes d'entrée 232 et de sortie 234.
[0105] Dans l'exemple représenté en figure 2A, le prisme 230 et la caméra infrarouge 210 sont positionnés relativement l'un par rapport à l'autre de sorte que l'axe optique réfracté B du prisme 230 coïncide sensiblement avec l'axe optique A de la caméra infrarouge, mais ceci n'est pas limitatif comme on le verra dans description en relation avec la figure 2C.
[0106] L'utilisation d'un élément réfracteur tel que le prisme 230 entre le hublot et la caméra IR permet de resserrer les rayons IR provenant des extrémités du champ de vue de la caméra IR, afin de limiter le phénomène de vignettage, en particulier le phénomène de vignettage lié à l'éloignement entre la caméra infrarouge et le hublot. Cela permet d'éviter que les rayons IR aux extrémités du champ de vue de la caméra IR soient coupés par le bord du hublot, ou du moins de limiter ce phénomène. Cela permet en outre de déplacer la contrainte d'espacement entre la caméra IR et la paroi, et de l'alléger sensiblement, et ce, quel que soit l'angle d'inclinaison a de la paroi. La limite d'espacement entre la caméra IR et la paroi est reportée entre le prisme et la caméra IR, comme représenté par le cercle en pointillés dans la figure 2A, mais elle est moins contraignante dans la mesure où, du fait de la réfraction par le prisme, il n'est pas nécessaire que la caméra IR soit contre le prisme pour que les rayons IR aux bords du hublot soient captés par ladite caméra.
[0107] Le dispositif comprend un moyen d'assemblage (non représenté) du prisme à la paroi, par exemple à la monture de hublot .
[0108] Un ou plusieurs des exemples suivants, décrits en relation avec le dispositif 200 de la figure 2A, peuvent également s'appliquer à un autre exemple de dispositif selon un mode de réalisation, par exemple au prisme 600 décrit plus après en relation avec la figure 6A :
- l'élément réfracteur, par exemple le prisme 230, peut être en le même matériau que le hublot 132 ;
- l'élément réfracteur, par exemple le prisme 230, peut être en sulfure de zinc (ZnS) , séléniure de zinc (ZnSe) , silicium (Si) , germanium (Ge) , fluorure de baryum (BaF2) , fluorure de calcium (CaF2) , saphir, verre de chalcogénure ; la surface intérieure de la facette intermédiaire de l'élément réfracteur, par exemple la surface intérieure 236B de la facette intermédiaire 236 du prisme 230, peut être recouverte d'un revêtement réfléchissant adapté à augmenter la réflexion du rayonnement infrarouge sur ladite surface intérieure, par exemple un revêtement métallique ; la facette intermédiaire de l'élément réfracteur, par exemple la facette intermédiaire 236 du prisme 230, peut comprendre au moins une surface adaptée à corriger des aberrations optiques, par exemple une surface non régulière, non axisymétrique, du type free-form ; - la surface extérieure de la facette d'entrée de l'élément réfracteur, par exemple la surface extérieure 232A de la facette d'entrée 232 du prisme 230, peut être recouverte d'un revêtement antireflet ;
- la surface extérieure de la facette de sortie de l'élément réfracteur, par exemple la surface extérieure 234A de la facette de sortie 234 du prisme 230, peut être recouverte d'un revêtement antireflet ;
- les surfaces de l'élément réfracteur non concernées par les fonctions optiques, par exemple la surface extérieure et/ou intérieure de la petite base 238 et/ou la surface extérieure de la grande base 236 du prisme 230, peuvent être dépolies et/ou structurées selon une fonction anti-lumière parasite.
[0109] Un prisme de Dove présente un avantage de limiter les aberrations optiques et les dispersions chromatiques. En particulier, cela peut permettre de limiter le flou dans l'image capturée par la caméra. Cet avantage est dû au positionnement de la facette de sortie par rapport à la facette d'entrée, comme expliqué dans ce qui suit.
[0110] La figure 2B représente une vue d'un diagramme tunnel du prisme 230 du dispositif d'imagerie infrarouge de la figure 2A. Dans ce diagramme, le prisme virtuel 230' est obtenu en dépliant virtuellement le prisme 230 à chaque réflexion interne, formant une facette de sortie virtuelle 234' qui est parallèle à la facette d'entrée 232. Cette configuration confère au prisme 230 son caractère non dispersif.
[0111] La figure 2C est une vue en coupe représentant une variante de l'exemple de dispositif d'imagerie infrarouge de la figure 2A. Le dispositif 201 de la figure 2C se distingue du dispositif 200 de la figure 2A principalement en ce que l'axe optique A de la caméra 210 est décalé d'une distance D par rapport à l'axe optique réfracté B du prisme 230 dans la direction verticale Z. Cela peut permettre, dans certains cas, de rendre symétrique le champ de vue de la caméra 210 afin de ne pas favoriser le champ de vue supérieur par rapport au champ de vue inférieur, ou inversement.
[0112] Le prisme 230 fonctionne en inversant l'image de 180° par rapport à l'axe optique A. L'image étant par ailleurs inversée de 180° par les lentilles de la caméra IR, on retrouve donc l'orientation initiale de la scène captée. Par exemple, si l'on souhaite favoriser le champ de vue inférieur, le décalage peut être orienté vers le bas, comme représenté ; si l'on souhaite au contraire favoriser le champ de vue supérieur, le décalage peut être orienté vers le haut.
[0113] La figure 3 est une vue en coupe représentant un autre exemple de dispositif d'imagerie infrarouge 300 selon un mode de réalisation, qui se distingue du dispositif d'imagerie infrarouge 201 de la figure 2C principalement en ce que la petite base 338 du prisme de Dove 330 n'est pas parallèle à la grande base 336 (facette intermédiaire) . En conséquence, les facettes d'entrée 332 et de sortie 334 n'ont pas la même surface. Par contre, comme on peut le voir avec le prisme virtuel 330' du diagramme tunnel du prisme 330, la facette de sortie virtuelle 334' est toujours parallèle à la facette d' entrée 332.
[0114] Selon un exemple, la facette d'entrée 332 peut présenter une surface sensiblement égale à la pupille du hublot 132, tandis que la facette de sortie 334 peut présenter une surface plus petite.
[0115] Selon un exemple, la longueur L du prisme 330 peut être définie pour que l'axe optique réfracté B du prisme passe par le centre de la facette d'entrée 332 et de la facette de sortie 334 de taille réduite.
[0116] La figure 4 est une vue en coupe représentant un autre exemple de dispositif d'imagerie infrarouge 400 selon un mode de réalisation, qui se distingue du dispositif d'imagerie IR 201 de la figure 2C principalement en ce qu'il comprend en outre un élément d'interface 440 positionné entre la caméra infrarouge 210 et la monture 134 de hublot. L'élément d'interface 440 est adapté à réaliser une interface entre ladite caméra infrarouge et ladite monture de hublot. Cet élément d' interface est en outre adapté à maintenir le prisme de réfraction 230 entre le hublot 132 et la caméra infrarouge 210.
[0117] L'élément d'interface 440 permet de positionner de manière précise la caméra infrarouge 210 par rapport au hublot 132, ainsi que le prisme 230 par rapport au hublot et à la caméra infrarouge, dans la direction de l'axe optique A (la direction horizontale X dans l'exemple représenté) , et dans une direction perpendiculaire à l'axe optique A (la direction verticale Z dans l'exemple représenté) . Dans l'exemple de la figure 4, l'axe optique A de la caméra 210 est décalé dans la direction verticale Z par rapport à l'axe optique réfracté B du prisme. Selon un autre exemple, similaire à la figure 2A, l'axe optique A de la caméra peut coïncider avec l'axe optique réfracté B du prisme.
[0118] L'élément d'interface 440 représenté est un élément rigide, d'un seul tenant, présentant une forme extérieure de cylindre tronqué, adaptée pour s'insérer entre la monture 134 de hublot et la caméra IR 210. L'élément d'interface 440 représenté comprend :
- une première extrémité 442 conformée pour s'accrocher à la monture 134 de hublot par complémentarité de forme avec ladite monture, venant ainsi s'assembler à la paroi 130 tout autour du hublot 132 ;
- une deuxième extrémité 444 conformée pour s'accrocher à la monture de lentille 219 par complémentarité de forme avec ladite monture de lentille ;
- un corps 446 entre la première et la deuxième extrémité.
[0119] Selon un exemple alternatif, la deuxième extrémité de l'élément d'interface peut être conformée pour s'accrocher au boîtier 212 de la caméra IR, ou à la fois à la monture de lentille 219 et au boîtier 212.
[0120] Le corps 446 forme une enveloppe de préférence opaque au rayonnement lumineux dans une gamme spectrale. Ladite enveloppe est ainsi de préférence adaptée à bloquer tout ou partie de rayons lumineux parasites provenant de l'arrière de la paroi 130, susceptibles de pénétrer dans l'espace entre ladite paroi et la caméra IR 210, par exemple dans le chemin optique entre le hublot 132 et la caméra IR 210, les rayons lumineux parasites pouvant générer une image parasite sur le capteur d'image 214.
[0121] Des couronnes de maintien 447 s'étendent à l'intérieur du corps 446 et sont conformées pour venir s'appuyer contre le prisme 230 afin de le maintenir et le centrer dans une position donnée entre le hublot 132 et la caméra infrarouge 210. De préférence, les couronnes de maintien 447 s'appuient sur des surfaces du prisme autres que les facettes d'entrée et de sortie, par exemple sur la grande base et/ou la petite base, et/ou sur un ou des facettes latérales perpendiculaires à la direction Y.
[0122] Dans l'exemple représenté, l'élément d'interface 440 est un élément distinct de la paroi 130 et de la caméra infrarouge 210. Cela permet de faciliter le remplacement des différents éléments de la paroi et/ou du dispositif d'imagerie IR, par exemple en cas de maintenance, ou lorsque l'élément d' interface doit être changé afin de pouvoir placer la caméra infrarouge derrière une paroi différente ou derrière une paroi identique avec un angle d'inclinaison différent, ou encore lorsque la paroi doit être remplacée, par exemple si elle est endommagée au cours de son utilisation.
[0123] Bien que la figure 4 représente un exemple de réalisation de l'élément d'interface, d'autres exemples de réalisation, décrits dans ce qui suit, peuvent s'appliquer à l'élément d'interface.
[0124] Selon un exemple, l'élément d'interface peut être d'un seul tenant avec la monture de lentille, voire avec le boîtier de la caméra infrarouge.
[0125] Selon un exemple avantageux, l'élément d'interface peut être apte à réaliser une fermeture étanche aux fluides entre la monture de hublot et la caméra IR. Cela peut permettre de réduire les variations de composition du gaz, par exemple de l'air, dans l'espace compris entre le hublot et la caméra IR et contenu dans ledit élément d'interface. Par exemple, cela peut permettre de réduire l'humidité, les particules et/ou les poussières dans ledit espace, de manière à fournir une qualité d' image la plus constante possible ou du moins de limiter les variations de qualité d'image. Par exemple, l'espace compris entre le hublot et la caméra IR peut être saturé en azote, avec une faible concentration en particules et/ou en poussières avant d'être enfermé dans l'élément d'interface. Cela peut également protéger le prisme de certaines conditions environnementales. Selon un exemple, le prisme peut être formé à partir d'un matériau qui possède de fortes propriétés thermo-optiques, et peut nécessiter d'être en partie régulé thermiquement. Selon un exemple, le prisme peut être fait d'un matériau soluble à l'eau et doit être protégé d'une détérioration en cas d'environnement à fort taux d'humidité relative.
[0126] Selon un exemple, au moins une première surface intérieure de l'élément d'interface est formée à partir d'un matériau absorbant dans la gamme spectrale d'utilisation de la caméra IR ou est recouverte d'un revêtement absorbant dans ladite gamme spectrale.
[0127] Selon un exemple, au moins une deuxième surface intérieure de l'élément d'interface est formée à partir d'un matériau réfléchissant dans la gamme spectrale d'utilisation de la caméra IR, par exemple métallique, ou est recouverte d'un revêtement réfléchissant dans ladite gamme spectrale, par exemple un revêtement métallique.
[0128] Selon un exemple, l'élément d'interface comprend au moins une première surface intérieure formée à partir d'un matériau absorbant dans la gamme spectrale d'utilisation de la caméra IR ou recouverte d'un revêtement absorbant dans ladite gamme spectrale, et au moins une deuxième surface intérieure formée à partir d'un matériau réfléchissant dans ladite gamme spectrale, par exemple métallique, ou recouverte d'un revêtement réfléchissant dans ladite gamme spectrale, par exemple un revêtement métallique.
[0129] Les première et deuxième surfaces sont par exemple définies en fonction d'une exposition à un rayonnement lumineux parasite et/ou en fonction d'un gradient de température susceptible de les impacter.
[0130] Selon un exemple, tout ou partie des surfaces intérieures de l'élément d'interface est conformée pour limiter l'émission de rayonnement lumineux parasite par ledit élément d' interface vers la caméra IR, par exemple les surfaces intérieures de l'élément d'interface inclinées en regard de la caméra sont réduites, voire exclues.
[0131] Selon un exemple, l'élément d'interface comprend, à l'intérieur dudit élément, au moins une structure adaptée à limiter l'émission de rayonnement lumineux parasite par ledit élément d' interface vers la caméra, par exemple une structure de type écran, cache et/ou piège à lumière. Il peut s'agir d'une (ou de) structure (s) disposée (s) régulièrement autour de l'axe optique dans l'élément d'interface, ou de structures disposées irrégulièrement autour de l'axe optique dans l'élément d'interface.
[0132] Selon un exemple, l'élément d'interface est en un matériau à faible conduction thermique, par exemple de conduction thermique inférieure à 10 W.m-1.K_1. Cela permet de favoriser l'isolation thermique entre le hublot et la caméra IR, et l'isolation thermique du prisme. En effet, l'environnement autour du hublot peut subir des variations de température, notamment en fonction des conditions extérieures à la paroi, or les variations de température peuvent dégrader les performances de la caméra infrarouge et/ou générer des non uniformités dans la réponse entre différents pixels d'une matrice de pixels (pour une caméra infrarouge à matrice de pixels) , notamment en générant un flux thermique parasite. Par exemple, lorsque la paroi est une paroi d'une enceinte apte à être régulée thermiquement, la combinaison régulation thermique dans l'enceinte et isolation thermique par l'élément d'interface permet d'obtenir de meilleures performances de la caméra infrarouge.
[0133] Selon un exemple, l'élément d'interface est muni d'au moins une sonde de température. Une sonde de température peut être disposée de préférence à l'intérieur dudit élément d'interface, mais peut également être disposée à l'extérieur dudit élément d'interface. Par exemple, plusieurs sondes de températures peuvent être positionnées à différents endroits de l'élément d'interface afin de pouvoir déterminer un gradient de température.
[0134] Selon un exemple, au moins une sonde de température est reliée à un module de traitement du flux lumineux parasite, c'est-à-dire du flux lumineux capturé par la caméra infrarouge mais provenant d'au moins une source autre que la scène, par exemple un flux lumineux parasite émis par le dispositif et/ou le hublot. Le module de traitement du flux lumineux parasite peut être inclus dans, ou être relié à, un module de traitement d' image afin de déterminer le flux lumineux issu essentiellement de la scène, par exemple en le corrigeant du flux lumineux parasite.
[0135] Alternativement, tout ou partie du flux lumineux parasite peut être déterminé sans sonde de température, et ainsi simplifier le dispositif d'imagerie infrarouge. Par exemple, l'élément d'interface peut comprendre :
- au moins une surface intérieure émettrice orientée en regard de la caméra infrarouge et positionnée à proximité de l'élément transparent, par exemple contre la monture de l'élément transparent, ladite surface intérieure étant par exemple recouverte d'un revêtement émissif sur sa face située en regard de la caméra infrarouge ; et/ou
- une portion positionnée en regard d'une région de l'élément transparent, par exemple un bord dudit élément transparent, de manière à former un écran entre ladite région de l'élément transparent et la caméra infrarouge, ladite portion comprenant une face émettrice orientée en regard de la caméra infrarouge, par exemple recouverte d'un revêtement émissif.
[0136] Selon un exemple, la caméra infrarouge peut comprendre un capteur d' image à matrice de pixels comprenant un pixel angulaire adapté à capturer un flux lumineux provenant d'une zone intérieure de l'élément d'interface orientée en regard du capteur d' image et dans le champ de vue dudit pixel angulaire, par exemple une zone intérieure positionnée autour de l'élément transparent, la zone étant par exemple recouverte d'un revêtement émissif.
[0137] Des exemples de caméra infrarouge à pixel de détection de flux thermique parasite, de procédé d'étalonnage d'une telle caméra infrarouge, et de procédé de correction d'une image capturée par une telle caméra infrarouge sont décrits dans les demandes internationales de brevet WO2019234215A1 et WO2019234216A1 .
[0138] Ces exemples et d'autres exemples de réalisation de l'élément d'interface sont décrits dans la demande "dispositif d'imagerie infrarouge" déposée par le même déposant le 24/09/2021 sous le numéro FR2110092.
[0139] La figure 5 est une vue en coupe représentant un autre exemple de dispositif d'imagerie infrarouge 500 selon un mode de réalisation, qui se distingue du dispositif 200 de la figure 2A principalement en ce que au moins une lentille 518 de la caméra infrarouge 510 comporte une face tronquée 517 en regard de la facette de sortie 234 du prisme 230. La monture de lentille, non représentée, est également tronquée. Cela permet de positionner la caméra infrarouge 210 au plus près du prisme 230. En réduisant la distance entre la caméra infrarouge et le prisme, on réduit la distance optique entre la caméra infrarouge et le hublot et on peut réduire davantage, si nécessaire, le phénomène de vignettage. Selon un exemple, la face tronquée 517 est sensiblement parallèle à la facette de sortie 234.
[0140] De préférence, la troncature de lentille est conçue pour ne pas dégrader les performances optiques de la lentille. Selon un exemple, une lentille tronquée présente au moins une surface optique non régulière, par exemple de type free-form. La surface optique irrégulière est de préférence au moins non axi symétrique .
[0141] La figure 6A est une vue en coupe représentant un autre exemple de dispositif d'imagerie infrarouge 600 selon un mode de réalisation, qui se distingue du dispositif 200 de la figure 2A principalement en ce que l'élément réfracteur est un prisme de Bauernfeind 630, au lieu d'un prisme de Dove. [0142] Le prisme de Bauernfeind 630 est un demi-pentaprisme comprenant une base 632 formant la facette d'entrée, un premier plan latéral 636 disposé en regard de la base et formant la facette intermédiaire, et un deuxième plan latéral 634, reliant la base et le premier plan latéral et formant la facette de sortie. La facette d'entrée 632 est positionnée en regard du hublot 132. La facette de sortie 634 est positionnée en regard de la caméra infrarouge 210. Les facettes 632, 634, 636 du prisme 630 sont orientées les unes par rapport aux autres de sorte à ce qu'un rayon infrarouge est réfracté à travers la facette d'entrée suivant un angle égal à l'angle d'incidence de la facette de sortie.
[0143] La caméra infrarouge 210 est positionnée pour capter le rayonnement infrarouge réfracté par la facette de sortie 634 du prisme 630.
[0144] Dans l'exemple représenté, le prisme 630 et la caméra infrarouge 210 sont positionnés relativement l'un par rapport à l'autre de sorte que l'axe optique réfracté B du prisme coïncide sensiblement avec l'axe optique A de la caméra infrarouge .
[0145] Selon un autre exemple, l'axe optique A de la caméra 210 peut être décalé par rapport à l'axe optique réfracté B du prisme dans la direction verticale Z.
[0146] L'utilisation d'un élément réfracteur tel que le prisme 630 entre le hublot et la caméra IR permet, similairement au prisme 230 de la figure 2A, de resserrer les rayons IR provenant des extrémités du champ de vue de la caméra IR, afin de limiter le phénomène de vignettage, en particulier le phénomène de vignettage lié à l'éloignement entre la caméra infrarouge et le hublot. Cela permet d'éviter que les rayons IR aux extrémités du champ de vue de la caméra IR soient coupés par le bord du hublot, ou du moins de limiter ce phénomène. Cela permet en outre de déplacer la contrainte d'espacement entre la caméra IR et la paroi, et de l'alléger sensiblement, et ce, quel que soit l'angle d'inclinaison a de la paroi.
[0147] Les autres caractéristiques et exemples décrits en relation avec les dispositifs des figures 2A-2C, 4 et 5 peuvent être adaptés à un prisme de Bauernfeind.
[0148] Un prisme de Bauernfeind présente un avantage de limiter les aberrations optiques et les dispersions chromatiques, ce qui peut permettre de limiter le flou dans l'image capturée par la caméra. Cet avantage est dû au positionnement de la facette de sortie par rapport à la facette d'entrée, comme expliqué dans ce qui suit.
[0149] La figure 6B représente une vue d'un diagramme tunnel du prisme du dispositif d'imagerie infrarouge de la figure 6A. Dans ce diagramme, le prisme virtuel 630' est obtenu en dépliant virtuellement le prisme 630 à chaque réflexion interne, formant une facette de sortie virtuelle 634' qui est parallèle à la facette d'entrée 632. Cette configuration confère au prisme 630 son caractère non dispersif.
[0150] Par rapport à un prisme de Dove, l'utilisation d'un prisme de Bauernfeind présente un avantage d'être plus compact, permettant en particulier de réduire les coûts liés au matériau .
[0151] Divers modes de réalisation et variantes ont été décrits. La personne du métier comprendra que certaines caractéristiques de ces divers modes de réalisation et variantes pourraient être combinées, et d'autres variantes apparaîtront à la personne du métier. En particulier, tous les modes de réalisation peuvent être réalisés avec ou sans décalage entre l'axe optique de la caméra infrarouge et l'axe optique réfracté de l'élément réfracteur. En outre, dans les modes de réalisation, le boîtier du capteur d' image et la monture de lentille peuvent être en un seul tenant .
[ 0152 ] Enfin, la mise en oeuvre pratique des modes de réalisation et variantes décrits est à la portée de la personne du métier à partir des indications fonctionnelles données ci-dessus .

Claims

REVENDICATIONS Dispositif d'imagerie infrarouge (200, 201, 300, 400, 500, 600) comprenant une caméra infrarouge (210, 510) ayant un axe optique (A) , ladite caméra étant destinée à détecter un rayonnement infrarouge dans une gamme spectrale à travers un élément transparent (132) audit rayonnement infrarouge, l'élément transparent étant incliné d'un angle d'inclinaison (a) supérieur à 0° et inférieur à 90° ou inférieur à 0° et supérieur à -90° par rapport à une direction de capture d'image (C) ; le dispositif comprenant en outre un élément réfracteur (230, 330, 630) transparent au rayonnement infrarouge dans la gamme spectrale et apte à être positionné entre l'élément transparent (132) et la caméra infrarouge (210, 510) , ledit élément réfracteur comprenant une facette de sortie virtuelle (234' , 334' , 634' ) de l'élément réfracteur, correspondant à une facette de sortie (234, 334, 634) de l'élément réfracteur dans un diagramme tunnel dudit élément réfracteur, ladite facette de sortie virtuelle étant sensiblement parallèle à une facette d'entrée (232, 332, 632) de l'élément réfracteur ; l'élément transparent (132) comportant une face d'entrée et une face de sortie sensiblement planes et parallèles entre elles, étant entouré par une monture (134) , et étant adapté à être inséré avec ladite monture dans l'ouverture d'une paroi (130) , au moins une partie de la paroi dans laquelle l'élément transparent est inséré étant inclinée du même angle d'inclinaison (a) que l'élément transparent. Dispositif (200, 201, 300, 400, 500, 600) selon la revendication 1, la facette d'entrée (232, 332, 632) étant adaptée à réfracter un rayon infrarouge de la gamme spectrale pénétrant dans l'élément réfracteur, et étant destinée à être positionnée en regard de l'élément transparent (132) , la facette de sortie (234, 334, 634) étant adaptée à réfracter le rayon infrarouge sortant de l'élément réfracteur, et étant positionnée en regard de la caméra infrarouge (210, 510) , l'élément réfracteur (230, 330, 430) comprenant en outre au moins une facette intermédiaire (236, 336, 636) adaptée à réfléchir le rayon infrarouge entre la facette d' entrée et la facette de sortie . Dispositif (200, 201, 300, 400, 500, 600) selon la revendication 2, la surface intérieure (236B, 336B, 636B) de la facette intermédiaire (236, 336, 636) étant recouverte d'un revêtement réfléchissant adapté à augmenter la réflexion du rayonnement infrarouge sur ladite surface intérieure, par exemple un revêtement métallique. Dispositif selon la revendication 2 ou 3, la facette intermédiaire comprenant au moins une surface adaptée à corriger des aberrations optiques, par exemple une surface non régulière, du type free-form, par exemple non axi symétrique . Dispositif (200, 201, 300, 400, 500, 600) selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, l'élément réfracteur (230, 330, 630) et la caméra infrarouge (210, 510) étant positionnés relativement l'un par rapport à l'autre de sorte que l'axe optique réfracté (B) de l'élément réfracteur est sensiblement parallèle à, ou coïncide sensiblement avec, l'axe optique (A) de la caméra infrarouge . Dispositif (201, 300, 400) selon la revendication 5, l'axe optique (A) de la caméra infrarouge (210) étant décalé d'une distance (D) relativement à l'axe optique réfracté (B) de l'élément réfracteur dans une direction (Z) perpendiculaire audit axe optique réfracté. Dispositif (200, 201, 300, 400, 500, 600) selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, la surface extérieure (232A, 332A, 632A) de la facette d'entrée (232, 332, 632) et/ou la surface extérieure (234A, 334A, 634A) de la facette de sortie (234, 334, 634) étant recouverte d'un revêtement antireflet. Dispositif (200, 201, 300, 400, 500, 600) selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, l'élément réfracteur (230, 330, 630) étant un prisme, par exemple un prisme ne générant pas de dispersion chromatique. Dispositif (200, 201, 300, 400, 500) selon la revendication
8 dans sa combinaison avec la revendication 2, le prisme (230, 330) étant du type prisme de Dove, ledit prisme présentant une forme de pyramide à base rectangulaire tronquée comprenant une première base (236, 336) , une deuxième base (238, 338) de surface inférieure à ladite première base, un premier plan latéral (232, 332) reliant les première et deuxième bases et incliné d'un premier angle (p) par rapport à la première base (236, 336) , un deuxième plan latéral (234, 334) reliant les première et deuxième bases, en regard du premier plan latéral et incliné d'un deuxième angle (-p) par rapport à la première base (236, 336) , le deuxième angle étant l'opposé du premier angle, le premier angle (p) étant supérieur à 0° et inférieur à 90°, par exemple compris entre 30 et 60°, le premier plan latéral formant la facette d'entrée, le deuxième plan latéral formant la facette de sortie, et la première base formant la facette intermédiaire. Dispositif (600) selon la revendication 8 dans sa combinaison avec la revendication 2, le prisme (630) étant un demi-pentaprisme du type prisme de Bauernfeind, ledit prisme comprenant une base (632) formant la facette d'entrée, un premier plan latéral (636) disposé en regard de la base et formant la facette intermédiaire, et un deuxième plan latéral (634) reliant la base et le premier plan latéral et formant la facette de sortie, les facettes étant par exemple orientées les unes par rapport aux autres de sorte à ce qu'un rayon infrarouge est réfracté à travers la facette d'entrée suivant un angle égal à l'angle d'incidence de la facette de sortie. Dispositif (200, 201, 300, 400, 500, 600) selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, la facette d'entrée (232, 332, 632) de l'élément réfracteur (230, 330, 632) présentant une surface supérieure ou égale à la surface de l'élément transparent (132) . Dispositif (200, 201, 300, 400, 500, 600) selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, la facette d'entrée (232, 332, 632) de l'élément réfracteur (230, 330, 632) étant sensiblement parallèle à l'élément transparent (132) . Dispositif (200, 201, 400, 500) selon l'une quelconque des revendications 1 à 12, la facette de sortie (234) présentant une surface sensiblement égale à la surface de la facette d'entrée (232) . Dispositif (300, 600) selon l'une quelconque des revendications 1 à 12, la facette de sortie (334, 634) présentant une surface inférieure à la surface de la facette d'entrée (332, 632) . . Dispositif (500) selon l'une quelconque des revendications 1 à 14, la caméra infrarouge (510) comprenant en outre au moins une lentille (518) et une monture de lentille, ladite au moins une lentille étant maintenue par ladite monture de lentille, au moins une lentille (518) et/ou la monture de lentille comprenant une face tronquée (517) adaptée à être positionnée en regard de la facette de sortie (234) de l'élément réfracteur (230) , la face tronquée (517) étant par exemple sensiblement parallèle à la facette de sortie (234) . . Dispositif (200, 201, 300, 400, 500, 600) selon l'une quelconque des revendications 1 à 15, la caméra infrarouge (210, 510) comprenant : au moins une lentille (218, 518) et une monture de lentille (219) , ladite au moins une lentille étant maintenue par ladite monture de lentille ;
- un capteur d'image (214, 514) sensible au rayonnement infrarouge de la gamme spectrale ; le capteur d'image et la au moins une lentille (218, 518) définissant l'axe optique (A) de la caméra infrarouge, le capteur d' image étant disposé sensiblement dans le plan focal image de ladite au moins une lentille. Dispositif (400) selon l'une quelconque des revendications 1 à 16, le dispositif comprenant un moyen d'accrochage de l'élément réfracteur (230) adapté à accrocher ledit élément réfracteur à la paroi (130) ou à la monture (134) . . Dispositif (400) selon l'une quelconque des revendications 1 à 17, le dispositif comprenant un élément d'interface (440) adapté à réaliser une interface entre la caméra infrarouge (210) et la monture (134) , ledit élément d'interface étant en outre adapté à maintenir l'élément réfracteur (230) entre l'élément transparent (132) et la caméra infrarouge (210) . . Système d'imagerie infrarouge comprenant :
- un dispositif d'imagerie infrarouge (200, 201, 300, 400, 500, 600) selon l'une quelconque des revendications 1 à 18, et - un élément transparent (132) au rayonnement infrarouge d'une gamme spectrale ; la caméra infrarouge (210, 510) du dispositif étant adaptée à détecter un rayonnement infrarouge de la gamme spectrale à travers l'élément transparent ; l'élément transparent (132) étant incliné d'un angle d'inclinaison (a) supérieur à 0° et inférieur à 90° ou inférieur à 0° et supérieur à -90° par rapport à la direction de capture d'image (C) , l'élément transparent (132) comportant une face d'entrée et une face de sortie sensiblement planes et parallèles entre elles, étant entouré par une monture (134) , et étant inséré avec ladite monture dans l'ouverture d'une paroi (130) , au moins une partie de la paroi dans laquelle l'élément transparent est inséré étant inclinée du même angle d'inclinaison (a) que l'élément transparent.
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