La présente invention se rapporte plus particulièrement à un dispositif d'acquisition d'image panoramique, du type comportant au moins un moyen réflecteur muni d'une surface extérieure au moins partiellement réfléchissante, afin de permettre de réfléchir ladite image vers un appareil capteur d'image du type appareil photo ou caméra.

Une image panoramique est une image en deux dimensions qui permet de visualiser 1'environnement situé dans un périmètre complet autour d'un point précis avec un effet en trois dimensions. Ce genre d'image est très utile pour visualiser un paysage d'un point particulier, ou pour visualiser l'espace intérieur d'une pièce. Lorsque l'image est acquise à l'aide d'une caméra, le dispositif permet également de réaliser des vidéos surveillances.

L'art antérieur connaît déjà des dispositifs d'acquisition d'image panoramique et notamment la demande de brevet internationale WO-A-99/30197 qui porte sur un dispositif omnidirectionnel servant à capter l'image d'une scène depuis un point de vue unique. Ce dispositif comprend un moyen réflecteur sensiblement parabolique placé de façon à réfléchir orthographiquement des rayons principaux de rayonnement électromagnétique émis par ladite scène. Ledit

moyen réflecteur possède un point focal qui coïncide avec ledit point de vue unique dudit dispositif omnidirectionnel, y compris ledit moyen réflecteur sensiblement parabolique. Ce dispositif comporte également un ou plusieurs capteurs d'image placés de manière à recevoir lesdits rayons principaux du rayonnement électromagnétique réfléchis orthographiquement depuis ledit réflecteur parabolique, ce qui permet de capter l'image de ladite scène.

L'inconvénient majeur de ce dispositif réside dans le fait que : -une partie du champ de vision de la forme paraboloide est occultée par l'appareil capteur d'image ; -le moyen réflecteur"voit"une partie de l'appareil capteur d'image, ce qui apparaîtra obligatoirement sur l'image finale et donc aura un impact sur la qualité et le réalisme de la vue ; -le champ de vision est essentiellement centré vers le bas, alors que la vision humaine est essentiellement centré sur 1'horizontale ; -il est difficile de protéger la surface réfléchissante contre les coups et les rayures sans cacher tout ou partie de son champ de vision ; La seule solution étant d'opter pour un matériau de fabrication très dur et donc très cher ; -le dispositif ne permet pas de visualiser la totalité de l'environnement car le champ de vision n'est que très partiel.

La présente invention entend remédier aux inconvénients de l'art antérieur en proposant un dispositif d'acquisition d'image panoramique qui permette : -d'occulter l'appareil capteur ; d'acquérir une image recentrée sur l'horizontale très proche de la vision humaine ; -d'inclure le dispositif dans un boîtier de protection occulté sur l'image acquise ; d'acquérir une image permettant de visualiser la totalité de l'environnement à l'aide d'un dispositif comportant un champ de vision complet ; et -de permettre de réaliser des recouvrements d'image.

Pour ce faire, la présente invention est du type décrit ci-dessus et elle est remarquable, dans son acception la plus large, en ce qu'elle propose de déporter le point de départ de l'angle de vision, de l'extrémité proximale du moyen réflecteur vers son extrémité distale, en réalisant la surface dudit moyen réflecteur primaire conique et concave.

Un cône est une surface réglée dont la génératrice passe par un point fixe, le sommet.

Un cône concave est un cône dont la génératrice présente une courbure en direction de l'axe du cône.

Selon les variantes de l'invention, ladite surface conique primaire est engendrée par une génératrice sensiblement parabolique ou par une génératrice sensiblement en arc de cercle ou encore par une génératrice sensiblement elliptique.

L'image obtenue, qu'elle soit prise avec un appareil photo ou une caméra, est une image d'anamorphose en deux dimensions qui permet de recréer un panorama complet sur 360 ° avec un effet en trois dimensions.

Grâce au dispositif selon l'invention, le champ de vision moyen est plus proche de 1'horizontale et permet d'obtenir des images très rapprochées de la vision humaine naturelle.

Dans une version de l'invention, ledit moyen réflecteur présente une forme de cône qui comporte une base présentant un retour, afin de permettre de réaliser un recouvrement du champ de vision situé derrière l'appareil capteur d'image.

Ledit moyen réflecteur peut, de plus, présenter une forme de cône qui comporte un sommet tronqué, afin de permettre de positionner un élément de fixation au niveau dudit sommet.

Dans une version préférée de l'invention, ledit moyen réflecteur est primaire et présente une forme de cône qui comporte un sommet évidé et le dispositif d'acquisition d'image comporte au moins une surface de renvoi, au moins partiellement réfléchissante, permettant de renvoyer l'image vers l'appareil capteur d'image, par exemple à travers le sommet évidé.

Cette version présente en outre une variante dans laquelle, le dispositif d'acquisition d'image comporte un moyen réflecteur secondaire muni d'une surface secondaire, extérieure, présentant une forme de cône, au

moins partiellement réfléchissante et concave, coaxial avec le moyen réflecteur primaire.

De préférence, ledit moyen réflecteur secondaire présentant une forme de cône dont le sommet secondaire est tronqué et éventuellement évidé pour permettre le passage de l'image.

Différentes versions peuvent ainsi tre déclinées à partir de ces versions de bases en fonction des champs de vision souhaités, et plus précisément en fonction de l'orientation générale de l'image souhaitée.

Avantageusement, le dispositif selon l'invention ne reflète pas l'appareil capteur d'image et il permet d'obtenir un champ de vision total.

Avantageusement, le dispositif selon l'invention permet d'obtenir une qualité d'image maximale dans la zone de l'environnement qui contient le plus d'information, c'est à dire dans la zone proche de l'horizontale.

Le dispositif selon l'invention permet en outre de placer la ou les surfaces réfléchissantes dans un dispositif de protection situé en dehors du champ de vision de dispositif d'acquisition d'image.

Grâce à la pertinence du champ de vision offert avec le dispositif selon l'invention, il est possible de l'utiliser pour des applications très spécifiques, comme par exemple pour la mesure qualitative et quantitative de certaines ondes dans des appareils de mesure de spectres, notamment pour l'analyse de la composition des matériaux.

La présente invention se rapporte également à un appareil capteur d'image muni d'un dispositif d'acquisition d'image selon l'invention, à un procédé de construction d'une image numérique par acquisition d'une image d'anamorphose panoramique à l'aide d'un dispositif d'acquisition d'image selon l'invention, ainsi qu'à une image numérique obtenue par la mise en oeuvre du dispositif d'acquisition d'image selon l'invention.

On comprendra mieux l'invention à l'aide de la description, faite ci-après à titre purement explicatif, de plusieurs modes de réalisation de l'invention, en référence aux figures annexées : -la figure 1 illustre un dispositif d'acquisition d'image de l'art antérieur ; -la figure 2 illustre le champ de vision du dispositif de la figure 1 ; -les figures 3 et 4 illustrent respectivement une vue de face et une vue de dessous du moyen réflecteur primaire du dispositif selon l'invention ; -la figure 5 illustre le champ de vision du dispositif des figures 3 et 4 ; -la figure 6 illustre le champ de vision du dispositif selon l'invention lorsque le moyen réflecteur primaire comporte une base présentant un retour ; -la figure 7 illustre une vue en coupe d'un boîtier de fixation du dispositif selon l'invention sur un système optique d'un appareil capteur d'image ;

-la figure 8 illustre une version de l'invention à moyen réflecteur primaire et moyen réflecteur secondaire disposés dos à dos ; -la figure 9 illustre une version de l'invention à moyen réflecteur primaire et moyen réflecteur secondaire disposés face à face ; -la figure 10 illustre une version de l'invention à moyen réflecteur primaire et moyen réflecteur secondaire disposés dos à dos avec l'appareil capteur d'image positionné entre eux ; -la figure 11 illustre une version de l'invention à moyen réflecteur primaire et moyen réflecteur secondaire disposés face à face avec l'appareil capteur d'image positionné entre eux ; et -la figure 12 illustre le principe de détermination des principaux paramètres de la version de base du dispositif selon l'invention.

Les figures 1 et 2 illustrent un dispositif d'acquisition d'image panoramique de l'art antérieur comportant un moyen réflecteur primaire (2) munis d'une surface primaire (3), extérieure, réfléchissante, afin de permettre de réfléchir ladite image vers un appareil capteur d'image (4) du type appareil photo ou caméra.

Le moyen réflecteur primaire (2) est positionné dans l'axe optique de l'appareil capteur d'image (4) et de son système optique (4').

La surface primaire (3) est convexe et présente une forme parabolique ou semi-circulaire.

Une partie du champ de vision (5) de la forme paraboloïde est occultée par le système optique (4') de 1'appareil capteur d'image (4).

Le moyen réflecteur primaire (2)"voit"une partie de l'appareil capteur d'image (4) et du système optique (4'), ce qui apparaîtra obligatoirement sur l'image finale et donc aura un impact sur la qualité et le réalisme de la vue.

Le dispositif selon l'invention, illustré figures 3 et 4, est un dispositif (1) d'acquisition d'image panoramique, du type comportant au moins un moyen réflecteur primaire (2) muni d'une surface primaire (3), extérieure, au moins partiellement réfléchissante, afin de permettre de réfléchir ladite image vers au moins un appareil capteur d'image (4) du type appareil photo ou caméra.

La surface primaire (3) constitue de préférence un miroir renvoyant toutes les ondes, mais elle peut éventuellement comporter un filtre afin de s'opposer à la réflexion de certaines ondes.

Le dispositif selon l'invention est caractérisé en ce que ledit moyen réflecteur primaire (2) est constitué d'une surface primaire (3) conique, concave, c'est à dire incurvée vers l'axe central.

Selon les variantes de l'invention, ladite surface conique est engendrée par une génératrice sensiblement parabolique ou par une génératrice sensiblement en arc de cercle ou encore par une génératrice

sensiblement elliptique, suivant les caractéristiques de l'image recherchées.

La section vue du bas est donc un cercle ou une ellipse.

Par exemple, la surface primaire (3) peut tre une surface conique en arc de cercle présentant un rayon R d'environ 60 millimètres, pour un angle P d'environ 56,5° et le diamètre extérieur I peut tre d'environ 120 millimètres.

La figure 5 illustre le champ de vision (5) d'un observateur fictif 0 grâce au dispositif selon l'invention.

Grâce à la surface primaire (3) conique et concave, le point de départ de l'angle de vision de l'extrémité proximale du moyen réflecteur est déporté vers son extrémité distale.

Ainsi, la surface primaire (3) ne reflète ni l'observateur 0, ni un appareil capteur d'image positionné à sa place. Le système optique de l'appareil capteur d'image est alors en dehors du champ de vision (5) et la surface primaire (3) peut tre placée dans un dispositif de protection situé également hors du champ de vision (5).

Dans une version de l'invention, ledit moyen réflecteur primaire (2) présente une forme de cône qui comporte une base (9) présentant un retour (10), comme illustré figure 6, afin de permettre un recouvrement du champ de vision V situé en arrière de l'appareil capteur d'image (4).

Ledit moyen réflecteur primaire (2) peut présenter une forme de cône dont le sommet (6) est tronqué et le dispositif (1) peut comporter un élément de fixation positionné au moins au niveau dudit sommet (6), afin de permettre de le fixer à l'appareil capteur d'image (4).

Cet élément de fixation peut tre constitué, par exemple, d'une tige positionnée dans l'axe A du système optique du dispositif (1) et fixée contre le sommet (6).

Cet élément de fixation peut également tre constitué, par exemple, d'un boîtier (7) comportant un pas de vis destiné à venir coopérer avec le pas de vis habituellement ménagé à l'extrémité du système optique (4') de l'appareil capteur d'image (4), ce boîtier étant également fixé contre le sommet (6), comme illustré figure 7.

Dans cette version de base, ledit moyen réflecteur primaire (2) est positionné dans l'axe du système optique de l'appareil capteur d'image (4), soit verticalement, soit horizontalement, soit éventuellement incliné.

Dans une version préférée de l'invention, le dispositif (1) d'acquisition d'image comporte au moins une surface de renvoi (11,21), au moins partiellement réfléchissante, coaxiale avec le moyen réflecteur primaire (2), afin de permettre d'inverser la position de l'appareil capteur d'image (4) sur l'axe optique A.

Dans cette version, le dispositif (1) comporte un moyen réflecteur secondaire (12) muni d'une surface

secondaire (13), extérieure, présentant une forme de cône au moins partiellement réfléchissante et concave, sensiblement coaxiale avec le moyen réflecteur primaire (2) et dont le sommet secondaire (16) est tronqué et évidé.

Ledit moyen réflecteur primaire (2) et ledit moyen réflecteur secondaire (12) peuvent tre identiques et peuvent tre positionnés symétriquement par rapport à un plan perpendiculaire à l'axe optique A du dispositif (1).

Les moyens réflecteurs primaire (2) et secondaire (12) peuvent tre positionnés face à face, c'est à dire, base (9) contre base (19), comme illustré figure 8.

Les moyens réflecteurs primaire (2) et secondaire (12) peuvent tre positionnés dos à dos, c'est à dire, surface primaire (3) face à surface secondaire (13), comme illustré figure 9. Ladite surface de renvoi (11) est alors plane, voire éventuellement concave et le sommet (16) du moyen réflecteur secondaire (12) comporte de préférence une surface au moins partiellement transparente (25).

Dans ces deux précédentes versions, l'appareil capteur d'image (4) est positionné dans l'axe optique A du dispositif (1), mais il peut également tre imaginé de positionner l'appareil capteur d'image (4) entre les moyens réflecteurs primaire (2) et secondaire (12), sensiblement perpendiculaire à l'axe optique A du dispositif (1).

La figure 10 illustre, par exemple, une version de l'invention dans laquelle les moyens réflecteurs

primaire (2) et secondaire (12) sont positionnés dos à dos et l'appareil capteur d'image (4) est placé entre eux.

Les moyens réflecteurs primaire (2) et secondaire (12) comportent alors chacun respectivement une surface de renvoi (11,21) d'ordre 1, coaxiale respectivement avec les moyens réflecteurs primaire (2) et secondaire (12), ainsi qu'une surface de renvoi (22,32) d'ordre 2, inclinée par rapport à l'axe optique A, afin de renvoyer les images qui sont passées à travers les sommets respectifs (6,, 16) vers l'appareil capteur d'image (4).

Les surfaces de renvoi (11,21) d'ordre 1 et les surfaces de renvoi (22,32) d'ordre 2 ne sont pas forcément planes, elles peuvent présenter une déformation calculée.

La figure 11 illustre, quant à elle, une version de 1'invention dans laquelle les moyens réflecteurs primaire (2) et secondaire (12) sont positionnés face à face et l'appareil capteur d'image (4) est placé entre eux.

Les moyens réflecteurs primaire (2) et secondaire (12) comportent alors chacun respectivement une surface de renvoi (11,21), inclinée par rapport à l'axe optique A, afin de renvoyer les images vers l'appareil capteur d'image (4).

Les surfaces de renvoi (11,21) ne sont pas forcément planes, elles peuvent présenter une déformation calculée.

Ledit ou lesdits moyens réflecteurs (2,12) est ou sont, de préférence, disposé (s) dans un boîtier de

protection (7,17) présentant au moins une fentre (8,18) au moins partiellement transparente sur au moins toute la hauteur respectivement de ladite surface (3,13) conique, concave.

Ledit boîtier de protection (7,17) comporte en outre des moyens pour permettre sa fixation à l'appareil capteur d'image (4) d'une manière hermétique à la lumière.

Ces moyens de fixation sont par exemple constitués d'un pas de vis.

Dans la version illustrée figure 10, les surfaces de renvoi (11,21) d'ordre 1 sont positionnées au fond des boîtiers (7,17) et les surfaces de renvoi (22, 32) d'ordre 2 sont positionnées dans un autre boîtier (23) solidaire des boîtiers (7,17) et qui peut tre solidarisé avec l'appareil capteur d'image (4).

Dans la version illustrée figure 11, les surfaces de renvoi (11,21) sont positionnées dans un boîtier (23) solidaire des boîtiers (7,17) et qui peut tre solidarisé avec l'appareil capteur d'image (4).

Comme on peut le constater, les champs de vision (5,15) respectivement des moyens réflecteurs primaire (2) et secondaire (12) ne sont pas identiques selon les versions. Le choix entre les différentes versions s'effectue donc en fonction des champs de vision souhaités.

La présente invention se rapporte également à un appareil capteur d'image (4) muni d'un dispositif (1), à un procédé de construction d'une image numérique par

acquisition d'une image d'anamorphose panoramique à l'aide d'un dispositif (1) et par traitement numérique de ladite image, ainsi qu'à une image numérique obtenue par la mise en oeuvre du dispositif (1).

Pour une meilleure compréhension de l'invention, un exemple de détermination mathématique des dimensions de la version de base du dispositif (1) est donné ci-après : Pour simplifier la détermination mathématique des dimensions de la surface (3) conique, nous allons prendre le cas où la courbure de cette forme conique concave est un arc de cercle.

Les dimensions du système vont dépendre de plusieurs variables énumérée en référence à la figure 12 : -D est la distance entre l'objectif de l'appareil capteur d'image (4) et le haut du moyen réflecteur primaire (2) ; -T est l'angle de vue sur le moyen réflecteur primaire (2) à partir de l'objectif du capteur d'image (4) ; -P est l'angle décrivant l'arc de cercle dans lequel s'inscrit la courbure de la surface primaire (3) ; -R est le rayon du cercle caractérisant l'arc de cercle ; -E est l'angle de réflexion de l'image ; -G est la tangente au cercle ;

-Pmax est la valeur de l'angle P pour l'arc de cercle complet ; -Tmin est la valeur de l'angle T pour P = ; -B est la valeur de l'angle pour laquelle l'appareil capteur d'image (4) voit le plus haut.

-h est la hauteur de la forme.

La détermination de la distance D se fait en fonction de la focale de l'objectif, tout en sachant que cette focale représente un angle (par exemple 38mm en 4/3 équivaut à un angle de 38 degrés sur le plan horizontal).

Pour que la surface (3) soit entièrement vue par l'objectif, il faut que : D = (D1+D2)/tan (Angle de la focale) La détermination de l'angle Pmax afin que l'extrémité inférieure de la forme ne reflète pas l'extrémité supérieure est alors telle que : Bmax = 2Pmax-Pi/2 + Tmin Etant donné que pour le cas où ladite surface (3) conique est engendrée par une génératrice sensiblement en arc de cercle : Bmax = Pmax/2, on a : Pmax/2 = 2Pmax-Pi/2 + Tmin Pmax =-2 (Tmin-Pi/2)/3.

Ainsi, le rayon R est :

R= D2/ (cos (Pi/2-Pmax)), et la hauteur h : h = R (1-Sin (Pi/2-Pmax)) Le dispositif (1) ainsi déterminé permet d'acquérir des images panoramiques.