WO2007048929A1 - Antiglare equipment and surveillance camera equipped with same - Google Patents

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WO2007048929A1
WO2007048929A1 PCT/FR2006/002402 FR2006002402W WO2007048929A1 WO 2007048929 A1 WO2007048929 A1 WO 2007048929A1 FR 2006002402 W FR2006002402 W FR 2006002402W WO 2007048929 A1 WO2007048929 A1 WO 2007048929A1
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WO
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image
filter
polarizer
lcd
sensor
Prior art date
Application number
PCT/FR2006/002402
Other languages
French (fr)
Inventor
David Batte
Karine Sophie Lepage
Olivier Descoubes
Jean-Loup Chretien
Original Assignee
Tietronix Optics
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Filing date
Publication date
Application filed by Tietronix Optics filed Critical Tietronix Optics
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Publication of WO2007048929A1 publication Critical patent/WO2007048929A1/en

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Classifications

    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells

Definitions

  • the present invention relates to an anti-glare equipment and a camera provided with such an equipment of the type comprising an active filter (LCD), placed in the focal plane of an input objective, and having a filtering image controlled by a computer connected to a camera sensor placed in the vicinity of the active filter and pointing towards the same direction, said image having masking areas obscuring the dazzle areas.
  • an active filter LCD
  • a computer connected to a camera sensor placed in the vicinity of the active filter and pointing towards the same direction, said image having masking areas obscuring the dazzle areas.
  • Such cameras have disadvantages. Indeed, they generally comprise optical devices that need to detect the parts saturated with the same lenses as those that will allow the image to be recovered , to be processed for the active filter. If in this way, there is no risk of parallax effect and / or offset between filter and dazzled image, however, there are losses in brightness of the rest of the image in case of derivation of a portion of the light received by the lenses.
  • Attenuating devices are also known for masking the dazzling areas by screens optically placed in front of the image sensor and controlled by it.
  • the present invention aims to overcome these disadvantages, by providing an equipment, a camera and an anti-glare process better than those previously known to the requirements of the practice, particularly in that it will allow a high opto-mechanical consistency between image and masking screen, even in case of strong glare, with optimized response time and little loss of information.
  • This combination surprisingly allows a result particularly suitable for the detection of the immediate environment of the dazzling area, including when the latter is in motion or in strong acceleration, for example at speeds greater than 5m / s, or at accelerations greater than 2g, for a field of view of 40 ° .
  • the present invention essentially provides anti-glare equipment for a surveillance camera of a zone comprising an active filter comprising a liquid crystal type screen (LCD) placed in the focal plane of an entrance lens. an image of said zone, and computing means for controlling the obscuration of the screen so as to mask the dazzling portions of said image, characterized in that it comprises image sensor means adapted to control said computing means, placed in the vicinity of the active filter and pointing in the same direction, the computing means being arranged to compensate for the parallax between the sensor and the input lens, an output lens arranged to form with the filter and the objective of input an afocal system, said afocal system comprising means for adjusting the relative position of the objectives and the filter with an accuracy of less than about 20 micron s, and in that the active filter is formed of a superposition of layers joined together, comprising a first polarizer, a first protective bonding layer, the LCD type screen, a second protective bonding layer and a second polarizer.
  • the active filter is formed of
  • the afocal system is telecentric symmetry
  • the active filter further comprises, on either side, a first and a second antireflection glass layers located respectively and with respect to the optical path in front of the first polarizer and behind the second polarizer;
  • the invention also provides a digital or analog surveillance camera equipped with equipment as described above.
  • the invention also proposes a method for producing an image on the sensor of a surveillance camera equipped with anti-glare equipment comprising an active filter comprising a liquid crystal screen (LCD) placed in the plane focal point of an input lens, characterized in that it comprises the following steps: the area or zones of saturated pixels are identified in the event of the image being dazzled by a first sensor placed in the vicinity of the active filter and pointing in the same direction, a filter matrix arranged to conceal the dazzling parts of said image is developed from calculations controlled by said first sensor so as to obtain said visible image on the sensor of the surveillance camera by compensating the parallax, the image being sensed by an optical path comprising an output lens arranged to form with the filter and an input lens an afocal system, the relative position of the lenses and the filter being made with a precision lower than in the order of 20 micron meter, and the active filter being formed of a superposition of layers joined together, comprising a first polarizer, a first bonding layer prote the LCD type screen, a second protective bonding
  • the filter matrix is developed from a pre-established correspondence table stored in the computer's memory.
  • the afocal system is telecentric symmetry and / or the layers of the filter are secured to one another immovably.
  • FIG. 1 shows a block diagram of the present invention.
  • FIGS. 2 and 3 illustrate examples of filtration curves obtained with a sensor and an LCD screen belonging to equipment according to the embodiment of the invention more particularly described here.
  • FIG. 4 gives, in section, an embodiment of the filter comprising an LCD liquid crystal screen according to the invention.
  • FIG. 5 represents an exemplary mounting of the polarizers according to one embodiment of the invention.
  • FIGS. 6, 7, 8 schematically show exemplary embodiments of the telecentric telecentric symmetrical camera system (FIG. 6) with telecentric non-symmetrical system (FIG. 7) (FIG. 8) for selective filtering according to embodiments of the invention.
  • FIG. 9 shows is a sectional view of an embodiment of the camera according to the invention.
  • FIG. 10 is an ellatized perspective view of an embodiment of an anti-glare equipment according to the invention.
  • Figure 1 shows an anti-glare equipment for camera 2 for monitoring an area in which there are objects 4 causing dazzling light.
  • the equipment 1 comprises an active filter 5 comprising a liquid crystal screen 6 (LCD) placed in the focal plane (mixed line) 7 of an objective or optical input system 8 of an image of said zone 3 and objects 4 that it contains.
  • LCD liquid crystal screen 6
  • the equipment 1 further comprises sensor means 9 for example belonging to a small camera 10 provided with an optical system 11 input recovering the image of the zone 3 and objects 4, with a slight parallax due to the angle between light rays 12 which pass through the direction 13 of the rays attacking the main entry objective 8.
  • the sensor means 9 are for example a charge coupled sensor (CCD) or CMOS type. This sensor is connected to a computer 14 programmed to compensate for the parallax and with a sufficient accuracy to, once homoté translation correction performed as described below through a simple algorithm calculation, allow the desired filtering.
  • the parallax existing between the optical system 8 of the active filter 5 and the optical system 11 of the camera implies an offset of the image seen by these systems, for an object 4 placed at a distance d. This offset is corrected by the calculator 14.
  • the computer performs the following functions:
  • Threshold if Yi + k> Threshold 1, then Gi ⁇ 0 (blocking); if Yi + k ⁇ Threshold 2, then Gi - 1 (passing).
  • a Power Supply Board providing the necessary voltages to the Process Board (1.5V, 1.8V, 3.3V, 5V, 15V), from an external power supply that can vary from 9V to 24V.
  • the computer 14 is for example integrated in the same housing as the objective and the sensor of the camera 10, which integrates the sensor 9 (CCD, CMOS ...) itself connected to the process card.
  • the basic functionality is to generate an image on the LCD 6, by applying black pixels to places of high intensity light sources (dazzling sources).
  • This filtering function responds to all glare situations, blocking sources with a black level on the LCD screen, and applying "gray levels" around the source, in order to obtain a gradually attenuated image.
  • the algorithm used is here and for example a linear function directly proportional to the distance between the dazzled central pixel (s) which are completely obscured, and the pixel just about to be saturated, which is then attenuated linearly.
  • each pixel i of the modulator (active filter 6, for example an LCD screen) is controlled individually by the computer 14.
  • the transmission Gi is variable (from 0 to 1) and is defined by the computer according to the information received from the sensor.
  • This variable transmission makes it possible to obtain differential treatment, pixel by pixel, of the light sources according to their position or their intensity.
  • This variable attenuation of the filter makes it possible to define the notion of Levels of Gray.
  • a dazzling source is more or less attenuated by the modulator: totally attenuated (Black Level): a black task hides the dazzling source considered - not attenuated (White Level) partially attenuated (Gray Level): a gray and partially transparent task masks the source dazzling considered
  • This function can thus notably be of the type:
  • FIG. 2 shows on the abscissa the gray level of the sensor and on the ordinate the gray level of the LCD screen.
  • a second nonlimiting example is also given with reference to FIG. 3.
  • it is a stepped algorithm that makes it possible to calculate the gray levels.
  • FIG. 3 shows the operation of a three-stage filter in the dynamics 160 and 200 (curve 22) of the gray levels of LCD for a dynamic sensor between 229 and 100.
  • this filter can be smoothed (see FIG. curve 23).
  • step filter makes it possible to see the impact of the dynamics between gray levels between sensor and LCD.
  • the calculator provides:
  • FIG. 4 is a sectional view of the active filter 5.
  • this embodiment consists of a block 30 comprising four layers 31, 32, 33, 34 of glass known as Neoceram, and two polarisers 35 and 36 sandwiched between the glass layers, one with vertical polarization and the other with horizontal polarization (see Fig. 5), the liquid crystal screen LCD 6 being centrally located as shown in Figure 4.
  • a block 30 comprising four layers 31, 32, 33, 34 of glass known as Neoceram, and two polarisers 35 and 36 sandwiched between the glass layers, one with vertical polarization and the other with horizontal polarization (see Fig. 5), the liquid crystal screen LCD 6 being centrally located as shown in Figure 4.
  • Neoceram lenses and polarizers To allow the assembly of Neoceram lenses and polarizers, these elements must be ground. In particular, if these elements are in raw section, it will then be necessary to cut them with dimensions greater than 1 mm in relation to those desired, so that they can then be honed to the correct dimensions.
  • the two outer lenses 33 and 34 made of Neoceram N-Q are, for example, anti-reflective on one side.
  • the axes of the two polarizers are positioned at 90 ° +/- 0.2 ° 1 'from each other.
  • the axis 39 of the polarizer of the input lens side must be parallel to the width
  • the axis 40 of the second polarizer 36 of the output objective side must be parallel to the length (i.e. horizontal).
  • the total thickness of the assembled assembly does not exceed 4mm, for example between 2 mm and 3 mm.
  • the assembly made is then positioned (see FIG. 9) in the support 41 of the filter 42, the latter being adjustable in lateral positioning parallel to the axis 43 of the camera 44 with adjustment means 45, for example screwed , allowing a precision of 20 20 ⁇ m.
  • the assembly must be placed in the support so that the connectors 46 of the web 47 connecting the LCD screen with the electronic card Process 48 of the type described above, can be connected to said electronic cards.
  • the telecentric afocal system 50 and its input and output objectives 51 and 52 will now be more specifically described with reference to FIGS. 7 to 9.
  • FIG. 6 shows a schematic view of the afocal optical system 50 containing the selective filtering plane 53 and a lens 54 which makes it possible to image the scene on the retina 55 of the surveillance camera.
  • the exit pupil of the afocal 52 then coincides with the entrance pupil of the objective 54 (FIG. 6).
  • the afocal system is broken down into a first objective imaging the scene on the selective filtering plane 53, (non-telecentric in FIG. 7 and telecentric on line 8) and a relay lens 52 returning the image to infinity. and allowing the pupillary conjugation (FIG. 8) between the entrance pupil 58 and the exit pupil 59.
  • the entrance pupil 57 coincides with the object focal plane of the imaging objective or entry objective 51.
  • the pupil is thus rejected to infinity in the intermediate space.
  • the exit pupil 58 is therefore in the plane of the image focus of the exit lens or relay lens 52.
  • magnification is -1 or 1.
  • the image must be returned to the outside or inside of the afocal system, not exhaustively, using lenses, prisms or cubes polarization separators. To have a perfect symmetry, one must work to grow one.
  • the longitudinal chromaticism, the spherical aberration, the astigmatism and the field curvature are particularly well corrected, even if they have a less correct correction. other aberrations.
  • the quality of the final image is preferred to the quality of the image in the selective filtering plan.
  • the telecentric systems commonly existing are telecentric object systems (where magnification is insensitive to the position of the object), telecentric image systems (where magnification is insensitive to the position of image), and telecentric object-image systems. They are mainly used for measurement applications (in machine vision, for example).
  • the disadvantage is that it requires excellent accuracy of the relative positioning between the LCD screen and the input (imager) and output (relay) objectives.
  • the anti-glare equipment 60 is now going according to one embodiment.
  • the equipment 60 comprises an ocular frame 61 on which the objectives 51 and 52 are adapted to be locked.
  • the filter block 62 constituted as described with reference to FIG. 4, is then placed so that the LCD screen 53 is interposed with precision with respect to the central focal plane of the symmetrical telecentric optic less than 20. ⁇ m, thanks to a screw adjustment system 63 known in itself.
  • a housing 64 is fixed to the frame 61, by means of screws 65 and contains the small camera 66 comprising the optics 61 known per se and the process card 68 as described above, itself powered by the map 69.
  • a superior shield 70 of parallelepiped shape covers the whole
  • the afocal "telecentric symmetry" of the invention is obtained a high field on the retina 55 and a small number of apertures of the optical system with good image quality.
  • the present invention is not limited to the embodiments more particularly described. On the contrary, it embraces all the variants and in particular those where anti-glare equipment and surveillance camera are integral with each other, in the same housing and / or in a demountable and releasable manner.

Abstract

The invention concerns an antiglare equipment for a surveillance camera and a method for using such an equipment. It comprises image sensing means for controlling computing means, located proximate an active filter including an LCD screen and pointing in the same direction, the computing means being designed to compensate for parallax between the sensor and an input lens, and to control the darkening of the dazzling parts of said image. An output lens designed to form with the filter and the input lens an afocal system, with adjusting means of the order of 20 micrometers, is provided, the active filter being formed by superimposing mutually secured layers, including a first polarizer, a first protective binding layer, the LCD screen, a second protective binding layer and a second polarizer.

Description

EQUIPEMENT ANTI-EBLOUISSEMENT ET CAMERA DE SURVEILLANCE MUNIE D'UN TEL EQUIPEMENTANTI-GLARE EQUIPMENT AND MONITORING CAMERA EQUIPPED WITH SUCH EQUIPMENT
La présente invention concerne un équipement anti- éblouissement et une caméra munie d'un tel équipement du type comportant un filtre actif (LCD) , placé dans le plan focal d'un objectif d'entrée, et présentant une image de filtrage commandée par un calculateur relié à un senseur de caméra placée dans le voisinage du filtre actif et pointant vers une même direction, ladite image présentant des zones de masquage occultant les zones d/ éblouissement .The present invention relates to an anti-glare equipment and a camera provided with such an equipment of the type comprising an active filter (LCD), placed in the focal plane of an input objective, and having a filtering image controlled by a computer connected to a camera sensor placed in the vicinity of the active filter and pointing towards the same direction, said image having masking areas obscuring the dazzle areas.
Elle concerne également un procédé mettant en œuvre un tel équipement .It also relates to a method implementing such equipment.
Elle trouve une application particulièrement importante bien que non exclusive dans le domaine de la surveillance en milieu ponctuellement ou accidentellement très fortement éblouissant, avec déploiement rapide de la source, comme par exemple celui d'un pad de tir de fusées, ou d'une piste d'avions à réaction, ou encore pour lire des plaques d'immatriculation entre phares de voitures allumés.It finds a particularly important application although not exclusive in the field of surveillance in punctually or accidentally very dazzling environment, with rapid deployment of the source, such as that of a rocket pad, or a track of jet aircraft, or to read license plates between headlights of burning cars.
On connaît déjà des caméras de surveillance utilisant un filtre actif ou modulateur LCD permettant de s'affranchir des parties les plus éblouissantes d'une image.Surveillance cameras are already known using an active filter or LCD modulator to overcome the most dazzling parts of an image.
De telles caméras présentent cependant des inconvénients. En effet, elles comprennent en général des dispositifs optiques nécessitant de détecter les parties saturées par les mêmes lentilles que celles qui vont permettre de récupérer l'image , à traiter pour le filtre actif. Si de cette façon, on ne risque pas d'effet de parallaxe et/ou de décalage entre filtre et image éblouie, on observe néanmoins des pertes de luminosité du reste de l'image en cas de dérivation d'une partie de la lumière reçue par les lentilles.Such cameras, however, have disadvantages. Indeed, they generally comprise optical devices that need to detect the parts saturated with the same lenses as those that will allow the image to be recovered , to be processed for the active filter. If in this way, there is no risk of parallax effect and / or offset between filter and dazzled image, however, there are losses in brightness of the rest of the image in case of derivation of a portion of the light received by the lenses.
On connaît également des dispositifs atténuateurs permettant de masquer les zones éblouissantes par des écrans placés optiquement devant le capteur d'image et commandés par lui .Attenuating devices are also known for masking the dazzling areas by screens optically placed in front of the image sensor and controlled by it.
De tels dispositifs présentent cependant une grande instabilité du fait de l'asservissement optique matriciel en boucle qui génère des oscillations inacceptables si l'on veut un temps de réponse correct .Such devices, however, have a high degree of instability because of the loop-shaped optical array servocontrol which generates unacceptable oscillations if a correct response time is desired.
La présente invention vise à pallier ces inconvénients, en proposant un équipement, une caméra et un procédé anti-éblouissement répondant mieux que ceux antérieurement connus aux exigences de la pratique, notamment en ce qu'elle va permettre une grande cohérence opto-mécanique entre image et écran de masquage, et ce même en cas de forts éblouissements, avec un temps de réponse optimisé et peu de perte d'information.The present invention aims to overcome these disadvantages, by providing an equipment, a camera and an anti-glare process better than those previously known to the requirements of the practice, particularly in that it will allow a high opto-mechanical consistency between image and masking screen, even in case of strong glare, with optimized response time and little loss of information.
Pour ce faire, elle combine une partie filtre optique spécifique, un positionnement mécanique de grande précision, un senseur excentré et des moyens de calculs agencés pour commander l'obscurcissement de l'écran de façon à occulter les images éblouissantes agencées pour compenser le parallaxe entre senseur excentré et objectif d'entrée de l'image à traiter.To do this, it combines a specific optical filter part, a high precision mechanical positioning, an eccentric sensor and calculation means arranged to control the obscuration of the screen so as to mask the dazzling images arranged to compensate for the parallax between eccentric sensor and input objective of the image to be processed.
Cette combinaison permet de façon étonnante un résultat particulièrement adapté à la détection de l'environnement immédiat de la zone éblouissante, y compris lorsque cette dernière est en mouvement ou en accélération forte, par exemple à des vitesses supérieures à 5m/s, ou à des accélérations supérieures à 2 g, pour un champ de vision de 40°.This combination surprisingly allows a result particularly suitable for the detection of the immediate environment of the dazzling area, including when the latter is in motion or in strong acceleration, for example at speeds greater than 5m / s, or at accelerations greater than 2g, for a field of view of 40 ° .
Dans ce but, la présente invention propose essentiellement un équipement anti-éblouissement pour caméra de surveillance d'une zone comportant un filtre actif comprenant un écran du type à cristaux liquide (LCD) placé dans le plan focal d'un objectif d'entrée d'une image de ladite zone, et des moyens de calcul pour commander l'obscurcissement de l'écran de façon à occulter les parties éblouissantes de la dite image, caractérisé en ce que il comporte des moyens senseurs de l ' image propres à commander lesdits moyens de calcul, placés dans le voisinage du filtre actif et pointant dans la même direction, les moyens de calculs étant agencés pour compenser le parallaxe entre le senseur et l'objectif d'entrée, un objectif de sortie agencé pour former avec le filtre et l'objectif d'entrée un système afocal, ledit système afocal comprenant des moyens de réglage de la position relative des objectifs et du filtre avec une précision inférieure à de l'ordre de 20 microns mètre, et en ce que le filtre actif est formé d'une superposition de couches solidarisées entre elles, comprenant un premier polariseur, une première couche de liaison protectrice, l'écran du type LCD, une seconde couche de liaison protectrice et un second polariseur. Dans des modes de réalisation avantageux, on a de plus recours à l'une et/ou à l'autre des dispositions suivantes :For this purpose, the present invention essentially provides anti-glare equipment for a surveillance camera of a zone comprising an active filter comprising a liquid crystal type screen (LCD) placed in the focal plane of an entrance lens. an image of said zone, and computing means for controlling the obscuration of the screen so as to mask the dazzling portions of said image, characterized in that it comprises image sensor means adapted to control said computing means, placed in the vicinity of the active filter and pointing in the same direction, the computing means being arranged to compensate for the parallax between the sensor and the input lens, an output lens arranged to form with the filter and the objective of input an afocal system, said afocal system comprising means for adjusting the relative position of the objectives and the filter with an accuracy of less than about 20 micron s, and in that the active filter is formed of a superposition of layers joined together, comprising a first polarizer, a first protective bonding layer, the LCD type screen, a second protective bonding layer and a second polarizer. In advantageous embodiments, one and / or the other of the following provisions is also used:
- le système afocal est à symétrie télécentrigue ;- the afocal system is telecentric symmetry;
- le filtre actif comporte de plus, de part et d'autre, une première et une seconde couches de verre antireflet situées respectivement et par rapport au chemin optique devant le premier polariseur et derrière le second polariseur ;- The active filter further comprises, on either side, a first and a second antireflection glass layers located respectively and with respect to the optical path in front of the first polarizer and behind the second polarizer;
- les couches sont solidarisées entre elles de façon inamovible ;- The layers are secured together irremovably;
- l'écran est un écran LCD, DMD ou MEMS dont les cellules sont programmées selon un algorithme de filtration Gi = f (Yi+k) , agencé pour bloquer les sources éblouissantes avec un niveau de noir sur lesdites sources éblouissantes et appliquer des niveaux de gris progressifs autour de la ou desdites source (s) pour obtenir une image progressivement atténuée ; l'algorithme de filtration est agencé pour former un écran de blocage des pixels à partir d'une table de correspondance préétablie stockée dans une mémoire du calculateur.the screen is an LCD, DMD or MEMS screen whose cells are programmed according to a filtration algorithm Gi = f (Yi + k), arranged to block dazzling sources with a black level on said dazzling sources and to apply levels progressive gray around the source (s) to obtain a progressively attenuated image; the filtration algorithm is arranged to form a pixel blocking screen from a pre-established correspondence table stored in a memory of the computer.
L'invention propose également une caméra de surveillance numérique ou analogique munie d'un équipement tel que décrit ci-dessus.The invention also provides a digital or analog surveillance camera equipped with equipment as described above.
Elle propose également un procédé mettant en œuvre l'équipement et/ou la caméra décrits ci-dessus.It also proposes a method implementing the equipment and / or the camera described above.
L'invention propose aussi un procédé d'élaboration d'une image sur le capteur d'une caméra de surveillance munie d'un équipement anti-éblouissement comportant un filtre actif comprenant un écran du type à cristaux liquide (LCD) placé dans le plan focal d'un objectif d'entrée, caractérisé en ce que il comporte les étapes suivantes : on identifie la ou les zones de pixels saturés en cas d'éblouissement de l'image par un premier senseur, placé dans le voisinage du filtre actif et pointant dans la même direction, on élabore une matrice filtre agencée pour occulter les parties éblouissantes de la dite image à partir de calculs commandés par ledit premier senseur de façon à obtenir ladite image visible sur le capteur de la caméra de surveillance en compensant le parallaxe, l'image étant captée par un chemin optique comprenant un objectif de sortie agencé pour former avec le filtre et un objectif d'entrée un système afocal, la position relative des objectifs et du filtre étant réalisée avec une précision inférieure à de l'ordre de 20 microns mètre, et le filtre actif étant formé d'un superposition de couches solidarisées entre elles, comprenant un premier polariseur, une première couche de liaison protectrice, l'écran du type LCD, une seconde couche de liaison protectrice et un second polariseur.The invention also proposes a method for producing an image on the sensor of a surveillance camera equipped with anti-glare equipment comprising an active filter comprising a liquid crystal screen (LCD) placed in the plane focal point of an input lens, characterized in that it comprises the following steps: the area or zones of saturated pixels are identified in the event of the image being dazzled by a first sensor placed in the vicinity of the active filter and pointing in the same direction, a filter matrix arranged to conceal the dazzling parts of said image is developed from calculations controlled by said first sensor so as to obtain said visible image on the sensor of the surveillance camera by compensating the parallax, the image being sensed by an optical path comprising an output lens arranged to form with the filter and an input lens an afocal system, the relative position of the lenses and the filter being made with a precision lower than in the order of 20 micron meter, and the active filter being formed of a superposition of layers joined together, comprising a first polarizer, a first bonding layer prote the LCD type screen, a second protective bonding layer and a second polarizer.
Avantageusement, on élabore la matrice filtre selon un algorithme de filtration Gi = f (Yi+k) .Advantageously, the filter matrix is developed according to a filtration algorithm Gi = f (Yi + k).
Egalement avantageusement on élabore la matrice filtre à partir d'une table de correspondance préétablie stockée dans la mémoire du calculateur.Also advantageously, the filter matrix is developed from a pre-established correspondence table stored in the computer's memory.
Dans un autre mode de réalisation avantageux, le système afocal est à symétrie tëlécentrique et/ou les couches du filtre sont solidarisées entre elles de manière inamovible. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit des modes de réalisation donnés à titre d'exemples non limitatifs. La description se réfère aux dessins qui l'accompagnent dans lesquels :In another advantageous embodiment, the afocal system is telecentric symmetry and / or the layers of the filter are secured to one another immovably. The invention will be better understood on reading the following description of the embodiments given as non-limiting examples. The description refers to the accompanying drawings in which:
- La figure 1 représente un schéma de principe de la présente invention.- Figure 1 shows a block diagram of the present invention.
- Les figures 2 et 3 illustrent des exemples de courbes de filtration obtenues avec un senseur et un écran LCD appartenant à un équipement selon le mode de réalisation de l'invention plus particulièrement décrit ici.FIGS. 2 and 3 illustrate examples of filtration curves obtained with a sensor and an LCD screen belonging to equipment according to the embodiment of the invention more particularly described here.
La figure 4 donne, en coupe, un mode de réalisation du filtre comprenant un écran à cristaux liquides LCD selon l'invention.FIG. 4 gives, in section, an embodiment of the filter comprising an LCD liquid crystal screen according to the invention.
- La figure 5 représente un exemple de montage des polariseurs selon un mode de réalisation de 1' invention.FIG. 5 represents an exemplary mounting of the polarizers according to one embodiment of the invention.
Les figures 6, 7, 8 montrent schématiquement des exemples de réalisation du système afocal avec caméra (figure 6) non symétrique télécentrique (figure 7) à symétrie télécentrique (figure 8) pour filtrage sélectif selon des modes de réalisation de 1' invention.FIGS. 6, 7, 8 schematically show exemplary embodiments of the telecentric telecentric symmetrical camera system (FIG. 6) with telecentric non-symmetrical system (FIG. 7) (FIG. 8) for selective filtering according to embodiments of the invention.
- La figure 9 montre est une vue en coupe d'un mode de réalisation de la caméra selon l'invention.- Figure 9 shows is a sectional view of an embodiment of the camera according to the invention.
- La figure 10 est une vue en perspective ellatée d'un mode de réalisation d'un équipement anti- éblouissement selon l'invention.FIG. 10 is an ellatized perspective view of an embodiment of an anti-glare equipment according to the invention.
La figure 1 montre un équipement 1 anti- éblouissement pour caméra 2 de surveillance d'une zone dans laquelle se trouve des objets 4 à l'origine de lumière éblouissante. L'équipement 1 comporte un filtre actif 5 comprenant un écran 6 à cristaux liquide (LCD) placé dans le plan focal (trait mixte) 7 d'un objectif ou système optique d'entrée 8 d'une image de ladite zone 3 et des objets 4 qu'elle comporte.Figure 1 shows an anti-glare equipment for camera 2 for monitoring an area in which there are objects 4 causing dazzling light. The equipment 1 comprises an active filter 5 comprising a liquid crystal screen 6 (LCD) placed in the focal plane (mixed line) 7 of an objective or optical input system 8 of an image of said zone 3 and objects 4 that it contains.
L'équipement 1 comprend de plus des moyens senseurs 9 par exemple appartenant à une petite caméra 10 muni d'un système optique 11 d'entrée récupérant l'image de la zone 3 et des objets 4, avec un léger parallaxe dû à l'angle entre rayons lumineux 12 qui les traversent par rapport à la direction 13 des rayons attaquant l'objectif d'entrée 8 principal. Les moyens senseurs 9 sont par exemple un capteur à couplage de charge (CCD) ou du type CMOS. Ce capteur est relié à un calculateur 14 programmé pour compenser le parallaxe et avec une précision suffisante pour, une fois la correction de translation homotétie effectuée comme décrit ci-après grâce à un algorithme simple de calcul, permettre le filtrage recherché.The equipment 1 further comprises sensor means 9 for example belonging to a small camera 10 provided with an optical system 11 input recovering the image of the zone 3 and objects 4, with a slight parallax due to the angle between light rays 12 which pass through the direction 13 of the rays attacking the main entry objective 8. The sensor means 9 are for example a charge coupled sensor (CCD) or CMOS type. This sensor is connected to a computer 14 programmed to compensate for the parallax and with a sufficient accuracy to, once homoté translation correction performed as described below through a simple algorithm calculation, allow the desired filtering.
Plus précisément le parallaxe existant entre le système optique 8 du filtre actif 5 et le système optique 11 de la caméra, implique un décalage de l'image vue par ces systèmes, pour un objet 4 placé à une distance d. Ce décalage est corrigé par le calculateur 14.More precisely, the parallax existing between the optical system 8 of the active filter 5 and the optical system 11 of the camera, implies an offset of the image seen by these systems, for an object 4 placed at a distance d. This offset is corrected by the calculator 14.
Dans le mode de réalisation plus particulièrement décrit ici, à titre d'exemple non limitatif, le calculateur réalise les fonctions suivantes :In the embodiment more particularly described here, by way of nonlimiting example, the computer performs the following functions:
- modification de l'image reçue par la caméra, afin qu'elle soit virtuellement parfaitement superposée à l' image vue par le système optique du filtre actif. - calcul de l'image de filtrage Gi (pour chaque pixel i de l'écran LCD) en fonction de la luminance Yi+k des pixels i lus par la caméra ; ce calcul peut être d'un des types suivants :- Modification of the image received by the camera, so that it is virtually perfectly superimposed on the image seen by the optical system of the active filter. calculation of the filtering image Gi (for each pixel i of the LCD screen) as a function of the luminance Yi + k of the pixels i read by the camera; this calculation can be of one of the following types:
• Gi≈f (Yi+k avec O <_ k <, 4 qui sera détaillé ci-après et qui est fonction de la luminosité des pixels ;• Gi≈f (Yi + k with O <_ k <, 4 which will be detailed below and which is a function of the luminosity of the pixels;
• LUT (table de correspondance) ;• LUT (correspondence table);
• Seuillage : si Yi + k > Seuil 1, alors Gi ≈ 0 (bloquant) ; si Yi + k < Seuil 2, alors Gi - 1 (passant) .• Threshold: if Yi + k> Threshold 1, then Gi ≈ 0 (blocking); if Yi + k <Threshold 2, then Gi - 1 (passing).
A titre indicatif, il est maintenant décrit ci- après un mode de réalisation de l'électronique du calculateur 14. Celui-ci est par exemple composé des éléments suivants :By way of indication, an embodiment of the electronics of the computer 14 is now described below. This is for example composed of the following elements:
- Une Carte Alimentation, fournissant les tensions nécessaires à la carte Procédé (1.5V, 1.8V, 3.3V, 5V, 15V), à partir d'une alimentation externe pouvant varier de 9V à 24V.- A Power Supply Board, providing the necessary voltages to the Process Board (1.5V, 1.8V, 3.3V, 5V, 15V), from an external power supply that can vary from 9V to 24V.
- Ladite Carte Procédé qui réalise les fonctions suivantes :Said Process Card which performs the following functions:
• acquisition des images de la petite caméra• acquisition of small camera images
• mise en mémoire de ces images en RAM• storing these images in RAM
• calcul de l'image de masquage pour l'écran LCD, et génération des signaux nécessaires à son fonctionnement ,• calculation of the masking image for the LCD screen, and generation of the signals necessary for its operation,
• mémorisation des paramètres définis par l'utilisateur,• memorization of user-defined parameters,
• gestion du système par exemple par interface RS232,System management for example via RS232 interface,
• programmation du calculateur lui-même par interface spécifique externe. - Un circuit d' interfaçage (non représenté) avec un système électronique externe (ordinateur) .• Programming of the calculator itself by external specific interface. - An interface circuit (not shown) with an external electronic system (computer).
Le calculateur 14 est par exemple intégré dans le même boîtier que l'objectif et le senseur de la caméra 10, qui intègre le capteur 9 (CCD, CMOS...) lui- même branché sur la carte Procédé.The computer 14 is for example integrated in the same housing as the objective and the sensor of the camera 10, which integrates the sensor 9 (CCD, CMOS ...) itself connected to the process card.
On va maintenant décrire ci-aprês les fonctions logicielles de la carte procédé selon le mode de réalisation de l'invention plus particulièrement envisagé.We will now describe below the software functions of the process map according to the embodiment of the invention more particularly envisaged.
Fonctions de baseBasic functions
La fonctionnalité de base est de générer une image sur l'écran LCD 6, en appliquant des pixels noirs aux endroits de sources lumineuses de forte intensité (sources éblouissantes) .The basic functionality is to generate an image on the LCD 6, by applying black pixels to places of high intensity light sources (dazzling sources).
Pour ce faire, le calculateur 14 doit séquentiellement :To do this, the computer 14 must sequentially:
1) Acquérir l'image provenant de la petite caméra 10, celle-ci étant placée dans un axe optique 12 proche de celui 13 de l'écran LCD 6. Cette image comprend par exemple 640 pixels horizontaux sur 480 lignes .1) Acquire the image from the small camera 10, the latter being placed in an optical axis 12 close to that 13 of the LCD 6. This image comprises for example 640 horizontal pixels 480 lines.
2) Mémoriser cette image en mémoire dite SDRAM, afin de s'affranchir de tout problème d' asynchronisme entre la petite caméra 10.2) Store this image in memory known as SDRAM, in order to overcome any problem of asynchrony between the small camera 10.
3) Appliquer une fonction de filtrage Gi, pour chaque pixel de l'écran de la LCD, fonction de chaque pixel Yi+k reçu, avec 0 ^ k <_ 4 soit Gi = f3) Apply a filter function Gi, for each pixel of the screen of the LCD, function of each pixel Yi + k received, with 0 ^ k <_ 4 is Gi = f
(Yi+k) , .Gi et Yi+k étant ici codés sur 8 bits (256 niveaux) .(Yi + k), .Gi and Yi + k are here coded on 8 bits (256 levels).
Cette fonction de filtrage répond à toutes les situations d' éblouissèment, en bloquant les sources avec un niveau noir sur l'écran LCD, et en appliquant des « niveaux gris » autour de la source, afin d'obtenir une image progressivement atténuée.This filtering function responds to all glare situations, blocking sources with a black level on the LCD screen, and applying "gray levels" around the source, in order to obtain a gradually attenuated image.
L'algorithme utilisé est ici et par exemple une fonction linéaire directement proportionnelle à la distance entre le ou les pixels éblouis centraux qui sont occultés complètement, et le pixel juste en passe d'être saturé, qui lui est alors atténué de façon linéaire.The algorithm used is here and for example a linear function directly proportional to the distance between the dazzled central pixel (s) which are completely obscured, and the pixel just about to be saturated, which is then attenuated linearly.
Autrement dit, en décrivant encore plus avant la fonction G, il vient en référence aux lignes 2 et 3.In other words, by further describing the function G, it refers to lines 2 and 3.
Plus précisément, et en référence aux figures 2 et 3, on a décrit deux modes de réalisation de fonction Gi.More precisely, and with reference to FIGS. 2 and 3, two embodiments of Gi function have been described.
On rappelle tout d'abord que, dans l'invention, chaque pixel i du modulateur (filtre actif 6, par exemple un écran LCD) est piloté individuellement par le calculateur 14.It will be recalled first of all that, in the invention, each pixel i of the modulator (active filter 6, for example an LCD screen) is controlled individually by the computer 14.
Chaque pixel du modulateur est par ailleurs caractérisé par :Each pixel of the modulator is further characterized by:
- sa localisation dans le filtre : P (x, y), x étant la ligne de pixels et y la colonne de pixels sa transmission Gi: ratio entre l'intensité lumineuse reçue par le pixel et l'intensité lumineuse transmise ou réfléchie par le pixel.its location in the filter: P (x, y), x being the row of pixels and y the column of pixels its transmission Gi: ratio between the luminous intensity received by the pixel and the light intensity transmitted or reflected by the pixel.
Comme on l'a vu, pour chaque pixel, la transmission Gi est variable (de 0 a 1) et est définie par le calculateur en fonction des informations reçues du senseur.As we have seen, for each pixel, the transmission Gi is variable (from 0 to 1) and is defined by the computer according to the information received from the sensor.
Cette transmission variable permet d'obtenir un traitement différencié, pixel par pixel, des sources lumineuses en fonction de leur position ou de leur intensité. Cette atténuation variable du filtre permet de définir la notion de Niveaux de Gris. Une source éblouissante est plus ou moins atténuée par le modulateur : totalement atténuée (Niveau Noir) : une tâche noire masque la source éblouissante considérée - non atténuée (Niveau Blanc) partiellement atténuée (Niveau Gris) : une tâche grise et partiellement transparente masque la source éblouissante considéréeThis variable transmission makes it possible to obtain differential treatment, pixel by pixel, of the light sources according to their position or their intensity. This variable attenuation of the filter makes it possible to define the notion of Levels of Gray. A dazzling source is more or less attenuated by the modulator: totally attenuated (Black Level): a black task hides the dazzling source considered - not attenuated (White Level) partially attenuated (Gray Level): a gray and partially transparent task masks the source dazzling considered
Cette fonction (voir ci-dessus) peut donc notamment être du type :This function (see above) can thus notably be of the type:
" linéaire"linear
" logarithmique"logarithmic
" l/x"l / x
" LUT table de correspondance"LUT correspondence table
" A seuil, : si Ni > Seuil 1, alors Gi ≈ 1 (bloquant) ; si Ni < Seuil 2, alors G = O (passant)"At threshold, if Ni> Threshold 1, then Gi ≈ 1 (blocking), if Ni <Threshold 2, then G = O (passing)
Dans le cas d'une répartition linéaire (cf. figure 2) la formule de ces filtres est la suivante : y = ENT [ (a x + b) ] avec a = - (Ymax-Ymin) /Xtnax-Xmin b = Xmax + Ymax - Ymin xXmin Xmax - XminIn the case of a linear distribution (see Figure 2) the formula of these filters is the following: y = ENT [(ax + b)] with a = - (Ymax-Ymin) / Xtnax-Xmin b = Xmax + Ymax - Ymin xXmin Xmax - Xmin
Ainsi, par exemple, pour un écran LCD (Ymax, Ymin) et un senseur ( (Xmax, Xmin) , respectivement de valeur (220, 140) et (229, 22) , il vient y≈ENTC- (220-140) / (229-λ22' ) *x+220+ (220-140) / (229- Λ22' ) *Λ22') La valeur Xmin dans cette formule est en fait à adapter pour chaque intervalleThus, for example, for an LCD (Ymax, Ymin) and a sensor ((Xmax, Xmin), respectively of value (220, 140) and (229, 22), it comes y≈ENTC- (220-140) / (229- λ 22 ') * x + 220 + (220-140) / (229- Λ 22') * Λ 22 ') The Xmin value in this formula is actually to be adapted for each interval
On a représenté sur la figure 2 en abscisse le niveau de gris du senseur et en ordonnée le niveau de gris de l'écran LCD.FIG. 2 shows on the abscissa the gray level of the sensor and on the ordinate the gray level of the LCD screen.
Pour les valeurs ci-dessus, la courbe d eniveau de gris suivi est représenté en 20.For the above values, the following gray-scale curve is shown at 20.
Une autre courbe pour une sensibilité (Xmin) de senseur de 150 (au lieu de 22) est représentée en 21.Another curve for a sensor sensitivity (Xmin) of 150 (instead of 22) is shown at 21.
Un deuxième exemple non limitatif est également donné en référence à la figure 3. Ici, c'est un algorithme à paliers qui permet de calculer les niveaux de gris.A second nonlimiting example is also given with reference to FIG. 3. Here, it is a stepped algorithm that makes it possible to calculate the gray levels.
On a ainsi représenté sur la figure 3 le fonctionnement d'un filtre à trois paliers, dans la dynamique 160 et 200 (courbe 22) des niveaux de gris LCD pour une dynamique senseur entre 229 et 100. Avantageusement ce filtre peut être lissé (voir courbe 23).FIG. 3 shows the operation of a three-stage filter in the dynamics 160 and 200 (curve 22) of the gray levels of LCD for a dynamic sensor between 229 and 100. Advantageously, this filter can be smoothed (see FIG. curve 23).
Ce genre de filtre par paliers permet de bien voir l'impact de la dynamique « niveaux de gris entre senseur et LCD.This kind of step filter makes it possible to see the impact of the dynamics between gray levels between sensor and LCD.
4) Modifier l'image de la caméra afin que les tailles des deux images sur la LCD (image du système optique du filtre actif et image provenant de la caméra) soient identiques.4) Modify the image of the camera so that the sizes of the two images on the LCD (image of the optical system of the active filter and image coming from the camera) are identical.
5) Transmettre cette image finale au driver de l'éran LCD, et générer également les signaux de synchronisation nécessaires à la LCD et à son driver.5) Transmit this final image to the driver of the LCD screen, and also generate the synchronization signals necessary for the LCD and its driver.
Tous ces traitements sont faits en temps réel, hormis le déphasage créé par l'asynchronisme entre la petite caméra et l'écran LCD. Fonctions complémentairesAll these treatments are done in real time, except the phase shift created by the asynchrony between the small camera and the LCD screen. Additional functions
En complément de ces fonctions, le calculateur assure :In addition to these functions, the calculator provides:
1) Une gestion des paramètres caméra (via un bus) en lecture et écriture :1) A management of camera parameters (via a bus) in reading and writing:
2) Une fonction modification de l'image.2) A function modifying the image.
3) Un chargement de la courbe de filtrage.3) A loading of the filter curve.
4) Une activâtion d'une grille sur l'écran LCD.4) Activation of a grid on the LCD screen.
5) Un affichage de l'écran LCD du type transparent Blanche ou Noire.5) An LCD display of the transparent type White or Black.
6) Un renvoi de la version du code XXXXX : commande V6) A reference of the version of the code XXXXX: command V
7) Une mémorisation des paramètres précédents (sauf G, B, N ) dans une mémoire EEPROM, via le bus.7) A memorization of the previous parameters (except G, B, N) in an EEPROM memory, via the bus.
Ces paramètres sont lus à chaque mise sous tension, et affectés à chaque variable correspondante, et à la petite caméra pour les paramètres petite caméra.These parameters are read at each power up, and assigned to each corresponding variable, and to the small camera for small camera settings.
Fonctions optionnellesOptional features
Trois fonctions optionnelles sont par exemple également implémentées sur la carte Procédé du calculateur 14.Three optional functions are, for example, also implemented on the computer processor's process card 14.
1) Un asservissement de la température de la LCD (en mode PWM) à partir d'un capteur et d'un circuit réchauffeur.1) Control of the temperature of the LCD (in PWM mode) from a sensor and a heating circuit.
2) Une entrée vidéo composite pour utiliser une caméra analogique externe.2) Composite video input to use an external analog camera.
3) Une sortie vidéo composite pour piloter un moniteur analogique externe.3) Composite video output to control an external analog monitor.
La figure 4 est une vue en coupe du filtre actif 5.FIG. 4 is a sectional view of the active filter 5.
Dans ce mode de réalisation, il est constitué d'un bloc 30 comprenant quatre couches 31, 32, 33, 34 de verre connu sous la dénomination de Neoceram, et de deux polariseurs 35 et 36 montés en sandwich entre les couches de verre, l'un avec polarisation verticale et l'autre avec polarisation horizontale (cf. figure 5), l'écran à cristaux liquides LCD 6 étant situé au centre comme illustré sur la figure 4.In this embodiment, it consists of a block 30 comprising four layers 31, 32, 33, 34 of glass known as Neoceram, and two polarisers 35 and 36 sandwiched between the glass layers, one with vertical polarization and the other with horizontal polarization (see Fig. 5), the liquid crystal screen LCD 6 being centrally located as shown in Figure 4.
Tous ces éléments sont solidarisés entre eux par exemple par collage en étant encastrés dans des racks 37 et 38, de façon inamovible, ou par simple pression en étant comprimes entre deux taquets coinceurs (non représentés) .All these elements are secured together for example by gluing by being embedded in racks 37 and 38, irremovably, or by simple pressure being compressed between two cleats (not shown).
Pour permettre l'assemblage des verres Neoceram et des polariseurs, ces éléments doivent être rodés. En particulier, si ces éléments sont en coupe brute, il sera alors nécessaire de les couper avec des dimensions supérieures de lmm par rapport à celles souhaitées, pour pouvoir ensuite les roder jusqu'aux bonnes dimensions.To allow the assembly of Neoceram lenses and polarizers, these elements must be ground. In particular, if these elements are in raw section, it will then be necessary to cut them with dimensions greater than 1 mm in relation to those desired, so that they can then be honed to the correct dimensions.
Les deux verres externes 33 et 34 en Neoceram N-Q, sont par exemple traités anti-reflet sur une face.The two outer lenses 33 and 34 made of Neoceram N-Q are, for example, anti-reflective on one side.
A noter de façon plus générale que les polariseurs doivent être assemblés croisés de telle sorte que l'ensemble, une fois assemblé, soit « passant ».Note more generally that the polarizers must be assembled crossed so that the assembly, once assembled, is "passing".
Les axes des deux polariseurs (parallèle à une des côtés du polariseur) sont positionnés à 90° +/- 0.2° 1 ' un de l ' autre .The axes of the two polarizers (parallel to one of the sides of the polarizer) are positioned at 90 ° +/- 0.2 ° 1 'from each other.
Avantageusement, l'axe 39 du polariseur du côté objectif d'entrée doit être parallèle à la largeurAdvantageously, the axis 39 of the polarizer of the input lens side must be parallel to the width
(c'est-à-dire vertical). L'axe 40 du second polariseur 36 du côté objectif de sortie doit être parallèle à la longueur (c'est-à-dire horizontal) .(ie vertical). The axis 40 of the second polarizer 36 of the output objective side must be parallel to the length (i.e. horizontal).
Dans le monde de réalisation plus particulièrement décrit ici, l'épaisseur totale de l'ensemble assemblé ne dépasse pas 4mm, par exemple compris entre 2 mm et 3 mm.In the embodiment world more particularly described here, the total thickness of the assembled assembly does not exceed 4mm, for example between 2 mm and 3 mm.
L'ensemble réalisé est ensuite positionné (cf. figure 9) dans le support 41 du filtre 42, celui-ci étant réglable en positionnement latéral parallèlement à l'axe 43 de la caméra 44 avec des moyens 45 de réglage, à vis par exemple, autorisant une précision de ^ 20 μm.The assembly made is then positioned (see FIG. 9) in the support 41 of the filter 42, the latter being adjustable in lateral positioning parallel to the axis 43 of the camera 44 with adjustment means 45, for example screwed , allowing a precision of 20 20 μm.
L'ensemble doit être placé dans le support de telle sorte que les connecteurs 46 de la nappe 47 de liaison de l'écran LCD avec la carte électronique Procédé 48 du type décrite ci-avant, puissent être connectés aux dites cartes électroniques.The assembly must be placed in the support so that the connectors 46 of the web 47 connecting the LCD screen with the electronic card Process 48 of the type described above, can be connected to said electronic cards.
On va maintenant décrire plus précisément le système afocal télécentrique 50 et ses objectifs d'entrée 51 et de sortie 52 en référence aux figures 7 à 9.The telecentric afocal system 50 and its input and output objectives 51 and 52 will now be more specifically described with reference to FIGS. 7 to 9.
La figure 6 montre une vue schématique du système optique afocal 50 contenant le plan de filtrage sélectif 53 et un objectif 54 qui permet d' imager la scène sur la rétine 55 de la caméra de surveillance .FIG. 6 shows a schematic view of the afocal optical system 50 containing the selective filtering plane 53 and a lens 54 which makes it possible to image the scene on the retina 55 of the surveillance camera.
La pupille de sortie de l' afocal 52 coïncide alors avec la pupille d'entrée de l'objectif 54 (figure 6) .The exit pupil of the afocal 52 then coincides with the entrance pupil of the objective 54 (FIG. 6).
Plus précisément le système afocal se décompose en un premier objectif imageant 51 la scène sur le plan de filtrage sélectif 53, (non télécentrique sur la figure 7 et télécentrique sur la ligne 8) et un objectif relais 52 renvoyant l'image à l'infini et permettant la conjugaison pupillaire (figure 8) entre pupille d'entrée 58 et pupille de sortie 59.More precisely, the afocal system is broken down into a first objective imaging the scene on the selective filtering plane 53, (non-telecentric in FIG. 7 and telecentric on line 8) and a relay lens 52 returning the image to infinity. and allowing the pupillary conjugation (FIG. 8) between the entrance pupil 58 and the exit pupil 59.
Plus précisément la solution proposée pour le système afocal est, selon le mode de réalisation de l'invention plus particulièrement décrit ici de type symétrique télécentrique, et ce en référence aux figures 8, 9 et 10.More precisely, the proposed solution for the afocal system is, according to the embodiment of the invention more particularly described here telecentric symmetrical type, and this with reference to Figures 8, 9 and 10.
Dans ce cas, la pupille d'entrée 57 coïncide avec le plan focal objet de l'objectif imageur ou objectif d'entrée 51. La pupille est donc rejetêe à l'infini dans l'espace intermédiaire. Et la pupille de sortie 58 se trouve donc dans le plan du foyer image de l'objectif de sortie ou objectif relais 52.In this case, the entrance pupil 57 coincides with the object focal plane of the imaging objective or entry objective 51. The pupil is thus rejected to infinity in the intermediate space. And the exit pupil 58 is therefore in the plane of the image focus of the exit lens or relay lens 52.
Les objectifs relais 52 et imageur 51 étant identiques, le grandissement est de -1 ou de 1.Since the relay objectives 52 and the imager 51 are identical, the magnification is -1 or 1.
Pour réaliser un grandissement de 1, l'image doit être retournée à l'extérieur où à l'intérieur du système de l'afocal, de façon non exhaustive, à l'aide de lentilles, de prismes ou de cubes séparateurs de polarisation. Pour avoir une symétrie parfaite, il faut travailler à grandissement un.To achieve a magnification of 1, the image must be returned to the outside or inside of the afocal system, not exhaustively, using lenses, prisms or cubes polarization separators. To have a perfect symmetry, one must work to grow one.
Mais une légère dissymétrie est possible pour travailler à d'autres grandissements .But a slight dissymmetry is possible to work on other magnifications.
Grâce à l'utilisation d'un système afocal symétrique, pour les objectifs imageur 51 et relais 52, le chromatisme longitudinal, l'aberration sphérique, l'astigmatisme et la courbure de champ sont particulièrement bien corrigés, quitte à avoir une moins bonne correction des autres aberrations.Thanks to the use of a symmetrical afocal system, for the Imager 51 and Relay 52 objectives, the longitudinal chromaticism, the spherical aberration, the astigmatism and the field curvature are particularly well corrected, even if they have a less correct correction. other aberrations.
En effet, la qualité de l'image finale est préférée à la qualité de l'image dans le plan de filtrage sélectif.Indeed, the quality of the final image is preferred to the quality of the image in the selective filtering plan.
Les systèmes télécentriques existants couramment sont les systèmes télécentriques objet (où l'agrandissement est insensible à la position de l'objet) , les systèmes télécentriques image (où l'agrandissement est insensible à la position de l'image), et les systèmes télécentriques objet-image. Ils sont principalement utilisés pour des applications de mesure (dans la vision industrielle par exemple) .The telecentric systems commonly existing are telecentric object systems (where magnification is insensitive to the position of the object), telecentric image systems (where magnification is insensitive to the position of image), and telecentric object-image systems. They are mainly used for measurement applications (in machine vision, for example).
Ici, avec la télécentricité telle que plus particulièrement recherchée, il est apparu que l'absence de lentille de champ au niveau de plan de filtrage sélectif et l'utilisation d'une symétrie atypique du système optique pour la correction des aberrations, permet de façon surprenante une meilleure performance des modulateurs (LCD, DMD...) , grâce notamment à la faible incidence des rayons .Here, with telecentricity as more particularly sought after, it has become apparent that the absence of a field lens at the level of selective filtering plane and the use of atypical symmetry of the optical system for the correction of aberrations makes it possible to surprisingly better modulator performance (LCD, DMD ...), thanks to the low incidence of rays.
Rappelons que le « principe de symétrie » permet la compensation des aberrations produites.Remember that the "principle of symmetry" allows the compensation of the produced aberrations.
L'inconvénient est cependant de nécessiter une excellente précision du positionnement relatif entre l'écran LCD et les objectifs d'entrée (imageur) et de sortie (relais) .The disadvantage, however, is that it requires excellent accuracy of the relative positioning between the LCD screen and the input (imager) and output (relay) objectives.
Dans le cas de l'afocal à symétrie télécentrique, le plan de la symétrieIn the case of telecentric symmetric afocal, the plane of symmetry
On va maintenant l'équipement anti-éblouissement 60 selon un mode de réalisation.The anti-glare equipment 60 is now going according to one embodiment.
L'équipement 60 comprend un châssis oculaire 61 sur lequel vient s'adopter les objectifs 51 et 52 de façon bloquée. Le bloc filtre 62, constitué comme décrit en référence à la figure 4, est alors placé de sorte que l'écran LCD 53 soit, lui, intercalé avec une précision par rapport au plan focal central de l'optique télécentrique symétrique inférieure à 20 μm, grâce à un système de réglage à vis 63 connu en lui-même .The equipment 60 comprises an ocular frame 61 on which the objectives 51 and 52 are adapted to be locked. The filter block 62, constituted as described with reference to FIG. 4, is then placed so that the LCD screen 53 is interposed with precision with respect to the central focal plane of the symmetrical telecentric optic less than 20. μm, thanks to a screw adjustment system 63 known in itself.
Un boîtier 64 est fixé sur le châssis 61, par le biais de vis 65 et contient la petite caméra 66 comprenant l'optique 61 connue en elle-même et la carte procédé 68 telle que décrite ci-avant, elle- même alimentée par la carte 69.A housing 64 is fixed to the frame 61, by means of screws 65 and contains the small camera 66 comprising the optics 61 known per se and the process card 68 as described above, itself powered by the map 69.
Un blindage supérieur 70 de forme parailélépipédique recouvre le toutA superior shield 70 of parallelepiped shape covers the whole
On notera enfin que l'afocal à « symétrie télécentrique » de l'invention on obtient un champ élevé sur la rétine 55 et un faible nombre d'ouverture du système optique avec une bonne qualité d' image .Note finally that the afocal "telecentric symmetry" of the invention is obtained a high field on the retina 55 and a small number of apertures of the optical system with good image quality.
De plus, il est économique car les objectifs imageurs 51 et relais 52 sont identiques.In addition, it is economical because the imaging objectives 51 and relay 52 are identical.
Comme il va de soi et comme il résulte également de ce qui précède, la présente invention n'est pas limitée aux modes de réalisation plus particulièrement décrits. Elle en embrasse au contraire toutes les variantes et notamment celles où équipement anti-éblouissement et caméra de surveillance sont solidaires l'une de l'autre, dans un même boîtier et/ou de façon démontable et désolidarisable . As is obvious and as also follows from the above, the present invention is not limited to the embodiments more particularly described. On the contrary, it embraces all the variants and in particular those where anti-glare equipment and surveillance camera are integral with each other, in the same housing and / or in a demountable and releasable manner.

Claims

REVENDICATIONS
1 Equipement anti-éblouissèment pour caméra de surveillance d'une zone comportant un filtre actif comprenant un écran du type à cristaux liquide (LCD) placé dans le plan focal d'un objectif d'entrée d'une image de ladite zone, et des moyens de calcul pour commander l'obscurcissement de l'écran de façon à occulter les parties éblouissantes de la dite image, caractérisé en ce que il comporte des moyens senseurs de l'image propres à commander lesdits moyens de calcul, placés dans le voisinage du filtre actif et pointant dans la même direction, les moyens de calculs étant agencés pour compenser le parallaxe entre le senseur et l'objectif d'entrée, un objectif de sortie agencé pour former avec le filtre et l'objectif d'entrée un système afocal, ledit système afocal comprenant des moyens de réglage de la position relative des objectifs et du filtre avec une précision inférieure à de l'ordre de 20 microns mètre, et en ce que le filtre actif est formé d'une superposition de couches solidarisées entre elles, comprenant un premier polariseur, une première couche de liaison protectrice, l'écran du type LCD, une seconde couche de liaison protectrice et un second polariseur.Anti-dazzle equipment for a surveillance camera of a zone comprising an active filter comprising a liquid crystal type screen (LCD) placed in the focal plane of an image entry objective of said zone, and calculation means for controlling the obscuration of the screen so as to mask the dazzling parts of said image, characterized in that it comprises image-sensing means adapted to control said calculation means, placed in the vicinity of the active filter and pointing in the same direction, the calculation means being arranged to compensate for the parallax between the sensor and the input lens, an output lens arranged to form with the filter and the input lens an afocal system , said afocal system comprising means for adjusting the relative position of the objectives and the filter with a precision of less than about 20 microns, and in that the active filter is formed of a superpower layer of interconnected layers comprising a first polarizer, a first protective bonding layer, the LCD type screen, a second protective bonding layer and a second polarizer.
2. Equipement selon la revendication 1, caractérisé en ce que le système afocal est à symétrie télécentrique .2. Equipment according to claim 1, characterized in that the afocal system is telecentric symmetry.
3. Equipement selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le filtre actif comporte de plus, de part et d'autre, une première et une seconde couches de verre antireflet situées respectivement et par rapport au chemin optique, devant le premier polariseur et derrière le second polariseur.3. Equipment according to any one of the preceding claims, characterized in that the active filter further comprises, on both sides, first and second antireflection glass layers located respectively and with respect to the optical path, in front of the first polarizer and behind the second polarizer.
4. Equipement selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les couches sont solidarisées entre elles de façon inamovible .4. Equipment according to any one of the preceding claims, characterized in that the layers are joined together irremovably.
5. Equipement selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'écran est un écran LCD, DMD ou MEMS dont les cellules sont programmées selon un algorithme de filtration Gi = f (Yi+k) , agencé pour bloquer les sources éblouissantes avec un niveau de noir sur les sources éblouissantes et appliquer des niveaux de gris progressif autour de la source pour obtenir une image progressivement atténuée.5. Equipment according to any one of the preceding claims, characterized in that the screen is an LCD, DMD or MEMS whose cells are programmed according to a filtration algorithm Gi = f (Yi + k), arranged to block the dazzling sources with a black level on dazzling sources and apply gradual gray levels around the source to get a gradually dimmed image.
6. Equipement selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'algorithme de filtration est agencé pour former un écran de blocage des pixels à partir d'une table de correspondance préétablie stockée dans une mémoire du calculateur.6. Equipment according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the filtering algorithm is arranged to form a pixel blocking screen from a pre-established correspondence table stored in a memory of the computer.
7. Caméra de surveillance numérique, caractérisée en ce qu'elle est munie d'un équipement selon l'une quelconque des revendications précédentes .7. Digital surveillance camera, characterized in that it is equipped with equipment according to any one of the preceding claims.
8. Procédé d'élaboration d'une image sur le capteur d'une caméra de surveillance munie d'un équipement anti-éblouissement comportant un filtre actif comprenant un écran du type à cristaux liquide (LCD) placé dans le plan focal d'un objectif d'entrée, caractérisé en ce que il comporte les étapes suivantes : on identifie la ou les zones de pixels saturés en cas d' éblouissèment de l'image par un premier senseur, placé dans le voisinage du filtre actif et pointant dans la même direction, on élabore une matrice filtre agencée pour occulter les parties éblouissantes de la dite image à partir de calcul commandé par ledit premier senseur de façon à obtenir ladite image visible sur le capteur de la caméra de surveillance, et on capte l'image par un chemin optique comprenant un objectif de sortie agencé pour former avec le filtre et un objectif d'entrée un système afocal, la position relative des objectifs et du filtre étant réalisée avec une précision inférieure à de l'ordre de 20 microns mètre, et le filtre actif étant formé d'un superposition de couches solidarisées entre elles, comprenant un premier polariseur, une première couche de liaison protectrice, l'écran du type LCD, une seconde couche de liaison protectrice et un second polariseur.A method of generating an image on the sensor of a surveillance camera equipped with anti-glare equipment comprising an active filter comprising a liquid crystal type (LCD) screen placed in the focal plane of a goal input, characterized in that it comprises the following steps: the area or zones of saturated pixels are identified in the event of dazzling of the image by a first sensor, placed in the vicinity of the active filter and pointing in the same direction a filter matrix arranged to conceal the dazzling portions of said image from a computation controlled by said first sensor is produced in order to obtain said visible image on the sensor of the surveillance camera, and the image is captured by a path optical lens comprising an output lens arranged to form with the filter and an input lens an afocal system, the relative position of the lenses and the filter being made with a precision of less than about 20 microns, and the active filter being formed of a superposition of layers joined together, comprising a first polarizer, a first protective bonding layer, the LCD type screen, a second layer of e protective connection and a second polarizer.
9. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que on élabore la matrice filtre selon un algorithme de filtration Gi = f (Yi+k) .9. Method according to claim 8, characterized in that the filter matrix is developed according to a filtration algorithm Gi = f (Yi + k).
10. Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce que on élabore la matrice filtre à partir d'une table de correspondance préétablie stockée dans une mémoire du calculateur.10. The method of claim 9, characterized in that one develops the filter matrix from a preset correspondence table stored in a memory of the computer.
11. Procédé selon l'une quelconque des revendications 8 à 10 caractérisé en ce que le système afocal est à symétrie télécentrique. 11. Method according to any one of claims 8 to 10 characterized in that the afocal system is telecentric symmetry.
12. Procédé selon l'une quelconque des revendications 8 à 11 caractérisé en ce que les différentes couches du filtre sont solidarisées entre elles de façon inamovible. 12. Method according to any one of claims 8 to 11 characterized in that the different layers of the filter are joined together irremovably.
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