Brevet FR2088198A1 — publié le 19720107

La présente invention concerne un piège à lumière parasite Dans de nombreux instruments d'optique, on utilise pour l'é- clairage du champ d'observation, un dispositif autocollimateur dont le principe est bien connu et qui comprend une lame semitransparente envoyant une partie du faisceau lumineux issu d'une source vers l'objet à éclairer et laissant passer vers l'observa- teur une partie du faisceau de retour. La région opposée au système d'éclairage est directement éclairée par le faisceau lumineux et devient visible dans le champ après réflexion sur la lame. Les détails de l'image de l'objet sont ainsi noyés dans de la lumière parasite. Pour atténuer cette lumière parasite, on a proposé différents systèmes dont le plus élémentaire , toujours en usage, consiste à placer perpendiculairement à l'axe du faisceau une surface noire absorbante et mate. Une telle surface conserve un facteur de diffusion appréciable dont l'indicatrice présente un maximum dirigé selon la direction correspondant à la loi de réflexion. Pour diminuer la quantité de flux diffusé vers la lame, on a donc inté rêt à incliner ladite surface de 45" par exemple, et à recueillir le maximum de flux dans une enceinte absorbante et diffusante. Un piège à lumière de ce type laisse toujours subsister des reflets et présente d'autres inconvénients tels que 1) difficultés de réalisation: une enceinte à fond incliné et soudé sur les bords d'un tube est plus difficile à réaliser qu'unie pièce de révolution. 2) difficultés de nettoyage: une telle enceinte est également difficile à nettoyer; or l'ef- ficacité du piège diminue avec la poussière qui se dépose sur la surface inclinée, )) ltencombrement est parfois un écueil. Le but de la présente invention est de réaliser un piège à lumière qui,par rapport au dispositif décrit précédemmentssprésente une efficacité plus élevée, soit plus facile à réaliser et à nettoyer et d'un faible encombrement. A cet effet, l'invention a pour objet un piège à lumière parasite caractérisé en ce qu'il comprend une enceinte de révolution délimitée par une paroi latérale à surface interne absorbante, un fond pourvu d'un cône coaxial à ladite enceinte, tourné vers l'intérieur de celle-ci et à surface absorbante et brillante et un diaphragme d'entrée constituée par une pièce solidaire de la pa roi latérale, et coaxial à ladite enceinte. Suivant un mode de réalisation particulièrement intéressant, le diaphragme est déterminé par l'intersection de deux surfaces coniques coaxiales à ladite enceinte et orientées dans le même sens que ledit cône, celle des deux surfaces coniques tournée vers l'ex- térieur étant avantageusement rendue absorbante et brillante. La face interne de la paroi latérale de l'enceinte peut être cylindrique ou tronconique. Dans le cas où la conicité de ladite face interne est en sens inverse de celle du cône, cette face interne est rendue absorbante et brillante et la face de la pièce délimitant le diaphragme d'entrée tournée vers l'intérieur de enceinte est rendue absorbante et mate. Dans le cas où la conicité de la face interne est de même sens que celle du cône, cette face interne est rendue également absorbante et brillante et la partie du fond entourant le cône est rendue absorbante et mate. Par ailleurs afin de rendre l'ensemble facilement nettoyable les trous éléments:paroi latérale, fond conique et diaphragme d'entrée,sont de préférence amovibles et assemblés par vissage. D'autres caractéristiques et avantages ressortiront de la description qui va suivre de modes de réalisation du dispositif suivant l'invention, description donnée à titre d'exemple uniquement et en regard des dessins annexés sur lesquels Figure 1 représente une vue en coupe axiale d'un premier mode de réalisation du dispositif suivant l'invention. Figure 2 représente une vue en coupe axiale d'un autre mode de réalisation, et Figure 5 représente une demi-coupe axiale d'un autre mode de réalisation. Le dispositif de la figure 1 comprend une enceinte de révolution E délimitée par une paroi latérale 1 cylindrique, un fond 2 vissé à l'une des extrémités du cylindre 1 et un diaphragme d'entrée 5 coaxial au cylindre et constitué par une pièce de ré solution 4 solidaire de l'autre extrémité du cylindre 1 et qui comporte en outre un raccord fileté externe 5 pour le montage du piège sur des appareils optiques. Le fond comporte un cône 6 tourné vers l'intérieur de l'encein- te et coaxial à celle-ci. Le diaphragme 3 est délimité par l'intersection de deux sur faces coniques orientées dans le même sens que le cône 6. Le diamètre de la base du cône 6 est sensiblement supérieur au diamètre du diaphragme 5 et l'angle au sommet du cône 6 est inférieur ou égal à 90". La paroi du cône 6 et la surface tronconique externe 7 de la pièce 4 sont rendues absorbantes et brillantes tandis que la surface interne la de la paroi 1 et la paroi cylindrique interne 5a du raccord 5 sont rendues absorbantes et mates. Dans ce dispositif un faisceau incident tel que le faisceau 8 pénètre dans l'enceinte E et tombe sur la surface du cône 6 an- sorbante et réfléchissante. Le faisceau 8 est donc en partie absorbé et réfléchi vers la paroi i dont la surface la est absorbante et mate. Le faisceau 8 est réfléchi avec absorption une première fois sur le cône 6, est diffusé avec absorption sur la surface la puis est réfléchi de nouveau avec absorption sur le cône 6 et finalement est quasi totalement absorbé. Un autre faisceau 8' qui est arrêté par le diaphragme )frap- pe la surface tronconique 7 absorbante et brillante et est réfléchi vers la surface 5a qui est absorbante et mate. Le faisceau 8' est par conséquent lui aussi quasi totalement absorbé. La figure 2 représente une variante c > a piège de la figure 1 suivant laquelle la surface interne 1'a de la paroi latérale 1' est tronconique et s'évase vers le haut depuis la base du cône 6' jusqu'au niveau de la pièce 4' définissant le diaphragme 3, cette pièce 4' étant amovible et vissée sur la paroi 1. La surface interne l'a de la paroi est également rendue absorbante et brillante et la face interne 4'a de la pièce 4' est rendue absorbante et mate. Ainsi un faisceau 9 venant frapper le cône 6' se réfléchit sur celui-ci puis sur la face l'a pour venir frapper la surface 4'a. Le faisceau 9 est ainsi quasi totalement absorbé. La figure 3 représente une autre variante suivant laquelle la surface interne 1"a de la paroi 1" est tronconique et de même sens que le cône 6". Cette surface ia est rendue absorbante et brillante et la paroi du fond 2"2 entourant le cône 6" est rendue absorbante et mate. Le cône 6" est constitué d'un bloc de verre noir poli serti dans la fond 2". En outre la face interne 5"a du raccord 5 est inclinée vers l'intérieur et est rendue absorbante et de préfé rence brillante auquel cas la partie de la pièce 4" comprise entre le raccord 5" et la surface tronconique 7" est rendue absorbante et mate. Le faisceau 10 frappant le cône 6" est réfléchi avec absorption une première fois sur le cône 6" et sur la surface 1"a, puis diffusé avec absorption sur la surface 2"a et réfléchi à nouveau avec absorption sur la surface 1"a et sur le cône 6" et est finalement considérablement affaibli. Le faisceau 10' frappant la surface 7" est réfléchi avec absorption successivement sur les surfaces 7" et 5"a puis diffusé avec absorption sur la face de la pièce 4" puis réfléchi à nouveau avec absorption sur les surfaces 5"a et 7 et est considérablement affaibli. La surface 2"a est plane ou inclinée de même que la face externe de la pièce 4" comprise entre la surface 7" et la raccord 5". Dans les modes de réalisation décrits ci-dessus l'angle au sommet du cône (5,6',6") est égal ou inférieur à 90". Plus cet angle diminue plus la surface du cône croit et plus l'éclairement de cette surface diminue ce qui entraîne une luminance parasite plus faible de ladite surface. Le cône (6") est par exemple taillé dans du verre noir - mais dans ce cas la réalisation d'une pointe parfaite est difficileou bien dans du métal (6, 6'). s'il s'agit par exemple de dural, il sera aluminité noir et recouvert d'une peinture noire et brillante. Dans le cas d'un métal autre que le dural la surface du cône sera polie optiquement et recouverte d'un dépôt de couches minces noir, brillant, absorbant et non diffusant. La forme de la surface interne de la paroi latérale du piège peut être quelconque, cylindrique, tronconique, etc.... toutefois la forme permettant d'obtenir le meilleur rendement est celle des pièges des figures 2 et 5. La réalisation du diaphragme d'entrée, par l'intersection de deux surfaces coniques, permet d'avoir une arête vive non brillante et permet l'absorption des faisceaux marginaux tels que 8' ou 10'. Les trois éléments principaux du piège à savoir la paroi latérale, le fond et le diaphragme d'entrée sont des pièces de révolution et par conséquent faciles à réaliser. En outre, ils sont avantageusement amovibles et par suite peuvent être nettoyés aisément et correctement L'encombrement d'un tel piège est plus faible que celui des pièges classiques. C'est ainsi que le piège des figures 2 et 5 dans lequel le cône a un angle au sommet de 900 est environ deux fois plus court que les pièges classiques à ellipse inclinée. Les pièges selon l'invention peuvent être utilisés comme piège à lumière parasite dans les systèmes auto collimateurs tels que ceux utilisés par exemple dans les lunettes autocollimatrices, dans les microscopes autocollimateurs (destinés soit à l'examen d'objets éclairés par réflexion, soit à la lecture derégles.,.). Ils peuvent être utilisés comme étalon de noir dans divers montages photométriques tels ceux par exemple, destinés à a) la mesure de la lumière parasite d'un instrument d'optique Pour réaliser la "plage noire " on placera le piège de préférence au fond d'un tube qui limitera l'ouverture du faisceau d'éclairage à un angle de valeur faible et qui sera muni, si nécessaire, d'un diaphragme intermédiaire. b) la mise au zéro des instruments de mesure des flux très faibles, des facteurs de réflexion ou des facteurs de diffusion au moyen de sphères intégrantes. Dans ce cas, on choisira comme peinture noire des différents éléments du piège un produit absorbant dans le domaine de longueurs d'onde pour lequel s'effectuent les mesures. Bien entendu, la présente invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits et représentés ci-dessus mais en couvre au contraire toutes les variantes. REVENDICATIONS i - Piège à lumière parasite caractérisé en ce qu'il comprend une enceinte de révolution délimitée par une paroi latérale à surface interne absorbante, un fond pourvu d'un cône coaxial à ladite enceinte, tourné vers l'intérieur de celle-ci et à surface absorbante et brillante et un diaphragme d'entrée constitué par une pièce solidaire de la paroi latérale, et coaxial à ladite enceinte. 2 - Piège suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la surface interne de la paroi latérale de l'enceinte est cylindrique et mate. 5 - Piège suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la surface interne de la paroi latérale de l'enceinte est tronconique et brillanté. 4 - Piège suivant la revendication 5, caractérisé en ce que la surface interne tronconique va en s'évasant vers le haut depuis la base du cône. 5 - Piège suivant la revendication 3, caractérisé en ce que la surface interne tronconique va en s'évasant vers le bas depuis le diaphragme. 6 - Piège suivant la revendication 4, caractérisé en ce que la face interne de la pièce constituant le diaphragme d'entrée est rendue absorbante et mate. 7 - Piège suivant la revendication 5, caractérisé en ce que la partie du fond entourant le cône est rendue absorbante et mate. 8 - Piège suivant l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le diamètre de la base du cône est légèrement supérieur au diamètre du diaphragme d'entrée. 9 - Piège suivant l'une quelconque des revendications i à 8, caractérisé en ce que l'angle au sommet du cône est égal ou inférieur à 900. 10 - Piège suivant l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que le cône est constitué par un bloc de verre noir poli serti sur le fond. il - Piège suivant ltune quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que le diaphragme d'entrée est délimité par l'intersection de deux surfaces coniques coaxiales à l'enceinte et orientées dans le même sens que ledit cône. 72 - Piège suivant l'une quelconque des revendications 1 à il caractérisé en ce que la pièce constituant le diaphragme d'entrée comporte un court manchon tubulaire entourant le diaphragme extérieurement au piège, la face interne de ce manchon étant rendue absorbante et mate cependant que la surface tronconique externe de ladite pièce est rendue absorbante et brillante. 13- Piège suivant la revendication 12, caractérisé en ce que la face interne dudit manchon est tronconique et rendue absorbante et brillante cependant que la face externe de la pièce constituant le diaphragme d'entrée, comprise entre le manchon et la surface tronconique externe délimitant le diaphragme est rendue absorbante et mate. 14 - Piège suivant l'une quelconque des revendications 1 à 13, caractérisé en ce que les trois éléments fondamentaux à savoir la paroi latérale, le fond conique et le diaphragme d'entrée sont amovibles et assemblés entre eux par vissage. 15 - Piège suivant l'une quelconque des revendications 1 et 3 à 6, caractérisé en ce que l'angle au sommet du cône est de 900 et en ce que la face interne de la paroi latérale est inclinée de 450 sur l'axe du cône.