Brevet FR2135181A1 — publié le 19721215

La présente invention concerne un prisme de balayage pour la déviation variable d'un faisceau de rayons parallèles, comportant quatre surfaces de délimitation perpendiculaires entre elles et un axe de rotation parallble à ces surfaces de délimitation et passant par le centre de gravité du prisme, ce prisme étant composé de deux prismes élémentaires comprenant chacun deux desdites surfaces de délimitation. De tels prismes s'utilisent, dans les systèmes de réception et/ou d'enregistrement, pour l'exploration ligne par ligne d'objets donnés (voir l'ouvrage de Naumann "Optik fUr Eonstrukteure" , idfltions Wilhelm Knapp Verlag. IXiocloicorr', 2ème édition, l9u̲, page 73). lies surfaces dthy- pothJnuse des deux tallisées pour être réfléchissan.tes, ae sorte que le iaisceau de rayons émergent subit deux rotations à chaque tour du prisme de balayage sur son axe de rotation. La présente invention a pour but d'obtenir quatre balayages à chaque tour du prisme, grace à une nouvelle structure géométrique de ce prisme. Selon l'invention, ce résultat est obtenu par le fait que les prismes élémentaires sont de façon supplémentaire divisés symétriquement par une coupe passant par l'axe de rotation, et par le fait que les couches mitoyennes entre les prismes ainsi formés présentent un indice de réfraction inférieur à celui des prismes. Le fait de subdiviser le prisme de balayage en quatre prismes élémentaires géométriquement identiques permet de balayer quatre fois une ligne d'un objet au cours d'un tour du prisme autour de son axe de rotation. Comme la couche mitoyenne comprise entre les prismes élémentaires présente un faible indice de réfraction, avantageusement un indice voisin de 1 le faisceau de rayons parallèles n'est dévié que si l'angle d'incidence satisfait aux conditions de la réflexion totale. Dans les autres cas, le faisceau de rayons est simplement déporté latéralement. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparattront à la lecture de l'exemple non limitatif suivant, décrit en se référant au dessin annexé dont la figure unique représente un prisme de balayage selon l'invention en coupe perpendiculaire à l'axe de rotation. Un faisceau 2 de rayons parallèles provenant dota et non rr & a représenté, tombe sur un prisme de balayage 1 dont les surfaces extérieures de délimitation sont disposées comme les faces d'un cube. Le prisme de balayage 1 monté en rotation autour d'un axe 4 qui n'est représenté que schématiquement, est composé de quatre prismes élémentaires identiques 11, 12, 13 et 14 ayant les surfaces de délimitation 31, 32, 33 et 34. La couche mitoyenne 5, comprise entre ces prismes élémentaires 11 à 14, est réalisée sous la forme d'une lame d'air plan-parallèle dont l'indice de réfraction est voisin de 1. L'indice de réfraction n du matériau constituant le prisme peut être choisi en fonction de l'application recherchée. Par exemple, pour explorer un objet dans le domaine visible du spectre optique, on choisira un indice voisin de 1,5 Pour capter le faisceau de rayons parallèles après déviation, on a prévu un objectif 6 de diamètre effectif D, focalisant le faisceau de rayons dévié 2 sur un photorécepteur 7. Si lton considère un rayon marginal 21 du faisceau 2, on voit que, dans la position angulaire dans laquelle le prisme de balayage 1 est représenté, ce rayon tombe sous un angle d'incidence ss sur la surface de délimitation 31 du prisme élémentaire 11 dans lequel il pénètre avec réfraction pour être déporté latéralement en traversant la couche mitoyenne 5 comprise entre les prismes élémentaires 11 et 14 et subir une réflexion totale sur la couche mitoyenne 5 comprise entre les prismes élémentaires 14 et 13, ce rayon marginal 21 sortant ainsi du prisme 14 parallèlement à l'axe optique de l'obåectif- 6, avec un angle d'émergence p égal à l'angle d'incidence ss. Un rayon 22, se trouvant à droite du précédent sur la figure, pénètre avec réfraction dans le prisme élémentaire 11 pour se réfléchir sur la couche mitoyenne 5 comprise entre les prismes 11 et 12 ; ce rayon 22 émerge du prisme 14 parallèlement au rayon 21. I1 en est de meme pour les autres rayons, par exemple le rayon marginal 23. Du fait de la double symétrie spéculaire du prisme de balayage 1, une ligne de l'objet se trouve balayée quatre fois à chaque tour de ce prisme autour de son axe 4. Bien entendu, on pourrait aussi, par exemple pour capter un rayonnement infrarouge, choisir pour les prismes élémentaires 11 à 14 un indice de réfraction supérieur à 1,5, compris par exemple entre 2 et 5. La couche mitoyenne 5 peut alors & re constituée également par de l'air ou, par exemple, par un verre ayant un indice de réfraction égal à 1,5 Comme on le voit, on peut adapter l'angle de balayage selon les besoins, en modifiant l'angle correspondant à la réflexion totale, cela par variation des indices de réfraction du matériau des prismes et de la couche mitoyenne. REVENDICATIONS 1. Prisme de balayage pour la déviation variable d'un faisceau de rayons parallèles, comportant quatre surfaces de délimitation perpendiculaires entre elles et un axe de rotation parallèle à ces surfaces de délimitation et passant par le centre de gravité du prisme, ce prisme étant composé de deux prismes élémentaires comprenant chacun deux desdites surfaces de délimitation, caractérisé par le fait que les prismes élémentaires sont de façon supplémentaire divisés symétriquement par une coupe passant par l'axe de rotation, et par le fait que la couche mitoyenne entre les prismes élémentaires ainsi formés présente un indice de réfraction inférieur a' celui de ces prismes. 2. Prisme de balayage selon la revendicai tion 1, caractérisé par le fait que la couche mitoyenne présente un indice de réfraction approximativement égal à 1.