Brevet FR2238165A1 — publié le 19750214

On sait déåà par exemple d'après le brevet US nO 2.883.908, que le système formé par un miroir concave et un miroir plan semi-transparent peut servir de-dispositif grossissant réflecteur. Le miroir semi-transparent fait disparaître l'objet physique de la ligne de visée de l'obser- vateur, produisant à sa place une image virtuelle orientée perpendiculairement à l'axe optique du miroir concave, qui définit l'axe de visée. Dans le brevet susmentiontsé on incline le miroir semi-transparent à 45 degrés, rendant ia surface du suet parallèle à l'axe de visée. Dans la demande de brevet US nO 133 191 déposée au nom du demandeur, le concept de l'espace de visée est défini comme étant l'espace comprenant tous les points d'où l'image virtuelle grossie formée par le miroir concave est totalement visible. Etant donné que l'espace de visée diminue quand le grossissement augmente, il établit une limite pratique au-grossissement que l'on peut réaliser.Dans ladite demande de brevet il est décrit la façon dont l'espace de visée maximum peut être réalisé en optimisant la géométrie angulaire De plus, dans la demande précitée, il est fait état de la façon dont l'espace de visée d'un système grossissant réflecteur déjà incliné de façon optimale peut être encore agrandi en remplissant l'espace d'air entre le plan objet, le miroir concave et le miroir semi-transparent avec un matériau réfringent auquel les surfaces du miroir peuvent adhérer comme des revêtements. Par ailleurs, un prisme réfringent était fourni pour réduire au minimum les aberrations optiques en rendant les surfaces de sortie essentiellement perpendiculaires aux rayons émergents. Toutefois, il y a des applications où le plan objet et l'axe de visée doivent être fixés dans une position déterminée, différente de celle que l'inclinaison optimale nécessiterait. Bien que l'espace de visée dans un tel cas soit plus petit que l'espace maximum obtenu par l'inclinaison optimale, il apparat qu'il peut encore être substantiellement agrandi en remplissant le dispositif grossissant avec un matériau réfringent. out comme dans le cas de l'inclinaison optimale, cet avantage est dû à la réfraction à la surface de sortie ce qui, en réduisant l'angle de champ devant être couvert à l'intérieur du dispositif grossissant, permet l'accroissement des dimensions du dispositif grossissant et de l'espace de visée résultant. La présente invention a donc pour objet de fournir un dispositif grossissant réflecteur amélioré avec un miroir grossissant et un miroir plan semi-transparent orien- té de telle façon que l'objet physique ne gêneras la vision par l'observateur de l'image virtuelle grossie, la combinaison comprenant de plus le remplissage de l'espace entre l'objet, le miroir grossissant et le miroir semi-transparent avec un matériau réfringent. Les autres caractéristiques et avantages de l'invention apparattront plus clairement au cours de la description suivante, faite en référence au dessin, sur le quel la figure 1 montre un dispositif grossissant réflecteur avec un miroir semi-transparent incliné à 45 degrés par rapport à l'axe de visée la figure 2 montre un mode de réalisation préférentiel du dispositif grossissant réflecteur dans lequel les espaces entre l'objet, le miroir concave et le miroir semitransparent, et entre le miroir semi-transparent et la surface de sortie sont remplis avec un matériau réfringent la figure 3 illustre un autre mode de réalisation de l'invention dans lequel l'emplacement des miroirs semi-transparent et concave est inversé la figure 4 est une vue isométrique, partiellement éclatée, d'une application type du dispositif grossissant rempli d'un matériau réfringent, conformément à 1' invention0 Ainsi qu'il a été décrit dans la demande de brevet susmentionnée, l'espace de visée comprend tous les points d'où l'image virtuelle grossie est totalement visible. Dans la demande précitée, est décrit comment un dispositif grossissant d'image virtuelle constitué par un miroir concave et un miroir plan semi-transparent peut avoir son espace de visée agrandi de façon significative par une inclinaison optimisée et comment l'insertion d'un matériau réfringent dans un tel système opti-que fournit une amélioration supplémentaire importante et-l'agrandissement l'espace de visée. La pré- sente invention vise à fournir un espace de visée substantiellement plus grand-avec des dispositifs grossissants réflecteurs inclinés de façon non optimale. Un tel dispositif grossissant réflecteur incliné de façon non optimale est représenté sur la figure I, le système lui-même étant celui decrit dans le brevet US nO 2.883.908. Ainsi qu"il est représenté sur la figure 1, le dispositif grossissant est composé d'un miroir concave 18 et d'un miroir plan semi-transparent 11 pour agrandir un objet 12. Dans ce système, on notera que le miroir semitransparent forme un angle de 450. avec l'axe de visée 13. Comme cela a été noté ci-dessus, le grossissement dans un dis- positif grossissant d'image virtuelle est limité par l'espace d'où l'image agrandie est totalement visible. Lorsque le grossissement augmente, cet espace diminue et la limite du groasissement est atteinte quand le dispositif grossissant commence à interférer avec le corps de l'observateur ou ses verres oculaires, ltempêchant de se rapprocher assez près du dispositif grossissant pour voir l'image en entier. I1 faut noter que le dessin est simplifié sous deux rapports. Premièrement, l'objet est représenté par une droite dont la longueur correspond à la largeur de l'objet, mais il 'est pas tenu compte de la longueur de l'objet dans un sens perpendiculaire au plan du dessin. Deuxièmement, les extrémités de l'objet sont situées dans le plan focal du miroir concave, si bien que les images virtuelles se forment à l'infini. Les rayons périphériques 14 sont indiqués par les lignes fléchées et l'image virtuelle 16 non agrandie est représentée en-pointillés. Le système illustré sur la figure 1 (comme les systèmes des figures 2 et 3) est à l'échelle 3/14 La figure 2 montre un dispositif grossissant réflecteur conforme A-l'invention. Dans celui-ci, le miroir concave- 17, le miroir semi-transparent 18, l'objet 19 et l'axe de visée 20 ont les-mêmes positions relatives et les mê- mes orientations angulaires que dans le précédent système grossissant décrit sur la figure I. Toutefois, l'espace entre l'ob- jet 19, le miroir concave 17- et le miroir semi-transparent 18 est rempli d'un matériau réfringent qui peut être constitué par une substance composite, mais qui se présente ici sous forme d'une masse homogène de verre ou de plastique.De plus, l'espace entre le miroir semi-transparent 18 et le plan d'émergence 21 est aussi rempli d'un matériau réfringent. Un tel matériau réfringent se trouve décrit en détail dans la demande de brevet susmentionnée, ainsi que le mode de fabrication des parties optiques d'un tel système. Sl y sst mentionné que les surfaces optiques formant le système optique' peuvent être~constitriées de plusiéurs façons. Par exemple, on peut utiliser un corps compact d'un matériau transparent limpide tel que le verre ou des matières plastiques appropriées telles que des compositions acryliques. On peut former des surfaces sur les corps pleins et ensuite les recouvrir d'un revêtement réfléchissant approprié.Les surfaces du corps du dispositif grossissant qui ne participent pas à la formation de l'image agrandie peuvent affecter n'importe quelle forme, pour autant que les surfaces optiquement inactives ne godent pas le passage des rayons périphériques ou n'interfèrent pas avec eux. Les surfacea réfléchissantes peuvent être ohtenues par des processus de dépit ou autres techniques de revêtement réfléchissant. Le corps du prisme entre la surface semi-transparente 18 et la surface de sortie 21 est réalisé dans le même matériau. On notera que le miroir semi-transparent îa forme un angle de 450 avec 1 'axe optique du système.Comme on le voit, les rayons périphériques 22 issus de 1' objet de même grandeur renferment maintenant un espace de visée substantiellement plus grand. En se-référant maintenant au mode de réalisation illustré sur-la figure 3, on peut voir que le syst8- me optique est essentiellement identique à celui de la figure 2 (les parties correspondantes étant assorties du signe prime), mais l'emplacement des miroirs semi-transparents-et concave est inversé. Le miroir concave 17' fait face maintenant à l'objet 191, et le miroir semi-transparent 18'renvoie les rayons, ré fléchis par le-miroir concave 17' dans ltespace de visée. Dans les deux modes de réalisation représentés sur le-s figures 2 et 3, le matériau réfringent remplissant l'espace délimité par le miroir concave est constitué 'de deux parties optiquement accolées , à savoir un prisme et un élément plan-convexe, ce qui a l'avantage supplémentaire de réduire le prix de fabrication. La figure 4 est une vue isométrique, partiellement éclatée, d'une visionneuse type. Dans le cas présent ltélément grossissant montré sur les figures 2 ou 3, est illustré schématiquement et identifié-par la référence 30 Une cassette de film 31 comporte deux bottiers ou côtés 32 et 33 qui sont reliés par un élément d'entretoise 34. Chaque bottier 32, 33 contient une bobine de film qui peut être amenée à tourner pour actionner le film 35 dans chaque direction . Bien entendu, le déplacement du film peut être mécanisé d'une façon plus élaborée, qui ne nous intéresse pas ici. Le film peut être remplacé par des diapositives ou des objets même nontransparents ou d'autres supports d'images convenablement é claires. Un bâti ou une botte sans fond 37 est prévu pour recevoir la cassette de film 31.Le dispositif grossissant 30 est représenté dans une perspective isométrique suivant laquelle le miroir concave 17 est disposé en face du film F qu'on doit examiner. Quand la cassette 31 est logée dans le boîtier ou couvercle 37, le film est guidé entre une paroi interne de la botte et la surface d'entrée du dispositif grossissant 30 (l'élément 30 étant du type illustré sur la figure 3). La lumière pour l'éclairage de l'-image ou de l'objet à voir entre par la fenêtre 39. L'image grossie peut-être vue par une fenêtre 40 au sommet de la bofte. Il doit eAtre bien entendu que la descrip tion qui précède n'a été donnée qu'à titre illustratif et non limitatif et que toutes variantes ou modifications peuvent y être apportées sans sortir pour autant du cadre général de la présente invention. REVEND I C AT IONS 1. Dispositif grossissant image vir tuelle composé d'un miroir concave grossissant et d'un miroir plan semi-transparent qui est orienté de telle façon que l'ob jet physique à grossir ne gêne pas la vision par l'observa- teur de l'image virtuelle agrandie, caractérisé par le fait qu'on remplit avec un corps réfringent l'espace entre ledit miroir concave grossissant et ledit miroir semi-transparent, ledit corps du réfringent ayant un indice de réfraction supérieur à un. 2. Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que ledit miroir concave grossis sant fait face à l'objet à grossir et que ledit miroir semi transparent renvoie les rayons réfléchis par ledit miroir grossissant dans l'espace de visée. 3. Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que ledit corps réfringent est com posé d'un prisme et d'un élément plan-convexe. Dispositif grossissant pour le vi sionnement de petits objets essantiellement à deux dimensions, caractérisé par le fait qu'il comporte un miroir concave as socié à un miroir plan semi-transparent, ledit miroir plan se mi-transparent réfléchissant l'axe de l'objet dans l'axe du miroir concave, de telle façon que l'objet ne gêne pas la vision de l'image virtuelle grossie par le miroir concave, ledit miroir plan faisant un angle de 450 avec l'axe de vision du dispositif grossissant, ledit miroir concave rejoi gnent la surface de 1' objet et le miroir semi-transparent, un corps réfringent ayant un indice de réfraction supérieur à (1) remplissant l'espace entre l'objet, les miroirs et un point le long de l'axe de vision définissant l'emplacement d'une surface de sortie perpendiculaire audit axe de vision0 5. Dispositif gro88is8ant 8uivant la revendication 4, caractérisé par le fait que le miroir concave et le miroir semi-transparent sont appliqués comme revêtement- soit aux deux, soit à l'une des deux parties dans lesquelles le dispositif grossissant est divisé par le miroir semi-trans parent, des moyens de liaison reliant ensemble lesdites par ties pour le contact optique. 6. dispositif grossissant d'image virtuelle à fort pouvoir-de grossissement, caractérisé par le fait qu'il comporte un élément miroir grossissant, un élément miroir plan semi-transparent orienté à 450 par rapport å l'axe de vision du dispositif grossissant, et un corps réfringent +gant un indice de réfraction supérieur à celui de l'air remplissant l'espace constituant ledit dispositif de grossissement. 7. Système optique fournissant un espace de vision maximum d'une image virtuelle agrandie pour une dimension d'objet et un grossissement donnés, caractérisé par le fait qu'il comporte unoorps plein réalisé dans un matériau optique réfringent qui est pourvu d'une surface plane définissant un plan objet, d'une surface concave dont l'un des bords rejoint un bord de ladite surface objet, la corde de ladite -surface concave formant un angle de 90 degrés avec l plan de ladite surface objet plane, ladite surface concave ayant un revêtement-miroir, une surface semi-transparente dont l'un des bords rejoint le bord de ladite surface concave opposé au bord que le plan objet rejoint, ladite surface plane serni-transparente -formant un angle de 450 avec ladite corde et le bord opposé de la surface transparente rejoignant ledit. plan objet, ledit corps plein ayant une surface de sortie plane sur son c8té opposé à ladite surface concave, ladite surface de sortie étant plane et perpendiculaire à l'axe de vision, la surface d'entrée, la surface semi-transparente, la surface concave et la surface de sortie étant géométriquement disposées de telle façon que les rayons périphériques d'un objet dans ledit plan objet s'étendent vers ladite surface semitransparente, puis vers la surface dltit miroir concave, et enfin a' travers ladite surface semi-transparente et la surface de sortie, les ouvertures utilisées par lesdits rayons périphériques sur lesdites surfaces se rejoignant et n'interférant pas entre eux, moyennant-quoi une image virtuelle agrandie etcomplète de l'objet dans le plan objet est visible dans un espace de visionnement agrandi situé le long d'un axe de vision qui coïncide avec le centre normal de la surface du miroir concave.