Brevet FR2290679A1 — publié le 19760604

La présente invention concerne un système optique destiné soit à former plusieurs images d'un seul objet, soit inversement à former les image s de plusieurs objets à un em placement commun. unique On sait déjà utiliser un système optique/de formation d'image et un dispositif destiné à répartir le faisceau lumineux provenant d'un objet afin qutil forme plusieurs images ou une image de plusieurs objets à un emplacement commun. Cependant, un tel système optique classique superposant des images présente un inconvénient car, bien qu'il puisse provoquer la formation de plusieurs images d'un objet dans un plan commun, il présente des restrictions sur la réduction de l'espacement des images adjacentes formées ou au contraire, bien que ce système puisse former plusieurs images à des emplacements très proches, il ne peut pas les former dans un plan commun. L'invention concerne un système optique permettant la formation de plusieurs images d'un seul objet à des emplacements très proches dans un plan commun ou inversement qui peut former des images de plusieurs objets à un emplacement commun afin qu'elles soient superposées. Le système optique selon l'invention comprend une lentille ou un objectif destiné à former une image et au moins deux répartiteurs de faisceau. Chaque répartiteur de faisceau a deux organe réflecteurs disposés de manière que l'axe optique de liobjectif passe entre eux, les surfaces réfléchissantes étant parallèles l'une à l'autre. L'espacement des deux réflecteurs de l'un des répartiteurs de faisceau est égal à l'espacement des deux réflecteurs de l'autre. L'angle formé par le premier réflecteur de l'un des répartiteurs de faisceau avec l'axe optique est égal à l'angle formé par le premier réflecteur de l'autre répartiteur avec l'axe optique. Les deux réflecteurs d'un répartiteur de faisceau peuvent dtre placés dans des positions qui se déduisent de celles deys deux réflecteurs de l'autre répartiteur de faisceau par une rotation d'angle prédéterminé autour de l'axe optique. Par exemple, l'angle prédéterminé est égal à 1800. Les deux faisceaux peuvent etre placés entre l'objet et l'objectif. Le premier réflecteur de chacun des deux répartiteurs peut sistre plus éloigné de l'axe optique que le second réflecteur. Le premier réflecteur renvoie le faisceau lumineux provenant de objet versle second et celui-ci renvoie la lumière provenant du premier réflecteur vers l'objectif. Le second réflecteur de chaque répartiteur peut titre un prisme ou un miroir semi-transparent. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront mieux de la description qui va suivre., faite en référence aux dessins annexés sur lesquels - la figure 1 est un. schéma d'un premier mode de réalisation de système optique selon l'invention ; - la figure 2 est un schila dtun second mode de ré alisation de système optique selon l'invention ; et - la figure 3 est un schéma en perspective d'un troisième mode de réalisation de système optique selon l'invention. La figure 1 représente entre un objet 1 et un objectif 2 destiné à former une image,un premier miroir 3a et un premier miroir semi-transparent 4a qui sont parallèles l'un à l'autre et entre lesquels est disposé l'axe optique 2a de l'objectif, et un second miroir 3b et un second miroir semi- transparent 4b sont montés de manière analogue. Le premier miroir 3a et le second 3b sont tous deux inclinés d'un meme angle # par rapport à l'axe optique 2a de l'objectif, et la distance séparant le premier miroir 3a du premier miroir semi-transparent 4a est égale à la distance comprise entre le second miroir 3b et le second miroir semi-transparent 4b. -Dans le mode de réalisation décrit, un rayon lumineux principal P1 provenant de l'objet 1 sur l'axe optique est -réfléchi par le premier miroir 3a et la lumière réfléchie Q1 passe à travers le second miroir semi-transparent 4b, recoupe l'axe optique 2a puis est réfléchie par le premier miroir 4a. La lumière réfléchie R1 provenant de ce dernier miroir traverse alors ltobjectif 2 en son centre et elle est condensée ers la position 5a. De maniere analogue, un rayon lumineux P2 est réfléchi par le premier miroir 3b et la lumière réfléchie Q2 tra verse le premier miroir semi-transparent 4a et est alors ré fléchiepar le second miroir semi-transparent 4b. La lumière R2 provenant de ce dernier traverse alors L'obJectif 2 2 en son centre et est condensée dans la position 5b qui se trouve dans le meme plan que la position 5a) Comme la longueur du chemin optique du rayon principal P1-Q1-R1 provenant de l'objet i et dirigé vers l'objectif 2 est égale à celle du chemin optique du rayon principal P2-Q2-R2, les imagos 5a et 5b de l'objet 1 ont la meme dimension.Ainsi, les deux répartiteurs de faisceau 3a, 4a et 3b, 4b et l'objectif 2 coopèrent à la formation de deux images de meme dimension de l'objet 1. Dans le môde de réalisation considéré, les deux répartiteurs 3a, 4a et 3b, 4b sont disposés symétriquement par rapport à l'axe optique 2a mais il suffit pour que les deux images de méme dimension soient dans un plan commun, que les longueurs des chemins optiques parcourus par les rayons principaux passant de l'objet 1 dans les deux répartiteurs vers lsobJectif 2 soient égales, csest-à-dire que les paires de miroirs 3a, 4a et 3b, 4b soient parallèles et que ltespacement des miroirs soit le mdme dans les deux paires, les angles d'inÇlinaison des deux miroirs 4a et 4b par rapport à l'axe optique étant égaux.En conséquence, le répartiteur 3b, 4b peut & re placé dans une position qui correspond à la position du répartiteur 3a, 4a après rotation de tout angle voulu (1800 dans le mode de réalisation considéré) autour de l'axe optique 2a. Dans une variante, le répartiteur 3b, 4b, peut occuper la position indiquée en traitsmixtes3b', 4b', par déplacement des daixmiroirs de ce répartiteur d'une même distance à partir des positions indiquées, suivant-des trajets parallèles. La modification de l'espacement des deux images peut Btre obtenue par changement de la distance entre les surfaces 3a et 4a et de la distance comprise entre les surfaces 3b et 4b, ou par modification de l'angle G formé par l'axe optique et les surfaces réfléchissantés 4a, 4b, les surfaces de chaque paire restant parallèles l'une à l'autre. On se réfère maintenant à la figure 2 qui représente un second. mode de réalisation de l'invention dans lequel les surfaces 30a et 30b de prismes triangulaires S1 et S2 assurent la réflexion totale des rayons principaux PI et P2 respectivement. Deux surfaces 40a et 40b d'un prisme triangulaire S3 transmettent les rayons réfléchis Q2 et QI et assurent ensuite la réflexion totale des rayons réfléchis Q1 et Q2 respectivement. Ainsi, les surfaces 30a, 30b et 40a, 40b ont fonctionnellement le meme rtle que les surfaces 3a, 3b et 4a, 4b du premier mode de réalisation. Dans ce second mode de réalisation, les surfaces 40a et 40b assurent la réflexion totale des rayons Q1 et Q2 si bien que ces deux surfaces ne sont pas sous forme de miroirs semi-transparents. La figure 3 représente un troisième mode de réalisation destiné à la formation de quatre images 50a, 50b, Oc et 50d d'un objet. Quatre prismes triangulaires S4, S5, S6 et S7 sont décalés de 900 les uns par rapport aux autres autour de l'axe optique et un prisme pyramidal 58 à base carrée est disposé afin que la normale à sa base passant par son sommet soit alignée sur ltaxe optique. Ces prismes ont le meme roule que les prismes du second mode de réalisation et on ne les décrit donc pas plus en détail. On a décrit l'invention en référence à des systèmes optiques destinés à former plusieurs images d'un seul objet, mais, si on considère que ces images constituent des objets, ces systèmes optiques assurent la superposition des images de plusieurs objets les unes sur les autres, à un même emplacement. En outre, daps les modes de réalisation décrits, les répartiteurs de faisceau sont disposés entre l'objet I et ltob- jectif 2, mais, dans une variante, ils peuvent être placés entre le plan image 5a, 5b et l'objectif 2. Cependant, il est souhaitable que le dispositif de répartition de faisceau soit disposé du ctté de l'objet par rapport à l'objectif lorsque les images formées sont plus petites que l'objet et du ctté de l'image par rapport à l'objectif lorsque les images formées doivent etre grossies, afin que les diverses aberrations et erreurs dues à la présence du répartiteur de faisceau soient réduites. REVENDICATIONS 1. Système optique destiné soit à provoquer la formation de plusieurs images de xême dimension, d'un meme objet, dans un plan commun, soit à superposer des images de plusieurs objets disposés dans un plan commun à un emplacement commun, ledit système optique étant caractérisé en ce qu'il comprend un objectif destiné à former une image, et au moins deux dispositifs optiques de répartition de faisceau lumineux ayant chacun deux réflecteurs disposés afin que l'axe optique de l'objectif passe entre eux, les surfaces réfléchissantes des deux réflecteurs étant parallèles l'une à l'autre, l'espacement des deux réflectears d'un dispositif optique étant égal à celui des deux réflecteurs de l'autre, l'angle formé par le premier réflecteur du premier dispositif optique avec l'axe optique étant égal à l'angle formé par le premier réflecteur de l'autre dispositif optique avec l'axe optique. 2. Système optique selon la revendication 1, caractérisé en ce que les deux réflecteurs d'un. dispositif optique de répartition de faisceau sont dans des positions obtenues par rotation d'un angle prédéterminé autour de l'axe optique des positions des deux réflecteurs de l'autre dispositif optique de répartition de faisceau. 32 Système optique selon la revendication ?, caractérisé en ce que ledit angle prédéterminé est égal à 1800. 4. Système optique selon la revendication 3, caractérisé en ce que les deux dispositifs optiques de répartition de faisceau sont placés entre ltobjet-et l'objectif, le premier réflecteur de chaque dispositif optique étant plus éloigné de l'axe optique que le second réflecteur et réfléchissant le faisceau lumineux de l'objet vers le second réflecteur, ce dernier étant destiné à renvoyer la lumière provenant du premier réflecteur vers lsobjectif. 5. Système optique selon la revendication 4, caractérisé en ce que le second réflecteur de chaque dispositif optique est un miroir semi-transparent. 6. Système optique selon la revendication 4, caractérisé en ce que le second réflecteur de chaque dispositif optique est un prisme.