Brevet FR2471615A1 — publié le 19810619

"Dispositif d'observation binoculaire" L'invention concerne un dispositif d'observation binoculaire permettant d'observer simultanément la même ima- ge par les deux voies et comportant un premier oculaire et un second oculaire, un diviseur de faisceau et des prismes de déviation. De tels dispositifs d'observation sont appliqués dans le cas o des images séparées ne peuvent pas être for- mées pour chaque oeil dans le même plan d'image comme par exemple dans un microscope. Les dispositifs d'observation connus comportent plusieurs prismes rhomboïdaux et un divi- seur de faisceaux l'un des oculaires étant ajusté sur le plan d'image par l'intermédiaire d'un prisme de déviation et du diviseur de faisceaux, l'autre oculaire par l'intermédiaire de deux prismes de déviation et du diviseur de faisceaux. La mise au point du dispositif d'observation à la distance pu- pillaire de l'observateur s'effectue par rotation par l'in- termédiaire d'une transmission périscopique. Toutefois, une telle structure fournit un dispositif d'observation lourd et volumineux qui n'est pas plan, mais qui, à cause de la grandeur requise des prismes de déviation, est constitué par deux parties disposées de façon à former un angle entre elles parties qui doivent être rotatives, l'une par rapport à l'au- tre, afin de permettre la mise au point à la distance pupil- laire de l'observateur. L'invention vise à fournir un dispositif d'observa- tion du genre mentionné dans le préambule, qui est simple, petit et plan et dont la mise au point à la distance pupil- laire de l'observateur s'effectue de façon simple. Le dispo- sitif d'observation conforme à l'invention est caractérisé en ce qu'un premier oculaire est mis au point sur l'image Dar l'intermédiaire du diviseur de faisceaux et qu'un système de représentation optique est disposé entre le diviseur de faisceaux et le deuxième oculaire afin de former unsimage intermédiaire dans un plan d'image intermédiaire, plan sur lequel le second oculaire est mise au point. Ce dispositif d'observation est asymétrique, ce qui permet d'omettre plu- sieurs prismes de déviation. Ainsi, il est possible d'obtenir une structure compacte et plane. Une forme de réalisation préférentielle du disposi- tif est caractérisée en ce que le système de représentation optique est muni d'un objectif collimateur, dont le plan fo- cal d'objet coïncide pratiquement, par l'intermédiaire du di- viseur de faisceaux, avec l'image à observer, d'un objectif lunette appliqué derrière l'objectif collimateur et présente pratiquement la même distance focale que l'objectif collima- teur, et d'un prisme inverseur d'image et en ce que le second oculaire est mis au-point sur le plan focal constituant le plan d'image intermédiaire de l'objectif lunette. De tels objectifs peuvent présenter une structure très simple et des dimensions réduites, de sorte que le dispositif d'observation total peut être petit. Selon une autre caractéristique de dispositif con- forme à l'invention, l'objectif lunette, le prisme et le second oculaire constituent une unité du point de vue cons- truction, qui peut être déplacée par rapport à l'objectif collimateur pour la mise au point des oculaires à la distance pupillaire de l'observateur. Avec une telle structure, la mise au point est très facile, du fait que les rayons du faisceau entre l'objectif collimateur et l'objectif lunette sont pratiquement parallèles. Pour, quelorsdela mise au point, l'influence d'un léger basculement de ladite unité soit réduite autant que possible par rapport à une seconde unité contenant le divi- seur de faisceaux, le premier oculaire et l'objectif colli- mateur, selon une autre caractéristique de dispositif confor- me à l'invention, la distance focale de l'objectif lunette est égale à celle du second oculaire. Ainsi, le parallélisme du dispositif d'observation pour les deux yeux est maintenu même dans le cas d'un léger basculement. Le dispositif d'observation'binoculaire peut très avantageusement être appliqué à une lunette comportant en outre un objectif et un amplificateur de luminance. De pré- férence, un élément inverseur d'image constitué par un fais- ceau de fibres de verre est disposé entre l'amplificateur de luminance et le dispositif d'observation binoculaire. Pour l'observation de scènes terrestres à l'aide du dispositif d'observation, il est nécessaire que l'image à observer soit verticale dans le plan d'image. Pour.d'autres applications, par exemple dans le cas de microscopes o l'orientation de l'image ne joue aucun rôle, l'image à observer peut également être inversée. La description ci-après, en se référant au dessin annexé, le tout donné à titre d'exemple non limitatif, fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée. Un objectif 1 représente de façon inverse une scè- ne à observer sur la cathode 10 d'un tube amplificateur de luminance 2. Un élément inverseur d'image 3, qui est consti- tué par exemple par un faisceau de fibres de verre disposé dans le tube amplificateur de luminance 2. La position ver- ticale de l'image se forme dans le plan d'image 11. L'image formée dans le plan d'image 11 se perçoit par l'oculaire de droite 5' de façon directe, ce qui veut dire uniquement par l'intermédiaire du diviseur de faisceaux 4. Ce diviseur de faisceaux laisse passer environ 50 % de la lumière émise par le plan d'image 11 et réfléchit le reste de la lumière. Du fait que la face partiellement réflectrice du diviseur de faisceaux 4 forme un angle de 450 avec l'axe du tube ampli- ficateur de luminance et également avec l'axe de l'oculaire ', qui coïncide pratiquement avec l'axe du tube amplifica- teur, la direction de la lumière réfléchie est perpendicu- laire à l'axe de l'oculaire 5'. Le faisceau réfléchi est reçu par un objectif collimateur 9 qui constitue une unité du point de vue constructionf ensemble avec le tube amplifica- teur de luminance 2, l'élément inverseur 3, le diviseur de faisceaux 4 et l'oculaire 5'. Lorsque l'objectif collimateur 9 est mis au point de façon que son plan focal coincide avec le plan d'image 11l - le faisceau quitte l'objectif collimateur 9 comme un faisceau pratiquement parallèle. Ce faisceau entre dans un objectif lunette 8, dont la distance focale est égale à celle de l'objectif collima- teur 9, ceci pour obtenir un rapport de représentation de 1: 1. Les objectifs 8 et 9 peuvent être de même construction Le faisceau sortant de l'objectif 8 atteint un prisme pentagonal dit en toit 8, un prisme de Goulier, et est dévié de 900. Grâce à la réflexion double obtenue dans ce prisme, l'image est inversée. Le plan d'image intermé- diaire 7 peut se situer dans le prisme 6. Le faisceau sortant du prisme 6 atteint l'oculaire , qui est mis au point sur le plan d'image intermédiaire 7 et qui du reste, correspond à l'oculaire 5'. De ce fait, le plan d'image intermédiaire 7 doit se situer dans le même plan que le plan d'image 11, abstraction faite de petites pentes qui peuvent se produire lorsque l'objectif de lunette 8, le prisme 6 et l'oculaire 5 constituent une unité du point de vue construction, qui est appliqué de façon à pouvoir coulis- ser par rapport à la première unité de construction compor- tant les éléments 2, 3, 4, 5' et 9. Du fait que le faisceau lumineux émis entre l'objectif collimateur 9 et l'objectif de lunette 8 est pratiquement parallèle, le plan d'image inter- médiaire 7 n'est pas déplacé lorsque les deux unités de cons- truction sont déplacées l'une par rapport à l'autre, afin de mettre les deux oculaires 5 et 5' à la distance pupillaire de l'observateur. Du fait que l'objectif collimateur 9 et l'ob- jectif lunette 8 présentent tous les deux la même distance focale, il se forme, au plan d'image intermédiaire 7, la même image présentant la même grandeur qu'au plan d'image 11. De ce fait, l'impression de l'image obtenue à l'aide des deux oculaires 5 et 5'est toujours la même, quel que soit le déca- lage des deux unités de construction, l'une par rapport à l'autre. Ainsi, il se forme une lunette de nuit o la scène intensifiée pour en ce qui concerne la lumière par le tube amplificateur de luminance se perçoit par les deux yeux, mais le tube amplificateur de luminance, pièce très coûteuse, ne doit être prévu qu'une seule fois, du fait que l'impression stéréoscopique obtenue dans le cas d'application de deux tubes amplificateurs de luminance serait négligeable. Pour obtenir une structure légère, plane, aussi petite que possi- ble, on a choisi un prisme de Goulier pour l'élément 6. Ainsi il n'est pas possible d'incorporer une lentille de champ au plan d'image intermédiaire 7. Dans le cas o l'oculaire 5 présente un petit diamètre, l'image intermédiaire complète ne se perçoit pas du côté de gauche, mais seule une partie centrale. Lorsque l'observateur ajoute la partie centrale de l'image de gauche à l'image de droit totale, on obtient, suivant l'équation de Schrbdinger pour le mélange de lumi- nance binoculaire, une impression d'image totale uniforme BGe qui est donné par: BG = B H2 BD H + D expression dans laquelle BH représente la luminance des zones d'image claires et BD la luminance des zones d'image sombres correspondantes. Par suite de cet effet, l'effet de l'oeil de chat dans le cas de plus grandes distances pupillaires est réduit lorsque la distance comprise entre l'objectif collimateur et l'objectif de lunette est augmentée et l'objectif de lunette ne doit pas être placé dans une position inclinée à cet effet. 247161 5 REVENDICATIONS: 1. Dispositif d'observation binoculaire permettant d'observer simultanément la même image par les deux voies et comportant un premier oculaire et un second oculaire, un diviseur de faisceaux et des prismes de déviation, ca- ractérisé en ce qu'un premier oculaire (5') ne peut pas être mis au point sur l'image que par l'intermédiaire du diviseur de faisceaux (4) et qu'un système de représentation optique (6, 8, 9) est disposé entre le diviseur d'image et le second oculaire (5) afin de former une image intermédiaire dans un plan d'image intermédiaire (7), plan sur lequel le second oculaire est mis au point. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le système de représentation optique est muni d'un objectif collimateur (9), dont le plan focal de l'objet coïncide, par l'intermédiaire du diviseur de faisceaux (4), pratiquement avec l'image observée (11) d'un objectif lunette (8) disposé derrière l'objectif collimateur et présentant pratiquement la même distance focale que l'objectif collima- teur et d'un prisme inverseur d'image (6) et que le deuxième oculaire (5) est mis au point sur le plan focal constituant le plan d'image intermédiaire (7) de l'objectif de lunette (8). 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'objectif de lunette (8), le prisme (6) et le deuxième oculaire (5) constituent une unité du.point de vue construction, pouvant être déplacée par rapport à l'objectif collimateur (9) pour la mise au point des oculaires (5, 5') à la distance pupillaire de l'observateur. 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'objectif de lunette (8) présente la même distance focale que le deuxième oculaire (5). 5. Lunette comportant un objectif, un amplificateur de luminance et un dispositif d'observation binoculaire selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce qu'un élé- ment inverseur d'image (3) constitué par un faisceau de fi- bres de verre est diposé entre l'amplificateur de luminance (2) et le dispositif d'observation binoculaire (4, 5', 9, 8, 6, 5).