Brevet FR2483629A1 — publié le 19811204

La présente invention se rapporte à un dispositif optique d'exploration ou de balayage pour produire des images cartésiennes à l'aide de radiation calorifique dans lequel le balayage s'effectue au moyen d'un polygone réfracteur présentant des côtés planparallèles par paires. Il est connu que les images qui sont développées par des polygones de réfraction, présentent des défauts de reproduction, à savoir des défauts de courbure de champ et un astigmatisme, provoqués par le décalage parallèle du faisceau central. Dans le cas de polygones décalés comprenant des paires de côtés planparallèles, comme ceci est connu dans l'art antérieur par la publication de la demande de brevet allemand avant examen 21 16 4699 il y a déplacement de plan image y' suivant une certaine valeur de A y'0 La grandeur de Ad y' peut être calculée pour une certaine position angulaire donnée du polygone, suivant la formule A n = o. {tgt Y _ coB ú") _g dans laquelle d = la cote sur plats du polygone, n = l'indice de réfraction du polygone, WJ = le dièdre 360/F, = le champ angulaire, et î = l'angle entre l'ouverture et la perpendiculaire à la surface, compte tenu du fait que sin A = n. sin A' sin t = n. sin E' tg r = tg A+tg--- et que ú = f + oC On notera que i est égal à la position angulaire momentanée du polygone. Cette formule n'est pas expliquée plus en détail dans la présente description étant donné quelle est parfaitement connue du spécialiste et notamment décrite précisément dans la publication de la demande de brevet allemand avant examen 27 39 119. Pour corriger la courbure de champ et l'astigma- tisme, il est d'autre part connu par la publication de la demande de brevet allemand précitée, d'introduire une ou plusieurs lentilles correctrices dans le faisceau de rayons qui sont calculées en fonction de la cote sur plats du polygone ainsi que de son indice de réfraction et de son nombre de surfaces, de telle façon que l'astigmatisme et la courbure de champ soient corrigés. D'autre part, on a déjà proposé de corriger ces défauts d'image à l'aide de lentilles aériennes qui sont disposées à l'intérieur du polygone. Pour toutes les mesures de correction proposées, il s'agit de corrections irréprochables sur le plan technique. Toutefois, ces corrections sont difficiles à réaliser techniquement. La fabrication des lentilles correctrices est coûteuse et l'introduction d'une lentille aérienne implique une division en deux parties du polygone. La présente invention a donc pour but de configurer un dispositif optique de balayage ou d'exploration du type précité de telle manière que la correction ou la compensa- tion des défauts d'image apparaissant sur un axe, soit possible de manière particulièrement simple. Conformément à l'invention, ce but est obtenu par la combinaison des caractéristiques suivantes: a) le polygone, perpendiculairement à son sens de rotation, est disposé en étant incliné suivant-un anglejs; b) l'angle d'inclinaison A du polygone est choisi en fonction de la position en biais des surfaces planparallèles de ce dernier de telle manière que l'on assure ainsi une compensation de l'astigmatisme. Plus particulièrement, cette compensation est assurée par le fait que l'angle des surfaces planparallèles du polygone s'ajoute ou se soustrait à l'angle d'inclinaisonfr de ce dernier. Si l'on part du fait que l'on peut accepter une certaine dimension d'erreur, on peut ajuster, dans un agencement optique, l'erreur moyenne la plus petite de telle façon qu'elle se situe entre un maximum et un minimum. Une autre solution du but visé par la présente invention peut être obtenue à l'aide d'un miroir de renvoi disposé dans le faisceau de rayons. Si la surface réflé- chissante du miroir est une surface non-sphérique, le miroir provoque dans le faisceau de rayons, de manière particulièrement simple, une correction ou compensation de l'astigmatisme, comme ceci est obtenu, suivant ce qui est indiqué plus haut, par lesdites positions inclinées du polygone. Un miroir non-sphérique est particulièrement facile à fabriquer dans la mesure o un miroir plan au départ peut être cintré mécaniquement à l'aide d'un dispositif approprié de telle manière que l'on obtienne une extension non-sphérique de la surface réfléchissante. Les données exactes concernant d'une partsla position inclinée du polygone et d'autre part la dimension du miroir de renvoi non-sphérique doivent être calculées individuellement pour chaque dispositif de balayage. Elles dépendent essentiellement des grandeurs suivantes: - cote sur plats du polygone - nombre de surfaces du polygone - angle de rotation - rapport de l'image - indice de réfraction - distance focale de l'objectif d'entrée. L'invention sera mieux comprise, et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement au cours de la description explicative qui va suivre faite en référence aux dessins schématiques annexés donnés uniquement à titre d'exemple illustrant deux modes de réalisation de l'invention et dans lesquels: - la figure 1 représente schématiquement un dispositif d'exploration ou de balayage comprenant un objectif d'entrée et un polygone monté en étant incliné; - la figure 2 montre schématiquement un dispositif d'exploration ou de balayage comprenant un miroir de renvoi non-sphérique disposé dans le faisceau de rayons; et - la figure 3 représente schématiquement un dispositif du type de celui de la figure 2 dans lequel le miroir de renvoi non-sphérique est fabriqué par cintrage mécanique d'un miroir plan au départ. A la figure 1, on a désigné en 1 l'objectif d'entrée d'un dispositif optique de balayage ou d'exploration qui contient comme élément optique à balayage (scanner en anglais) un polygone réfracteur 2 comprenant des paires de côtés planparallèles, par exemple 2a, 2b. Chaque paire de surfaces du polygone est inclinée suivant un autre angle t par rapport à l'axe médian 3 du polygone. Dans le sens de la lumière, en arrière du polygone, on a prévu un détecteur 4 qui est décalé au moyen d'une optique de transformation 5, optiquement, sur la périphérie arrière du polygone. Pour corriger les défauts de l'image, le polygone est monté de manière inclinée par rapport au faisceau de rayons, ce qui signifie que son axe médian 3 est incliné suivant un angle fi par rapport à l'axe de rotation 6. Lors de la rotation du polygone suivant un angle i, l'angle /3 et les différents angles *t s'additionnent ou se soustraient. Ainsi, on obtient Le manière particulièrement simple la correction nécessaire. Le calcul précis de l'angle P est différent pour chaque dispositif de balayage et dépend des grandeurs optiques précitée. A la figure 2, on a à nouveau représenté en 1 un objectif d'entrée en aval duquel est prévu un miroir de renvoi 7. Le polygone 2 est monté droit dans le faisceau de rayons, dans cet exemple de réalisation, ce qui signifie que son axe médian3et son axe de rotation6coïncident. Le détecteur 4 et l'optique de transformation 5 sont également prévus, comme dans l'exemple de réalisation de la figure 1. Dans le présent exemple de réalisation, on a toutefois prévu entre le polygone 2 et l'optique de transformation 5, un autre miroir de renvoi S. Ce miroir de renvoi 8 est un miroir non-sphérique qui assure, suivant la présente invention, la correction des défauts de l'image. Ces données optiques précises sont à nouveau variables suivant les dispositifs de balayage et dépendent des autres données caractéristiques du dispositif. A la figure 3, on a indiqué schématiquement que le miroir non-sphérique 8 pouvait être fabriqué de manière particulièrement simple par le fait que l'on cintre mécaniquement à l'aide d'una dispositif correspondant, dans le sens des flèches A et B, un miroir plan au départ0 Ceci est possible puisque l'incurvation nécessaire à la correction des défauts d'image,-du miroir de renvoi 8 doit simplement être très légère. bîen entendu, l'invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et représentés qui n'ont été donnés qu'à titre d'exemple. En particulier, elle comprend tous les moyens constituant des équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons si celles-ci sont exécutées suivant son esprit et mises en oeuvre dans le cadre de la protection comme revendiquée. * R E V E N D I C A T I 0 N S _____________________________ 1.- Dispositif optique de balayage ou d'exploration pour produire des images cartésiennes à l'aidedUmradiation calorifique, dans lequel le balayage s'effectue au moyen d'un polygone de réfraction rotatif avec des surfaces plan- parallèles, caractérisé par la combinaison des caractéris- tiques suivantes: a) le polygone (2) est monté, perpendiculairement à son sens de rotation, en étant incliné suivant un angle d'inclinaison A; b) l'angle d'inclinaison A du polygone (2) est choisi en fonction de l'inclinaison des surfaces plan- parallèles(2a, 2b) du polygone de telle manière que l'on produit une compensation de l'astigmatisme. 2.- Dispositif optique de balayage pour produire des images cartésiennes à l'aideduoeradiation calorifique, dans lequel le balayage s'effectue au moyen d'un polygone de réfraction rotatif avec des surfaces planparallèles, caractérisé en ce que dans le faisceau de rayons, on a prévu un miroir (8) non-sphérique dont l'incurvation est adaptée aux données optiques du polygone (2) de telle manière que,à l'aide de ce miroir, l'astigmatisme est compensé. 3.- Dispositif optique de balayage selon la revendication 2, caractérisé en ce que le miroir non- sphérique (8) est un miroir plan à l'origine cintré mécaniquement à l'aide de forces appliquées de l'extérieur.