Brevet FR2510745A1 — publié le 19830204

La présente invention se rapporte à un dispositif optique, notamment pour des appareils photogrammétriques, et destiné à l'observation simultanée et au choix, soit de façon binoculaire, soit de façon stéréoscopique, d'images présentes à trois entrées optiques, dont les axes s 'étendent parallèlement les uns aux autres dans un plan et de façon sensiblement symétrique par rapport à l'axe médian. L'observation s'effectue, de marnière habituelle, au moyen de deux oculaires. Un dispositif de ce type peut etre utilisé, de préférence, pour des appareils photogrammétriques de restitution universels qui peuvent servir d'appareils pour le même jour de cartes géographiques, d'appareils d'interprétation pour des prises de vue multispectrales ainsi que de comparateurs stéréoscopiquer;, lorsqu'ils sont équipés de dispositifs additionnels, pour mesurer trois images en même temps. Un appareil pour la mise à jour de cartes géographiques est constitué par-un appareil photogrammétrique qui permet d'observer en stéréoscopie deux prises de vue aériennes et de restituer en même temps une carte géographique dans l'un des deux oculaires. Ce procédé permet, de façon simple, la mise à jour de cartes à l'aide de prises de vue aériennes récentes. Un appareil de ce type est connu par exemple par le brevet CH 600 305. Dans cet appareil connu, on peut choisir entre deux méthodes d'observation en décalant un prisme c'est-à-dire qu'on peut soit reproduire par stéréoscopie les deux prises de vue aériennes et restituer par réflexion la carte dans l'oculaire de droite soit reproduire seulement la prise de vue aérienne de droite et la carte de façon binoculaire. On connais également, par la demande de brevet DE 1 204 840, un comparateur stéréoscopique qui permet d'observer en stéréoscopie et au choix grâce à un sélecteur à trois positions et realisé sous forme d'un commutateur à chaque fois deux de trois prises de vue aériennes orientées de façon complémentaire. Avec cet appareil connu il n'est pas possible d'observer simultanement et de façon binoculaire deux ou trois images ou de superposer deux images en stéréscopie à une troisième image. Des appareils permettant de superposer et d'observer de façon binoculaire deux ou trois prises de vue aériennes sont cependant demandés de plus en plus dans le domaine de la photogrammétrie moderne, notamment pour l'interprétation de prises de vue multispectrales. La présente invention a pour objet de créer un appareil photogrammétrique de restitution universel qui peut servir en même temps d'appareil pour la mise à jour de cartes géographiques et d'appareil d'interprétation de prises de vue multispectrales. En conséquence, l'invention a pour but de créer un dispositif qui, grâce à une simple commutation, permet au choix,Ïsoit de superposer une troisième image à une image stéréoscopique, soit d'observer, de façon binoculaire, deux ou trois images. Les problèmes exposés ci-dessus sont résolus conformément à l'invention par un dispositif optique qui est caractérisé en ce qu'il comporte une première combinaison optique comprenant trois prismes rhombiques sensiblement identiques, présentant le même plan de réflexion principale et dont les surface d'entrée et de sortie du faisceau lumineux s'étendent perpezdiculairement aux axes optiques et une deuxième combinaison optique comprenant un élément déviant le faisceau lumineux et un verre optique permettant le passage rectiligne du faisceau lumineux, en ce que les deux combinaisons optiques peuvent être pivotées indépendamment l'une de l'autre ou ensemble autour d'un axe qui est coaxial à l'axe optique médian et en ce qu'il est associé à ces deux combinaisons optiques au moins un élément situé en dehors des axes optiques des trois entrées et décalant et renvoyant le faisceau lumineux et dont le plan principal de réflexion coincide avec le plan des axes optiques des trois entrées tandis que ses surfaces d'entrée et de sortie du faisceau lumineux se trouvent en regard des deux combinaisons optiques, la surface d'entrée du faisceau lumineux étant associée à la première combinaison comportant les prismes, et la surface de sortie du faisceau lumineux à la deuxième combinaison.Le premier et le deuxième prisme rhombique de la première combinaison sont reliésl'un à l'autre en formant un V, la surface de liaison s'étendant perpendiculairement à l'axe optique de l'entrée médiane tandis que la surface d'entrée du faisceau lumineux du premier prisme en regard des entrées est associée à l'axe optique de l'une des entrées extérieures. Le troisième prisme est accolé au premier prisme de façon que ses bords s'étendent parallèlement aux bords de ce dernier et que la surface d'entrée du faisceau lumineux soit tournée vers l'axe optique médian. La surface de séparation entre le premier et le troisième prisme rhombique est semiréfléchissante tandis que la surface, parallèle à la surface de séparation, du troisième prisme est entièrement réfléchis- sante. L'élément de déviation du faisceau lumineux faisant partie de la deuxième combinaison, et constitué par un prisme présentant la forme d'un demi-cercle , peut être remplacé conformément à l'invention et au choix par un verre optique permettant le passage rectiligne du faisceau lumineux. Dans les faisceaux lumineux de deux entrées voisines on peut, en outre, introduire un élément optique qui réunit les faisceaux. Il est avantageux de prévoir en tant qu'éléments décalant et renvoyant les faisceaux lumineux, deux prismes en forme de demi-cube disposés l'un en face de l'autre et dont les surfaces d'hypoténuse se trouvent en regard des deux combinaisons optiques.Pour obtenir des trajets optiques symétriques , il est également avantageux de placer contre la surface entièrement réfléchissante du troisième prisme de la première combinaison un prisme en forme de demi-cube. Pour cette raison ce prisme ainsi que les prismes en forme de demi-cube de la deuxième combinaison et les deux éléments décalant et renvoyant le faisceau lumineux, présentent des indices de réfraction plus élevés que les prismes rhombiques et le verre optique permettant le passage rectiligne du faisceau lumineux. Le dispoisitif suivant l'invention permet, par simple commutation, les méthodes d'observation suivantes (I) Images 1 et 2 stéréoscopiques Image 2 soit par l'oculaire de gauche soit par l'oculaire de droite. (II) Images 1 et 2 ou 2 et 3 de façon binoculaire. (III) Images 1, 2 et 3 de façon binoculaire. Diverses autres caractéristiques de l'invention ressortent d'ailleurs de la description détailliée qui suit. Une forme de réalisation de l'objet de l'invention est représentée, à titre d'exemple non limitatif, aux dessins annexés. La fig. 1 représente schématiquement un appareil photogrammétrique de restitution avec le dispositif optique suivant l'invention dans la position d'observation (I). La fig. 2 montre le dispositif dans la position d'observation (II). La fig. 3 représente le dispositif dans la position d'observation III. La fig. 4 montre en élévation latérale la combinaison comprenant le prisme en forme de demi-cube et le verre optique permettant le passage rectiligne du faisceau lumineux. Le dispositif optique suivant l'invention est constitué par les trois prismes rhombiques identiques 1, 2, 3 et un prisme 4 en forme de demi-cube disposé contre le prisme 3, tous ces prismes étant reliés fixement les uns aux autres et montés sur un axe de rotation 5. Un prisme 7 en forme de demi-cube et un verre optique 8 permettant le passage rectiligne du faisceau lumineux sont fixés de façon décalée l'un de l'autre sur un axe 6 s'étendant coaxialement par rapport à l'axe 5, comme cela ressort de la fig. 4. Les éléments 9, 10 décalant et renvoyant le faisceau lumineux sont réalisés en tant que prismes en forme de demi-cube. La fig. 1 illustre la position d'observation (I). A partir de la prise de vue aérienne de droite (faisceau 11) de la carte géographique (faisceau 12) et de la prise de vue aérienne de gauche (faisceau 13) la lumière arrive aux trois entrées en présentant des axes optiques parallèles 19, 20, 21 grace aux éléments optiques de renvoi 14, 15, 16, 17 et à un verre optique 18. Des objectifs non représentés et pouvant être à focale variable, sont disposés dans les trajets lumineux 11, 12, 13 ou également.dans les trajets trajets lumineux 19, 20, 21. Dans ces trajets on peut également placer des ensembles de prismes pour tourner l'image ou supprimer des distorsions.Au niveau de la surface de séparation semi-transparente 22 et située entre les prismes 1 et 3, les faisceaux lumineux provenant de la prise de vue aérienne de droite et de la carte géographique sont superposés et dirigés sur l'oculaire de droite 23 par le prisme 2. Les faisceaux lumineux venant de la prise de vue aérienne de gauche sont projetés par la surface 24 entièrement réfléchissante sur le prisme 10 en forme de demi-cube et envoyés ensuite par ce dernier et par l'intermédiaire du prisme 7, également en forme de demi-cube sur l'oculaire de gauche 25. Pour obtenir une intensité lumineuse identique au niveau des deux oculaires 23, 25 un filtre 26 en verre neutre et d'un pouvoir absorbant de 50 t est disposé sur la surface de sortie du prisme 7.Le dispositif représenté permet une observation stéréoscopique des deux prises de vue aériennes et de la carte géographique par l'oculaire de droite. Lors d'un pivotement simultané des deux combinaisons optiques 1, 2, 3, 4 et 7, 26 de 1800 autour des axes 5, 6 la carte apparalt dans l'oculaire de gauche. Dans le faisceau lumineux 12 provenant de la carte géographique on peut prévoir de plus, un diaphragme permettant de supprimer l'image de la carte. Par suite de l'espace libre entre les prismes 4 et 10 et 10 et 7, la longueur du trajet optique, du faisceau lumineux est différente de celui des faisceaux traversant les prismes rhombiques 1, 2, 3, cette différence étant compensée par un indice de réfraction plus élevé des prismes 4, 7 et 10. La fig. 2 montre la position d'observation (II). Les faisceaux lumineux provenant des entrées 20 (carte géographique) et 21 (prise de vue aérienne de gauche) sont réunis au niveau de la surface semí-réfléchissante 22 et envoyés par le prisme 2 vers l'oculaire de gauche et par la surface 24 entièrement réfléchissante et le verre optique 8, inséré dans le trajet lumineux vers l'oculaire de droite. De ce fait, l'observateur voit la prise de vue aérienne de gauche et la carte de façon binoculaire. La superposition de la prise de vue aérienne de droite et de la carte est obtenue en faisant pivoter simultanément les combinaisons optiques de 1800. Dans la position d'observation (III) représentée à la fig. 3 le dispositif est maintenu dans la position (II) mais on insère dans les faisceaux lumineux de deux entrées 20, 21 un élément 27 réunissant les faisceaux et présentant une surface réfléchissante et semi-transparente 28, ce qui permet d'observer les trois entrées de façon binoculaire et superposée. Pour obtenir des intensités lumineuses identiques on prévoit un filtre absorbant à 50 % dans le trajet lumineux de la troisième entrée 19. Afin de pouvoir interpréter des prises de vue multispectrales, des filtres colorés et présentant des caractéristiques appropriées sont placés dans les faisceaux lumineux des trois entrées 19, 20, 21. L'invention n'est pas limitée à l'exemple de réali sation -représenté, il suffit, par exemple, de prévoir un seul prisme 10 en forme de demi-cube qui est relié fixement à la première combinaison de prismes 1, 2, 3 de façon qu'il pivote avec cette dernière. REVENDICATIONS 1 - Dispositif optique notamment pour des appareils photogrammétriques et destiné à l'observation simultanée et au choix soit de façon binoculaire soit de façon stéréoscopique, d'images présentes à trois entrées optiques, dont les axes s'étendent parallèlement les uns aux autres dans un plan et de façon sensiblement symétrique par rapport à l'axe médian, caractérisé en ce qu'il comporte une première combinaison optique comprenant trois prismes rhombiques (1,2,3) sensiblement identiques, présentant le même plan de réflexion principale et dont les surfaces d'entrée et de sortie du faisceau lumineux s'étendent perpendiculairement aux axes optiques et une deuxième combinaison optique comprenant un élément (7) déviant le faisceau lumineux et un verre optique (8) permettant le passage rectiligne du faisceau lumineux, en ce que les deux combinaisons optiques peuvent être pivotées indépendamment l'une de llautre ou ensemble autour d'un axe qui est coaxial à l'axe optique médian et en ce qu'il est associé à ces deux combinaisons optiques au moins un élément (9, 10) situé en dehors des axes optiques des trois entrées et décalant et renvoyant le faisceau lumineux et dont le plan principal de reflexion coincide avec le plan des axes optiques des trois entrées tandis que les surfaces d'entrée et de sortie du faisceau lumineux se trouvent en regard des deux combinaisons optiques, la surface d'entrée du faisceau lumineux étant associée à la première combinaison comportant les prismes, et la surface de sortie du faisceau lumineux à la deuxième combinaison. 2 - Dispositif optique suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le premier et le deuxième prisme rhombique (1,2) de la première combinaison sont reliés l'un à l'autre en formant un V, la surface de liaison s'étendant perpendiculairement à l'axe optique (20) de l'entrée médiane tandis que la surface d'entrée du faisceau lumineux du premier prisme (1) en regard des entrées est associée à l'axe optique de l'une des entrées extérieures, en ce que le troisième prisme (3) est accolé au premier prisme (1) de façon que ses bords s'étendent parallèlement aux bords de ce dernier et que la surface d'entrée du faisceau lumineux soit tournée vers l'axe optique médian (20) et en ce que la surface de séparation (22) entre le premier 11) et le troisième prisme rhombique (3) est semi-réfléchissante tandis que la surface (24), parallèle à la surface de séparation (22), du troisième prisme (3) est entièrement réfléchis- sante. 3 - Dispositif optique suivant l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que l'élément (7), déviant le faisceau lumineux, de la deuxième combinaison optique, peut être remplacé au choix par le verre optique (8) en faisant pivoter cette deuxième combinaison optique. 4 - Dispositif optique suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'un élément (27) réunissant les faisceaux lumineux peut être introduit dans le trajet lumineux de deux entrées optiques voisines. 5 - Dispositif optique suivant la revendication 3, caractérisé en ce que l'élément (7) de la deuxième combinaison et destiné à dévier le faisceau lumineux est un prisme pré- sentant la forme d'un demi-cube. 6 - Dispositif optique suivant la revendication 1 caractérisé en ce que deux prismes (9, 10) en forme de demicube, disposés l'un en face de l'autre et dont les surfaces d'hypoténuse situées en regard des deux combinaisons optiques sont prévus en tant qu'éléments destinés à décaler et à renvoyer les faisceaux lumineux. 7 - Dispositif optique suivant l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'un prisme (4) en forme de demi-cube est disposé sur la surface (24) entièrement réfléchissante du troisième prisme (3) de la première combinaison optique afin de rendre symétriques les longueurs de trajet optiques. 8 - Dispositif optique suivant l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que les indices de réfraction des prismes (4, 7) en forme de demi-cube de la première et de la deuxième combinaison optique ainsi que ceux des prismes (9, 10) également en forme de demi-cube et décalant et renvoyant les faisceauxlumineux sont plus élevés que les indices de réfraction des prismes (1, 2, 3) de forme rhombique et que l'indice de réfraction du verre optique (8) permettant le passage rectiligne du faisceau lumineux. 9 - Dispositif optique suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'il n'est prévu qu'un seul élément (10) décalant et renvoyant le faisceau lumineux et qui est relié fixement à la première combinaison de prismes (1, 2, 3) tout en étant situé en dehors des axes optiques des trois entrées.