Brevet FR2526556A1 — publié le 19831110

DISPOSITIF DE PROJECTION D'PLIAGE EN FOND CLAIR SUR IMAGE EN FOND NOIR La présente invention concerne un dispositif optique permettant la superposition de l'image en fond noir d'un premier objet sur l'image en fond clair d'un second objet. L'art antérieur révèle plusieurs types de dispositifs optiques pour obtenir la superposition des images de plusieurs objets. Dans les dispositifs d'un premier type, on affecte à chaque objet un objectif, l'objet étant centré sur son axe, les axes des objectifs étant convergents au centre de leur plan image qui est sensiblement le même pour tous les objectifs. Ces dispositifs présentent l'inconvénient de fournir des images présentant des déformations trapézoidales. Dans les dispositifs d'un deuxième type, les objectifs travaillent, leurs axes étant parallèles et leurs plans images confondus, mais les objets sont non centrés sur l'axe. I1 en résulte que le champ de chaque objectif doit être plus grand que celui nécessité par le format des objets, ce qui rend la constitution de chaque objectif plus difficile à réaliser.Enfin, dans les dispositifs d'un troisième type, les objectifs travaillent en faisceau commun gracie à une lame séparatrice semi-transparente placée obliquement sur ledit faisceau commun. I1 en résulte des pertes d'énergie lumineuse dans la formation des images a' superposer. Le but de l'invention est de proposer un dispositif qui ne présente pas les mêmes inconvénients et qui, de plus, assure un bon contraste entre les images à superposer. Plus précisément, le dispositif selon l'invention propose la superposition d'une image dite en fond noir d'un premier objet sur l'image dite en fond clair d'un second objet. Les notions desdites images en fond noir et fond clair étant précisées comme suit. La notion d'image en fond noir d'un objet suppose que celui-ci présente une transparence ou réflexion modulée spatialement. Lorsque cet objet est éclairé, l'image en fond noir de celui-ci est celle qu'on obtient à partir uniquement de la lumière diffusée ou diffractée par l'objet.La notion d'image en fond clair d'un objet suppose que celui-ci est lui-même un objet qui émet de la lumière, sa luminance étant modulée spatialement, ou encore un objet présentant une transparence ou une réflexion modulée spatialement. Dans ce dernier cas, lorsque l'objet est éclairé, l'image en fond clair de celui-ci est celle qu'on obtient à partir du faisceau d'éclairage directement transmis ou réfléchi par ledite objet. Par exemple, pour fixer les idées, l'image en fond noir sera celle d'un quadrillage recouvrant une lame transparente. La lame est éclairée par une source. La lumière directe issue de la source, et transmise par la lame, est occultée. Ladite image en fond noir du quadrillage est celle qui se forme à l'aide de la lumière diffusée ou diffractée par celui-ci. L'image en fond clair est par exemple celle d'un écran de tube cathodique.Selon l'invention, l'image en fond noir d'un premier objet s'obtient d'une façon classique en occultant ou déviant dans le plan d'un diaphragme d'un système optique la lumière transmise ou réfléchie directement par l'objet. Cette occultation ou déviation laisse disponible dans le système optique une étendue géométrique. Selon l'invention, cette étendue géométrique est utilisée pour véhiculer dans le système optique l'image en fond clair d'un second objet se superposant sur l'image en fond noir du premier objet.Plus précisément, l'invention consiste en un dispositif optique de superposition dans un même espace image de l'image en fond noir d'un premier objet sur l'image en fond clair d'un second objet, remarquable en ce qu'il comporte un premier système optique pour la formation de l'image en fond noir avec un système d'éclairage dudit premier objet et un système d'occultation ou de déviation de la lumière transmise ou réfléchie directement par ledit premier objet, un second système optique pour la formation de l'image en fond clair, les systèmes optique de formation des images en fond noir et'fond clair ayant une portion d'axe optique commune et éventuellement des éléments optiques communs en aval, dans le sens de propagation de la lumière, du système d'occultation ou de déviation, le système de formation d'image en fond clair du second objet utilisant en aval dudit système d'occultation ou de déviation, des faisceaux occupant l'étendue géométrique laissée libre,à l'intérieur de l'étendue géométrique des faisceaux utilisés pour la formation de l'image en fond noir, par la lumière transmise ou réfléchie par ledit premier objet après occultation ou déviation de celle-ci. Selon un premier mode de réalisation de l'invention, ledit premier système optique de formation d'image en fond noir dudit premier objet est à axe rectiligne confondu avec celui de formation des images et comporte sur cet axe un objectif à lentilles, une source d'éclairage avec condenseur pour concentrer la lumière sur l'objet, lequel est du type à transparence modulée spatialement et placé entre objectif et condenseur, le système d'occultation ou de déviation de la lumière directe en provenance de la source étant un premier miroir plan incliné sur l'axe optique et placé dans un diaphragme de l'objectif, tandis que ledit second système optique comporte une partie à lentilles dont l'axe optique coupe l'axe optique du premier système dans son diaphragme sensiblement au point d'intersection du premier miroir plan avec cedit axe optique de premier système, les deux axes optiques étant symétriques l'un de l'autre par rapport à la normale au premier miroir, ledit second système optique ayant éventuellement en commun avec le premier système les éléments de celui-ci situés en aval du premier miroir et comportant en outre undit second miroir parallèle et égal au premier et disposé de préférence sur la face arrière de celui-ci. Selon une variante de ce premier mode de réalisation, le premier miroir est tout simplement un écran opaque. Selon un second mode de réalisation, ledit second système de formation d'image en fond clair est d'axe rectiligne et confondu avec celui de formation des images en fond noir et fond clair, tandis que le premier système comporte une partie non commune avec le second système d'axe incliné sur l'axe rectiligne, le système d'éclairage lui étant associé, ledit système d'occultation ou de déviation étant constitué d'un orifice dans un miroir plan dont la normale est perpendiculaire à la bissectrice des deux axes, l'orifice et le miroir se trouvant sensiblement centrés sur le point de concours des axes, ledit orifice étant dimensionné pour permettre le passage et l'échappement hors du dispositif de la lumière transmise directement par ledit premier objet, le contour du miroir délimitant un diaphragme pour ledit premier système, la formation de l'image en fond clair s'effectuant à l'aide de faisceaux s'appuyant sur ledit orifice. Selon des variantes de l'un ou l'autre de ces modes de réalisation, le diaphragme du système dans lequel s'effectue l'occultation ou la déviation de la lumière directe en provenance dudit premier objet est situé à l'intérieur des objectifs de formation des images en fond noir et fond clair. Selon d'autres variantes de ces modes de réalisation, le diaphragme est extérieur à ces objectifs et placé en aval de ceuxci sur l'axe de formation des images. L'invention apparaît sous plusieurs de ses modes de réalisation donnés à titre d'exemples non limitatifs dans la description suivante, celle-ci étant accompagnée de dessins qui représentent Figure 1 : une vue en coupe par son plan de symétrie du dispositif optique de l'invention selon un premier mode de réalisation. Figure 2 : une vue en coupe par son plan de symétrie du dispositif optique de l'invention selon un second mode de réalisation. Sur la figure 1, sous le repère 10, est représenté l'axe de formation des images sur le plan 11 perpendiculaire à l'axe 10. Cet axe 10 est aussi l'axe du système optique de formation de l'image en fond noir (dit premier système) de l'objet 12. Ce premier système optique comporte d'une part l'objectif constitué des lentilles 13 et 14' et d'autre part le système d'éclairage de l'objet 12 constitué du condenseur optique 15 et de la source de lumière 16. L'objet 12 est supposé, dans ce cas, à transparence modulée spatialement par diffusion ou diffraction. Entre 13 et 14 est représenté sous le repère 17 un diaphagme de l'objectif. t'ensemble condenseur 15 et lentille 14 donne de la source 16 à travers l'objet 12 une image sensiblement dans le plan de 17.Dans ce diaphragme est situé sur l'axe 10, et incliné sur celui-ci, un miroir 18 qui réfléchit vers l'extérieur de l'objectif la lumière émise par la source 16 et directement transmise par l'objet 12, par exemple la lumière du faisceau 19. L'encombrement du miroir 18 est tel que sa projection perpendiculaire sur le diaphragme 17 est sensiblement égale à celle de l'image de la source 16, si bien qu'au contraire la lumière diffusée ou diffractée par l'objet 12, par exemple celle du faisceau 20 diffusée par le point A de 12 n'est pas déviée par le miroir 18, ce qui permet d'obtenir dans le plan 11 les images telles que B des points tels que A diffusant ou diffractant de l'objet 12 et constituant l'image dite en fond noir de l'objet 12. Sous 21 est représentée une portion d'axe optique du dispositif de formation de l'image en fond clair (dit second système) de l'objet 22.Cet axe coupe l'axe 10 dans le diaphragme 17 sensiblement en son centre. Ce second système optique comporte les lentilles 13 et 23 et un miroir plan 24 dont la normale 25 est bissectrice de l'angle a formé par les axes 10 et 21. Ce miroir est préférentiellement sur la face opposée du support du miroir 18. Les caractéristiques optiques de 23 sont telles que ledit second système utilise pour la formation de l'image en fond clair de l'objet 22 l'étendue géométrique laissée, libre, après déviation, par la lumière transmise par l'objet 12 à l'intérieur de l'étendue géométrique des faisceaux utilisés pour la formation de l'image en fond noir de cet objet. Ainsi, par exemple, la formation de l'image en B du point C de l'objet clair s'effectue à l'aide du faisceau 26 qui, en aval de 18, se confondrait avec le faisceau 19 si celui-ci n'était pas dévié.D'une façon évidente, le miroir 18 peut être remplacé par un écran non réfléchissant. Sur la figure 2, on retrouve l'axe 10 de formation des images en fond noir et fond clair sur le plan 11, ledit second système de formation de l'image en fond clair de l'objet 22 est disposé selon l'axe 10 et comporte les lentilles 31 et 32 et utilise comme diaphragme l'orifice 33 à l'intérieur du miroir incliné 34. Ledit premier système de formation de l'image en fond noir de l'objet 12 comporte, d'une part, l'objectif constitué des lentilles 31 et 35 et du miroir 34 et, d'autre part, du système d'éclairage constitué de la source 16 et du condenseur 15. La lentille 35, l'objet 12, le condenseur 15 et la source 16 sont disposés sur l'axe optique 36 qui coupe l'axe 10 sensiblement au centre de l'orifice 33 et qui est symétrique de 10 par rapport à la normale au miroir 34.C'est dans cet orifice que se forme sensiblement l'image de la source 16 par le condenseur 15 et la lentille 35, si bien que la lumière issue de la source 16 et transmise directement par l'objet 12 s'échappe, telle par exemple celle du faisceau 37, à l'extérieur du dispositif. Au contraire, la lumière diffusée ou diffractée par l'objet 12, telle celle du faisceau 38 diffusée par le point A, est réfléchie par le miroir 34, ce qui permet d'obtenir l'image en fond noir dans le plan 11 de l'objet 12. Dans cette formation d'image en fond noir le miroir 34 sert de diaphragme dudit premier système.De même que dans le mode de réalisation précédent, les caractéristiques optiques de la lentille 32 sont telles que ledit second système utilise pour la formation de l'image en fond clair de l'objet 22, l'étendue géométrique laissée libre, après échappement vers l'extérieur du dispositif, par la lumière transmise par l'objet 12, à l'intérieur de l'étendue géométrique des faisceaux utilisés pour la formation de l'image en fond noir de cet objet. Ainsi, par exemple, l'image en B du point C de l'objet 22 s'effectue à l'aide du faisceau 39, qui, en aval de l'orifice 33, se confond avec le faisceau symétrique de 37 par rapport à la normale au miroir 34. Selon des variantes de ces modes de réalisation, le dispose tif peut fort bien être à diaphragme frontal, c'est-à-dire ne pas comporter face au plan irnage 11 la lentille 13 ou 31. A titre d'exemple de réalisation, l'objet dont on forme l'image en fond noir est une plaque transparente dans laquelle est inclus un quadrillage. L'image en fond noir obtenue est celle de ce quadrillage obtenu par diffraction. Toujoursàtitre d'exemple, l'objet dont on forme l'image en fond clair est une diapositive photographique ou encore un écran de tube cathodique. REVENDICATIONS : 1. Dispositif de superposition dans un même espace image de l'image en fond noir d'un premier objet sur l'image en fond clair d'un second objet, caractérisé en ce qu'il comporte un premier système optique pour la formation de l'image en fond noir avec un système d'éclairage dudit premier objet et un système d'occultation ou de déviation de la lumière transmise ou réfléchie directement par ledit premier objet, un second système optique pour la formation de l'image en fond clair, les système optiques de formation des images en fond noir et fond clair ayant une portion d'axe optique commune et éventuellement des éléments optiques communs en aval, dans le sens de propagation de la lumière dudit système d'occultation ou de déviation, le système de formation d'image en fond clair du second objet utilisant en aval dudit système d'occultation et de déviation, des faisceaux occupant l'étendue géométrique laissée libre, à l'intérieur de l'étendue géométrique des faisceaux utilisés pour la formation de l'image en fond noir, par la lumière transmise ou réfléchie par ledite premier objet, après occultation ou déviation de celle-ci. 2. Dispositif de superposition dans un même espace image de l'image en fond noir d'un premier objet sur l'image en fond clair d'un second objet, selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit premier système optique de formation d'image en fond noir dudit premier objet est à axe rectiligne confondu avec celui de formation des images et comporte un objectif à lentilles, une source d'éclairage avec condenseur pour concentrer la lumière sur l'objet, lequel est du type à transparence modulée spatialement et placé entre objectif et condenseur, le système d'occultation ou de déviation de Sa lumière directe en provenance de la source étant un premier miroir plan ou écran incliné sur l'axe optique et placé dans un diaphragme de l'objectif, tandis que ledit second système optique comporte une partie à lentilles dont l'axe optique coupe l'axe optique du premier système dans son diaphragme me sensiblement au point d'intersection du premier miroir plan ou écran avec cedit axe optique du premier système, les deux axes optiques étant symétriques l'un de l'autre par rapport à la normale au premier miroir ou écran, ledit second système optique ayant éventuellement en commun avec le premier système les éléments de celui-ci situés en aval du premier miroir ou écran et comportant en outre undit second miroir parallèle et égal au premier et disposé de préférence sur la face arrière de celui-ci. 3. Dispositif de superposition dans un même espace image de l'image en fond noir d'un premier objet sur l'image en fond clair d'un second objet, selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit second système de formation d'image en fond clair est d'axe rectiligne et confondu avec celui de formation des images en fond noir et fond clair, tandis que le premier système comporte une partie non commune avec le second système d'axe incliné sur l'axe rectiligne, le système d'éclairage lui étant associé, ledit système d'occultation ou de déviation étant constitué d'un orifice dans un miroir plan dont la normale est perpendiculaire à la bissectrice des deux axes, l'orifice et le miroir se trouvant sensiblement centrés sur le point de concours des axes, ledit orifice étant dimensionné pour permettre le passage et l'échappement hors du dispositif de la lumière transmise directement par ledit premier objet, le contour du miroir délimitant un diaphragme pour ledit premier système, la formation de l'image en fond clair s'effectuant à l'aide de faisceaux s'appuyant sur ledit orifice. 4. Dispositif selon l'une des revendications 2 ou 3, caractérisé en ce que le diaphragme du dispositif optique de formation d'image en fond noir et le système d'occultation ou de déviation de la lumière directe transmise par l'objet est situé entre les éléments constitutifs des objectifs de formation des images en fond noir et en fond clair. 5. Dispositif selon l'une des revendications 2 ou 3, caractérisé en ce que le diaphragme du dispositif optique de formation d'image en fond noir et le sysètme d'occultation ou dé déviation de la lumière directe transmise par l'objet est du type frontal et situé en aval du dispositif de formation d'image en fond noir.