Brevet FR2552556A1 — publié le 19850329

La présente invention concerne un microscope ayant un objectif, un tube d'observation et un système de voie optique pour redresser l'image, ce système de voie optique comprenant un premier et un second composants optiques pour 5 dévier le faisceau lumineux et un pont optique entre l'axe optique de sortie du premier composant optique et l'axe optique d'entrée du second composant optique Ces composants optiques sont montés rotatifs autour d'axes parallèles et, à partir des positions initiales normales des composants 10 autour de leurs axes respectifs, par rapport au pont optique, l'angle du premier composant optique autour de son axe optique de sortie est égal à l'angle du second composant optique autour de son axe optique d'entrée, mais de sens opposé, tandis que l'axe optique d'entrée du premier 15 composant optique coincide avec l'axe optique de l'objectif du microscope. Un microscope du type précité a, par exemple, été décrit dans la demande de brevet allemande publiée n 2.502 209 Dans ce microscope, l'unité binoculaire peut 20 pivoter pour modifier l'angle d'observation, ce pourquoi les composants optiques sont montés rotatifs autour de leurs axes respectifs Les composants optiques revêtent la forme de prismes en demi-cubes et sont alignés, dans leur position initiale normale, de telle sorte que l'axe optique d'entrée 25 du premier composant optique est colinéaire avec l'axe optique de sortie du second composant optique mais à l'opposé de cet axe, et le pont optique est composé d'un prisme en demicube et d'un prisme pentagonal du type "en bordure de toit", de telle sorte que l'image est pivotée une 30 fois de 180 De cette manière, l'observateur ne voit pas à l'envers l'objet observé et l'on empêche l'image de tourner lorsque l'unité binoculaire pivote de telle sorte que l'orientation du déplacement de l'image qui est observée dans le microscope est la même que l'orientation des 35 manipulations effectuées sur l'objet Par suite, il est commode de travailler avec un microscope de ce type. Dans le cas du microscope décrit dans la demande de brevet allemande publiée n 2 502 209 il n'est pas prévu de pouvoir fixer un dispositif photographique ou un accessoire similaire, tels que par exemple une camera de télévision ou de cinéma ou un écran de projection Cependant, on connaît des microscopes qui redressent l'image mais qui ne compor5 tent pas de tube d'observation pivotant et, dans de tels microscopes, on utilise un prisme de Bauernfeind pour dévier le faisceau objet dans le tube d'observation Le faisceau objet se propage généralement, verticalement, vers le haut dans le tube d'observation Le prisme de Bauernfeind peut, l O soit dévier la totalité du faisceau objet, c'est-à-dire que 100 % de la lumière provenant de l'objet pénètrent dans le tube d'observation, ou il peut être conçu comme prisme diviseur, de telle sorte que, par exemple, seulement 80 % de la lumière provenant de l'objet soit déviée dans le tube 15 d'observation aux fins d'observation directe, tandis que 20 % de la lumière peut passer vers le haut sans être réfléchie par le prisme diviseur et pénétrer dans un dispositif photographique ou un dispositif similaire fixé de manière à obtenir un enregistrement photographique Le 20 rapport entre les quantités de lumière destinée à l'observation et à la photographie peut également être de 20:80, ou même de 0:100 dans le cas d'objets particulièrement ternes. Simultanément, on sait disposer deux prismes de Bauernfeind différents sur une platine qui peut être déplacée horizonta25 lement, de manière à permettre de pousser l'un ou l'autre des prismes de Bauernfeind dans la voie optique du microscope selon les besoins L'espace requis pour cette disposition est au moins égal à trois fois la largeur du prisme, c'est-àdire une largeur de prisme supplémentaire 30 vers la gauche et une vers la droite de la position de travail du prisme dans la voie optique du microscope. Si l'on désire maintenant permettre la fixation de systèmes d'enregistrements optiques supplémentaires, tels que par exemple un dispositif photographique, à un micro35 scope à image droite et comportant un tube d'observation inclinable de telle sorte que les proportions de lumière pénétrant dans le tube d'observation et dans le dispositif photographique soient sélectionnées, on rencontre des problèmes Si l'on interchange les prismes pour sélectionner les proportions de lumière allant au système d'observation et au système photographique, seul le premier composant optique du système de voie redresseur peut, en fait être 5 considéré dans le cas du microscope du type défini initialement, car ce composant optique ne tourne pas lorsque le tube d'observation est incliné Cependant, lorsque l'on utilise des objectifs de microscope qui sont corrigés à l'infini, la lentille de tube approche de très près le 10 premier composant optique depuis le bas, tandis que le second composant optique est disposé latéralement par rapport au pont optique qui peut être pivoté autour du premier composant optique et, à son tour, qui peut être pivoté avec le tube d'observation autour du pont optique Il 15 est donc impossible d'interchanger le premier composant optique de la manière qui a été décrite ci-dessus en relation avec un microscope n'ayant pas un tube d'observation inclinable et qui fonctionne à l'aide d'un prisme de Bauernfeind Lorsque l'on doit interchanger des premiers 20 composants optiques alternatifs, il y a suffisamment d'espace disponible pour le composant de remplacement d'un côté du composant qui est en position, mais il n'y a pas d'espace pour le premier composant optique d'origine pour permettre de le pousser sur le côté oppose. Le but sous-jacent à l'invention est d'apporter un microscope du premier type mentionné, possédant un système redresseur d'image et un tube d'observation inclinable qui convient à la fixation de systèmes optiques additionnels, par exemple, un dispositif photographique, et dans lequel il $ O est possible de sélectionner les proportions relatives de lumière entrant dans le système d'observation et dans le système optique additionnel. Ce but est atteint dans un microscope du type premier mentionné selon l'invention, en prévoyant un support qui 35 peut être pivoté autour d'un axe de rotation, cet axe de rotation étant disposé dans l'espace s'écartant de l'objectif du microscope et du second composant optique, parallèlement à l'axe optique de sortie du premier composant optique, et à une distance de cet axe, support sur lequel sont fixés au moins deux premiers composants optiques, à la même distance de l'axe de rotation, au moins un de ces premiers composants optiques étant un diviseur optique qui divise le faisceau de lumière incident en un faisceau qui est réfléchi dans le tube d'observation et en un faisceau qui n'est pas réfléchi, mais traverse le diviseur optique et pénètre dans un autre système optique. Les premiers composants optiques qui sont interchangés 10 se déplacent, selon l'invention, sur un arc de cercle, de telle sorte qu'il n'y plus besoin d'espace équivalent à une totale largeur de prisme des deux côtés du premier composant optique à remplacer. De plus, la solution selon l'invention peut être 15 implantée encore plus facilement si le système de voie optique redressant l'image a la configuration décrite dans la demande de brevet allemande n 3 222 935 Dans ce cas, dans la position initiale normale, l'axe optique d'entrée du premier composant optique, d'un côté du pont optique est 20 perpendiculaire à l'axe optique dudit pont, et l'axe optique de sortie du second composant optique sur le côté opposé du pont optique est de même perpendiculaire à l'axe optique du pont A la différence du pont optique décrit dans la demande de brevet allemande publiée n 2 502 209, il n'est pas 25 nécessaire d'avoir quatre réflexions dans un système de redressement optique de ce type, mais seulement deux; et il est possible d'obtenir ces deux réflexions en employant, par exemple, seulement deux prismes en demi-cube pour réaliser une inversion de l'image entre les points d'entrée et de 30 sortie du système de redressement optique De plus, les composants optiques sont invariablement, de préférence, des prismes bien que l'on puisse également utiliser des miroirs. Par suite, l'espace requis pour le microscope dans son ensemble est également réduit. D'autres avantages, détails et caractéristiques de l'invention ressortiront à l'évidence de la description ci-après faite en référence aux dessins annexés, dans lesquels: la figure 1 est une vue latérale de la position normale du système de voie optique de redressement d'image, tel qu'utilisé dans une forme d'exécution particulière de l'invention; la figure 2 représente une vue en plan du système de voie optique dans la position représentée à la figure 1; la figure 3 est une vue en plan du système de voie optique dans une position modifiée par rotation par rapport à la position représentée à la figure 1; la figure 4 représente schématiquement une vue frontale des parties optiques essentielles du microscope possédant le système de voie optique selon les figures 1 à 3; la figure 5 représente schématiquement une vue 15 latérale du microscope de la figure 4; les figures 6 a et 6 b montrent des coupes verticales partielles au travers du microscope pour illustrer le mécanisme d'une part avec l'unité binoculaire alignée horizontalement, et d'autre part avec l'unité binoculaire 20 alignée verticalement; les figures 7 a et 7 b montrent une vue en plan, qui se rapporte à la figure 6 a et une coupe horizontale qui se rapporte à la figure 6 b; la figure 8 montre schématiquement une vue latérale 25 d'une partie d'un microscope dans laquelle le prisme 12 peut être interchangé selon l'invention; et les figures 9 a et 9 b montrent deux coupes mutuellement perpendiculaires faites au travers d'une partie d'une forme d'exécution spécifique donnée à titre d'exemple d'un 30 microscope selon l'invention, les composants du microscope qui ne sont pas absolument nécessaires pour l'explication ayant été omis pour des raisons de clarté, en particulier à la figure 9 a. La figure 1 montre un prisme trapézoidal 10 et deux 35 prismes en demicube 12 et 14 L'axe optique de sortie 16 du prisme en demi-cube 12 est parallèle à l'axe optique d'entrée 18 du prisme en demi-cube 14 Les prismes en demi-cube 12 et 14 peuvent tourner autour des axes optiques 16 et 18 et constituent les premier et second composants optiques Il est également possible, en principe, de donner à ces composants une forme différente Il est aussi possible de faire en sorte qu'il se produise une série de réflexions dans les composants optiques, et l'angle compris entre les axes optiques d'entrée et de sortie peut également avoir une valeur différente de 90 On pourrait utiliser des miroirs au lieu des prismes Des considérations similaires s'appliquent au cas du pont optique qui, dans ce cas particulier, 10 est constitué par le prisme trapézoidal 10 Là encore, en théorie, il pourrait y avoir plus de deux réflexions, ce que l'on pourrait obtenir à l'aide de miroirs En outre, il n'est pas essentiel que l'axe optique 20 du pont optique soit perpendiculaire à l'axe optique de sortie du premier 15 composant 12 et perpendiculaire à l'axe optique d'entrée 18 du second composant 14. La position normale du système de voie optique est particulièrement évidente de la figure 2 Comme il ressort de cette figure, l'axe optique d'entrée 22 du premier 20 composant optique 12, d'un côté du pont optique 10, est perpendiculaire à l'axe optique 20 dudit pont 10 et l'axe optique de sortie 24 du second composant optique 14, du côté opposé du pont optique est, de même, perpendiculaire à l'axe optique du pont. La figure 3 montre une position différente de la position normale représentée aux figures 1 et 2 Comme il ressort de la figure 3, si l'on part des positions normales des composants optiques 12 et 14 autour de leurs axes respectifs 16 et 18, comme on le voit aux figures 1 et 2, 30 l'angle OC/2 du premier composant optique 12 par rapport à son axe optique de sortie 16 est égal à l'angle OC/2 du second composant optique 14 par rapport à son axe optique d'entrée, mais de sens opposé Le résultat global est qu'il se produit une rotation sur un angle e entre l'axe d'entrée 35 22 et l'axe de sortie 24 du système de voie optique. Dans la figure 4, le système de voie optique qui a été décrit ci-dessus est représenté en relation avec le microscope selon l'invention, le prisme 14 étant maintenant un prisme diviseur qui divise le faisceau venant du pont optique 10 le long de la voie optique 18, la division se faisant au niveau de la surface 26 A ce niveau, une partie du faisceau est déviée le long de l'axe optique 24 tandis que l'autre portion du faisceau passe le long de l'axe optique 18, c'est-à-dire au travers de la surface de division sans être réfléchie par cette dernière Cette portion de faisceau n'est pas réfléchie vers le haut jusqu'à ce qu'elle atteigne le prisme 28 situé dans le tube de lO O l'unité binoculaire qui est représenté à droite sur la figure 4, le faisceau suivant alors un axe 24 ' parallèle à l'axe optique 24 Un prisme en demi-cube 30 est adjoint au prisme diviseur 14 avec lequel il est combiné en une seule pièce Le prisme 30 dévie le faisceau suivant l'axe optique 15 de sortie 24 en direction de l'axe optique 32, ce dernier axe étant simultanément l'axe d'entrée d'un prisme en demi-cube 34 qui dévie le faisceau vers le haut et qui, dans la figure 4, correspond au tube gauche de l'unité binoculaire Aux prismes 28 et 34, font suite vers le haut les 20 oculaires des tubes, tandis que l'objectif du microscope serait positionné au-dessous du prisme 12 L'unité binoculaire est essentiellement formée par les prismes 14, 28, 30 et 34, et il est clair que, par opposition à l'art antérieur, cette unité binoculaire a une entrée latérale. Le prisme diviseur 14 divise, de préférence, les faisceaux dans le rapport 50:50. Par opposition à un tube courbé, dans lequel les deux tubes de l'unité binoculaire (prismes 28 et 34) seraient capables de pivoter autour de l'axe optique 24 pour être 30 oréglés et adaptés à l'écartement des yeux de l'observateur, la présente description concerne un tube dit à tirage dans lequel les deux tubes (voir les prismes 28 et 34) peuvent être déplacés dans le plan du dessin pour permettre un réglage adaptant l'ensemble à l'écartement des yeux de 351 'observateur. Si le système de voie optique selon les figures 1 et 3 était combiné avec l'unité binoculaire d'une manière classique, le faisceau qui, à la figure 4, s'éloigne de la surface de division 26 vers la gauche serait dirigé vers le bas et pénétrerait dans un autre prisme en demi-cube qui constituerait le second composant optique du système de voie optique De manière correspondante, le pont optique 10 et le premier composant optique 12 seraient également disposés à un niveau inférieur à une distance au moins égale à la taille du prisme en demi-cube supplémentaire. Dans la vue latérale représentée à la figure 5, on ne voit qu'un oculaire, identifié par la référence 36, avec une 10 image intermédiaire 38 observée au moyen de l'oculaire et une lentille de tube 40 pour corriger à l'infini l'objectif du microscope 42 au moyen duquel l'objet 44 est observé. Si l'on se réfère maintenant aux figures 6 a à 7 b, on voit que ces figures représentent des vues partielles en 15 coupe verticale du microscope dans deux positions extrêmes qui, cependant, ne sont jamais occupées dans des conditions raisonnables, avec une vue en plan et une coupe horizontale. Le premier prisme en demi cube 12 du système de voie optique est fixé au bâti du microscope 50 Le second prisme en demi 20 cube ou prisme diviseur 14 est réuni au tube 52 de l'unité binoculaire au moyen d'un support en U 51 Pour régler leur séparation de manière à correspondre à l'écartement des yeux de l'observateur, les tubes 52 sont montés mobiles sur des paliers 54 (voir figure 6 a) Le support en U 51 est monté 25 pivotant autour d'un axe 56 qui coïncide avec l'axe optique 18 Le prisme trapézoïdal formant le pont optique 10 est fixé, comme on le voit en particulier à la figure 7 b, à un autre support en U 58 monté pivotant autour de l'axe 64 Un pignon 60 est disposé entre le bâti 50 et le support 58 sur 30 chaque côté de ce dernier Le pignon 60 est monté à demeure sur le bâti, co-axialement à l'axe 64, et il vient en prise, de chaque côté, avec un pignon 62 qui est formé d'une seule pièce sur chaque extrémité libre des ailes du support en U 51 Le pignon 62 est fixé au support en U 58 d'une manière 35 permettant sa rotation autour de l'axe 56, ce dernier axe étant co-axial à l'axe optique 18 Le support 58 peut donc basculer autour de l'axe 64 qui est fixé à demeure au bâti grâce à quoi le prisme trapézoïdal 10 peut tourner autour de l'axe optique 16 Le support 51, portant les tubes 52, est basculé autour de l'axe 56 qui se déplace par rapport au bâti 50 mais qui est fixe par rapport au support 58 Pendant ce mouvement, le prisme 14 tourne autour de l'axe optique i 18 Simultanément, les pignons garantissent que le tube 52 de l'unité binoculaire se déplace par rapport au pont optique 10 sur un angle qui est le double de l'angle sur lequel les prismes 12 et 14 se déplacent, ce qui empêche la rotation de l'image. Si l'on se réfère maintenant à la figure 8, on voit une vue latérale schématique d'une partie de microscope similaire à la vue représentée à la figure 5 dans laquelle, cependant, le prisme 12 est interchangeable selon l'invention Le prisme en demi-cube 12, dans lequel s'opère une 15 réflexion ou une déviation complète, peut être pivoté autour d'un axe de rotation 70 autour duquel peut également pivoter un second prisme 12 ' en demi-cube Le prisme en demi-cube 12 ' est un prisme diviseur et, s'il remplace le prisme 12 dans le système de voie optique, 80 % par exemple de la 20 lumière provenant de l'objectif est réfléchie ou, selon le cas, déviée dans le pont optique 10, tandis que 20 % de cette lumière passe telle quelle vers un système photographique Pour amener le prisme diviseur 12 ' dans la position qu'occupe le prisme en demi-cube 12, l'ensemble formé du 25 prisme diviseur 12 ' et du prisme 12 doit être pivoté autour de l'axe de rotation 70 dans le sens des aiguilles d'une montre Après ce mouvement, le prisme diviseur 12 ' est situé à la place qu'occupait le prisme 12 à la figure 8, et le prisme 12 occupe la position indiquée en ligne brisée Comme 30 le montre clairement la figure 8, ce procédé permet de changer le premier composant optique tandis que si les prismes devaient être interchangés par un déplacement linéaire, la position du second composant optique 14 s'y opposerait Un mouvement de basculement vertical est 35 toujours inapproprié car il viendrait dans la voie optique et, de plus, la lentille de tube qui n'est pas représentée est disposée au-dessous du prisme 12. Bien que la figure 8 montre immédiatement que l'incli- naison du tube d'observation ne peut pas excéder un angle de 45 d'une quantité significative, une gamme de pivotement allant de 15 à 45 est néanmoins suffisante dans la pratique. S Les figures 9 a et 9 b représentent deux coupes mutuellement perpendiculaires au travers d'une partie d'une forme d'exécution spécifique, donnée à titre d'exemple, d'un microscope selon la figure 8 A l'exception de l'interchangeabilité du prisme 12 et de la limitation de l'incli10 naison du tube d'observation résultant de cette interchangeabilité, ce microscope est identique à celui représenté aux figures 6 a à 7 b Deux prismes en demi-cube 12 et 12 ' sont fixés à un support 72 à la même distance de l'axe de rotation 70 Le support 72 peut pivoter autour de l'axe 70, 15 depuis l'extérieur, à l'aide d'un bouton rotatif 74 et donc prendre deux positions angulaires qui sont définies par les évidements de positionnement 76 prévus dans le support 72, lesquels peuvent venir en prise avec un galet 78 qui est fixé élastiquement au bâti 50 Dans l'une des positions 20 angulaires, le prisme en demi-cube 12 ', qui est conçu comme prisme diviseur, est disposé dans la voie optique du microscope, tandis que dans l'autre position angulaire, ce prisme est disposé à l'extérieur de la voie optique (position illustrée par la ligne en traits tiretés) et le 25 prisme de réflexion totale 12 est disposé dans la voie optique du microscope Lorsque le prisme diviseur 12 ' est disposé dans la voie optique du microscope, comme le montrent les figures 9 a et 9 b, le faisceau provenant de l'objectif est divisé en un faisceau allant vers le système 30 photographique et en un faisceau d'observation qui entre ultérieurement dans le tube d'observation 52, cela étant obtenu au moyen du système de voie redresseur Simultanément, le faisceau allant vers le système photographique passe au travers d'une ouverture 80 prévue dans le bâti 50. 35 On doit comprendre qu'il est également possible d'utiliser un seul tube comme tube d'observation dans le microscope selon les figures 8 et 9 b, au lieu de deux tubes comme dans les formes d'exécution décrites ci-dessus. I 1 REVENDICATIONS 1 Microscope ayant un objectif ( 42), un tube d'observation ( 52) et un système de voie optique pour redresser l'image, dans lequel: ledit système de voie redresseur comprend un premier et un second composants optiques ( 12 et 14) pour dévier un faisceau lumineux, chacun desdits composants ( 12 et 14) ayant un axe optique d'entrée ( 22, 18) et un axe optique de 10 sortie ( 16, 24) et un pont optique ( 10) entre l'axe optique de sortie ( 16) du premier composant optique ( 12) et l'axe optique d'entrée ( 18) du second composant optique ( 14), et lesdits premier et second composants optiques ( 12 et 14) étant montés rotatifs autour d'axes parallèles et, à partir 15 des positions initiales normales des composants ( 12 et 14) autour de leurs axes respectifs, par rapport au pont optique ( 10), l'angle O C/2 du premier composant optique ( 12) autour de son axe optique de sortie ( 16) est égal à l'angle O C/2 du second composant optique ( 14) autour de son axe d'entrée 20 optique ( 18) , mais de sens opposé, tandis que l'axe optique d'entrée ( 22) du premier composant optique ( 1-2) coïncide avec l'axe optique de l'objectif ( 42) du microscope, caractérisé en ce qu'il comprend: un support qui peut être pivoté autour d'un axe de 25 rotation ( 70), ledit axe de rotation ( 70) étant disposé dans l'espace à l'écart de l'objectif ( 42) du microscope et du second composant optique ( 14), parallèle à l'axe optique de sortie ( 16) dudit premier composant optique ( 12) et à une distance de cet axe, et () au moins deux premiers composants optiques ( 12 et 12 ') fixés audit support, à la même distance de l'axe de rotation ( 70), l'un au moins de ces premiers composants optiques ( 12 ') étant un diviseur optique pour diviser le faisceau de lumière incident en un faisceau qui est réfléchi 35 dans le tube d'observation et en un faisceau qui n'est pas réfléchi, mais passe sans être dévié et pénètre dans un autre système optique. 2 Microscope selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit système de voie optique est conçu d'une manière telle que, dans la position initiale normale, l'axe optique d'entrée ( 16) dudit premier composant optique ( 12), d'un côté du pont optique ( 10), est perpendiculaire à l'axe 5 optique ( 20) dudit pont ( 10), et l'axe optique de sortie ( 18) du second composant optique ( 14), du côté opposé du pont optique ( 10) est de même perpendiculaire à l'axe optique ( 20) dudit pont.