Brevet FR2569867A1 — publié le 19860307

La présente invention concerne les projecteurs optiques destinés aux collimateurs de pilotage. Plus précisément, l'invention concerne de tels projecteurs optiques dans lesquels de la lumière provenant d'une source de données lumineuses est projetée et colli- matée par un premier et un second objectif placés à dis- tance, le second objectif, c'est-à-dire celui qui est le plus loin de la source, ayant son axe optique incliné par rapport à celui du premier objectif, c'est-à-dire celui qui est le plus proche de la source, et un dispositif ré- flecteur est placé entre le premier et le second objectif afin qu'il réfléchisse les rayons du premier objectif vers le second et qu'ils soient transmis par ce dernier. Un tel projecteur optique est appelé "du type considéré" dans la suite du présent mémoire. L'invention concerne un projecteur optique du type considéré qui peut être réalisé afin qu'il soit moins encombrant que les projecteurs optiques connus du type considéré. Plus précisément, dans un projecteur optique du type considéré, le dispositif réflecteur selon l'invention est un corps formé d'un matériau capable de réfracter la lumière et ayant une face d'entrée de lumière par laquelle la lumière pénètre dans le corps à partir d'une surface de sortie du premier objectif, et deux faces supplémentaires qui délimitent une partie du corps en forme de coin, dis- posée transversalement à la surface d'entrée de lumière du second objectif, l'une des deux faces supplémentaires ayant un revêtement réfléchissant, et l'angle et l'orien- tation du coin de la partie en forme de coin du corps étant tels que la lumière entrant dans le corps à partir du premier objectif subit une réflexion d'angle critique sur l'autre des faces supplémentaires, vers la première face supplémen- taire à partir de laquelle, après réflexion, elle est trans- mise sans réflexion importante par l'autre face supplémen- taire, vers le second objectif qui la transmet. L'autre face supplémentaire peut avoir-un revête- ment réfléchissant dans une région o les rayons lumi- neux qui y parviennent à partir du premier objectif ont un angle d'incidence inférieur à l'angle critique du mai-: riau du corps. L'invention concerne aussi un collimateur de pi- lotage du type tête haute contenant un projecteur optique selon l'invention. D'autres caractéristiques et avantages d'un mode de réalisation de l'invention ressortiront mieux de la description qui va suivre, faite en référence aux dessins annexés sur lesquels: la figure 1 est un schéma représentant la disposi- tion générale du collimateur de pilotage selon l'invention; et la figure 2 est un schéma représentant la disposi- tion générale d'un collimateur de pilotage comprenant un projecteur optique du type considéré, réalisé de manière classique. La figure 1 indique que le collimateur de pilotage comporte un projecteur optique 11 et un arrangement combina- teur 13. Le projecteur 11 comporte un tube à rayonscathodi- ques15 et un système optique collimateur 17 porté dans un bottier 19. Les éléments optiques actifs du système collimateur 17 comportent deux objectifs montés en série et distants 23 et 25. Le premier objectif 23, formé d'un ensemble de lentilles, a une surface d'entrée 23a très proche de l'écran du tube à rayons cathodiques 15. L'axe optique 02 du second objectif 25 est incliné d'environ par rapport à l'axe Qptique 01 du premier objectif 23. Un dispositif réflecteur est monté dans l'espace compris entre les deux objectifs 23, 25 et il est sous forme d'un corps 27 de verre, en forme de coin, dirigeant les rayons lumineux provenant de la face de sortie 23b du premier objectif 23 vers une face d'entrée 25a du second objectif 25. Une face 29 d'entrée du corps 27 en forme de coin est perpendiculaire à l'axe optique 01 de l'objectif 23. Le corps 27 a un coin délimitant un angle 31 d'environ 30 , :-: 3 33 entre des faces 33 et 35, cette dernière étant placée devant la face d'entrée 25a du second objectif 25. La face 33 du corps est totalementréfléchissante et elle porte un revêtement réfléchissant. La face 35 du corps est très proche de la surface d'entrée 25a de l'objectif 25 et elle est perpendiculaire à son axe optique 02. Le collimateur de pilotage comporte un châssis (non représenté) fixé au boîtier 19 et supportant l'arrange- ment combinateur 13 qui, dans cet exemple particulier, comporte deux éléments 37, 39 de configuration classique, placés parallèlement lFun à l'autre et à distance, un tel arrangement à deux éléments assurant un étalement du champ de vision par rapport à un arrangement n'en comportant qu'un seul. - Lors du fonctionnement, les rayons lumineux prove- nant de l'écran du tube à rayons cathodiques 15 passent dans le premier objectif 23 et pénètrent dans le corps 27 par la face d'entrée 29. A l'intérieur du corps 27, les rayons lumineux sont réfléchis par la face 35 vers la face 33 et ils sont renvoyés vers la face 35, les rayons réfléchis à la face-33 traversant alors la face 35 et pé- nétrant dans le second objectif 25. Après passage dans ce dernier, les rayons lumineux sont réfléchis par l'arran- gement combinateur 13 et donnent à-un observateur 41 une image collimatée des données lumineuses présentées sur l'écran du tube à rayons cathodiques, superposée à la vue qu'il à travers l'arrangement combinateur 13. Il faut noter que, au moins dans la région de la face 35 que traverse les rayons réfléchis par la face 33, la réflexion des rayons lumineux provenant du premier objectif 23 peut être assurée par réflexion par incidence supérieure à l'angle critique. Cependant, sur le reste de la face 35, c'est-à-dire dans la région la plus proche de la face d'entrée 29 du corps 27 dans laquelle les rayons lumineux du premier objectif peuvent-parvenir avec des angles inférieurs à l'angle critique, étant donné l'indice du verre par rapport à celui de l'air, la face 35 doit 3ctir un revêtement réfléchissant afin qu'elle présente une réflexion interne totale. Un avantage particulier d'un projecteur optique selon l'invention est que, sans réduction du champ de vision totaleet du champ de vision instantanée de l'observateur, sa dimension maximale dans la direction de l'axe optique du second objectif, c'est-à-dire sa dimension latérale maximale, peut être réduite par rapport à celles des pro- jecteurs optiques connus du type considéré dans lesquels le dispositif réflecteur est un miroir plan. Cette caractéristique est représentée par la figure 2 qui représente un projecteur optique connu du type consi- déré ayant des objectifs A et B possédant les mêmes carac- t6ristiques que les objectifs 23 et 25 de la figure 1, et un tube à rayons cathodiques C et un arrangement combina- teur D du même type que le tube 15 et l'arrangement 13 de la figure 1, mais avec un dispositif réflecteur formé d'un miroir E à la place du bloc de verre 27 en forme de coin de la figure 1. Comme l'indique la comparaison des figures 1 et 2, la dimension maximale de l'arrangement de la figure 2, dans la direction de l'axe optique de l'ob- jectif B, doit être nettement supérieure à la dimension correspondante de l'arrangement de la figure 1 comme indiqué par le trait interrompu F de la figure 2 pour des carac- téristiques comparables des deux arrangements. En fait, comme dans l'arangement de la figure 1, dans un projecteur selon l'invention, les dimensions latérales du projecteur peuvent être fixées par la source des données lumineuses plutôt que par les éléments optiques du projecteur, si bien que la dimension latérale maximale peut ne peut pas être notablement supérieure à la dimension correspondante de la source des données lumineuses, le projecteur optique ayant des dimensions latérales faibles. Il faut noter qu'il s'agit d'un avantage particulier, par exemple dans les collimateurs de pilotage destinés à être utilisés dans les aéronefs de haute technologie dans lesquels l'espace est très précieux. REVENDICATIONS 1. Projecteur optique dans lequel la lumière pro- venant d'une source (15) de données lumineuses est proje- tée et collimatée par un premier et second objectif dis- tants (23, 25), le second objectif (25), c'est-à-dire celui qui est le plus éloigné de la source (15), ayant un axe optique (02) incliné par rapport à l'axe (O1)'du premier objectif (23), c'est-à-dire celui qui est le plus proche de la source (15), et un dispositif réflecteur (27) est placé entre le premier et le second objectif (23, 25) afin qu'il réfléchisse les rayons provenant du premier objectif (23) vers le second (25) qui les transmet, caractérisé en ce que le dispositif réflecteur est un corps d'un maté- riau (27) capable de réfléchir la lumière, ayant une face (29) d'entrée de lumière par laquelle la lumière pénètre dans le corps à partir d'une surface de sortie (23a) du premier objectif (23), et deux faces supplémentaires (33, ) qui délimitent une partie en forme de coin du corps (27), placée devant une surface d'entrée de lumière (25a) du second objectif (25), l'une des deux faces supplémen- taires (33) ayant un revêtement réfléchissant, l'angle (31) du coin et l'orientation de la partie en forme de coin du corps (27) étant tels que la lumière entrant dans le corps à partir du premier objectif (23) subit une réfle- xion d'angle critique sur l'autre des deux surfaces supplé- mentaires (35) vers la première face supplémentaire (33) à partir de laquelle, après réflexion, elle est transmise, sans réflexion notable, par cette autre face supplémentaire (35) vers le second objectif (25) qui la transmet. 2. Projecteur optique selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'autre face supplémentaire (35) a un revêtement réfléchissant dans une région dans laquelle les rayons qui parviennent à partir du premier objectif ont un angle d'incidence inférieur à l'angle critique de la matière du corps (27). 3. Projecteur optique selon l'une des revendica- tions 1 et 2, caractérisé en ce que la partie en forme de coin du corps (27) est une partie d'extrémité du corps. 4. Projecteur optique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la dimo- sion maximale de l'arrangement comprenant le projecteur (11) dans la direction générale de l'axe optique (02) du second objectif (25) n'est pas notablement supérieure à la dimension de la source (15) de données lumineuses dans la direction correspondante. 5. Collimateur de pilotage du type tête haute, caractérisé en ce qu'il comprend un projecteur optique selon l'une quelconque des revendications précédentes.