Brevet FR2658306A1 — publié le 19910816

DISPOSITIF D'ELIMINATION D'IMAGE FANTOME D'UN PRISME A REFLECTION TOTALE La présente invention se rapporte à un dispositif d'élimination d'image fantôme d'un prisme à réflection totale qui est utilisé, par exemple, dans le viseur d'un appareil photo. Dans des appareils photo récents comportant un système optique de viseur et un système optique de photographie séparés l'un de l'autre, un viseur du type à image réelle dans lequel un fort grossissement du viseur peut être aisément obtenu et qui possède un cadre de champ clair a été utilisé (au lieu d'un viseur de Galilée inversé connu) en fonction de la nécessité d'augmenter le grossissement du système optique de photographie. Cependant, un système optique de formation d'une image redressée doit être prévu dans le viseur de type à image réelle pour redresser une image Dans un viseur connu dans lequel un prisme à réflection totale est utilisé en tant que système optique de formation d'une image redressée, la lumière qui est amenée à tomber sur une surface de réflection totale du prisme à réflection totale sous un angle donné quelconque plus petit qu'un angle critique est émise à partir du prisme à réflection totale La lumière émise est ensuite réfléchie par un boîtier du corps d'appareil photo ou analogue et elle est renvoyée vers le prisme à réflection totale Il en résulte que la lumière renvoyée est ajoutée à la lumière normale ou régulière, ce dont il résulte la formation d'une image fantôme ou d'une tâche causée par la réflection. La figure 3 montre la formation d'une image fantôme A la figure 3, des rayons lumineux ú 5 et ú 6 incidents sur un prisme redresseur 31 à travers un système optique d'objectif (non représenté), sont réfléchis par une surface de réflection totale 32 du prisme 31, et sont transmis à travers un oculaire (une lentille) 33 de sorte qu'une pupille de sortie 34 est formée à l'extérieur de l'oculaire 33 par les rayons lumineux ú 5 et ú 6. Cependant, le rayon lumineux ú 7, qui passe à l'extérieur du rayon lumineux ú 5 et qui est incident sur la surface de réflection totale 32 à un angle incident plus petit qu'un angle critique sort de la surface de réflection totale 32 Le rayon lumineux ú 7 est réfléchi par un boîtier (un plan réfléchissant) 35 adjacent à la surface de réflection totale 32, devient incident à nouveau sur le prisme 31 à travers la surface de réflection totale 32 et est émis à travers l'oculaire 33 Alors, le rayon lumineux 7 passe à travers la pupille de sortie 34 Ce dont il résulte qu'une image fantôme ou une tâche de réflection est provoquée par le rayon lumineux 7 Il est à noter que le terme "fantôme " dont il est fait mention dans la suite comprend à la fois l'image fantôme et la tâche de réflection En théorie, le fantôme peut être éliminé par la mise en place d'un diaphragme ou analogue dans le système optique d'objectif pour limiter les rayons lumineux incidents sur la surface de réflection totale à un angle d'incidence plus petit que l'angle critique de celui-ci. Dans des appareils photo récents dans lesquels un objectif zoom ayant un fort grossissement (une importante possibilité de variation de puissance) est utilisé comme système optique de photographie, un viseur (à puissance variable) à zoom du type à image réelle ayant un fort grossissement et une possibilité de variation importante doit être utilisé dans le système optique de viseur. Cependant, dans un viseur à zoom ayant un fort grossissement, puisque le diamètre de sortie de la pupille de sortie varie en fonction de la variation de la puissance (du grossissement), si la pupille de sortie à l'extrémité grand angle est rendue petite, la pupille de sortie est trop petite pour observer une image, particulièrement à une extrémité téléobjectif Par conséquent, puisque le diamètre de la pupille de sortie ne peut pas être réduit, il est pratiquement impossible de mettre en place un diaphragme ou analogue dans le système optique d'objectif, tel que cela est mentionné ci-dessus, et la quantité (le taux) du flux lumineux incident sur la surface de réflection totale à un angle incident plus petit que l'angle critique augmente, de sorte qu'une image se détériore en raison des rayons lumineux qui sortent de la surface de réflection totale est qui y sont renvoyés. De plus, il est également possible de recouvrir la surface de réflection d'un revêtement antireflet ou d'une peinture noire, etc; ces procédés, cependant sont très coûteux. Le premier objet de la présente invention est d'éliminer sans diminution du diamètre d'une pupille de sortie les images fantômes qui sont provoquées par un prisme à réflection totale. Il a été compris qu'aucune image fantôme ne pouvait être pratiquement produite si les rayons lumineux qui sont émis à partir de la surface de réflection totale du prisme sont empêchés de retourner à celle-ci. A cette fin, dans un prisme ayant une surface de réflection totale qui réfléchit totalement des rayons lumineux incidents sur celle-ci, selon la présente invention, un élément en forme de plaque (élément plan) lequel est écarté de la surface de réflection totale d'une distance prédéterminée et/ou est incliné à un angle d'inclinaison prédéterminé est mis en place à l'extérieur de la surface de réflection totale du prisme pour être opposé à la surface de réflection totale, de sorte que la lumière nuisible qui sort de la surface de réflection totale qui est réfléchie par l'élément en forme de plaque et qui est renvoyée vers la surface de réflection totale n'est pas mélangée avec la lumière efficace qui est réfléchie par la surface de réflection totale. Avec cette disposition, lorsque la lumière nuisible émise à partir de la surface de réflection totale est rendue de nouveau incidente sur celle-ci, le point d'incidence est éloigné du point de sortie, et par conséquent, aucune lumière nuisible ne pénètre dans la lumière efficace, de sorte qu'aucune image fantôme ne peut être produite. La distance entre l'élément en forme de plaque et la surface de réflection totale et l'angle d'inclinaison de l'élément en forme de plaque sont déterminés en fonction du système optique associé D'une manière préférable, la distance et l'angle d'inclinaison sont tels que le point d'incidence auquel la lumière nuisible sortante est rendue incidente de nouveau sur la surface de réflection totale est situé à l'extérieur du point de réflection de la lumière efficace. Si la présente invention est appliquée à un prisme redresseur dans un viseur du type à image réelle, la distance entre l'élément en forme de plaque et la surface de réflection totale et l'angle d'inclinaison de l'élément en forme de plaque sont déterminés d'une manière préférable de sorte que le flux lumineux sortant qui est rendu de nouveau incident sur la surface de réflection totale ne soit ni renvoyé à l'intérieur du flux lumineux régulier ou normal (efficace) ni ne passe à travers la pupille de sortie. Selon un autre aspect de la présente invention il est créé un dispositif d'élimination d'image fantôme comprenant un prisme qui possède une surface de réflection totale, une lentille oculaire qui est située de manière optique derrière le prisme de sorte que la lumière réfléchie par la surface de réflection totale du prisme est amenée à tomber sur la lentille oculaire, et un élément réfléchissant plan qui est situé à l'extérieur de la surface de réflection totale, dans lequel ledit élément plan est écarté de la surface de réflection totale d'une distance prédéterminée, de sorte que la lumière nuisible qui est émise à partir de la surface de réflection totale et qui est réfléchie par l'élément réfléchissant plan pour être renvoyée dans le prisme est empêchée de passer à travers la pupille de sortie de la lentille oculaire D'une manière préférable ledit élément réfléchissant plan est incliné à un angle d'inclinaison prédéterminé par rapport à la surface de réflection totale dans un sens tel qu'il augmente l'angle incident de la lumière nuisible incidente sur l'élément réfléchissant plan, et l'élément réfléchissant plan est pourvu de moyens anti-reflets. Selon un autre aspect de l'invention il est créé un dispositif d'élimination d'image fantôme comprenant un prisme qui possède une surface de réflection totale, une lentille oculaire qui est située de manière optique derrière le prisme de sorte que la lumière réfléchie par la surface de réflection totale du prisme est amenée à tomber sur la lentille oculaire, et un élément réfléchissant plan qui est situé à l'extérieur de la surface de réflection totale, dans lequel ledit élément réfléchissant plan est incliné par rapport à la surface de réflection totale à un angle d'inclinaison prédéterminé de sorte que la lumière nuisible qui est émise à partir de la surface de réflection totale et qui est réfléchie par l'élément réfléchissant plan pour être renvoyée dans le prisme est empêchée de passer à travers la pupille de sortie de la lentille oculaire D'une manière préférable ledit élément réfléchissant plan est incliné dans un sens de manière à augmenter l'angle incident de la lumière nuisible incidente sur l'élément réfléchissant plan, et l'élément réfléchissant plan est pourvu de moyens anti-reflets. Selon encore un autre aspect de l'invention il est créé un dispositif d'élimination d'image fantôme d'un viseur du type à image réelle comprenant un système optique d'objectif et un système optique d'oculaire à travers lequel une image formée par le système optique d'objectif est observée, ledit système optique d'oculaire comprenant: une lentille oculaire, un prisme qui est situé de manière optique devant la lentille oculaire et qui possède une surface de réflection totale et un élément réfléchissant plan qui est situé à l'extérieur de la surface de réflection totale du prisme, ledit élément plan est incliné par rapport à la surface de réflection totale à un angle d'inclinaison prédéterminé de sorte que la lumière nuisible qui est émise à partir de la surface de réflection totale et qui est réfléchie par l'élément réfléchissant plan pour être renvoyée dans le prisme est empêchée de passer à travers la pupille de sortie de la lentille oculaire. Selon encore un autre aspect de l'invention il est créé un dispositif d'élimination d'image fantôme d'un viseur du type à image réelle comprenant un système optique d'objectif et un système optique d'oculaire à travers lequel une image formée par le système optique d'objectif est observée, ledit système optique d'oculaire comprenant une lentille oculaire, un prisme qui est situé de manière optique devant la lentille oculaire et qui possède une surface de réflection totale et un élément réfléchissant plan qui est situé à l'extérieur de la surface de réflection totale du prisme, ledit élément réfléchissant plan est incliné par rapport à la surface de réflection totale à un angle d'inclinaison prédéterminé de sorte que la lumière nuisible qui est émise à partir de la surface de réflection totale et qui est réfléchie par l'élément réfléchissant plan pour être renvoyée dans le prisme est empêchée de passer à travers la pupille de sortie de la lentille oculaire D'une manière préférable ledit élément réfléchissant plan est incliné dans un sens de manière à augmenter l'angle incident de la lumière nuisible incidente sur l'élément réfléchissant plan, et l'élément réfléchissant plan est pourvu de moyens anti-reflets. La présente description se rapporte à l'objet contenu dans la demande de brevet Japonais NO 2-33012 (déposée le 14 février 1990). Les caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront d'ailleurs de la description qui va suivre à titre d'exemple en référence aux dessins annexés, sur lesquels: la figure 1 est une vue schématique d'une partie principale d'un viseur du type à image réelle auquel un dispositif d'élimination d'image fantôme de la présente invention est appliqué; la figure 2 est une vue éclatée en perspective d'un viseur du type à image réelle selon la présente invention; et la figure 3 est une vue similaire à la figure 1, expliquant la formation d'une image fantôme dans la technique antérieure. La figure 2 montre un système optique de viseur zoom selon un mode de réalisation de la présente invention Le système optique de viseur zoom possède un premier groupe de lentilles positif Ll, un second groupe de lentilles négatif L 2, un troisième groupe de lentilles positif L 3, un prisme lentille Pl, un prisme lentille composite P 2 et un quatrième groupe de lentilles positif L 4, situés dans cet ordre tels qu'ils sont vus à partir du côté de l'objet Les groupes de lentilles Ll à L 3 et le prisme Pl constituent un système optique d'objectif, et le prisme P 2 et l'oculaire (la lentille) L 4 constituent un système optique d'oculaire. Le premier groupe de lentilles Ll et le quatrième groupe de lentilles L 4 sont immobiles, et le second groupe de lentilles L 2 et le troisième groupe de lentilles L 3 sont mobiles pour constituer des groupes de lentilles à puissance variable Le prisme lentille Pl et le prisme lentille composite P 2 constituent un système optique de formation d'une image redressée qui redresse et inverse l'image formée par le système optique d'objectif dans le sens vertical et dans le sens droite-gauche tels qu'observé à travers le système optique d'oculaire. Le second groupe de lentilles L 2 et le troisième groupe de lentilles L 3 se déplacent de manière à s'éloigner et à se rapprocher l'un de l'autre en fonction de l'opération de changement de plan du système optique de photographie pour faire varier le champ de vision (le grossissement). Un diaphragme 11 est disposé sur la face arrière du troisième groupe de lentilles L 3 pour se déplacer en même temps que celui-ci. Entre le prisme lentille Pl et le prisme lentille composite P 2 est disposée une plaque de cadre de champ L 5 qui porte un cadre de champ dessiné sur elle et qui est située dans un plan image ou dans le voisinage de celui-ci sur lequel une image d'un objet est formée par le système optique d'objectif L'image formée par le système optique d'objectif est redressée dans les sens vertical et droite-gauche par les prismes lentilles Pl et P 2 et peut être observée comme une image réelle redressée à travers le quatrième groupe de lentilles L 4. Le prisme lentille composite P 2 est supporté par le logement 21 et il permet à la lumière d'être incidente sur celui-ci et de s'en éloigner seulement sur la surface d'incidence et la surface de sortie de celui-ci, de sorte qu'aucune lumière de fuite n'est rendue incidente sur le prisme lentille composite P 2. Le dispositif d'élimination de fantôme selon la présente invention est disposé par exemple dans le voisinage de la surface de réflection totale 13 du prisme lentille composite P 2 et du quatrième groupe de lentilles L 4, comme cela peut être vu à la figure 1. La présente invention est caractérisée par un bottier (élément réfléchissant en forme de plaque) 21 ou 22 qui est situé à l'extérieur de la surface de réflection totale 13 du prisme lentille composite P 2 Le bottier 22 est écarté de la surface de réflection totale 13 à une distance prédéterminée d en parallèle avec la surface de réflection totale 13 Le bottier 21 est incliné à un angle d'inclinaison prédéterminé e dans une direction prédéterminée par rapport au bottier 22 (surface de réflection totale 13). Dans la disposition représentée à la figure 1, parmi le flux lumineux qui traverse le diaphragme li (figure 2) les rayons lumineux efficaces li et ú 2 sont totalement réfléchis par la surface de réflection totale 13 du prisme lentille composite P 2, de sorte que les directions des rayons lumineux Il et ú 2 sont déviées d'approximativement 900 Les rayons lumineux ú 1 et ú 2 sortent du prisme lentille composite P 2 et sont transmis à travers le quatrième groupe de lentilles L 4 pour passer à travers le bord périphérique de la pupille de sortie 15. D'autre part, une grande partie de la lumière nuisible (le flux lumineux) ú 3 qui est incidente sur la surface de réflection totale 13 à un angle d'incidence plus petit que l'angle critique de celui-ci est transmise à travers celui-ci La lumière nuisible ú 3 transmise à travers la surface de réflection totale 13 est réfléchie par le boîtier 21 ou 22, de sorte que la lumière nuisible ainsi réfléchie est rendue incidente de nouveau sur le prisme lentille composite P 2 à travers la surface de réflection totale 13 et sort du quatrième groupe de lentille L 4. Il doit être gardé à l'esprit que dans la présente invention, le bottier 21 qui est écarté de la surface de réflection totale 13 est incliné par rapport à la surface de réflection totale à un angle d'inclinaison e dans une direction dans laquelle l'angle d'incidence a de la lumière nuisible ú 3 incidente sur le boîtier 21 augmente comme cela a été mentionné cidessus Par conséquent, lorsque la lumière nuisible ú 3 réfléchie par le boîtier 21 est rendue de nouveau incidente sur la surface de réflection totale 13, le point d'incidence I de celle-ci est écarté des points d'incidence Ri et R 2 des rayons lumineux efficaces fi et ú 2, de sorte que la lumière nuisible ú 3 passe à travers le quatrième groupe de lentilles L 4 à l'extérieur de la pupille de sortie 15 Par conséquent aucune lumière nuisible ú 3 ne se chevauche avec les rayons lumineux efficaces úl et ú 2, de sorte que la lumière nuisible ú 3 n'est pas rendue incidente sur les yeux du photographe, ce dont il résulte qu'il n'y a pas formation d'une image fantôme. La distance d entre le boîtier 21 ( 22) et la surface de réflection totale 13 et l'angle d'inclinaison e du boîtier 21 par rapport à la surface de réflection totale 13 dépendent du système optique associé (système optique du viseur) et sont déterminés de sorte qu'aucune composante de la lumière qui forme une image fantôme ne passe dans la pupille de sortie 15. Il n'est pas toujours nécessaire d'incliner l'élément réflecteur en forme de plaque (le boîtier) pour atteindre l'objectif de la présente invention à savoir, le boîtier 22 qui fait face à la surface de réflection totale 13 est écarté de celle-ci à une distance d parallèlement à celle-ci et il présente un fonctionnement et des effets techniques qui sont les mêmes que ceux du boîtier incliné 21 mentionné ci-dessus. D'une manière préférable, la surface d'incidence du boîtier 21 ou 22 est pourvue ou revêtue d'une couche antireflet 21 a ou 22 a, tel qu'un fini satiné ou une peinture antireflet pour améliorer l'effet d'élimination du fantôme. Comme cela peut être vu à partir de ce qui précède, puisque l'élément réfléchissant en forme de plaque situé à l'extérieur de la surface de réflection totale du prisme est écarté de celle-ci et/ou est incliné par rapport à la surface de réflection totale dans un sens qui augmente l'angle d'incidence de la lumière sortant de la surface de réflection totale, la lumière nuisible qui forme une image fantôme ne peut pas être renvoyée sur le prisme ou ne passe pas dans le flux de lumière efficace, aucune détérioration d'une image n'a lieu En particulier, si la présente invention est appliquée à un prisme redresseur d'un viseur à image réelle, le flux lumineux nuisible émis à partir de la surface de réflection totale passe à l'extérieur de la pupille de sortie, et par conséquent, une image de haute qualité peut être formée dans le viseur. il REVENDICATIONS 1 Dispositif d'élimination d'image fantôme comprenant: un prisme ( 31) comportant une surface de réflection totale ( 32) qui réfléchit totalement la lumière incidente; caractérisé en ce qu'il comprend: un élément réfléchissant plan qui est opposé à la surface de réflection totale ( 32) et écarté de celle-ci d'une distance prédéterminée (d), de sorte que la lumière nuisible (e 3) qui est émise à partir de la surface de réflection totale ( 32) et réfléchie par l'élément réfléchissant pour être renvoyée dans le prisme ( 31) est empêchée de se chevaucher avec la lumière efficace qui est réfléchie par la surface de réflection totale ( 32) pour former une image. 2 Un dispositif d'élimination d'image fantôme selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément réfléchissant plan est incliné à un angle d'inclinaison prédéterminé ( 8) par rapport à la surface de réélection totale ( 13). 3 Un dispositif d'élimination d'image fantôme selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend de plus une lentille oculaire ( 33) qui est située de manière optique derrière le prisme ( 31). 4 Un dispositif d'élimination d'image fantôme selon la revendication 3, caractérisé en ce que la distance de l'élément réfléchissant plan à la surface de réflection totale ( 13) est telle qu'aucune lumière nuisible (e 3) ne passe dans la pupille de sortie ( 15) de la lentille oculaire ( 33). Un dispositif d'élimination d'image fantôme selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit élément réfléchissant plan est incliné à un angle d'inclinaison prédéterminée (e) dans une direction qui augmente l'angle d'incidence (I) de la lumière nuisible (f 3) incidente sur l'élément réfléchissant plan, par rapport à la surface de réflection totale ( 13).