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Lunette.
On connaît des lunettes comportant un miroir principal concave, un miroir capteur centra par rapport au miroir principal, et un oculaire. Dans ces lunettes, le miroir capteur réfléchit vers le miroir principal les rayons lumineux issus de ce dernier.
Ceci permet d'obtenir, pour une longueur limitée donnée, une grande distance focale. Des exemples de cette réalisation sont le système Cassegrain à miroir capteur' convexe et le système Grégory à miroir capteur concave. Pour supprimer les erreurs de représen- tation inhérentes à ces deux systèmes, il est nécessaire que les deux miroirs aient des surfaces non sphériques. Pour supprimer l'aberration sphérique, dans le système Cassegrain, le miroir concave est parabolique et le miroir capteur est hyperbolique.
Si de plus, on désire corriger le coma, on obtient des surfaces non sphériques plus compliquées (télescope de Chrétien).
L'aberration sphérique du système Grégory peut se corri- ger par l'emploi d'un miroir principal parabolique et d'un miroir capteur concave elliptique, tandis que les deux miroirs doivent avoir des surfaces non sphériques compliquées (télescope de
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Schwarazschile) pour corriger le coma.
Il est connu que l'on peut obtenir une bonne qualité d'image, donc supprimer l'aberration sphérique et le coma., à l'ai- de des surfaces sphériques beaucoup plus simples d'un système constitua par un miroir sphérique et un correcteur à surfaces sphériques.
La Demanderesse a constaté que, dans certains cas, l'utilisation (le surfaces sphériques permet de constituer à l'aide d'un système comportant un miroir capteur centré sphérique ou plan et un oculaire, une lunette ayant des propriétés particulie- rement Intéressantes.
La lunette conforme à l'invention est équipée d'un miroir principal sphérique concave, dont la distance focale est au maximum égale à quatre fois son ouverture libre, un miroir capteur sphérique ou plan, centré par rapport au miroir principal, un oculaire et un correcteur, centré aussi par rapport au miroir principal, comportant uniquement des surfaces extérieures sphéri- ques.
La lunette conforme à l'invention offre l'avantage d'assurer une très grande luminosité pour une longueur étonnam- ment petite et une construction légère. La combinaison de ces avantages approprie cette lunette tant aux observations astrono- miques, qu'aux observations terrestres.
Comparativement aux lunettes à miroir connues jusqu'à présent, la lunette conforme à l'invention offre l'avantage sui- vant: elle permet d'obtenir une excellente position de correction tant pour l'aberration sphérique que pour le coma, sans qu 'il y ait lieu d'avoir recours au meulage et au polissage de surfaces non sphériques, opérations difficiles et de longue haleine, en particulier pour le iuiroir concave et le miroir capteur.
Il va de soi que cette lunette convient non seulement
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aux applications visuelles, mais aussi aux applications photogra- phiques; il suffit de disposer à l'endroit où se forme l'image fournie par l'objectif, la couche sensible d'une plaque photogra- phique ou d'un film photographique.
Le correcteur, uniquement à surfaces sphériques, utilisé dans la lunette, peut être constitué par une lentille ménisque négative ou bien par un jeu de lentilles dont l'ensemble a les propriétés d'une telle lentille ménisque. Cet agencement assure la correction requise de l'aberration sphérique.
Abstraction faite des inconvénients précités inhérents aux lunettes Cassegrain, Grégory et autres, l'utilisation de ces lunettes est en outre entravée par le fait connu que les rayons lumineux pénétrant directement dans l'oculaire le long du miroir capteur, engendrent dans l'image une lumière fortement perturba- trice. Dans les télescopes anglais connus, on a éliminé cet in- convénient en disposant un diaphragme devant l'oeil de l'obser- vateur, ce qui gène ce dernier.
Dans une forme d'exécution de la lunette conforme à l'invention, on peut supprimer, de façon simple et efficace, la lumière de dispersion en disposant, conformément à l'invention, dans l'espace compris entre le miroir capteur et le miroir prin- cipal un ou plusieurs diaphragmes tubulaires, dimensionnés de manière que pratiquement tous les rayons lumineux qui pénètrent dans la lunette suivant une direction telle qu'ils ne sont ré- fléchis ni par le miroir principal, ni par le miroir capteur, soient captés par ces diaphragmes.
Suivant une autre forme d'exécution de la lunette conforme à l'invention, le miroir capteur fait corps avec l'é- lément correcteur, On supprime ainsi le support indépendant du miroir capteur.
Si en outre, conformément à l'invention, on fait en
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sorte que le miroir capteur ne soit pas réglable indépendamment par rapport à l'élément correcteur, mais que l'on fixe le miroir cet élément, on simplifie notablement la mise au point de l'ensemble de la lunette.
Dans une forme d'exécution particulierement efficace de la lunette conforme à l'invention, la surface du miroir capteur a le même rayon de courbure que la surface du correcteur tournée vers le miroir concave et, de préférence, ces surfaces coïncident.
Le miroir capteur est alors constitué par la partie centrale argen- tée de la face du correcteur tournée vers le miroir concave.
La lunette conforme à l'invention peut comporter un miroir capteur convexe, plan, ou concave; chacun de ces types a ses avantages particuliers.
Si la lunette conforme à l'invention comporte un mi- roir capteur convexe, on peut obtenir une lunette particulièrement courte, à savoir une lunette dont la longueur est égale à environ deux fois le diamètre de l'ouverture libre de l'objectif (consti- tué par le correcteur et le miroir principal). Pour supprimer l'a- berration sphérique de l'ensemble de la lunette, on peut avantageu- sement utiliser l'efrect correcteur d'un tel miroir capteur con- vexe.
Lorsqu'on utilise ce type de viseur pour l'observation terrestre, il est bon d'inverser l'image. Dans une forme d'exé- cution de la lunette conforme à l'invention, cette inversion s'obtient en disposant, immédiatement derrière une ouverture pratiquée dans le miroir concave, un système de prismes inverseurs d'image. Ceci fournit alors un montage efficace et simple. Con- formément à l'invention, pour réduire au minimumla longueur de la lunette il est avantageux d'utiliser à cet effet un système de prismes de Porre du second genre.
Dans un autre type de lunette conforme à l'invention, le miroir capteur est plan et dans la trajectoire des rayons entre
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le miroir capteur et l'oculaire se trouve un système de lentilles inverseur. En termes optiques, ceci se ramené donc au fait que l'on observe à travers un microscope l'image formée par l'objectif et le miroir capteur plan. Ce microscope comporte alors comme ob- jectif le système de lentilles inverseur et connue oculaire, l'ocu- laire de la lunette.
Dans cette forme de construction, on supprime donc le système de prismes qui, en général, provoque le glissement des faisceaux; elle convient aux lunettes terrestres monoculaires dans lesquelles l'axe optique de l'objectif coïncide avec celui de l'oculaire.
Un troisième type de lunette conforme à 1+invention com- porte un miroir capteur concave. Ce type présente l'avantage que l'image n'est pas inversée, de sorte qu'il ne requiert pas de systeme inverseur additionnel.
La Demanderesse a déjà proposé de munin une lunette d'un chercheul et d'un ou plusieurs miroirs déplaçables de manière que, pendant Inobservation, on puisse observer par le même oculaire au choix l'image du chercheur légèrement agrandie avec grand champ visuel ou l'image fortement agrandie de l'image de la lunette avec petit champ visuel.
Dans la lunette faisant l'objet de la présente invention, à miroir capteur convexe ou plan, conformément à l'invention, on peut atteindre le même résultat en prévoyant dans le correcteur une ouverture dans laquelle se dispose l'objectif du chercheur, tandis que le miroir capteur est déplaçable à l'aide d'un mécanisme - de préférence commandé par un câble souple - de sa position de fonc- tionnement, le tout de manière qu'un observateur puisse déplacer le miroir capteur et observer avec un petit grossissement et un grand champ visuel l'image constituée par l'objectif du chercheur alors que, lorsque le miroir capteur se trouve dans position nor- male, l'observateur voit avec un fort grossissement, mais dans un
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petitchamp visuel, l'image constituée par le correcteur, le miroir principal et le miroir capteur.
L'effet désiré s'obtient ici de façon particulièrement simple et efficace, On n'utilise en effet aucun miroir additionnel; on déplace uniquement le miroir capteur de la lunette à fort gros- sissement. En second lieu, il est superflu d'utiliser un tuoe cner- cheur séparé et enfin, le chercheur at lalunette ont un axe optique commun, ce qui implique qu'il ne se produit pas de parallaxe entre l'image du chercheur et celle de la lunette.
La description du dessin annexé, donné à titre d'exemple non limitatif, fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée, les particularités qui ressortent tant du texte que du dessin faisant, bien entendu, partie de ladite invention.
A titre d'exemple, la Fig. 1 représente en coupe une forme d'exécution de la lunette conforme à l'invention.
Dans le boitier a. de la lunette sont montés le miroir principal sphérique concave b et le correcteur c centré par rapport à ce miroir principal. Dans l'ouverture centrale d de ce correcteur se trouve le miroir capteur sphérique convexe e, également centré par rapport au miroir principal précité b. Le boîtier de la lunette comporte en outre le diaphragme tubulaire f, qui va, à travers l'ouverture centrale g, pratiquée dans le miroir principal b, vers le boïtier n du prisme. Dans ce bottier de prisme se trouve un système de prisme de Porre du second genre, dont la périphérie est tracée en pointillés sur la Fig. 2, qui est une vue arrière de la lunette. Sur la Fig. 3, ce système est montré en perspective.
Il est constitué par les trois prismes à 45, à réflexion totale,
I, II et III. Le boîtier de prisme n porte le tube oculaire 1, dans lequel coulisse l'oculaire j. L'axe optique de l'oculaire j est perpendiculaire à la surface de sortie carrée KLEH du prisme
III et coupe ce plan au milieu du carré.
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La trajectoire des rayons dans la lunette est la sui- vante. Le rayon lumineux 1 provenant d'un objet traverse le cor- recteur.±. et poursuit sa route comme 2 jusqu. 'au moment où il réfléchi par le miroir principal b et parvient comme 3 sur le miroir capteur convexe e, qui réfléchit le rayon comme 4. A travers le diaphragme tubulaire f, 4 parvient sur la surface d'incidence A, B, C, D du prisme I du boîtier à prisme. De la manière connue, indiquée sur la figure, le rayon traverse le système de prismes, sort du plan KLEH du prisme III et se dirige vers l'oculaire. L'image formée par le système constitué par le miroir principal b, le conrrecteur c et le miroir capteur d est inversée. Le système de prismes redresse l'image finale vue dans l'oculaire.
En l'absence du diaphragme tubulaire f, un certain nombre de rayons lumineux qui pénètrent dans la lunette à tra- vers le correcteur c, peuvent atteindre l'oculaire directement, donc sans être réfléchis par le miroir principal ou par le miroir capteur, à travers l'ouverture centrale g, prévue dans le miroir principal et le système de prismes, ce qui provoque un faux jour gênant. Le diaphragme f élimine pratiquement tous ces rayons avant qu'ilsnatteignent le boîtier des prismes. On élimine ainsi ce faux-jour de façon simple et efficace.
Le correcteur g affecte la forme d'une lentille ménisque et comporte deux surfaces meulées sphériques. L'intensité est né- gative. Comme la face convexe de a est tournée vers la lumière incidente, les rayons incidents sur la première surface positive subissent une diffraction vers l'axe optique. Dans le correcteur, la section des faisceaux lumineux incidents est donc rétrécie, ce qui permet d'utiliser pour la lunette un bottier à petite section entre le correcteur et le miroir, malgré l'effet divergent de l'ensemble du correcteur négatif.
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Par suite de la correction sphérique du correcteur la
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souscozzcction spneriqus du s:Y8tèule COlSti tué par le miroir con- cavE..!2. st le miroir capteur convexe e est exciotement compensent Entre les rayons de courpuxê =1 et L2 l'épaisseur moyenne .9:. et l'indice de diffraction ¯n du verre du corj-eoteLi.r existe la lela-
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'l 1 Oîi : 011 : n2 - 1
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De ce fait, le correcteur est corrige chromatiquement, bien qu'il ne comporte qu'une seule sorte de verre. Par épaisseur moyenne, il y a lieu (t'entendre ici l'épaisseur mesurée le long de l'axe optique, l'ouverture central.- d étant supposée absente.
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Le système optique que forme l'oojectif ae la lunette et qui est constitue par le correcteur, le miroir principal con- cave et le miroir capteur convexe, ne comporte que quatre surfaces
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meulées sphériques -at est corrige non seulement ulonOClll'Ol1lct.tiqUlù.elJ.t mais aussi chromâtiquementt
Les dimensions ( toutes en millimètres) de la partie de l'objectif sont les suivantes: le correcteur a des rayons de cour- bure 11 = 63,10 et 12 = 57,54, une épaisseur moyenne d = 10, et est réalise en verre crown au silicate de bore à n1 = 1,516 et à
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coefficient de dispersion //" ,1.
Le rayon de courbure du miroir principal est 12 = 200 et celui du miroir capteur- convexe 14 77,63.
L'écartement entre la seconde surface du correcteur et le miroir principal, mesuré le long de l'axe optique, est de 70, alors que la distance comprise entre le miroir principal et le mi- roir capteur est de 73.
L'ouverture libre du miroir principal est de 59, de sorte que la. distance focale de ce miroir est 1,7 fois son ou- veiture libre.
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La distance foaale de l'ensemble de l'objectif estde 465, son ouverture libre est de 60, de sorte que poux un oculaire à distance focale de 21 on obtient une lunette de 22 x 60.
Les dimensions plincipales de la lunette sont indiquées sur la Fig. le Elles prouvent que l'appareil est très .petit et donc facilement maniable, malgré la forte intensité lumineuse et le fprt grossissement. Le poids lui(aussi est très faible: l'ensemble de la lunette ne pèse que 350 grammes.
La mise au point de la lunette s'effectue en tournant la bague de mise au point 1. Le mécanisme n'est pas représenté sur la figure.
Pour certaines applications, par suite du fort grossisse- ment, il est désirable de ne pas devoir tenir la lunette à la main, mais de pouvoir la,fixer. Ceci peut s'effectuer très facile- ment et très efficacement en vissant la lunette sur un statif télescopique, facilement emportable en voyage.
Enfin, il y a lieu de noter que deux lunettes telles que décrites permettent de constituer sans plus un instrument binocu- laire.
Dans une seconde forme d'exécution, qui correspond en grande partie avec le premier exemple, on utilise un autre correc- teur, représenté sur la Fig. 4. Ce correcteur est constitué par deux éléments IV et V, assemblés par une surface de ciment plate.
Considéré dans son ensemble, le correcteur constitue un ménisque négatif, dont le côté concave est tourné vers la lumière incidente.
Comparativement au premier exemple, cette disposition offre l'a- vantage que la position de correction est meilleure encore. D'autre part le fait que la première surface est négative pourrait, dans certains cas,constituer un inconvénient car dans le correcteur, la section des faisceaux incidents devient plus grande, ce qui, poux une même ouverture libre de la lunette, requiert un tube plus lar-
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gC0 que dans le premier exemple. Le correcteur montre sur la 31j.
4 est t ciiro: ia.I l s par un choix judicieux des venes des éléments IV et V.
L, miroir capteur convexe: est constitue pur la partie centrale., recouverte à t 'àiii; a J1à=aIn d'alumi-.ium de 1 = surfa.oe con- riu 00rL.'ct'u:(, tourne 'ài:5 1..' miroir ,;;1:i-ai:><,i, L j.'u.ux- jour î X: 1" t E" 'àà ;J L ài± à J 1ll' Ô,Fl 'ôoLï ài éàà> nl 1àààS J3 à . t ll- Ls àlùi;?iiés13ns (exii-ue:: .#=1 inlt1L.,Ù;ii,#.; ) de lu, J!cù'-::'L.3 de 1 t >'o j n c .t L é E , o #; 1 # :ù, L .-r à < :.1 .i i; .
Rdy.)n3 -: courbure .i ds ;n i :.i r ' ; c :1 extri.3u:'r'-'3 au C01'::'(jCtlUl' i?5, 8ù <'t lo'f,î@* Le .iaùuii de courbure UU mliaii principal ::1'l1.é:1:'iqu': est du 204 et celui au Niroir c;,>ton.oài+ convexe de dl:", ,10 L ' à1-l;.ni;.t Iii du correcteur <:.5t en verre 01")',J.: jas de rie bo..'.; ils 1,5Lb t cj-L'Vicient d-3 dis- J?,"riOi1;1 6<'F ,1 ; l ' élé,<i,..ùt V <est en. ;:ez.:> cz'o.ii;1 dlài" ià #: l,5l3 t à coefficisrit de di&i).r!3lon À 60,z< 1'écartell12!lt eh- t:.'8 1 miroir prlnoiu.1 F:t 1=' miroir capteur est de 74 L ' 3uvex.i'oài.,a libre du miroir pyincipa.1 est ,lE: =j6, de Boite que 1 a ,,¯isL,l"J8'::: focale 191t éitli±; a. 1,3 fois l'ouverture li- '0::::8.
L'ouverture lioz'<e de l'oojecbif #it de 60 et 1--t Ó.iatal1cQ focale de 420. Un OCU1i:iix;;;) à distcuice focale de 21 <Eù i'Dùinit donc u..1'h lunette ùa 2z x 60 La total8 de la lunette est de 1'70, 113 ui#Jià- tre extérieur du boîtier est de ?5 et celui uu boîtier de ,?::ciG1118S de 45; le poids total est 11e 430 Qra's.
La Fig. 5 montre 19 schéma optique de l'objectif et le système de lentilles inverseuses d'une i or. id d'exécution de la lun8tte couforii18 à l'invention, à miroir capteur plan..
Lea :rayons lumineux tombent sur le correcteur o, et,* après réflexion par le miroir spnerique concave ils parviennent au miroir capteur plan 0.. qui Teflécnit les rayon-9 dans leur di- /1
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rection initiale. L'image inversée B1 d'un objet, formée par l'ob- jectif constitué par le correcteur, le miroir .principal et le mi- roir capteur et disposé à une grande distance devant la lunette, est représentée à l'aide d'un système de lentilles inverseuses, constitué par la lentille de champ r et la lentille inverseuse proprement dite s, comme une image debout B2 que l'on peut obser- ver de la manière usuelle à l'aide d'un oculaire. Les diaphragmes t et u empêchent la pénétration de faux-jour dans l'oculaire.
Le miroir capteur plan ¯% est monté, ensemble avec le diaphragme t, sur le correcteur o, tandis que le diaphragme u sert à l'enchâs- sure des lentilles et 8.
Dans cette lunette, l'axe optique de l'objectif du sys- tème de lentilles inverseuses coïncide avec celui de l'oculaire et elle ne comporte pas de prismes inverseurs.
La Fig. 6 montre le schéma optique de l'objectif d'une forme d'exécution de la lunette conforme à l'invention, à miroir capteur concave.
L'objectif, constitué par le correcteur et le miroir principal concave W, forme/d'un objet situé devant la lunette, l'image renversée B3.
Le miroir capteur concave x forme de cette image renver- sée B3 une image debout B4 observable par un oculaire. Les dia- phragmes y et z servent à éliminer le faux-jour.
Dans certains cas, il peut être utile d'utiliser dans cette forme d'exécution une seconde lentille correctrice placée dans la trajectoire des rayons entre le miroir capteur et l'oculai- re. Sur la Fig. 6, cette seconde lentille correctrice est tracée en pointillés. Dans ce cas, le boïtier v du diaphragme fait office d'enchâssure.
Enfin, les Fige. et 8 serventà décrire une forme d'exé- cution d'une lunette à chercheur conforme à ltinvention. Le cher-
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ciieur est utilisé ici avec une lunette telle que décrite avec référence aux figures 1, 2 et 3.
La Fig. 7 montre le correcteur A, percé d'une ouverture B. L'objectif C du dchercheur est monté dans cette ouverture. Le miroir capteur D peut tourner autour d'un axe E. Un ressoit de torsion F est fixé rigidement par l'une de ses extrémités au miroir capteur D et par l'autre extrémité au correcteur A. Au miroir capteur est relié rigidement le bras G, dans lequel est ménagée une ouverture H.
La Fig. 8 montre de profil le miroir capteur vu dans la direction de l'axe optique de la lunette. Dans l'ouverture H s'agrippe le crochet I, qui constitue l'extrémité de la tige flexible J, fixée rigidement au plateau K. Le plateau K est main- tenu par le ressort L dans le tube M, de sorte que le plateau K peut glisser. Le plateau K peut être déplacé par le câble flexible N, qui traverse la paroi 0 du boîtier de la lunette.
Lorsqu'on enfonce le bouton P du câble flexible, le plateau K est poussé vers le bas, à rencontre du ressort de pres- sion L. De ce fait, la tige flexible J descend et le miroir capteur tourne autour ae l'axe E, à rencontre du ressort de torsion F jusqu'au moment où il occupe la position représentée en pointillés sur les Figs 7 et 8.
Dans cette position, la trajectoire entre l'objectif du viseur et l'ouverture dans le miroir principal (voir Fige 1), est dégagée, de sorte que l'image du chercheur se perçoit dans l'oculaire. Si 1.'on relâche ensuite le câble flexible, sous l'ef- fet combiné du ressort de torsion F et du ressort de pression L, le miroir capteur reprend ea position initiale ( fixée par une 'ou- tée non représentée sur la figure), de sorte que les rayons de l'objetctif du chercheur sont interceptés et que l'on perçoit l'image formée par le correcteur, le miroir principal et le miroir capteur.
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Dans ce cas, la distance focale de l'objectif du viseur est de 150 mm, celle de l'objectif de 435 mm, de sorte que l'emploi d'un oculaire à distance focale de 21 mm assure un grossissement de la lunette principale de 22 fois et du chercheur de 7,5 fois, alors que le champ visuel du chercheur est trois fois plus grand que celui de la limette.
Sans miroir additionnel, et sans tube chercheur séparé, on obtient donc un chercheur interne, exempt de parallaxe, et le passage de l'image du chercheur à l'image de la lunette et in- versement peut s'effectuer pendant l'observation, rapidement et facilement, à l'aide d'un même oculaire, par la manoeuvre d'un câble flexible.