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DISPOSITIFS OPTIQUES POUR OSCILLOGRAPHES A FAISCEAU
CATHODIQUE.
La présente invention est relative des dispositifs optiques pour oscillographes à faisceau cathodique et, plus par- ticulièrement, à des organes facilitant l'observation, en super- position, des indications des écrans de deux oscillographes.
Différentes solutions de ce problème ont été propo- sées antérieurement dans lesquelles on utilise des dispositifs de lentilles et de miroirs (y compris des miroirs semi-argentés ou des plaques non argentées de verre ou de cellophane ou ana- logue), mais aucun desdits dispositifs n'a donné de résultats entièrement satisfaisants. Il existe un'grand nombre d'exigen- ces qui doivent être simultanément satisfaites si l'on désire obtenir un bon résultat et, dans les dispositifs antérieurs, en général, une ou plusieurs desdites exigences ne sont pas satis- faites.
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Pour rendre plus claire la nature du problème, on supposera que les deux oscillographes appartiennent à un sys- tème de radionavigation en un poste de commande d'avion et que l'un desdits oscillographes est prévu pour indiquer la direction d'un avion donné et l'autre pour indiquer les positions d'un cer- tain nombre d'avions au voisinage du poste. Les deux indications doivent être superposées avec une correspondance précise sans parallaxe.
L'établissement du dispositif est restreint par les exigences résidant en ce que l'indicateur de position doit être vu à une distance d'environ 40 centimètres des deux yeux et qu' il ne doit y avoir aucune image seoondaire ou indésirable brouil- lant l'observation. L'appareillage doit être contenu dans un rayon aussi réduit que possible et les indications des écrans de l'oscillographe doivent être nettement visibles à la lumière du jour, dans les conditions régnant ordinairement sur un pylone de commande.
En conséquence, il est nécessaire d'utiliser un cer- tain type de capuchon d'observation lorsque des tubes oscillo- graphes ordinaires sont'utilisés et, de préférence, ledit capu- chon doit être combiné avec le boîtier principal de l'appareil pour réduire l'encombrement.
Les dispositifs de superposition les plus simples sont indubitablement ceux qui impliquent l'utilisation d'un mi- roir transparent, tel qu'un miroir semi-argenté, bien que des plaques ou des filtres transparents non argentés puissent être également utilisés. On peut voir que pour une vision binocu- laire convenable, le miroir transparent doit être parallèle à un plan passant par la ligne réunissant les deux yeux, sinon les parcours des rayons lumineux seraient différents pour les deux yeux et les distances d'observation et les dimensions des miroirs devraient être augmentées pour supprimer l'effet de cet-
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te différence. Les deux oscillographes doivent, par conséquent, être disposés l'un au-dessus de l'autre, leur axe étant dans un plan vertical et non côte , côte comme dans oertains dispositifs connus.
Pour éviter la parallaxe, les distances optiques équi- valentes des yeux aux images virtuelles des deux écrans d'osoil- lographes doivent être égales, et environ de 40 centimètres.
L'un des objets principaux de l'invention est d'éta- blir un dispositif de superposition convenable, dans lequel les- dites exigences sont satisfaites et pratiquement exempt d'images indésirables.
L'invention prévoit un dispositif assurant une super- position effective des indications des écrans de deux osoillo- graphes à faisceau cathodique. Ledit dispositif comporte des organes de montage desdits oscillographes, leurs axes étant in- clinés l'un sur l'autre dans le même plan vertical et deux mi- roirs plans, l'un--au moins desdits miroirs étant partiellement transparent. Lesdits miroirs sont disposés de telle manière que les deux écrans peuvent être vus en superposition effective à partir d'un point donné; des organes sont prévus pour éliminer pratiquement les images provoquées par les réflexions internes multiples dans lesdits miroirs.
L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée qui suit et à l'examen du dessin joint dont la figure unique représente, à titre d'exemple non limita- tif, et en partie schématiquement, en coupe'verticale, un boîtier contenant deux tubes oscillographes et les dispositifs optiques préférés, conformes à certaines caractéristiques de l'invention, au moyen desquels les écrans des deux oscillographes sont effec- tivement superposés. Seuls les écrans des tubes sont représentés, les détails des dispositifs de fixation étant omis pour donner plus de clarté à la figure.
Sur ladite figure, l'oscillographe indicateur de di-
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rection 1 est disposé de telle façon que son axe soit horizon- tal, et l'oscillographe indicateur de position 2 est disposé au- dessous de l'autre et son axe est dans le même plan vertical que l'axe de l'oscillographe 1 et fait avec ledit axe un angle @ L'oscillographe 2 est observé directement à travers un miroir partiellement transparent 3 et l'oscillographe 1 est observé à l'aide d'une première réflexion sur la surface avant d'un miroir opaque 4 et d'une seconde réflexion sur la surface avant du mi- roir 3. Pour des raisons qui seront exposées plus loin, une lentille 5 peut être intercalée sur le parcours des rayons lu- mineux provenant de l'oscillographe 1.
On peut démontrer par une discussion géométrique simple que l'angle formé par les plans des deux miroirs 3 et 4 doit être égal 9/2. L'angle @ peut être choisi comme on le désire, par exemple égal approximativement à 34 . L'angle entre le miroir 4 et l'horizontale est générale- ment déterminé par tâtonnements et doit être choisi tel, qu'avec des dispositifs d'écrans appropriés, les réflexions indésirables dans l'un ou l'autre des miroirs ou dans les deux miroirs à la fois soient ou éliminées, ou rendues invisibles.
Toutefois, ce simple dispositif n'est pas en lui-même satisfaisant en raison des effets de réflexion internes multiples dans les deux miroirs. Le miroir opaque 4 doit, soit être argen- té sur sa face avant, soit de préférence, consister en une pla- que d'acier ou d'un autre métal très soigneusement poli et argen- té ou chromé, le cas échéant sur sa face avant. Cette disposi- tion évite les réflexions internes susceptibles de se produire avec une plaque de verre argentée sur sa face arrière.
Les oscillographes et les miroirs sont contenus dans un boîtier 6 de forme convenable comportant une fenêtre horizon- tale 7 à travers laquelle l'écran de 1,'oscillographe 2 peut être vu par l'un des yeux de l'observateur en 8, à travers le miroir partiellement transparent-3. Le même oeil observe également l'
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écran de l'oscillographe 1 par réflexion, tout d'abord sur le miroir opaque 4, puis sur le miroir 3. Un rayon lumineux axial et deux autres rayons sont représentés pour indiquer le parcours de la lumière à partir de'chaque oscillographe. Le miroir par- tiellement transparent 3 doit, toutefois, consister en une pla- que transparente dont l'épaisseur ne saurait être en pratique réduite suffisamment pour éviter les réflexions internes multip- les.
Mais, l'effet peut être réduit en s'arrangeant pour que la face semi-argentée soit à l'avant et dirigée vers les rayons lu- mineux qui arrivent du miroir 4. Les rayons réfléchis par la surface arrière sont affaiblis par deux passages à travers la pellicule d'argent, mais une seconde image est encore très visi- ble. La solution préférée de cette difficulté peut être obtenue, cependant, par l'utilisation de filtres de couleur suivant les principes exposés dans le brevet britannique numéro 496.238.
A cet effet, les oscillographes doivent comporter des écrans de matières différentes donnant des indications lumineuses de cou- leurs différentes ou appartenant à des bandes différentes du spectre ; par exemple, l'oscillographe 2 peut comporter un écran sur lequel la trace est d'une couleur jaune orangée et l'oscil- lographe 1 peut comporter-un écran sur lequel la trace est bleue.
En conséquence, le miroir 3 est, de préférence, une plaque de. filtrage en verre et il n'est pas nécessaire d'argenter à moi- tié la face avant de ladite plaque.
Ladite plaque transmet la lumière jaune orangée mais non pas la lumière bleue, de sorte que les rayons bleus prove- nant de l'oscillographe 1 sont bien réfléchis par la surface de ladite plaque.
Le miroir 3 peut, selon une variante, consister en une plaque de verre ordinaire avec un filtre de verre (ou de gélati- ne colorée) en contact optique avec toute la surface arrière de ladite plaque. De préférence encore, un filtre transmettant la
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lumière bleue 9 doit être placé devant l'oscillographe 1 pour éliminer tous les rayons lumineux jaune orangé éventuellement présents. On peut voir que les rayons bleus provenant de l'os- cillographe 1, susceptibles d'être transmis à travers le miroir partiellement transparent 3, sont éliminés par le filtre jaune orangé et que, par conséquent, des réflexions multiples ne peu- vent se produire. Ledit filtre, toutefois n'affaiblit pas de façon appréciable les rayons lumineux provenant de l'oscillo- graphe 2.
Le fait que les deux indications sont vues avec des couleurs en contraste peut être un grand avantage, étant donné que cette caractéristique permet de distinguer plus aisément lesdites indications.
Selon une variante, le miroir 3 peut consister en une plaque transparente à polarisation optique, semi-argentée sur sa face avant et le filtre 9 peut être remplacé par une seconde plaque transparente à polarisation optique, les deux plaques étant orientées de telle façon que les faisceaux atteignant l' oeil 8, à partir de chacun des deux oscillographes, soient po- larisés angle droit. Cette disposition offre l'inconvénient que les rayons lumineux provenant des oscillographes sont quel- que peu affaiblis, mais ladite disposition peut constituer une variante utile à des filtres de couleurs lorsque les oscillo- graphes comportent des écrans de matière analogue.
Lorsqu'on désire modifier l'échelle de l'indication de l'un des oscillo- graphes avant de la superposer à l'indication de l'autre, on peut intercaler un système de lentilles convenable. Par exem- ple, la lentille plane-convexe grossissante 5 peut être inter- calée entre les deux miroirs, de telle manière que les rayons lumineux provenant de l'oscillographe 1 soient incidents sur la face plane et traversent la lentille'5 après réflexion par le miroir 4, mais avant réflexion par le miroir 3. Cette disposi- tion agrandit l'échelle de l'indication directionnelle et peut
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permettre de donner à l'oscillographe 1 ,des dimensions plus ré- duites qu'à l'oscillographe 2.
Il en résulte également que l' oscillographe 1 peut être'placé plus près du miroir 4, ce qui réduit encore l'encombrement; suivant une variante, la lentille 5 pourrait être placée sur le parcours des rayons lumineux pro- venant de l'oscillographe 2 ou encore, dans l'une ou l'autre de ces positions, on pourrait utiliser une lentille divergente, si l'on désirait obtenir une réduction de l'image au lieu d'un grossissement.
Pour éviter la parallaxe, en supposant qu'aucune len- tille telle que 5 n'est utilisée, les deux écrans des oscillo- graphes doivent avoir le même rayon de courbure. Lorsqu'une telle lentille est utilisée, l'écran vu à travers la lentille doit avoir une courbure apparente identique à la oourbure réel- le de l'autre. En pratique, il se peut que la lentille modifie, en fait, les deux courbures. Pour surmonter cette difficulté, on place une lentille supplémentaire immédiatement à l'avant de l'écran de l'un des oscillographes, pour obtenir une modifica- tion de courbure préalable, qui compense l'effet de la lentille 5.
Par exemple, lorsque la lentille 5 augmente effectivement la courbure de l'écran de l'oscillographe 1, une lentille 10 qui peut être, comme représenté; une lentille concave double, est , placée devant ledit écran, pour produire un aplatissement appa- rent dudit écran, dans la mesure convenable. La surface arriè- re de la lentille 10 doit avoir, de préférenoe, la même courbu- re que l'écran et doit être placée en contact aveo lui. La lentille-10 pourrait, selon une variante, être placée devant l'écran de l'oscillographe 2 et, dans l'une ou l'autre des deux. positions il pourrait être nécessaire, dans certains cas, d'uti- liser une lentille oonvergente au lieu d'une lentille divergente.
Pour éviter que l'écran de l'oscillographe 2 ne soit vu par réflexion, d'abord dans le miroir 4, puis dans le miroir
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3, la plaque de masquage 11 peut être placée, comme représenté, pour arrêter les rayons lumineux qui pourraient atteindre le mi- roir 4 directement à partir de l'oscillographe 2.
On remarquera que les positions de la fenêtre 7 et du miroir 3 sont telles que la réflexion directe de l'écran de l'oscillographe 1 dans le miroir 3 ne peut être vue, étant donné qu'elle est arrêtée par la plaque 12 qui forme le bord inférieur de -la fenêtre.
Les oscillographes 1 et 2 peuvent être munis d'organes appropriés (non représentés), assurant leur ajustement dans le sens axial pour permettre le réglage des dimensions de l'image virtuelle de l'écran de l'oscillographe 1 et pour permettre la superposition de ladite image virtuelle sur l'écran de l'oscil- lographe 2.
Bien entendu, l'invention est susceptible de nombreu- ses variantes, accessibles à l'homme de l'art, suivant les ap- plications envisagées, et sans s'écarter du domaine de l'inven- tion.