Dispositif télémétrique optique L'invention a pour objet un dispositif télémétrique optique, ce dispositif est susceptible d'être utilisé, par exemple, dans un télémètre, c'est-à-dire un ap pareil permettant de déterminer optiquement la dis tance entre un point visé et le télémètre.
Il peut servir également comme appareil de mise au point d'un objectif photographique ou cinématographique lorsque la distance du sujet visé est inconnue: Dans les télémètres optiques où la base est prise sur un seul objectif, le réglage est fait en observant un défaut de mise au point, c'est-à-dire la non- coïncidence entre le plan de l'image formée par l'objectif du télémètre et un plan fixe de référence.
D'une façon générale, on place, à l'endroit où se forme l'image du point visé, un dispositif optique qui transforme le défaut de mise au point en une discontinuité sur certaines lignes de l'image. Ce dis positif optique est une lentille cylindrique, un en semble de lentilles sphériques ou bien un ensemble de prismes.
Les dispositifs connus donnent souvent de bons résultats, mais sont toutefois assez délicats à cons truire surtout lorsque l'on ne désire faire que de petites séries, et présentent l'inconvénient de donner une parallaxe à la coïncidence et de nécessiter, d'au tre part, dans certains cas une position de l'oeil rela tivement fixe par rapport à l'appareil.
L'invention remédie aux inconvénients des dis positifs connus tout en en présentant les avantages. Le dispositif télémétrique optique faisant l'objet de l'invention comporte un objectif, un élément op tique comprenant deux faces planes formant un dièdre dont l'arête est disposée dans un plan perpendiculaire au rayon moyen traversant l'objectif et dans la région où se trouve l'image réelle formée par les rayons ayant traversé l'objectif, et des moyens pour faire coïncider le plan de l'image avec le plan perpendi culaire au rayon moyen et contenant ladite arête.
Dans la définition qui vient d'être donnée de l'invention et dans ce qui va suivre, l'expression rayon moyen traversant l'objectif désigne pratique ment l'axe optique de l'objectif au moment de la traversée de l'objectif. L'expression axe optique a toutefois été remplacée par celle, de rayon moyen, car, comme on le verra dans ce qui va suivre, l'arête du dièdre peut, dans certaines formes d'exécution particulières, ne pas être perpendiculaire à l'axe op tique de l'objectif à cause de l'interposition, entre l'objectif et ledit élément optique, d'un élément op tique supplémentaire tel qu'un prisme à réflexion totale ou un miroir. Dans ce cas,
l'arête du dièdre est simplement perpendiculaire au rayon lumineux qui, au cours de la traversée de l'objectif, se confon dait avec l'axe optique.
Les faces planes formant un dièdre peuvent être, par exemple, les faces d'un prisme. En particulier, on pourra utiliser un prisme en verre, c'est-à-dire un dièdre de verre dont l'angle est inférieur à 1800, ou on pourra utiliser un dièdre d'air, c'est-à-dire délimité par des surfaces en verre, l'angle du dièdre d'air étant inférieur à 180o.
Le dessin annexé illustre, à titre d'exemple non limitatif, deux formes d'exécution particulières du dispositif objet de l'invention et des variantes.
La fig. 1 est une coupe schématique longitudinale d'une première forme d'exécution utilisable comme télémètre ; la fia. 2 représente un objet observé dans le télé mètre, lorsque celui-ci est mis au point ; la fig. 3 est une vue analogue à celle représentée à la fig. 2, le télémètre n'étant pas mis au point ; la fi-. 4 est une coupe longitudinale schématique d'un appareil photographique du type dit réflexe équipé d'une deuxième forme d'exécution constituant un dispositif de mise au point télémétrique ; la fig. 5 représente un détail ;
la fig. 6 représente un détail d'une variante, com prenant un dièdre d'air délimité par des faces for mées dans une lentille collectrice ; la fig. 7 représente un prisme d'une autre variante; la fig. 8 représente une lentille collectrice d'une variante, lentille dans laquelle a été ménagé un prisme d'air correspondant au prisme représenté sur la fig. 7.
Le télémètre représenté sur la fig. 1 comporte un objectif 1 et un oculaire 2.
L'aeil 3 observe un objet quelconque à travers l'objectif et l'oculaire.
Le télémètre comporte de plus un prisme 4 dont l'arête 5 est disposée dans la zone où l'objectif forme l'image de l'objet visé.
Le prisme 4 est monté dans un support 6 mobile, pouvant se déplacer par exemple dans un tube 7. Le prisme 4 peut donc être déplacé pour que son arête 5 soit amenée dans le plan où se forme l'image.
Les déplacements du prisme sont transmis à un dispositif donnant automatiquement la distance de l'objet observé. La position de l'image dépend en effet de la distance de l'objet observé, et comme la mise au point du télémètre nécessite, comme on le verra plus loin, que l'arête 5 du prisme se place dans le plan de l'image formée par l'objectif 1, pour cha que position du prisme 4 correspond une distance de l'objet observé.
Sur la fia. 1, on a représenté une aiguille 8 mon tée sur un pivot 9 et entraînée par un ceillet 10 fixé sur le support 6. L'extrémité de l'aiguille 8 se déplace devant une graduation 11 étalonnée en distances de l'objet.
L'image formée par l'objectif 1 étant perpendi culaire à son axe optique, l'arête 5 du prisme 4 doit être située dans le plan perpendiculaire à l'axe op tique de l'objectif ou, d'une façon générale, au rayon moyen traversant l'objectif, rayon qui a été pré cédemment défini.
Dans ces conditions, lorsque l'arête 5 du prisme se trouve dans le plan de l'image formée par l'ob jectif, l'oeil 3 qui observe cette image à travers l'oculaire 2 n'y constate aucune discontinuité.
Si, au contraire, l'arête 5 du prisme n'est pas dans le plan de l'image, il se produit le long de l'arête une discontinuité très nette due au fait que les deux portions de l'image séparées par l'arête 5 du prisme sont déviées perpendiculairement à cette arête.
Pour observer les discontinuités à la fois sur les lignes verticales et sur les lignes horizontales, on place obliquement l'arête 5 du prisme, par exemple à 45,j comme représenté sur les fia. 2 et 3.
La fig. 2 représente ce que l'oeil observe lorsque le télémètre est au point, et que l'objet visé est une croix constituée par un trait vertical et un trait hori zontal.
La fig. 3 représente ce que 1'#i1 observe pour le même objet visé, mais lorsque le télémètre n'est pas au point, l'image se formant derrière l'arête. Dans ce cas, il y a rapprochement des deux parties de l'image séparées par l'arête 5, et ces deux parties de l'image ne se raccordent plus le long de l'arête.
Comme on peut s'en rendre compte facilement, le télémètre qui vient d'être décrit est à la fois précis et facile à utiliser. II ne présente aucun inconvé nient en ce qui concerne la parallaxe, et la ligne séparant les deux parties de l'image, c'est-à-dire l'arête 5 du prisme, est toujours extrêmement fine et est observée facilement et avec précision même si l'oeil n'est pas placé toujours au même endroit par rapport au prisme.
Les rayons, qui parviennent à l'oeil 3 après ré flexion dans le prisme, sont issus de deux plages différentes de l'objectif 1. Il est clair que l'ouverture relative de l'objectif impose une limite inférieure à l'angle du dièdre formant l'arête 5. Pour ne pas introduire de défauts de chromatisme de nature à diminuer la qualité de l'image, il est avantageux de choisir un angle assez obtus.
La fig. 4 représente une forme d'exécution équi pant un appareil photographique à visée dit ré flexe .
Dans le cas représenté sur la figure, l'objectif du dispositif télémétrique est constitué par l'objectif de prise de vue 12. Entre l'objectif 12 et le film photo graphique 13 est disposé un miroir 14 fixe et par tiellement réfléchissant, incliné de 45,, sur l'axe op tique de l'objectif. Le miroir 14 renvoie l'image fournie par l'objectif vers un prisme 15 collé sur la face plane 16 d'une lentille collectrice 17. L'arête 18 du prisme 15 est prévue perpendiculaire au rayon moyen issu de l'objectif 12.
L'observation se fait à travers un oculaire 19. Dans le cas de l'appareil représenté sur la fi gure, le prisme 15 est placé de telle sorte que son arête 18 soit dans le plan image lorsque l'objet observé est à l'infini.
Lorsque l'on observe un objet plus rapproché, le plan image se déplace par rapport à l'arête 18 et le télémètre n'est plus au point. Pour remettre le télémètre au point, on déplace l'objectif 12. Dans ce but, l'objectif 12 est monté sur un support mo bile 20 déplaçable par exemple dans un tube 21.
L'appareil qui vient d'être décrit permet donc, en mettant au point le dispositif télémétrique, de mettre également au point l'appareil photographique, c'est-à-dire d'être sûr que l'image se forme dans le plan du film 13.
Dans une forme d'exécution non représentée, l'objectif du dispositif télémétrique n'est pas éga lement l'objectif de l'appareil photographique. On peut utiliser un objectif indépendant, qui soit sim plement couplé avec l'objectif de prise de vue.
Si le champ est faible, c'est le cas par exemple des téléobjectifs, le prisme peut couvrir la totalité de l'image.
Par contre, si le champ de l'objectif est impor tant, le prisme pourra ne couvrir que la région centrale.
On pourra le coller sur une lame à faces paral- lëles ou sur la face plane d'une lentille collectrice, ou bien le faire tenir simplement par adhérence molé culaire.
La fi-. 5 représente un prisme 22 fixé sur la face plane 23 d'une lentille collectrice 24.
Pour les fabrications en grande série, il est pos sible de réaliser une pièce moulée formant à la fois prisme et lentille collectrice. Le prisme peut y être en relief, ou en creux comme représenté sur la fig. 6, pour laquelle le prisme 25 est un prisme d'air dans une lentille collectrice 26 en matière plastique.
Enfin, le prisme pourrait être constitué comme celui représenté à la fig. 7, avec une face 27 paral lèle à la base 28 du prisme. La portion de champ couverte par la face 27 ne subit alors aucune dévia tion.
Le prisme représenté à la fig. 8 donne un résultat analogue à celui que l'on obtient avec le prisme re présenté à la fig. 7. En fait, le prisme représenté à la fig. 8 est un prisme d'air constitué, d'une part, par une portion de face plane 29 et, d'autre part, par une portion en creux 30, cette dernière étant ménagée dans une lentille collectrice 31 en matière moulée.
D'autres formes d'exécution sont possibles. Par exemple, l'arête du dièdre pourrait ne pas être obli que, mais horizontale ou verticale, certaines va riantes pourraient comprendre un prisme présentant des formes différentes de celles représentées sur les dessins, et la base du prisme pourrait ne pas être perpendiculaire au rayon moyen ayant traversé l'ob jectif.
Optical range finder device The object of the invention is an optical range finder device, this device can be used, for example, in a range finder, that is to say a device making it possible to optically determine the distance between a point aimed and rangefinder.
It can also be used as a camera for focusing a photographic or cinematographic lens when the distance to the target subject is unknown: In optical rangefinders where the base is taken on a single lens, the adjustment is made by observing a misfocus at the point, that is to say the non-coincidence between the plane of the image formed by the objective of the range finder and a fixed reference plane.
In general, an optical device is placed at the place where the image of the target point is formed, which transforms the defocusing into a discontinuity on certain lines of the image. This optical device is a cylindrical lens, a set of spherical lenses or a set of prisms.
The known devices often give good results, but are however quite delicate to construct, especially when one wishes to make only small series, and have the drawback of giving parallax to the coincidence and of requiring other apart, in certain cases, a position of the eye which is relatively fixed with respect to the apparatus.
The invention overcomes the drawbacks of known positive devices while exhibiting the advantages thereof. The optical rangefinder device which is the subject of the invention comprises an objective, an optical element comprising two plane faces forming a dihedral, the edge of which is arranged in a plane perpendicular to the mean ray passing through the objective and in the region where it is located. finds the real image formed by the rays having passed through the objective, and means for making the plane of the image coincide with the plane perpendicular to the mean ray and containing said edge.
In the definition which has just been given of the invention and in what follows, the expression mean ray passing through the objective designates in practice the optical axis of the objective at the time of passing through the objective. The expression optical axis has however been replaced by that of average radius, because, as will be seen in what follows, the edge of the dihedron may, in certain particular embodiments, not be perpendicular to the optical axis of the objective due to the interposition, between the objective and said optical element, of an additional optical element such as a total reflection prism or a mirror. In that case,
the edge of the dihedron is simply perpendicular to the light ray which, as it passes through the objective, merges with the optical axis.
The plane faces forming a dihedron can be, for example, the faces of a prism. In particular, we can use a glass prism, that is to say a glass dihedron whose angle is less than 1800, or we can use an air dihedron, that is to say delimited by glass surfaces, the angle of the air dihedron being less than 180o.
The appended drawing illustrates, by way of non-limiting example, two particular embodiments of the device which is the subject of the invention and of the variants.
Fig. 1 is a schematic longitudinal section of a first embodiment which can be used as a range finder; the fia. 2 represents an object observed in the telemetry, when the latter is focused; fig. 3 is a view similar to that shown in FIG. 2, the range finder not being in focus; the fi-. 4 is a schematic longitudinal section of a camera of the so-called reflex type equipped with a second embodiment constituting a telemetric focusing device; fig. 5 shows a detail;
fig. 6 shows a detail of a variant, comprising an air dihedron delimited by faces formed in a collecting lens; fig. 7 represents a prism of another variant; fig. 8 represents a collecting lens of a variant, a lens in which an air prism corresponding to the prism shown in FIG. 7.
The range finder shown in fig. 1 has a lens 1 and an eyepiece 2.
Eye 3 observes any object through the objective and the eyepiece.
The range finder further comprises a prism 4, the edge 5 of which is disposed in the zone where the objective forms the image of the targeted object.
The prism 4 is mounted in a mobile support 6, able to move for example in a tube 7. The prism 4 can therefore be moved so that its edge 5 is brought into the plane where the image is formed.
The movements of the prism are transmitted to a device which automatically gives the distance to the object observed. The position of the image depends in fact on the distance from the observed object, and as the focusing of the rangefinder requires, as will be seen later, that the edge 5 of the prism is placed in the plane of the image formed by the objective 1, for each position of the prism 4 corresponds to a distance from the observed object.
On the fia. 1, there is shown a needle 8 mounted on a pivot 9 and driven by a eyelet 10 fixed on the support 6. The end of the needle 8 moves in front of a graduation 11 calibrated in terms of distances from the object.
The image formed by the objective 1 being perpendicular to its optical axis, the edge 5 of the prism 4 must be located in the plane perpendicular to the optical axis of the objective or, in general, at mean radius passing through the objective, radius which was previously defined.
Under these conditions, when the edge 5 of the prism is in the plane of the image formed by the lens, the eye 3 which observes this image through the eyepiece 2 finds no discontinuity therein.
If, on the contrary, the edge 5 of the prism is not in the plane of the image, a very clear discontinuity occurs along the edge due to the fact that the two portions of the image separated by l 'edge 5 of the prism are deflected perpendicular to this edge.
To observe the discontinuities both on the vertical lines and on the horizontal lines, the edge 5 of the prism is placed obliquely, for example at 45, j as shown in the fia. 2 and 3.
Fig. 2 represents what the eye observes when the range finder is in focus, and the target object is a cross formed by a vertical line and a horizontal line.
Fig. 3 represents what 1 '# i1 observes for the same target object, but when the rangefinder is not in focus, the image forming behind the edge. In this case, the two parts of the image separated by the edge 5 come together, and these two parts of the image no longer connect along the edge.
As can easily be seen, the range finder which has just been described is both precise and easy to use. It has no drawbacks with regard to parallax, and the line separating the two parts of the image, that is to say the edge 5 of the prism, is always extremely fine and is observed easily and precisely. even if the eye is not always placed in the same place with respect to the prism.
The rays, which reach eye 3 after reflection in the prism, come from two different ranges of objective 1. It is clear that the relative aperture of the objective imposes a lower limit on the angle of the lens. dihedral forming the edge 5. In order not to introduce chromaticism defects such as to reduce the quality of the image, it is advantageous to choose a fairly obtuse angle.
Fig. 4 shows an embodiment equi pant a so-called reflex camera.
In the case shown in the figure, the objective of the rangefinder device is constituted by the shooting objective 12. Between the objective 12 and the graphic photo film 13 is placed a fixed and partially reflecting mirror 14, inclined at 45 ,, on the optical axis of the objective. The mirror 14 returns the image provided by the objective towards a prism 15 stuck on the flat face 16 of a collecting lens 17. The edge 18 of the prism 15 is provided perpendicular to the mean ray coming from the objective 12.
The observation is made through an eyepiece 19. In the case of the apparatus shown in the fi gure, the prism 15 is placed so that its edge 18 is in the image plane when the object observed is in focus. infinite.
When we observe a closer object, the image plane moves with respect to the edge 18 and the rangefinder is no longer in focus. To bring the range finder back into focus, the objective 12 is moved. For this purpose, the objective 12 is mounted on a movable support 20, for example in a tube 21.
The apparatus which has just been described therefore makes it possible, by focusing the rangefinder device, to also focus the photographic camera, that is to say to be sure that the image is formed in the plane. from movie 13.
In an embodiment not shown, the objective of the rangefinder device is not also the objective of the camera. An independent lens can be used, which is simply coupled with the shooting lens.
If the field is weak, this is the case for example with telephoto lenses, the prism can cover the entire image.
On the other hand, if the field of the objective is important, the prism can only cover the central region.
It can be glued on a plate with parallel faces or on the flat face of a collecting lens, or else it can be held together simply by molecular adhesion.
The fi-. 5 shows a prism 22 fixed to the flat face 23 of a collecting lens 24.
For mass production, it is possible to produce a molded part forming both a prism and a collecting lens. The prism can be in relief, or in hollow as shown in FIG. 6, for which the prism 25 is an air prism in a collecting lens 26 made of plastic.
Finally, the prism could be made like that shown in FIG. 7, with a face 27 parallel to the base 28 of the prism. The field portion covered by the face 27 then does not undergo any deviation.
The prism shown in fig. 8 gives a result similar to that obtained with the prism shown in FIG. 7. In fact, the prism shown in FIG. 8 is an air prism formed, on the one hand, by a flat face portion 29 and, on the other hand, by a recessed portion 30, the latter being formed in a collecting lens 31 of molded material.
Other embodiments are possible. For example, the edge of the dihedron might not be forgotten that, but horizontal or vertical, some variants might include a prism having shapes different from those shown in the drawings, and the base of the prism might not be perpendicular to the radius. medium having passed through the objective.