Dispositif pour détecter une inclinaison dans un instrument de visée et utilisation dudit dispositif pour assurer la compensation optique de l'inclinaison de l'instrument Les instruments optiques en géométrie cadas trale et dans la construction utilisent fréquemment un télescope dont la ligne de visée doit être horizon tale lorsqu'on procède aux observations.
Jusqu'ici, on a dû habituellement ajuster la position du corps du télescope en position réellement horizontale, afin que l'axe optique de l'instrument soit également hori zontal. Les opérations nécessaires pour réaliser cette condition sont fastidieuses et longues. En outre, et comme c'est habituellement le cas, lorsqu'on utilise une bulle pour obtenir le niveau, il se produit des erreurs dues à la sensibilité de la bulle aux change ments de température provenant par exemple de la lumière solaire directe ou des courants d'air.
Un moyen permettant d'éviter la mise à niveau du corps du télescope consiste à compenser optique- ment de petits angles d'inclinaison en disposant une surface réfléchissante, telle qu'un miroir ou un prisme, à l'intérieur du corps du télescope, de façon que les rayons lumineux provenant d'un objet sur lequel le télescope est pointé, coïncident toujours avec l'intersection des lignes croisées du réticule du télescope, même lorsque l'axe géométrique du téles cope est incliné.
A cet effet, il est essentiel que le miroir ou le prisme soit incliné selon un angle pro portionnel à l'angle d'inclinaison du corps du téles cope, le rapport entre les deux angles dépendant de la distance du miroir au réticule du télescope. Plus le miroir compensateur est proche du réticule, plus grand doit être l'angle de déviation du rayon réfléchi par le miroir et, par conséquent, plus grand doit être l'angle dont on fait tourner le miroir.
Comme dans la plupart des instruments, les lentilles de mise au point sont placées dans le corps du télescope, entre les lentilles de l'objectif et le compensateur, et occu pent une certaine proportion de la longueur du corps il est nécessaire que le compensateur soit placé aussi près que possible du réticule.
L'invention, qui vise à remédier à ces difficultés a pour objet un dispositif pour détecter une incli naison dans un instrument de visée tel que télescope, niveau, sextant ou instrument analogue.
Ce dispositif est caractérisé en ce qu'il comporte un organe réflé chissant suspendu à l'intérieur du corps de l'instru ment de manière à conserver une orientation dans l'espace sensiblement constante et comprenant au moins une surface réfléchissante, et un moyen de réflexion solidaire du corps de l'instrument de manière à se déplacer avec celui-ci lorsqu'on incline l'instrument et comprenant au moins, une surface réfléchissante, l'organe réfléchissant et le moyen de réflexion étant disposés l'un par rapport à l'autre et par rapport au trajet de la lumière dans l'instrument, de manière telle qu'un rayon de lumière entrant, inci dent au moyen de réflexion ou à l'organe réfléchis sant,
est soumis à une succession de réflexions entre ledit moyen et ledit organe de sorte que le rayon émergeant après la dernière réflexion sur l'organe réfléchissant ou sur le moyen de réflexion, est dévié selon un angle qui est un multiple entier pair, supé rieur à deux, de l'angle d'inclinaison du corps de l'instrument.
Avec une telle disposition de surfaces réfléchis santes fixes et mobiles, lorsqu'on déplace angulaire- ment la ou les surfaces suspendues, relativement à la ou aux surfaces fixes, le faisceau réfléchi par la ou les surfaces suspendues est dévié pour un faisceau incident donné, selon un angle qui est un multiple (en fonction du nombre de réflexions) dudit angle rela tif de mouvement, ce qui produit un grossissement optique.
Le faisceau réfléchi donne donc une indica tion sur l'inclinaison du corps de l'instrument, duquel la surface réfléchissante fixe est solidaire.
Les surfaces réfléchissantes peuvent être consti tuées par des miroirs plans ou par des faces de prismes.
L'invention se rapporte en outre à l'utilisation du dispositif défini ci-dessus dans un instrument optique de visée comprenant un objectif, un réticule et un oculaire, pour assurer la compensation optique de l'inclinaison de l'instrument.
On décrit ci-dessous, en référence au dessin schématique annexé, 4 formes d'exécution du dispo sitif selon l'invention monté en compensateur opti que pour un niveau d'arpenteur ou autre instrument optique de visée.
Dans une première forme d'exécution, représen tée à la fig. 1, un prisme 1 à section triangulaire est suspendu librement à l'intérieur du corps 2 d'un télescope. placé de manière que l'axe de suspension du prisme soit horizontal. Le prisme 1 possède deux surfaces, planes adjacentes 3 et 4 revêtues d'une cou che réfléchissante et dirigées vers le haut. Le dessin ne comporte que les parties de l'instrument essentiel les à la compréhension du fonctionnement du dispo sitif.
L'arête 5 d'intersection des deux surfaces du prisme suspendu forme un angle droit avec l'axe optique de l'instrument et les faces sont inclinées également par rapport à la verticale et selon un angle tel que les rayons de lumière voisins de l'hori zontale sont réfléchis vers le haut sur la surface réfléchissante plane 6 d'un miroir fixé à l'intérieur du corps du télescope, au-dessus du prisme.
Lorsque le télescope est horizontal, un rayon horizontal de lumière provenant de l'objectif 0, incident à l'une des faces 3 du prisme, est réfléchi sur le réflecteur plan fixe 6, puis sur la seconde face 4 du prisme, de laquelle il est à nouveau réfléchi en direction hori zontale sur les fils croisés X du réticule du téles cope. Lorsque l'instrument est incliné d'un petit angle 0, le prisme suspendu tourne selon un angle égal 45 par rapport à l'axe optique de l'instrument de manière à rester horizontal.
En conséquence, un rayon de lumière réfléchi par la première des sur faces mentionnées du prisme est dévié selon un angle 2 0 par rapport à sa direction primitive et le rayon dirigé vers le réticule par la seconde surface du prisme est dévié selon un angle de 4 0 par rapport à sa direction primitive. Le dispositif fournit un grossissement de 4 : 1.
En conséquence, si le com pensateur est placé de façon que l'arête 5 se trouve à une distance du réticule du télescope égale à un quart de la longueur focale des lentilles de l'objectif et de mise au point combinées, un rayon de lumière provenant d'un objet placé devant l'appareil sur un axe horizontal passant par le prisme 1 se trouve maintenu à l'intersection des fils croisés du réticule pour tous les petits angles d'inclinaison de l'instru ment.
Dans la deuxième forme d'exécution (fig. 2), dans laquelle on obtient un même grossissement de 4 : 1, le prisme suspendu est remplacé par un miroir 10 dont la surface est maintenue horizontale. Le rayon incident provenant de l'objectif est dirigé par un prisme 11 sur la surface du miroir suspendu, puis, après la seconde réflexion par le miroir suspendu, il est dirigé vers l'oculaire par un second prisme 12.
Ces prismes 11 et 12 ne participent pas à la com pensation et sont utilisés simplement pour changer la direction de l'axe de la lumière le long du téles cope de manière que la lumière incidente puisse être réfléchie par le miroir suspendu et la lumière réflé chie dirigée de façon à entrer dans l'oculaire.
Dans la troisième forme d'exécution (fig. 3) le compensateur fournit un grossissement de 6 : 1 et le rayon incident est réfléchi trois fois par les surfaces réfléchissantes suspendues. Dans cette forme d'exé cution, un prisme 20 à section trapézoïdale régulière est suspendu librement dans l'instrument avec ses faces supérieure 21 et inférieure 22 maintenues horizontales et les faces latérales 24 et 25 également inclinées par rapport à l'horizontale. Les faces 21, 24 et 25 sont munies d'un revêtement réfléchissant. Les arêtes formées par la face supérieure et les faces latérales sont perpendiculaires à l'axe du télescope.
La lumière incidente provenant de l'objectif est réflé chie par la face latérale la plus proche du prisme sur une surface réfléchissante 6 fixée au corps du téles cope et placée vis-à-vis et au-dessus du prisme. Le rayon est ensuite réfléchi par la surface fixe sur la surface horizontale supérieure du prisme puis à nou veau sur la surface réfléchissante fixe et encore sur la seconde surface latérale du prisme, de laquelle il est finalement réfléchi vers l'oculaire. Dans cha cune des formes d'exécution, la surface réfléchissante fixe, qui réfléchit le rayon sur la ou les surfaces réfléchissantes suspendues, peut être constituée par un miroir plan ou par une surface de prisme.
Lors qu'il est nécessaire de redresser de gauche à droite l'image formée dans l'oculaire, ce prisme peut être du type en toit .
Dans la quatrième forme d'exécution, représen tée à la fi-. 4, le compensateur comprend une mon ture 30 suspendue librement à l'intérieur du corps du télescope du niveau et portant trois prismes 31, 32 et 33 qui possèdent des surfaces réfléchissantes pla nes adjacentes au corps et disposées de manière que deux des prismes 32, 33, réfléchissent en direction verticale descendante la lumière horizontale qui leur est incidente. Le troisième prisme 31 est disposé avec sa surface réfléchissante horizontale et il est placé entre les deux premiers prismes mentionnés, le long de la ligne de visée du télescope. Deux autres prismes 34, 35, sont fixés au corps de l'instrument sensiblement en dessous de la mon ture.
Ces derniers prismes ont des surfaces réflé chissantes et sont montés rigidement dans le corps 2 du télescope de façon à être mobiles avec lui. Les rayons de lumière horizontaux provenant de l'objec tif 0 du télescope et incidents à l'un des deux pris mes premièrement mentionnés (soit le prisme 32) fixés sur la monture, sont réfléchis vers le bas sur l'un des prismes réfléchissants 34, solidaire du corps de l'instrument, puis sur la surface réfléchissante horizontale du troisième prisme fixé sur la monture 30, qui les réfléchit à nouveau sur la surface réflé chissante du second prisme 35 solidaire du corps de l'instrument.
Le second prisme fixe réfléchit à nouveau la lumière vers le haut sur la surface du second des deux prismes premièrement mentionnés, 33, fixé à la monture, qui la réfléchit dans le réticule du télescope.
Si on fait tourner le corps de l'instrument autour d'un axe horizontal perpendiculaire à la ligne de visée, un rayon de lumière dirigé vers l'oculaire est dévié d'un angle égal à six fois l'angle selon lequel l'instrument lui-même a tourné, en raison des réflexions multiples sur les prismes constituant le compensateur. Le compensateur est placé dans une position telle que la distance entre l'arête inférieure du prisme 31 et le réticule, sur lequel l'objectif est mis au point, est égale à un sixième de la distance comprise entre le réticule et le centre optique de l'objectif. En outre, les prismes fixes sont orientés de manière que, lorsque le télescope est réellement horizontal, un rayon horizontal provenant de l'objec tif passe par le centre du réticule.
Lorsque le téles cope est incliné selon un petit angle a le rayon pro venant de l'objectif, dirigé sur l'oculaire, est dévié selon un angle 6a, ce qui maintient horizontaux les rayons de lumière provenant d'un objet se trouvant dans le champ de visée du télescope et mis au point sur le réticule.
Pour compenser l'inversion de l'image provoquée par le système optique, l'un des prismes peut être un prisme en toit. De plus, il convient de mentionner que les surfaces réfléchissantes peuvent consister en miroirs plans ou autres réflecteurs convenables, en lieu et place des prismes décrits ci-dessus.
Lorsqu'un compensateur tel que l'un de ceux décrits ci-dessus doit être utilisé pour déterminer une inclinaison, l'angle selon lequel le rayon émergent est dévié lorsque le corps, auquel le compensateur est appliqué, est incliné, correspond à l'angle d'incli naison multiplié un nombre de fois déterminé par le nombre de réflexions sur les surfaces suspendues.