FR2606521A1 - Dispositif catoptrique a distance focale continument variable - Google Patents

Abstract

DISPOSITIF CATOPTRIQUE A DISTANCE FOCALE CONTINUMENT VARIABLE, COMPORTANT PLUSIEURS REFLECTEURS 66, 68, 70, 72 POUR RECEVOIR ET REFLECHIR COAXIALEMENT DE LA LUMIERE D'UN OBJET COMPRISE DANS UN DOMAINE ALLANT DE L'INFRAROUGE A L'ULTRAVIOLET, ET PRODUIRE UNE IMAGE REELLE DE CET OBJET SUR UN DETECTEUR 90. UN BOITIER 60 CONTIENT, OUTRE LESDITS REFLECTEURS, DES MOYENS 80, 82, 84, 86 DE DEPLACEMENT SELECTIF POUR MODIFIER LA POSITION AXIALE RELATIVE DE CES REFLECTEURS ET DU DETECTEUR.

Description

La présente invention se rapporte a un dispositif optique pour grossir et

mettre au point une image. Plus particulièrement, l'invention se rapporte à un dispositif catoptrique du type appelé zoom", c'est-à-dire à un dispositif optique qui ne comporte que des éléments réfléchissants et dont la distance focale effective peut être modifiée continûment et sélectivement, pour grossir sélectivement une image d'un objet émettant de l'énergie dont la longueur d'onde se situe

dans une plage allant de l'ultraviolet à l'infrarouge.

Les dispositifs optiques du genre "zoom" (c'est-à-dire à distance focale continûment variable) utilisés jusqu'à présent comportent des lentilles opérant par réfraction, ou une combinaison de telles lentilles et d'éléments réfléchissants, pour obtenir des images de dimension choisie, tout en corrigeant les aberrations chromatiques et monochromatiques. L'utilisation d'objectifs réfringents dans de tels dispositifs réduit la quantité d'énergie atteignant un élément détecteur, et introduit des aberrations chromatiques. Par exemple, chaque lentille conduit à une perte d'intensité énergétique due à des réflexions de surface, et est une cause de perte par absorption lors du passage de l'énergie dans la matière de la lentille. Ces pertes sont

la plupart du temps notables.

Les optiques du genre "zoom" de l'art antérieur opèrent généralement très bien dans les bandes de fréquences énergétiques dans lesquelles les matières choisies pour les objectifs offrent une bonne transmission. Par contre, ces dispositifs optiques présentent l'inconvénient d'être lourds et encombrants. De plus, ils exigent généralement des lentilles de grands diamètres, afin d'accroître la quantité d'énergie focalisée sur le détecteur, et de compenser les

pertes par réflexion et absorption.

Dans la partie du spectre comportant l'infrarouge de grande longueur d'onde, les matières constitutives des lentilles, par exemple le verre flint, ne sont pas transparentes. Ainsi, pour obtenir un système réfringent sensible à l'énergie infrarouge, il faut utiliser des lentilles faites de matériaux exotiques, par exemple chlorure de sodium, ou germanium ou silicium. Ces matières présentent une certaine transparence aux longueurs d'onde du domaine infrarouge, mais il y a encore des pertes par réflexion sur chaque surface de lentille, et des pertes par absorption se produisent lors de la traversée de la matière de chaque lentille. De plus, les systèmes optiques pour infrarouge sont coûteux à fabriquer, délicats, et peuvent exiger une protection spéciale lorsqu'ils sont utilisés dans divers environnements. Les systèmes optiques réfringents à distance focale variable sont utilisés pour obtenir une modification du champ de vision et une modification correspondante du grossissement d'une image. Comme, pour un réfracteur donné, le point focal diffère pour deux longueurs d'onde différentes, il convient d'apporter une attention particulière à la sélection des matières constituant les lentilles, et à la courbure des diverses lentilles, afin de ramener l'aberration chromatique a un niveau acceptable. Outre l'aberration chromatique, lorsque la longueur d'onde de la radiation varie, par exemple lorsque la longueur d'onde diminue vers l'ultraviolet et au-delà, ou s'allonge vers l'infrarouge a l'autre extrémité du spectre, l'atténuation de l'énergie de la radiation incidente traversant les lentilles augmente. Avec les matières actuellement connues pour réaliser des lentilles, il n'est généralement pas possible d'utiliser une seule matière pour les parties du spectre

correspondant à l'ultraviolet, la lumière visible et l'infrarouge.

Un dispositif réfléchissant présente deux avantages majeurs par rapport aux dispositifs réfringents. En premier, les éléments réfléchissants sont exempts de toute aberration chromatique. Cela permet de focaliser au même point toutes les longueurs d'onde, de l'ultraviolet à l'infrarouge. Ensuite, bien que le pouvoir de réflexion des revêtements réfléchissants puisse changer avec la longueur d'onde, un miroir n'est pas sujet à l'absorption, puisque l'énergie

électromagnétique ne traverse pas sa matière.

La présente invention a pour but de parvenir à un dispositif optique à distance focale continûment variable ("zoom) permettant de grossir sélectivement l'image d'un objet émettant de l'énergie dans une plage de longueurs d'onde allant de l'ultraviolet à l'infrarouge, sans les nombreux inconvénients de coût et de construction des dispositifs

de l'art antérieur.

Pour atteindre ce but, le dispositif catoptrique selon l'invention comprend: - des moyens réfléchissants assortis pour transformer de l'énergie reçue d'un objet en une image réelle de cet objet, lesdits moyens assortis incluant plusieurs moyens réfléchissants pour recevoir et réfléchir ladite énergie coaxialement; - des moyens de grossissement pour modifier sélectivement la distance focale desdits moyens réfléchissants assortis; et - des moyens de mise au point pour modifier sélectivement la distance axiale entre lesdits moyens réfléchissants assortis et un

détecteur pour ladite image.

De préférence, lesdits moyens de grossissement comprennent des moyens pour modifier sélectivement l'espacement axial relatif entre

lesdits moyens réfléchissants.

Dans un mode de réalisation préféré, lesdits moyens de mise au point comprennent des moyens pour déplacer axialement, par rapport

audit détecteur, lesdits moyens réfléchissants assortis.

En variante, lesdits moyens de mise au point comprennent des moyens pour déplacer axialement ledit détecteur par rapport auxdits

moyens réfléchissants assortis.

L'invention comporte de préférence des moyens sensibles à un niveau de grossissement choisi, pour commander les moyens de grossissement et de mise au point. Selon l'invention, le dispositif catoptrique peut comporter, en outre, des moyens fonctionnellement reliés auxdits moyens de grossissement et auxdits moyens de mise au point, pour commander sélectivement la position axiale de chacun

desdits moyens réfléchissants.

De plus, selon l'invention, lesdits moyens de commande comprennent des moyens d'entraînement qui supportent fonctionnellement chacun desdits moyens réfléchissants pour communiquer à ceux-ci et audit détecteur un déplacement relatif, et lesdits moyens de commande comprennent en outre des moyens du type microprocesseur fonctionnellement reliés auxdits moyens d'entraînement, pour commander le mouvement axial desdits moyens réfléchissants afin que ceux-ci génèrent, sur ledit détecteur, une image mise au point ayant un grossissement désiré, et comprennent des moyens communiquant avec lesdits moyens du type microprocesseur, pour capter la position axiale

de chacun desdits moyens réfléchissants.

L'invention a également pour objet un dispositif catoptrique à distance focale continûment variable, comprenant: - un boîtier dont l'axe optique s'étend entre des ouvertures axialement opposées, à savoir une ouverture d'entrée et une ouverture de sortie; - plusieurs surfaces réfléchissantes, espacées axialement, disposées coaxialement dans ledit boitier, pour recevoir de l'énergie provenant d'un objet et passant par ladite ouverture d'entrée, et pour refléchir une image réelle dudit objet par ladite ouverture de sortie; - des moyens de déplacement, disposés dans ledit boîtier, pour mouvoir axialement chacune desdites surfaces réfléchissantes; - des moyens de commande desdits moyens de déplacement, pour modifier sélectivement l'espacement axial entre lesdites surfaces réfléchissantes, pour produire un grossissement modifiable sélectivement de ladite image; et - des moyens de commande desdits moyens de déplacement, pour déplacer axialement, sélectivement, lesdites surfaces réfléchissantes se trouvant en relation de position relative fixe, pour mettre au point

ladite image à proximité de ladite ouverture de sortie.

Dans un mode de réalisation préféré, le dispositif comporte en outre, dans ledit boîtier, des moyens pour supporter et guider chacune desdites surfaces réfléchissantes, de manière à permettre son

mouvement axial.

Dans ce cas, il est avantageux que lesdits moyens de déplacement prévus pour chacune desdites surfaces réfléchissantes comportent des moyens du genre moteur à rotation réversible fixés dans ledit boîtier et mécaniquement liés à la surface réfléchissante, pour déplacer axialement celle-ci le long desdits moyens pour la supporter. Parmi les diverses formes de réalisation possibles, l'invention prévoit en outre que: lesdits moyens du genre moteur comprennent des moyens pour capter et pour communiquer auxdits moyens pour modifier sélectivement et auxdits moyens de déplacement la position axiale que leur surface réfléchissante respective occupe dans ledit boîtier; - lesdits moyens pour modifier selectivement et lesdits moyens de déplacement comprennent des moyens du genre microprocesseur disposes dans ledit boîtier; - le dispositif comporte en outre, communiquant avec lesdits moyens du genre microprocesseur, des moyens pour actionner manuellement lesdits moyens pour modifier sélectivement et lesdits moyens de déplacement; - ledit boîtier comporte en outre des moyens pour fixer un détecteur de ladite image en alignement optique avec ladite ouverture de sortie; - une première, une deuxième, une troisieme et une quatrieme surface réfléchissante sont disposees dans ledit boitier, ladite première surface étant agencée pour recevoir l'énergie de l'objet par ladite ouverture d'entrée et renvoyer cette énergie a ladite deuxième surface qui est axialement agencée entre ladite premiere surface et ladite ouverture d'entrée, ladite deuxième surface étant agencée de manière à renvoyer ladite énergie, via des ouvertures centrales dans lesdites première et quatrième surface, à ladite troisième surface disposée entre ladite quatrième surface et ladite ouverture de sortie, ladite troisième surface étant agencée de manière a renvoyer ladite énergie à ladite quatrième surface qui est axialement disposée entre lesdites première et troisième surface, ladite quatrième surface étant disposée de manière à réfléchir une image de l'objet au travers de

ladite ouverture de sortie.

Les caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront

plus complètement dans la description présentée dans ce qui suit, a

titre d'exemple non limitatif, en se reportant aux dessins annexés, dont les figures représentent: - les figures 1A, lB et 1C, des schémas d'un mode de réalisation de l'invention dans différentes conditions de fonctionnement; - les figures 2A, 2B et 20, des schémas d'un autre mode de réalisation de l'invention, dans différentes conditions de fonctionnement; - les figures 3A, 3B et 3C, des schémas d'un troisième mode de réalisation de l'invention, dans différentes conditions de fonctionnement; - les figures 4, 5, 6 et 7, des schémas de variantes de réalisation de l'ensemble réfléchissant selon l'invention; - la figure 8, une vue en perspective et en coupe partielle d'un mode de réalisation préféré de l'invention, fixé à un détecteur d'énergie connu opérant dans le domaine de la lumière visible; - la figure 9, un schéma des circuits de commande du mode de réalisation représenté sur la figure 8; et - la figure 10, une vue en perspective et en coupe partielle

d'une autre forme de réalisation de l'invention.

On va maintenant considérer en détail ces modes de réalisation préférés de l'invention, dont des exemples sont représentés sur les

dessins annexés.

Le mot "catoptrique" utilisé ici s'applique aux dispositifs ne comportant que des éléments réfléchissants et ne comportant aucun élément réfringent. Le mot "optique" s'applique ici à toutes les formes d'énergie lumineuse dont la longueur d'onde est comprise dans une plage allant de l'ultraviolet à l'infrarouge. Le mot "image réelle" est utilisé dans son sens traditionnel, c'est-à-dire qu'une image est réelle" si les rayons sortant du système optique forment un faisceau convergent. Les mots "grossir", "agrandir" et "grossissement" ainsi que agrandissement" utilisés dans le cadre de la présente désignent aussi

bien une augmentation qu'une diminution de la taille d'une image.

Dans le cadre de l'invention, le dispositif optique catoptrique à distance focale continûment variable ("zoom") comprend des moyens réfléchissants assortis pour transformer l'énergie reçue d'un objet en une image réelle de cet objet. Lesdits moyens réfléchissants assortis comportent une pluralité de moyens réfléchissants (réflecteurs)

espacés axialement pour recevoir coaxialement et réfléchir l'énergie.

Les moyens réfléchissants assortis utilisés ici et décrits sur la figure 1A comprennent un réflecteur primaire 10 disposé de manière à recevoir, de l'objet 16, de l'énergie représentée sous forme de rayons 12, 14 et à réfléchir cette énergie en la renvoyant à un réflecteur secondaire 18, axialement espacé, qui est disposé de manière

à réfléchir l'énergie pour produire une image 20 de l'objet 16.

Les réflecteurs primaire et secondaire, 10 et 18, sont, à titre d'exemple, des surfaces réfléchissantes sphériques disposées dans un agencement optique simple du type Cassegrain. Il doit être entendu que les principes de l'invention s'appliquent à des ensembles de surfaces réfléchissantes non sphériques, ou à des combinaisons de surfaces sphériques et non sphériques, dans des agencements de type Cassegrain, Newton, Gregory ou Schwarzschild. Les caractéristiques optiques de telles surfaces et de tels agencements sont connues et peuvent être

utilisées par l'homme de l'art appliquant l'invention.

L'invention s'applique à des systèmes optiques utilisant une pluralité de surfaces réfléchissantes, c'est-a-dire utilisant au moins deux réflexions ou réflecteurs. Les formes de réalisation sur les figures 1 et 2 présentent deux réflecteurs 10, 18 fournissant deux réflexions. Toutes les formes de réalisation de l'invention comporteront un réflecteur primaire 10 recevant et réfléchissant l'énergie provenant de l'objet, et pourront comporter plusieurs réflecteurs secondaires coaxiaux, espacés axialement, recevant et réfléchissant en série l'énergie réfléchie par le réflecteur primaire 10. Ainsi, comme on peut le voir sur les figures 3A, 3B, 3C, un réflecteur primaire 10 réfléchit l'énergie de l'objet en la renvoyant à trois réflecteurs secondaires 22, 24 et 26, de sorte qu'il y a quatre

réflexions séparées.

En variante, la forme de réalisation décrite sur la figure 4 comporte deux réflecteurs donnant quatre réflexions. Le réflecteur primaire 10 réfléchit l'énergie en la renvoyant au réflecteur secondaire 28. Une partie 30 du réflecteur secondaire 28 renvoie l'énergie à une partie 32 du réflecteur primaire 10 qui renvoie l'énergie à la partie 34 du réflecteur secondaire 28 à partir duquel

l'image 20 est produite.

Dans une variante décrite sur la figure 5, de l'énergie provenant de l'objet est réfléchie par le réflecteur primaire 10 et est réfléchie

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en série par le premier réflecteur 36, une partie 38 du réflecteur primaire 10 et un troisième réflecteur 40. Dans la forme de realisation représentée sur la figure 6, l'énergie provenant de l'objet et réfléchie par les moyens réfléchissants primaires 10 est réfléchie en série par le premier réflecteur 42, le deuxieme réflecteur 44 et le troisième réflecteur 46. Dans cette forme de réalisation, le premier, le deuxième et le troisième réflecteur sont constitués par des éléments

réfléchissants séparés.

Enfin, dans la forme de réalisation représentée sur la figure 7, de l'énergie provenant de l'objet et réfléchie par le réflecteur primaire 10 est réfléchie en série par le premier réflecteur 48, le deuxième réflecteur 50, le troisième réflecteur 52, un quatrième réflecteur 54 et un cinquième réflecteur 56. Cette forme de réalisation

comporte six réflecteurs séparés pour produire une image 20.

Il doit être entendu que les agencements de réflecteurs décrits sur les figures 1 à 7 ne sont pas les seuls agencements possibles d'éléments réfléchissants et de surfaces réfléchissantes. L'homme de l'art comprendra que l'augmentation du nombre de réflexions a pour effet d'augmenter la distance focale du système sans augmenter sa

longueur physique.

La distance focale d'un système réfléchissant ou d'un ensemble d'éléments réfléchissants assortis est une fonction des distances focales des réflecteurs individuels et des distances entre ces réflecteurs. La distance focale F pour un agencement à deux réflecteurs, du type Cassegrain, représenté sur la figure lA est par définition: fi f2 î 2 (1) F = fl + f2- D Dans cette formule: fI est la distance focale du réflecteur primaire 10., f2 est la distance focale du réflecteur secondaire 18, D est l'espacement axial ou distance dans l'air entre les réflecteurs,

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et F est la distance focale équivalente du système ou ensemble de réflecteurs. Si l'on augmente le nombre de réflecteurs ou de réflexions, la formule donnant la distance focale équivalente devient plus compliquée, mais le principe reste le nmme. La distance focale du système ou ensemble de réflecteurs représenté sur la figure 3 est donnée par la relation: f f2) f3 f4 ) 1fl+f2_dl) f3+f4_d3 (2)F f2(fl -dl) f3(f4_d3)

+ 3 2

f+f 2-dl f3+f4-d3 Dans cette formule, les distances focales individuelles f' f2' f3 et f4 sont respectivement les distances focales paraxiales des réflecteurs individuels 10, 22, 24 et 26; dl, d2 et d3 étant les

distances axiales entre paires coopérantes de réflecteurs.

Le grossissement M d'un système réfléchissant est défini par le rapport des longueurs a des images entre deux positions différentes du zoom (dispositif à distance focale continûment variable). Ainsi, h1 a1 2fl et h2 ax2 =2f2 f et le grossissement est:

"1

X 2=

a2 Comme la taille d'un détecteur est constante, la hauteur des deux images est nécessairement la même. Ainsi, avec h1 = h2, on a: (3) M = (f2 F1 et F2 étant les distances focales de l'ensemble réfléchissant aux deux positions du zoom. L'invention opère donc de manière à grossir l'image de l'objet en

modifiant sélectivement la distance focale de l'ensemble réfléchissant.

En considérant les figures 1A, lB et lC, on peut voir qu'un déplacement axial du réflecteur secondaire 18 par rapport au réflecteur primaire 10 a pour effet de modifier la distance focale de l'ensemble réfléchissant et de grossir l'image 20. Spécifiquement, la distance D entre les réflecteurs 10 et 18 sur la figure 1A est ramenée à D' sur la figure lB et est encore plus réduite, a D", sur la figure 1C. La combinaison des équations (1) et (3) montre que la diminution de la

distance D aboutit à une image grossie, 20.

Pour qu'un détecteur reçoive l'image 20 mise au point, il est nécessaire que la distance axiale entre l'ensemble réfléchissant et le détecteur soit ajustée. Ainsi, dans le mode de réalisation selon les figures 1A, lB et 1C, un détecteur 21 doit être déplacé axialement par rapport au réflecteur primaire fixe 10, pour recevoir correctement une

image 20 grossie et mise au point.

Les figures 2A, 2B et 2C représentent une variante d'agencement de la forme de réalisation selon la figure 1. Sur la figure 2, un réflecteur secondaire 18 est déplacé axialement par rapport au réflecteur primaire 10, ce qui donne un grossissement de l'image 20, de la même manière que dans le cas des figures lA, lB et 1C. Toutefois, dans la forme de réalisation de la figure 2, l'ensemble réfléchissant est déplacé axialement par rapport au détecteur 21 qui est fixe. Ainsi, l'image grossie 20 est mise au point sur le détecteur fixe. C'est uniquement pour satisfaire aux impératifs de simplicité du dessin que, sur les figures 2A, 2B et 2C, l'emplacement de l'obJet 16 semble

modifié par un mouvement axial. L'objet 16 est normalement à l'infini.

La figure 3 (figures 3A, 3B et 3C) représente un système à quatre réflecteurs, dont la distance focale effective peut être déterminée par l'équation (2). Le grossissement de l'image 20 est

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il obtenu par déplacement axial des réflecteurs 22 et 26 l'un par rapport à l'autre et par rapport aux réflecteurs 10 et 24. La mise au point de l'image grossie 20 est obtenue par déplacement axial de l'ensemble réfléchissant par rapport au détecteur 21, tout en maintenant l'espacement axial désiré entre les réflecteurs 10, 22, 24 et 26. L'homme de l'art peut parfaitement déterminer les modifications de grossissement d'une image résultant de changements dans l'espacement axial entre réflecteurs d'un ensemble, lorsque les caractéristiques des réflecteurs individuels sont connues. Il entre dans la compétence de l'homme de l'art d'utiliser divers types de réflecteurs en diverses combinaisons et de déterminer les répercussions qu'un mouvement axial relatif des réflecteurs peut avoir sur le grossissement, ainsi que de déterminer les répercussions qu'un mouvement axial relatif de l'ensemble réfléchissant et du détecteur peut avoir sur la mise au point. L'invention réside, en application de ces principes, dans un dispositif nouveau donnant un grossissement adéquat d'une image réelle d'un objet générant de l'énergie dans une

plage pouvant aller de l'ultraviolet à l'infrarouge.

Le système optique catoptrique à distance focale continûment variable (système zoom) selon l'invention comporte donc en outre des moyens de grossissement pour modifier sélectivement la distance focale des moyens réfléchissants assortis, et des moyens de mise au point pour modifier sélectivement la distance axiale entre les moyens

réfléchissants assortis et un détecteur prévu pour l'image.

Dans une forme de réalisation préférée, décrite sur la figure 8, le dispositif optique à zoom catoptrique comporte un boîtier 60 doté d'un axe optique s'étendant entre une ouverture d'entrée 62 et une ouverture de sortie 64. Plusieurs surfaces réfléchissantes, espacées axialement, 66, 68, 70 et 72, sont disposées coaxialement dans le boîtier 60, pour recevoir de l'énergie provenant de l'objet par l'ouverture d'entrée 62 et pour réfléchir une image réelle de l'objet via l'ouverture de sortie 64. L'énergie provenant de l'objet, laquelle peut être comprise dans une plage allant de l'ultraviolet à l'infrarouge, est réfléchie par les surfaces réfléchissantes, d'une manière similaire à celle représentée sur la figure 3. L'énergie provenant de l'objet est reçue par une première surface réfléchissante 66 et est réfléchie sur une deuxième surface réfléchissante 68. Cette surface est choisie de manière à réfléchir, sur la troisième surface réfléchissante 70, des rayons sensiblement parallèles passant par des ouvertures 74, 76 aménagées centralement dans la première et la deuxième surface réfléchissante, respectivement 66 et 72. La troisième surface réfléchissante 70 transforme les rayons parallèles en rayons divergents qui sont réfléchis par la quatrième surface réfléchissante 72, au travers de l'ouverture de sortie 74, de manière à produire une

image réelle.

Les moyens grossissants selon l'invention comprennent des moyens pour modifier sélectivement l'espacement axial relatif entre les réflecteurs d'un ensemble réfléchissant. Dans le mode de realisation selon la figure 8, les surfaces réfléchissantes 66, 68, 70 et 72 constituent un ensemble réfléchissant. Chaque surface réfléchissante est supportée dans le boîtier 60 par des tiges de guidage 78, de manière à pouvoir ètre déplacée axialement. Pour modifier l'écartement axial relatif entre les surfaces réfléchissantes, des moyens sont prévus dans le boîtier, pour déplacer axialement les surfaces. Comme représenté sur la figure 8, ces moyens de déplacement comprennent des

moteurs à rotation réversible, 80, 82, 84 et 86, fonctionnellement.

reliés à des surfaces réfléchissantes, respectivement 66, 68, 70 et 72.

Chaque moteur est fixé à l'intérieur du boîtier 60 et comporte un arbre d'entraînement fileté, en prise avec des trous filetés conjugués associés à chaque surface réfléchissante, de manière que la rotation du

moteur provoque un déplacement axial de la surface réfléchissante.

Les moyens de mise au point selon l'invention comprennent des moyens pour déplacer axialement, l'un par rapport à l'autre, l'ensemble réfléchissant et le détecteur. Dans le mode de réalisation représenté sur la figure 8, le détecteur 90 est un appareil de prise de vue standard, du type "réflexe", pour détecter des images dans le domaine de la lumière visible. Le boîtier 60 comporte des moyens pour fixer amoviblement le dispositif optique à un détecteur, ces moyens étant par exemple une monture 92 avec filetage intérieur, entourant l'ouverture de sortie 64. Ainsi, dans le mode de réalisation selon la

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figure 8, le détecteur est fixe et les moyens de mise au point comportent des moyens pour déplacer axialement l'ensemble réfléchissant par rapport à l'ouverture de sortie 64 et au détecteur 90. Les moteurs d'entraînement 80, 82, 84 et 86, lorsqu'ils sont actionnes simultanément, vont déplacer axialement les surfaces réfléchissantes 66, 68, 70 et 72, en tant qu'ensemble avec espacements relatifs, et cela servira à la mise au point de l'image grossie, sur le

détecteur fixe.

En variante, le dispositif selon l'invention peut comporter un détecteur mobile et peut ne déplacer axialement que certains des réflecteurs de l'ensemble. Un tel mode de réalisation est représenté sur la figure 10 sur laquelle les éléments identiques à ceux de la

figure 8 sont repérés par les mêmes références que sur cette dernière.

Dans ce mode de réalisation, les réflecteurs 68 et 72 sont montes

mobiles dans le boîtier O60, comme représenté sur la figure 8.

Toutefois, des réflecteurs 66' et 70' sont fixes axialement dans le boitier 60. La distance focale de l'ensemble réfléchissant est réglee pour obtenir un grossissement choisi, par mouvement axial des réflecteurs 68 et 72. Le détecteur 90' est monte dans le boîtier 60, d'une manière similaire aux réflecteurs 68 et 72, permettant ainsi un mouvement axial sélectif du détecteur 90' au moyen du moteur 91, pour mettre au point l'image grossie. Le détecteur 90' peut être d'un type transmettant électriquement l'image détectée à un enregistreur 93. Cet agencement permet un pointage manuel du dispositif, au moyen d'une

poignée 95, sans manipulation d'un enregistreur encombrant.

De préférence, le dispositif catoptrique comporte aussi des moyens pour commander les moyens de grossissement et de mise au point. De tels moyens de commande doivent comporter des moyens sensibles à un niveau de grossissement choisi, pour déterminer l'espacement axial relatif nécessaire entre les surfaces réfléchissantes à l'intérieur de l'ensemble réfléchissant, pour obtenir le grossissement désiré, et pour déterminer l'espacement axial nécessaire entre l'ensemble réfléchissant et le détecteur, pour mettre au point l'image grossie. Dans la forme de réalisation représentée sur la figure 8, les moyens de grossissement et de mise au point comportent des moyens 94 du genre microprocesseur, pour commander la position axiale des surfaces réfléchissantes, afin d'obtenir un grossissement désiré avec mise au point. Des moyens similaires 94' dugenre microprocesseur, sont utilisés dans le mode de réalisation selon la figure 10, pour commander les positions des réflecteurs et du détecteur. Chaque surface réfléchissante peut être associée à un potentiomètre linéaire communiquant avec le -microprocesseur, pour déceler et transmettre la position axiale de cette surface réfléchissante. Le potentiomètre peut être incorpore au moteur d'entraînement, 80, 82, 84 et 86, comme dans le cas de la figure 8, ou peut être incorporé au boîtier 60, de nombreuses manières connues, pour

fournir un signal électrique au microprocesseur.

Les moteurs d'entraînement et le microprocesseur des dispositifs représentés sur les figures 8 et 10 sont alimentés en énergie par une

pile ou un accumulateur 96.

Les dispositifs représentés sur les figures 8 et 10 peuvent comporter des boutons de commande pour sélectionner le grossissement désiré et pour mettre au point l'image grossie, sur le détecteur. Sur les figures 8 et 10, trois boutons 98 actionnables manuellement, reliés aux moyens de genre microprocesseur, sont disposés sur le manchon 92

sur la figure 8, et sur la poignée 95 sur la figure 10.

Les caractéristiques des moyens de commande sont représentées par un organigramme fonctionnel sur la figure 9. Les trois boutons actionnables manuellement sont représentés par des interrupteurs 100, 102 et 104. Les interrupteurs 100 et 102 sont électriquement reliés au microprocesseur 94, pour lui transmettre le grossissement désiré de l'image de l'objet, et ce microprocesseur génère des ordres individuels de commande des moteurs, pour déplacer axialement les surfaces réfléchissantes associées, afin d'obtenir la distance focale requise de l'ensemble réfléchissant. Lorsque le grossissement d'image désiré est obtenu, on peut actionner l'interrupteur 104 pour déplacer simultanément toutes les surfaces réfléchissantes se trouvant dans une relation mutuelle fixe, afin de mettre au point l'image grossie, sur le détecteur. Ce sont des moyens tels que des interrupteurs 100 et 102 qui sont représentés pour la sélection manuelle du grossissement désiré. Toutefois, d'autres moyens automatiques ou électriques pourraient être utilisés à leur place. Similairement, la mise au point peut être commandée manuellement ou peut être réalisée par des moyens électroniques. Le microprocesseur 94 opère en réponse à un algorithme determinant la position axiale de chaque surface réfléchissante. En utilisant les formules présentées plus haut, et d'autres relations connues entre surfaces réfléchissantes, l'homme de l'art peut développer un algorithme définissant la position axiale requise de chaque surface réfléchissante, pour obtenir un grossissement par effet

de zoom et pour mettre au point l'image grossie, sur le détecteur fixe.

Similairement, dans la forme de réalisation selon la figure 10, le microprocesseur 94' peut être doté d'algorithmes pour déterminer des positions axiales de surfaces réfléchissantes et du detecteur mobile 91. Le matériel et le logiciel des microprocesseurs 94, 94' sont à la

portée de l'homme de l'art compétent.

Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art aux dispositifs ou procédés qui viennent d'être décrits uniquement à titre d'exemple non limitatif, sans sortir du

cadre de l'invention.

Claims (14)

REVENDICATIONS

1. Dispositif optique catoptrique à distance focale continûment variable, caractérisé par le fait qu'il comporte: - des moyens réfléchissants assortis pour transformer de l'énergie reçue d'un objet en une image réelle de cet objet, lesdits moyens assortis incluant plusieurs moyens réfléchissants espacés axialement (66, 68, 70,72) pour recevoir et réfléchir ladite énergie coaxialement; - des moyens de grossissement (80, 82, 84, 86) pour modifier selectivement la distance focale desdits moyens réfléchissants assortis; et - des moyens de mise au point (80, 82, 84, 86) pour modifier sélectivement la distance axiale entre lesdits moyens réfléchissants

assortis et un détecteur (90) pour ladite image.

2. Dispositif catoptrique selon la revendication 1, caracterise par le fait que lesdits moyens de grossissement comprennent des moyens (80, 82, 84, 86) pour modifier sélectivement l'espacement axial

relatif entre lesdits moyens réfléchissants (66, 68, 70,72).

3. Dispositif catoptrique selon la revendication 1, caractérisé par le fait que lesdits moyens de mise au point comprennent des moyens (80, 82, 84, 86) pour déplacer axialement, par rapport audit

détecteur (90), lesdits moyens réfléchissants assortis (66, 68, 70,72).

4. Dispositif catoptrique selon la revendication 1, caractérisé par le fait que lesdits moyens de mise au point comprennent des moyens (91) pour déplacer axialement ledit détecteur (90') par rapport

auxdits moyens réfléchissants assortis (66', 70').

5. Dispositif catoptrique selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il comporte en outre des moyens (94), fonctionnellement reliés auxdits moyens de grossissement et de mise au point ((80, 82, 84, 86), pour commander sélectivement la position axiale de chacun

desdits moyens réfléchissants (66, 68, 70,72).

6. Dispositif catoptrique selon la revendication 5, caractérisé par le fait que lesdits moyens de commande comprennent des moyens d'entraînement (80, 82, 84, 86) qui supportent fonctionnellement chacun

desdits moyens réfléchissants (66, 68, 70,72) pour communiquer à ceux-

ci et audit détecteur (90go) un déplacement relatif, par le fait que lesdits moyens de commande comprennent en outre des moyens du type microprocesseur (94) fonctionnellement reliés auxdits moyens d'entrainement, pour commander le mouvement axial desdits moyens réfléchissants afin que ceux-ci génèrent, sur ledit détecteur (90), une image mise au point ayant un grossissement désire, et comprennent des moyens communiquant avec lesdits moyens du type microprocesseur, pour

capter la position axiale de chacun desdits moyens réfléchissants.

7. Dispositif optique catoptrique à distance focale continûment variable, caracterise par le fait qu'il comprend: - un boîtier (60) dont l'axe optique s'étend entre des ouvertures axialement opposees, a savoir une ouverture d'entree <62) et une ouverture de sortie (64); - plusieurs surfaces refléchissantes (66, 68, 70,72), espacées axialement, disposees coaxialement dans ledit boîtier, pour recevoir de l'énergie qui provient d'un objet en passant par ladite ouverture d'entrée (62), et pour réfléchir une image reelle dudit objet par ladite ouverture de sortie (64) ; - des moyens de déplacement (80, 82, 84, 86), disposés dans ledit boîtier (60), pour mouvoir axialement chacune desdites surfaces réfléchissantes (66, 68, 70,72); - des moyens de commande (94, 100, 102) desdits moyens de déplacement (80, 82, 84, 86), pour modifier sélectivement l'espacement axial entre lesdites surfaces réfléchissantes, pour produire un grossissement modifiable sélectivement de ladite image; et - des moyens de commande (94, 104) desdits moyens de déplacement, pour déplacer axialement, sélectivement, lesdites surfaces réfléchissantes se trouvant en relation de position relative fixe, pour mettre au point ladite image à proximité de ladite ouverture de sortie (64).

8. Dispositif catoptrique selon la revendication 7, caractérisé par le fait qu'il comporte en outre, dans ledit boîtier (60), des moyens (78) pour supporter et guider chacune desdites surfaces réfléchissantes (66, 68, 70, 72), de manière à permettre son mouvement axial.

9. Dispositif catoptrique selon la revendication 8, caractérisé par le fait que lesdits moyens de déplacement prévus pour chacune desdites surfaces réfléchissantes comportent des moyens du genre moteur à rotation réversible (80, 82, 84, 86) fixes dans ledit boîtier (60) et mécaniquement liés à la surface réfléchissante correspondante, pour déplacer axialement celle-ci le long. desdits moyens pour la

supporter (78).

10. Dispositif catoptrique selon la revendication 9, caractérisé par le fait que lesdits moyens du genre moteur (80, 82, 84, 86) comprennent des moyens pour capter et pour communiquer auxdits moyens pour modifier sélectivement et auxdits moyens de déplacement la position axiale que leur surface réfléchissante respective occupe dans

ledit boîtier (60).

11. Dispositif catoptrique selon la revendication 10, caractérisé par le fait que lesdits moyens pour modifier sélectivement et lesdits moyens de déplacement comprennent des moyens du genre microprocesseur

(94) disposés dans ledit boîtier (60).

12. Dispositif catoptrique selon la revendication 11, caractérisé par le fait qu'il comporte en outre, communiquant avec lesdits moyens du genre microprocesseur (94), des moyens (98)- pour actionner manuellement lesdits moyens pour modifier sélectivement et lesdits

moyens de déplacement (80, 82, 84, 86).

13. Dispositif catoptrique selon la revendication 12, caractérisé par le fait que ledit boîtier comporte en outre des moyens (92) pour fixer un détecteur (90) de ladite image en alignement optique avec

ladite ouverture de sortie (64).

14. Dispositif catoptrique selon l'une quelconque des

revendications 7 à 13, caractérisé par le fait qu'une première, une

deuxième, une troisième et une quatrième surface réfléchissante (66, 68, 70,72) sont disposées dans ledit boîtier (60), ladite première surface (66) étant agencée pour recevoir l'énergie de l'objet par ladite ouverture d'entrée (62) et renvoyer cette énergie à ladite deuxième surface (68) qui est axialement agencée entre ladite première surface ct ladite ouverture d'entrée, ladite deuxième surface (68) étant agencée de manière à renvoyer ladite énergie, via des ouvertures centrales (74, 76) dans lesdites première et quatrième (66, 72) surface, à ladite troisieme surface (70) disposée entre ladite quatrième surface (72) et ladite ouverture de sortie (64), ladite troisième surface (70) étant agencée de manière à renvoyer ladite énergie à ladite quatrième surface (72) qui est axialement disposée entre lesdites première et troisième surface (66, 70), ladite quatrième surface (72) étant disposée de manière à réfléchir une image de l'objet au travers de

ladite ouverture de sortie (64).