FR3100896A1 - Appareil et procédé pour la capture d’image d’un objet observé - Google Patents
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Abstract
Appareil pour la capture d’image d’un objet observé, comportant : un corps creux (31) dans lequel pénètrent des rayons lumineux (39) provenant de l’objet observé, un miroir primaire (33) pour réfléchir les rayons lumineux (39) pénétrant dans ledit corps, un miroir secondaire (34) pour réfléchir les rayons lumineux (39) réfléchis par le miroir primaire (33), les miroirs primaire (33) et secondaire (34) sont positionnés sur un même axe optique (37), les miroirs primaire (33) et secondaire (34) sont agencés de manière à ce que les rayons lumineux (39) réfléchis forment, dans un plan focal (38), une image de l’objet observé, caractérisé en ce que : les miroirs primaire (33) et secondaire (34) sont agencés de manière à ce que le plan focal (38) soit situé entre les deux dits miroirs (33, 34), un capteur (35) est disposé dans le plan focal (38), pour l’acquisition de l’image, le capteur (35) est connecté à une unité électronique (36) de traitement d’image adaptée pour que l’image acquise par ledit capteur soit visionnée sur un écran (361) distant dudit capteur. Figure à publier avec l’abrégé : Fig. 2
Description
Domaine technique.
L’invention a pour objet un appareil et un procédé pour la capture d’image d’un objet observé.
L'invention se rapporte au domaine technique des appareils de prise de vue et notamment à celui des télescopes.
Etat de la technique.
Un télescope est destiné à observer des objets du ciel. Il permet entre autres d’observer des planètes, des astres, des comètes, des nébuleuses, des galaxies, et de manière générale des objets célestes proches ou lointains. Le télescope est notamment utilisé par les astronomes bien que son utilisation se soit démocratisée depuis quelques années et que l’observation des étoiles soit devenue une passion pour de nombreuses personnes de différentes générations. Afin de répondre à la demande des consommateurs de plus en plus nombreux, les fabricants ont dû diversifier ces instruments pour répondre à la demande d’un public plus large.
Il existe différents types de télescopes qui sont équipés d’un objectif soit sous forme de lentilles ou soit sous forme de miroirs selon le système utilisé, adapté pour collecter la lumière pour renvoyer une image réelle d’un objet situé dans l’univers.
Les télescopes connus actuellement sur le marché fonctionnent grâce à un agencement de miroirs et/ou lentilles disposés à l’intérieur d’un corps creux de manière à collecter les rayons lumineux émis par l’objet observé et former une image dudit objet.
On connait notamment le télescope de type Schmidt-Cassegrain représenté sur la figure 1. Ce type de télescope est généralement utilisé pour l’observation de la lune et des planètes de notre système solaire. Les rayons lumineux 39 provenant de l’objet observé pénètrent dans un corps creux 31 (généralement un tube) par une première extrémité 310 et sont réfléchis par un miroir primaire 33 disposé au niveau d’une seconde extrémité 311 qui est opposée à ladite première extrémité. Les rayons lumineux 39 sont ensuite réfléchis vers un miroir secondaire 34 disposé au niveau de la première extrémité 310. Les miroirs 33 et 34 sont agencés de manière à ce que les rayons lumineux 39 réfléchis par lesdits miroirs forment, dans un plan focal 38, une image de l’objet observé. Un oculaire 50 est placé devant le plan focal 38 afin de relayer l’image de l’objet observé dans l’œil de l’observateur.
L’oculaire 50 est disposé derrière le miroir primaire 33 pour être accessible à l’œil de l’utilisateur. L’utilisateur doit en effet positionner son œil devant l’oculaire 50 pour observer l’image de l’objet observé. L’oculaire 50 est une pièce généralement cylindrique dont la longueur est comprise entre 2 cm et 10 cm. La présence de cet oculaire 50 rallonge donc la longueur du tube 31 ou a minima augmente l’encombrement du télescope 30. En outre, l’oculaire 50 faisant saillie de la paroi du tube 31, il est particulièrement exposé aux risques de chocs (et donc de détérioration) lors de la manipulation du télescope 30.
Dans un télescope de type Schmidt-Cassegrain, le miroir primaire 33 est généralement un miroir sphérique faisant apparaître une forte aberration sphérique. Celle-ci apparaît en raison des différences d’angle de réflexion entre les rayons lumineux 39 éloignés de l’axe optique 37 et ceux situés près dudit axe optique. Tous les rayons lumineux 39 ne convergent pas en un point mais plutôt dans une zone élargie. Le télescope 30 fait donc généralement apparaitre une image floue de l’objet observé.
Pour résoudre ce problème, il est courant de rajouter une lame correctrice 40, appelée lame de Schmidt, au niveau de la première extrémité 310. Cette lame 40 augmente toutefois significativement le coût du télescope.
Un télescope est caractérisé par sa longueur focale et par son rapport focal (ou ouverture relative, qui est le rapport entre la longueur focale et le diamètre D du miroir primaire 33). Dans un télescope de type Schmidt-Cassegrain, le miroir secondaire 34 est convexe, ce qui permet d’augmenter la longueur focale du télescope et renvoyer le plan focal 38 derrière le miroir primaire 33. La longueur focale du télescope est augmentée car le miroir convexe a pour effet d’ouvrir l’angle des rayons lumineux 39 et ainsi de faire reculer le plan focal 38 derrière le miroir primaire 33. Le fait que le miroir secondaire 34 soit convexe permet d’utiliser un miroir secondaire de petit diamètre ce qui diminue l’obturation à l’entrée 310 du télescope 30 et améliore la luminosité et la résolution des images dans la mesure où ledit télescope 30 est capable de collecter davantage de lumière.
Le système optique du télescope de type Schmidt-Cassegrain représenté sur la figure 1 a une grande longueur focale de sorte qu’il présente généralement un rapport focal élevé (≥ 8). La présence d’un miroir secondaire convexe 34 lui permet toutefois d’être relativement compact (environ 200 mm de diamètre et 500 mm de longueur).
Plus la longueur focale du télescope est élevée, plus il permet un grossissement de l’objet observé, et plus l’image formée dans le plan focal 38 sera grande. Ce grossissement est toutefois réalisé au détriment d’une diminution du champ visuel et d’une baisse de luminosité de l’image car l’augmentation du rapport focal est réalisée au détriment de la luminosité.
Un télescope de type Schmidt-Cassegrain convient donc pour l’observation des planètes ou des étoiles mais est mal adapté pour observer des nébuleuses, des petites galaxies ou d’autres objets célestes éloignés émettant peu de lumière car ceux-ci étant très étendus, ils nécessitent un grand champ visuel pour être observés. D’autre part, les éléments du « deep sky » (en anglais) ou ciel profond, émettant peu de lumière, il est nécessaire de faiblement les grossir afin de pouvoir les observer.
Pour observer des objets célestes éloignés émettant peu de lumière, il est conseillé d’utiliser un télescope ayant un rapport focal faible (<5). Partant du télescope de type Schmidt-Cassegrain de la figure 1, une solution consiste à conserver le même rapport focal, tout en augmentant le diamètre D du miroir primaire 33 pour capter davantage de lumière. L’encombrement et la longueur du télescope 30 s’en trouvent toutefois considérablement augmentés.
Un objectif de l’invention est de remédier aux inconvénients précités.
Un autre objectif de l’invention est de proposer un appareil de conception simple, peu onéreux, facile d’utilisation, dont la manutention est aisée, et assurant un bon compromis en terme de grossissement et de qualité d’image, aussi bien lors de l’observation d’objets célestes lumineux (ex : planètes, étoiles) que lors de l’observation d’objets célestes pâles et/ou sombres (ex : deep sky objects, …).
Encore un autre objectif de l’invention est de proposer un nouveau type de télescope à faible rapport focal et particulièrement compact, notamment en terme de longueur et de diamètre.
Un autre objectif de l’invention est de proposer un appareil de conception simple, peu onéreux, facile d’utilisation, dont la manutention est aisée, et assurant un bon compromis en terme de grossissement et de qualité d’image, aussi bien lors de l’observation d’objets célestes lumineux (ex : planètes, étoiles) que lors de l’observation d’objets célestes pâles et/ou sombres (ex : deep sky objects, …).
Encore un autre objectif de l’invention est de proposer un nouveau type de télescope à faible rapport focal et particulièrement compact, notamment en terme de longueur et de diamètre.
Présentation de l’invention.
La solution proposée par l’invention est un appareil pour la capture d’image d’un objet observé, comportant :
- un corps creux à l’intérieur duquel pénètrent, en usage, des rayons lumineux provenant de l’objet observé,
- un miroir primaire positionné dans le corps creux, pour réfléchir les rayons lumineux pénétrant dans ledit corps,
- un miroir secondaire positionné dans le corps creux pour réfléchir les rayons lumineux réfléchis par le miroir primaire,
- les miroirs primaire et secondaire sont positionnés sur un même axe optique,
- les miroirs primaire et secondaire sont agencés de manière à ce que les rayons lumineux réfléchis par lesdits miroirs forment, dans un plan focal, une image de l’objet observé, lequel plan focal est perpendiculaire à l’axe optique.
L’appareil pour la capture d’image d’un objet observé est remarquable en ce que :
- les miroirs primaire et secondaire sont agencés de manière à ce que le plan focal soit situé dans le corps creux, entre les deux dits miroirs,
- un capteur est disposé sur l’axe optique, dans le plan focal, pour l’acquisition de l’image de l’objet observé,
- le capteur est connecté à une unité électronique de traitement d’image adaptée pour que l’image acquise par ledit capteur puisse être visionnée sur un écran distant dudit capteur.
- un corps creux à l’intérieur duquel pénètrent, en usage, des rayons lumineux provenant de l’objet observé,
- un miroir primaire positionné dans le corps creux, pour réfléchir les rayons lumineux pénétrant dans ledit corps,
- un miroir secondaire positionné dans le corps creux pour réfléchir les rayons lumineux réfléchis par le miroir primaire,
- les miroirs primaire et secondaire sont positionnés sur un même axe optique,
- les miroirs primaire et secondaire sont agencés de manière à ce que les rayons lumineux réfléchis par lesdits miroirs forment, dans un plan focal, une image de l’objet observé, lequel plan focal est perpendiculaire à l’axe optique.
L’appareil pour la capture d’image d’un objet observé est remarquable en ce que :
- les miroirs primaire et secondaire sont agencés de manière à ce que le plan focal soit situé dans le corps creux, entre les deux dits miroirs,
- un capteur est disposé sur l’axe optique, dans le plan focal, pour l’acquisition de l’image de l’objet observé,
- le capteur est connecté à une unité électronique de traitement d’image adaptée pour que l’image acquise par ledit capteur puisse être visionnée sur un écran distant dudit capteur.
Partant d’une conception compacte avec miroirs primaire et secondaire, l’invention consiste à réduire le rapport focal par diminution de la longueur focale.
Comparé à l’appareil de la figure 1, à diamètre et focale équivalents de miroir primaire, le fait de ramener le plan focal entre les deux miroirs permet de réduire la longueur focale du système optique et la longueur de l’appareil. Le grossissement de l’objet observé est plus faible, mais avec comme bénéfice une augmentation du champ visuel et une augmentation de la luminosité de l’image. On peut ainsi observer avec une meilleure qualité d’image des objets célestes peu lumineux tels que des nébuleuses ou des galaxies. La qualité d’image des objets célestes lumineux tels que les planètes ou les étoiles reste très bonne. Il n’est également plus nécessaire d’utiliser une lame de Schmidt pour corriger les aberrations.
En outre, on s’affranchit également de l’utilisation d’un oculaire. L’utilisateur n’a plus besoin de positionner son œil devant le plan focal pour observer l’image. Cette dernière est reproduite sur un écran distant du plan focal. Il n’est donc plus nécessaire d’installer un oculaire à l’arrière du miroir primaire, ce qui permet non seulement de réduire davantage la longueur et l’encombrement de l’appareil, mais également d’en simplifier la conception et l’utilisation. La longueur de l’appareil étant réduite, son poids l’est également en conséquent. L’appareil est non seulement moins cher à fabriquer, mais également plus facile à manipuler et manutentionner.
Comparé à l’appareil de la figure 1, à diamètre et focale équivalents de miroir primaire, le fait de ramener le plan focal entre les deux miroirs permet de réduire la longueur focale du système optique et la longueur de l’appareil. Le grossissement de l’objet observé est plus faible, mais avec comme bénéfice une augmentation du champ visuel et une augmentation de la luminosité de l’image. On peut ainsi observer avec une meilleure qualité d’image des objets célestes peu lumineux tels que des nébuleuses ou des galaxies. La qualité d’image des objets célestes lumineux tels que les planètes ou les étoiles reste très bonne. Il n’est également plus nécessaire d’utiliser une lame de Schmidt pour corriger les aberrations.
En outre, on s’affranchit également de l’utilisation d’un oculaire. L’utilisateur n’a plus besoin de positionner son œil devant le plan focal pour observer l’image. Cette dernière est reproduite sur un écran distant du plan focal. Il n’est donc plus nécessaire d’installer un oculaire à l’arrière du miroir primaire, ce qui permet non seulement de réduire davantage la longueur et l’encombrement de l’appareil, mais également d’en simplifier la conception et l’utilisation. La longueur de l’appareil étant réduite, son poids l’est également en conséquent. L’appareil est non seulement moins cher à fabriquer, mais également plus facile à manipuler et manutentionner.
D’autres caractéristiques avantageuses de l’invention sont listées ci-dessous. Chacune de ces caractéristiques peut être considérée seule ou en combinaison avec les caractéristiques remarquables définies ci-dessus. Chacune de ces caractéristiques contribue, le cas échéant, à la résolution de problèmes techniques spécifiques définis plus avant dans la description et auxquels ne participent pas nécessairement les caractéristiques remarquables définies ci-dessus. Ces dernières peuvent faire l’objet, le cas échéant, d’une ou plusieurs demandes de brevet divisionnaires :
- Avantageusement, le miroir secondaire est un miroir plan
- Avantageusement, le diamètre du miroir secondaire est inférieur à la moitié du diamètre du miroir primaire.
- Avantageusement, lequel le diamètre du miroir primaire est inférieur ou égal à un tiers du diamètre du miroir primaire.
- Avantageusement, le capteur est situé à égale distance du miroir primaire et du miroir secondaire.
- Avantageusement, le capteur est situé à une distance correspondant à 1/3 de la distance focale du miroir primaire, ± 30%, en partant du miroir secondaire (34).
- Avantageusement, le corps creux présente une première extrémité par laquelle pénètrent les rayons lumineux et une seconde extrémité opposée à ladite première extrémité et l’unité de traitement est logée dans un espace situé entre le miroir primaire et la seconde extrémité du corps creux.
- Avantageusement, l’écran est logé dans le même espace que l’unité de traitement.
- Avantageusement, le corps creux présente une première extrémité par laquelle pénètrent les rayons lumineux et une seconde extrémité opposée à ladite première extrémité,
- l’unité de traitement est logée dans un espace situé entre le miroir primaire et le miroir secondaire, à l’arrière du capteur.
- Avantageusement, l’écran est logé dans un espace situé entre le miroir primaire et la seconde extrémité du corps creux.
- Avantageusement, l’écran est physiquement distant du corps creux.
- Avantageusement, le miroir secondaire est un miroir plan
- Avantageusement, le diamètre du miroir secondaire est inférieur à la moitié du diamètre du miroir primaire.
- Avantageusement, lequel le diamètre du miroir primaire est inférieur ou égal à un tiers du diamètre du miroir primaire.
- Avantageusement, le capteur est situé à égale distance du miroir primaire et du miroir secondaire.
- Avantageusement, le capteur est situé à une distance correspondant à 1/3 de la distance focale du miroir primaire, ± 30%, en partant du miroir secondaire (34).
- Avantageusement, le corps creux présente une première extrémité par laquelle pénètrent les rayons lumineux et une seconde extrémité opposée à ladite première extrémité et l’unité de traitement est logée dans un espace situé entre le miroir primaire et la seconde extrémité du corps creux.
- Avantageusement, l’écran est logé dans le même espace que l’unité de traitement.
- Avantageusement, le corps creux présente une première extrémité par laquelle pénètrent les rayons lumineux et une seconde extrémité opposée à ladite première extrémité,
- l’unité de traitement est logée dans un espace situé entre le miroir primaire et le miroir secondaire, à l’arrière du capteur.
- Avantageusement, l’écran est logé dans un espace situé entre le miroir primaire et la seconde extrémité du corps creux.
- Avantageusement, l’écran est physiquement distant du corps creux.
Un autre aspect de l’invention concerne un procédé
- placer, dans un corps creux, un miroir primaire pour réfléchir des rayons lumineux provenant de l’objet observé et pénétrant dans ledit corps,
- placer, dans le corps creux et sur le même axe optique que le miroir primaire, un miroir secondaire pour réfléchir les rayons lumineux réfléchis par le miroir primaire,
- agencer les miroirs primaire et secondaire de manière à ce que les rayons lumineux réfléchis par lesdits miroirs forment, dans un plan focal perpendiculaire à l’axe optique, une image de l’objet observé.
Le procédé est remarquable en ce qu’il comprend les étapes consistant à :
- agencer les miroirs primaire et secondaire de manière à ce que le plan focal soit situé dans le corps creux, entre les deux dits miroirs,
- installer un capteur sur l’axe optique, dans le plan focal, pour l’acquisition de l’image de l’objet observé,
- connecter le capteur de lumière à une unité électronique de traitement adaptée pour que l’image acquise par ledit capteur puisse être visionnée sur un écran distant dudit capteur.
- placer, dans un corps creux, un miroir primaire pour réfléchir des rayons lumineux provenant de l’objet observé et pénétrant dans ledit corps,
- placer, dans le corps creux et sur le même axe optique que le miroir primaire, un miroir secondaire pour réfléchir les rayons lumineux réfléchis par le miroir primaire,
- agencer les miroirs primaire et secondaire de manière à ce que les rayons lumineux réfléchis par lesdits miroirs forment, dans un plan focal perpendiculaire à l’axe optique, une image de l’objet observé.
Le procédé est remarquable en ce qu’il comprend les étapes consistant à :
- agencer les miroirs primaire et secondaire de manière à ce que le plan focal soit situé dans le corps creux, entre les deux dits miroirs,
- installer un capteur sur l’axe optique, dans le plan focal, pour l’acquisition de l’image de l’objet observé,
- connecter le capteur de lumière à une unité électronique de traitement adaptée pour que l’image acquise par ledit capteur puisse être visionnée sur un écran distant dudit capteur.
Brève description des figures.
D’autres avantages et caractéristiques de l’invention apparaîtront mieux à la lecture de la description d’un mode de réalisation préféré qui va suivre, en référence aux dessins annexés, réalisés à titre d’exemples indicatifs et non limitatifs et sur lesquels :
précitée est un schéma d’une coupe d’un appareil pour la capture d’images selon l’art antérieur.
schématise un appareil pour la capture d’images selon un premier mode de réalisation de l’invention.
schématise un appareil pour la capture d’images selon un deuxième mode de réalisation de l’invention.
schématise un appareil pour la capture d’images selon un troisième mode de réalisation de l’invention.
schématise un appareil pour la capture d’images selon un quatrième mode de réalisation de l’invention.
illustre la longueur focale d’un système optique ne comportant qu’un miroir primaire concave.
illustre la longueur focale d’un système optique comportant un miroir primaire concave et un miroir secondaire plan agencés pour renvoyer le plan focal derrière ledit miroir primaire.
schématise l’obstruction du miroir primaire par le miroir secondaire plan, dans l’agencement illustré sur la figure 6b1.
illustre la longueur focale d’un système optique selon l’invention, comportant un miroir primaire concave et un miroir secondaire plan agencés pour renvoyer le plan focal entre les deux dits miroirs.
schématise l’obstruction du miroir primaire par le miroir secondaire plan, dans l’agencement illustré sur la figure 6c1.
illustre l’obstruction du miroir primaire par le miroir secondaire selon l’invention ainsi que le positionnement idéal du capteur.
Description des modes de réalisation.
Tel qu’utilisé ici, sauf indication contraire, l’utilisation des adjectifs ordinaux «premier», «deuxième», etc., pour décrire un objet indique simplement que différentes occurrences d’objets similaires sont mentionnées et n’implique pas que les objets ainsi décrits doivent être dans une séquence donnée, que ce soit dans le temps, dans l'espace, dans un classement ou de toute autre manière.
L’appareil objet de l’invention est utilisé pour la prise de vue d’une image. Il s’agit préférentiellement d’un télescope à faible rapport focal (avantageusement inférieur à 5) permettant d’observer des objets célestes (planètes, étoiles, constellations, nébuleuses, galaxies, « deep sky object »…) mais peut consister en un appareil photo, une caméra vidéo, ou autre, pour l’observation d’objets non célestes tels que des paysages, des personnages, des animaux, etc.
Sur les figures annexées, le télescope 30 comprend notamment un corps creux 31 et un élément de fixation 32 optionnel. Dans la suite de la description, le corps creux 31 est présenté sous la forme d’un tube creux de section circulaire, mais pourrait être un tube de section ovale, carrée, octogonale, ou autre. Il est précisé que le corps creux 31 n’est pas nécessairement de forme tubulaire, mais peut être de forme conique, ou formé de portions de tubes ou de cônes par exemple.
Premier mode de réalisation (figure 2).
Premier mode de réalisation (figure 2).
Sur la figure 2, le tube 31 comporte une première extrémité 310 qui peut être totalement ouverte ou obturée par une lentille (formant dans ce cas un objectif) et par laquelle les rayons lumineux 39 pénètrent à l’intérieur dudit tube, et une seconde extrémité 311, opposée à ladite première extrémité 310. L’élément de fixation 32 est disposé sur le tube 31 et permet sa fixation sur un pied ou sur un dispositif de réglage mécanique et/ou automatique de l'orientation de la première extrémité 310. L’élément de fixation 32 est préférentiellement situé sous le tube 31, au niveau de la seconde extrémité 311.
Le tube 31 peut être réalisé en métal, en matériau plastique, en matériau composite, etc. A titre d’exemple, sa longueur L est comprise entre 200 mm et 1000 mm, son diamètre D compris entre 50 mm et 500 mm et son épaisseur comprise entre 1 mm et 10 mm.
Un miroir primaire 33 et un miroir secondaire 34 sont disposés à l’intérieur du tube 31, sur l’axe optique 37 qui coïncide avec l’axe de symétrie dudit tube. Ces miroirs sont à réflexion pure. Sur les figures 2 à 5, l’axe optique 37 est rectiligne.
Le miroir primaire 33 est préférentiellement un miroir parabolique concave ayant un rapport focal faible (préférentiellement inférieur à 5). Ce type de miroir permet de s’affranchir des aberrations sphériques. le diamètre du miroir primaire 33 correspond sensiblement au diamètre D.
Sur la figure 2, le miroir primaire 33 a une forme circulaire adaptée à la forme et au diamètre interne du tube 31. Ce miroir primaire 33 présente en son centre une ouverture 330 coaxiale à l’axe optique 37.
Le miroir primaire 33 est disposé à proximité de la seconde extrémité 311 du tube 31. Plus le miroir primaire 33 est positionné proche de la seconde extrémité 311, plus il est aisé de ramener le plan focal 38 à l’intérieur du tube 31. Le fait d’installer le miroir primaire 33 dans une position adjacente ou quasi-adjacente à la seconde extrémité 311 permet donc une réduction de la longueur du tube 31.
Le miroir secondaire 34 est positionné dans le tube 31 pour réfléchir les rayons lumineux 39 réfléchis par le miroir primaire 33.
Le miroir secondaire 34 est disposé dans le tube 31, au niveau de la première extrémité 310. L’installation du miroir secondaire 34 à l’intérieur du tube 31 permet de préserver son intégrité physique lors de la manutention et de la manipulation du télescope.
Le miroir secondaire 34 ramène le plan focal 38 à l’intérieur du tube 31, entre le miroir primaire 33 et ledit miroir secondaire. Cette conception permet ainsi de diminuer la longueur focale et la longueur du tube 31 et, de fait, de réduire le rapport focal tout en conservant un miroir primaire 33 ayant un diamètre D relativement élevé. Le télescope 30 est donc moins lourd, moins encombrant lors de la manipulation tout en permettant à l’utilisateur d’obtenir des images de qualité.
Le miroir secondaire 34 est préférentiellement un miroir plan. Comme expliqué plus avant dans la description, l’utilisation d’un miroir plan offre plusieurs avantages. Il permet de ramener par symétrie, le plan focal 38 entre les deux miroirs 33 et 34, en réduisant la distance l2 (en comparaison avec le télescope Schmidt-Cassegrain de la figure 1 où la longueur focale du miroir secondaire convexe est plus importante) et, partant, la longueur focale du système optique. C’est également un miroir dont la conception est simple et beaucoup moins onéreuse que le miroir convexe utilisé dans le télescope Schmidt-Cassegrain de la figure 1. Le coût global du télescope s’en trouve donc réduit. De plus, l’alignement d’un miroir plan 34 avec le miroir primaire 33 est plus simple à réaliser, ce qui limite le temps de montage et les coûts de main d’œuvre. L’utilisation d’un miroir plan permet encore d’utiliser un miroir secondaire dont le diamètre est nettement inférieur à celui du miroir primaire 33.
Les figures 6a à 6d permettent d’illustrer les étapes d’un raisonnement ayant conduit la demanderesse à répondre aux problèmes techniques exposés précédemment, partant du télescope Schmidt-Cassegrain de la figure 1. L’ensemble des dimensions et mesures données dans cet exemple ne sont pas représentatives, ni limitatives de l’invention, elles servent uniquement à la bonne compréhension de l’exposé qui va suivre.
Dans ce raisonnement, la longueur focale f1 du miroir primaire 33 est de 150 cm. La figure 6a représente la longueur focale d’un télescope 30a où le système optique ne comporte qu’un miroir primaire 33 concave. La longueur focale du système optique est f1=150 cm et la longueur du télescope 30a est La=150 cm.
Dans ce raisonnement, la longueur focale f1 du miroir primaire 33 est de 150 cm. La figure 6a représente la longueur focale d’un télescope 30a où le système optique ne comporte qu’un miroir primaire 33 concave. La longueur focale du système optique est f1=150 cm et la longueur du télescope 30a est La=150 cm.
Pour diminuer la longueur du télescope de la figure 6a tout en conservant la même longueur focale f1, on peut être amené à ajouter un miroir secondaire 34 plan. L’utilisation du miroir secondaire plan 34 permet de renvoyer le plan focal 38, par symétrie, derrière le miroir primaire 33 pour conserver la conception du télescope Schmidt-Cassegrain de la figure 1.
En appliquant cette solution, on obtient un télescope 30b selon la figure 6b1.
Dans cette réalisation, la longueur Lb du télescope 30b est Lb=1/2.f1=75 cm, La longueur du télescope est réduite d’un facteur 2 par rapport à celle de la figure 6a. La longueur focale f1 se décompose ici en l1b et l2b avec l1b=l2b=1/2.f1=75 cm. On conserve donc une longueur focale f1 de 150 cm. L’avantage de cette construction est qu’elle permet de diviser par deux la longueur Lb du télescope 30b tout en gardant la même longueur focale f1 d’un télescope comportant seulement un miroir primaire 33.
En outre, en remplaçant le miroir secondaire convexe par un miroir plan, la longueur focale du système optique de la figure 6b1est inférieure à celle du système optique du télescope Schmidt-Cassegrain de la figure 1, car on s’affranchit de l’effet divergent d’un miroir convexe. On peut ainsi abaisser le rapport focal (< 5) dans le but d’observer des objets célestes du « deep sky ».
Un problème se pose toutefois concernant la luminosité et la résolution. La figure 6b2représente le miroir secondaire 34 superposé au miroir primaire 33 observés depuis la première extrémité 310 du télescope 30b. Pour renvoyer le plan focal 38 derrière le miroir primaire 33, le miroir secondaire 34 doit avoir un diamètre relativement grand, correspondant, en pratique, à la moitié du diamètre du miroir primaire 33. Le miroir secondaire 34 occulte ainsi une grande partie de la surface du miroir primaire 33 et de la première extrémité 310. La conséquence directe de cet état de fait est une forte perte de la luminosité et de la résolution, l’utilisateur ne peut donc pas observer les objets célestes du « deep sky ». Pour pallier à cela, la solution évidente consiste à augmenter le diamètre du miroir primaire 33 pour capter davantage de lumière, mais cela est réalisé au détriment de la compacité du télescope.
En appliquant cette solution, on obtient un télescope 30b selon la figure 6b1.
Dans cette réalisation, la longueur Lb du télescope 30b est Lb=1/2.f1=75 cm, La longueur du télescope est réduite d’un facteur 2 par rapport à celle de la figure 6a. La longueur focale f1 se décompose ici en l1b et l2b avec l1b=l2b=1/2.f1=75 cm. On conserve donc une longueur focale f1 de 150 cm. L’avantage de cette construction est qu’elle permet de diviser par deux la longueur Lb du télescope 30b tout en gardant la même longueur focale f1 d’un télescope comportant seulement un miroir primaire 33.
En outre, en remplaçant le miroir secondaire convexe par un miroir plan, la longueur focale du système optique de la figure 6b1est inférieure à celle du système optique du télescope Schmidt-Cassegrain de la figure 1, car on s’affranchit de l’effet divergent d’un miroir convexe. On peut ainsi abaisser le rapport focal (< 5) dans le but d’observer des objets célestes du « deep sky ».
Un problème se pose toutefois concernant la luminosité et la résolution. La figure 6b2représente le miroir secondaire 34 superposé au miroir primaire 33 observés depuis la première extrémité 310 du télescope 30b. Pour renvoyer le plan focal 38 derrière le miroir primaire 33, le miroir secondaire 34 doit avoir un diamètre relativement grand, correspondant, en pratique, à la moitié du diamètre du miroir primaire 33. Le miroir secondaire 34 occulte ainsi une grande partie de la surface du miroir primaire 33 et de la première extrémité 310. La conséquence directe de cet état de fait est une forte perte de la luminosité et de la résolution, l’utilisateur ne peut donc pas observer les objets célestes du « deep sky ». Pour pallier à cela, la solution évidente consiste à augmenter le diamètre du miroir primaire 33 pour capter davantage de lumière, mais cela est réalisé au détriment de la compacité du télescope.
Pour solutionner ce problème, la demanderesse a pris le parti de modifier substantiellement la conception du télescope comme illustré sur la figure 6c1 afin de conserver un télescope compact.
Pour réduire la perte de luminosité et améliorer la résolution, un miroir secondaire 34 plan de plus petit diamètre est utilisé. Selon un mode avantageux de réalisation, le miroir secondaire 34 a un diamètre inférieur à la moitié du diamètre du miroir primaire 33, et préférentiellement inférieur ou égal à 1/3 de ce diamètre. Ainsi, seule une faible partie de la surface du miroir primaire 33 et de la première extrémité 310 sont obstruées (figure 6c2). Une quantité suffisante de lumière est alors susceptible de pénétrer dans le télescope et être réfléchie par le miroir primaire 33 de sorte qu’un utilisateur peut correctement observer les objets célestes du « deep sky ». A titre d’exemple, le diamètre du miroir secondaire 34 est compris entre 16 mm et 250 mm pour un miroir primaire 33 ayant un diamètre compris entre 50 mm et 500 mm.
L’utilisation d’un miroir secondaire 34 plan de diamètre réduit a pour conséquence de renvoyer le plan focal 38 à l’intérieur du corps creux 31, entre les deux miroirs 33, 34. Ne pouvant pas installer un oculaire dans le corps creux 31, cette difficulté est résolue en disposant un capteur de lumière 35 dans le plan focal 38.
Comparé au télescope 30b de la figure 6b1 : la longueur focale f1 du système optique reste identique f1= 150 cm. On peut donc conserver un rapport focal faible, notamment compris entre 4 et 5, voire égal à 4 et qui reste bien inférieure à celle du télescope Schmidt-Cassegrain de la figure 1. Le plan focal 38 étant situé entre les deux miroirs 33, 34, on a l1c>l1b et l2c<l2b. La longueur Lc du télescope 30c est donc légèrement supérieure à celle du télescope 30b de la figure 6b1 , mais reste relativement compact. On obtient ainsi un excellent compromis entre d’un part la compacité du télescope 30c (en termes de longueur et de diamètre) et d’autre part la luminosité et la résolution, ce télescope permettant d’observer très convenablement des objets célestes du « deep sky » et des objets célestes plus lumineux tels que planètes ou étoiles.
Pour réduire la perte de luminosité et améliorer la résolution, un miroir secondaire 34 plan de plus petit diamètre est utilisé. Selon un mode avantageux de réalisation, le miroir secondaire 34 a un diamètre inférieur à la moitié du diamètre du miroir primaire 33, et préférentiellement inférieur ou égal à 1/3 de ce diamètre. Ainsi, seule une faible partie de la surface du miroir primaire 33 et de la première extrémité 310 sont obstruées (figure 6c2). Une quantité suffisante de lumière est alors susceptible de pénétrer dans le télescope et être réfléchie par le miroir primaire 33 de sorte qu’un utilisateur peut correctement observer les objets célestes du « deep sky ». A titre d’exemple, le diamètre du miroir secondaire 34 est compris entre 16 mm et 250 mm pour un miroir primaire 33 ayant un diamètre compris entre 50 mm et 500 mm.
L’utilisation d’un miroir secondaire 34 plan de diamètre réduit a pour conséquence de renvoyer le plan focal 38 à l’intérieur du corps creux 31, entre les deux miroirs 33, 34. Ne pouvant pas installer un oculaire dans le corps creux 31, cette difficulté est résolue en disposant un capteur de lumière 35 dans le plan focal 38.
Comparé au télescope 30b de la figure 6b1 : la longueur focale f1 du système optique reste identique f1= 150 cm. On peut donc conserver un rapport focal faible, notamment compris entre 4 et 5, voire égal à 4 et qui reste bien inférieure à celle du télescope Schmidt-Cassegrain de la figure 1. Le plan focal 38 étant situé entre les deux miroirs 33, 34, on a l1c>l1b et l2c<l2b. La longueur Lc du télescope 30c est donc légèrement supérieure à celle du télescope 30b de la figure 6b1 , mais reste relativement compact. On obtient ainsi un excellent compromis entre d’un part la compacité du télescope 30c (en termes de longueur et de diamètre) et d’autre part la luminosité et la résolution, ce télescope permettant d’observer très convenablement des objets célestes du « deep sky » et des objets célestes plus lumineux tels que planètes ou étoiles.
Le capteur 35 ne doit pas interférer avec les rayons lumineux 39 réfléchis par le miroir primaire 33. En se rapportant à la figure 6d, le cas le plus critique concerne les rayons 390 qui sont tangents à la bordure externe du miroir secondaire 34. Si le capteur 35 est positionné trop proche du miroir secondaire 34 (position illustrée par le capteur en pointillés), il interfère avec les rayons tangents 390 réfléchis par le miroir primaire 33. Dans ce cas, le capteur 35 ne reçoit pas la totalité des rayons lumineux réfléchis par le miroir primaire 33, entrainant une perte de la luminosité et de résolution. De même, et comme expliqué précédemment, si le capteur 35 est trop proche du miroir primaire 33, la longueur du télescope diminue mais il est nécessaire d’employer un miroir secondaire plan 34 de plus grand diamètre, entrainant également une perte de luminosité et de résolution.
De très bons résultats en termes de luminosité, résolution et compacité, sont obtenus lorsque le capteur 35 (et le plan focal 38) est situé à égale distance des deux miroirs 33, 34 (c’est-à-dire au milieu desdits miroirs) et/ou à une distance correspondant à 1/3 de f1 en partant du miroir secondaire 34, cette distance pouvant varier de +/- 30%. En reprenant l’exemple ci-dessus, on a f1=150 cm, l1c=2/3. f1=100 cm, l2c=1/3.f1=50 cm et Lc=2/3. f1=100 cm. Cet agencement permet en outre d’utiliser un miroir secondaire 34 plan dont le diamètre reste inférieur à la moitié du diamètre du miroir primaire 33, voire inférieur ou égal à 1/3 de ce diamètre. On s’assure ainsi de ne pas occulter excessivement l’ouverture de la première extrémité 310 pour laisser pénétrer dans le tube 31 un maximum de rayons lumineux 39. En d’autres termes, on maximise la lumière collectée et on minimiser la perte de résolution due à la présence du miroir secondaire 34. En résumé, le mode de réalisation utilisant un miroir secondaire 33 plan permet de concevoir un télescope moins long et donc plus compact, avec une longueur focale plus courte, tout en conservant une très bonne qualité d’image de l’objet observé.
De très bons résultats en termes de luminosité, résolution et compacité, sont obtenus lorsque le capteur 35 (et le plan focal 38) est situé à égale distance des deux miroirs 33, 34 (c’est-à-dire au milieu desdits miroirs) et/ou à une distance correspondant à 1/3 de f1 en partant du miroir secondaire 34, cette distance pouvant varier de +/- 30%. En reprenant l’exemple ci-dessus, on a f1=150 cm, l1c=2/3. f1=100 cm, l2c=1/3.f1=50 cm et Lc=2/3. f1=100 cm. Cet agencement permet en outre d’utiliser un miroir secondaire 34 plan dont le diamètre reste inférieur à la moitié du diamètre du miroir primaire 33, voire inférieur ou égal à 1/3 de ce diamètre. On s’assure ainsi de ne pas occulter excessivement l’ouverture de la première extrémité 310 pour laisser pénétrer dans le tube 31 un maximum de rayons lumineux 39. En d’autres termes, on maximise la lumière collectée et on minimiser la perte de résolution due à la présence du miroir secondaire 34. En résumé, le mode de réalisation utilisant un miroir secondaire 33 plan permet de concevoir un télescope moins long et donc plus compact, avec une longueur focale plus courte, tout en conservant une très bonne qualité d’image de l’objet observé.
Le capteur 35 est disposé sur l’axe optique 37, dans le plan focal 38 pour acquérir l’image de l’objet observé. Le capteur 35 est un composant photosensible servant à convertir les rayons lumineux 39 en signaux électriques. Contrairement à l’appareil de la figure 1, l’image de l’objet observé n’est plus formée dans un oculaire mais acquise par le capteur 35 disposé entre le miroir primaire 33 et le miroir secondaire 34. On réalise donc une observation indirecte de l’objet, l’utilisateur n’observant pas directement l’image au travers d’un oculaire comme dans le cas de la figure 1. Le capteur 35 est préférentiellement un capteur CCD (pour l’acronyme anglais Charged Coupled Device) ou CMOS (pour l’acronyme anglais Complementary Metal Oxide Semiconductor) comportant un agencement de pixels (préférentiellement en générant des images couleur). Ce type de capteur 35 a des dimensions réduites, ce qui permet de l’installer aisément entre les deux miroirs 33 et 34, tout en conservant une luminosité optimale. En effet, en se rapportant à la figure 6d, le miroir secondaire 34 provoque une ombre sur le miroir primaire 33 (délimitée par les rayons tangents 390). Les dimensions réduites du capteur 35 lui permettent non seulement d’être positionné dans cette ombre mais encore d’être positionné proche du miroir secondaire 34 sans interférer avec les rayons lumineux tangents 390 réfléchis par le miroir primaire 33. Le diamètre du capteur 35 est par exemple compris entre 15 mm et 30 mm.
Le capteur 35 peut être maintenu en position dans le tube 31 au moyen d’un support 350.
Selon un mode de réalisation, le support 350 est une carte à circuit imprimé se présentant sous la forme d’une bande plate située dans l’axe du miroir primaire 33 et sur l’axe optique 37, et qui passe au travers de l’ouverture 330. Le capteur 35 est fixé à une extrémité de cette bande. Le maintien en position du support est réalisé au moyen d’une fixation mécanique disposée derrière le miroir primaire 33.
Selon un autre mode de réalisation, le support 350 se présente sous la forme d’un tube creux dont l’axe coïncide avec l’axe optique 37. Le capteur 35 est fixé à une extrémité de ce tube, l’autre extrémité dudit tube étant solidarisée à l’ouverture 330.
Le support 350 étant positionné dans l’axe du miroir primaire 33 et sur l’axe optique 37, il est situé dans une zone vide et non réfléchissante, de sorte qu’il n’interfère pas avec les rayons lumineux 39.
Selon un mode de réalisation, le support 350 est une carte à circuit imprimé se présentant sous la forme d’une bande plate située dans l’axe du miroir primaire 33 et sur l’axe optique 37, et qui passe au travers de l’ouverture 330. Le capteur 35 est fixé à une extrémité de cette bande. Le maintien en position du support est réalisé au moyen d’une fixation mécanique disposée derrière le miroir primaire 33.
Selon un autre mode de réalisation, le support 350 se présente sous la forme d’un tube creux dont l’axe coïncide avec l’axe optique 37. Le capteur 35 est fixé à une extrémité de ce tube, l’autre extrémité dudit tube étant solidarisée à l’ouverture 330.
Le support 350 étant positionné dans l’axe du miroir primaire 33 et sur l’axe optique 37, il est situé dans une zone vide et non réfléchissante, de sorte qu’il n’interfère pas avec les rayons lumineux 39.
Les signaux électriques générés par le capteur 35 sont transmis à une unité électronique 36 de traitement d’image. La connexion entre le capteur 35 et l’unité de traitement 36 peut être réalisée de manière filaire, via un câble qui passe au travers du support 350, ou via une connexion intégrée dans ledit support, ou via une liaison sans fil, par exemple selon un protocole de communication de proximité, tel qu'à titre d'exemple non limitatif, le protocole Bluetooth®, Wifi®, ZigBee®.
L’unité de traitement 36 peut notamment comprendre un calculateur 360 se présentant sous la forme d’un processeur, microprocesseurs, CPU (pour Central Processing Unit), une mémoire, et de manière générale les ressources informatiques et les matériels informatiques de traitement des signaux électriques reçus du capteur 35 pour la formation d’une image numérique de l’objet observé. Ces composants sont montés sur une carte électronique 362. L’image numérique générée par l’unité de traitement 36 est affichée sur un écran 361. Le capteur 35 où est acquit l’image réelle de l’objet observé et l’écran 362 où est visualisé l’image numérique de cet objet sont donc physiquement distants l’un de l’autre.
La carte 362 permet de regrouper en un seul endroit, et sur un seul support, tous les composants électroniques de l’unité de traitement 36. Cette conception permet de minimiser le nombre de cartes électroniques intégrées dans le télescope 30, et de réduire le nombre de câblages. En outre la fabrication de l’unité de traitement 36, son installation dans le télescope 30 et, le cas échéant, sa maintenance s’en trouvent grandement facilité. Comme expliqué plus avant dans la description l’écran 361 peut être disjoint de l’unité de traitement 36 et de la carte électronique 362.
Sur la figure 2, l’unité de traitement 36 est distante du capteur 35 et logée dans un espace situé entre le miroir primaire 33 et la seconde extrémité 311 du tube 31. La carte 362 est ici accolée à la face arrière du miroir primaire 33.
Sur la figure 2, l’écran 361 est logé dans le même espace que l’unité de traitement 36. Il est préférentiellement fixé sur la carte 362 de manière à ce que l’unité de traitement 36 et l’écran 361 forment un ensemble monobloc facilement manipulable.
On utilise avantageusement un écran plat, par exemple un écran polychrome à cristaux liquides LCD (pour Liquid Crystal Display) ou OLED (pour Organic Light-Emitting Diode). La face active de cet écran 361 débouche au niveau d’une ouverture ou fenêtre réalisée dans la paroi de la seconde extrémité 311 pour être accessible à l’œil de l’utilisateur. Par « face active », on entend la face sur laquelle est visualisée l’image numérique de l’objet observé. L’épaisseur de l’unité de traitement 36 et celle de l’écran 361 étant relativement réduites, de l’ordre de quelques millimètres chacune, leur disposition à l’arrière du miroir primaire 33 impacte très faiblement la compacité du télescope 30.
Pour réduire l’encombrement et la longueur du télescope 30, la face active de l’écran 361 vient préférentiellement à fleur de la paroi de la seconde extrémité 311. L’écran 361 peut toutefois faire saillie de cette paroi. On peut également envisager que la face active de l’écran 361 débouche au niveau d’une ouverture ou fenêtre réalisée radialement sur une paroi du tube 31.
Deuxième mode de réalisation (figure 3 ).
Deuxième mode de réalisation (figure 3 ).
Dans le mode de réalisation de la figure 3, l’unité de traitement 36 reste logée dans l’espace situé entre le miroir primaire 33 et la seconde extrémité 311 du corps creux 31. L’écran 361 est ici situé en dehors de cet espace. Il est déporté de la carte 362, et physiquement distant du tube 31.
Dans ce mode de réalisation, l’écran 361 peut être celui d’un terminal mobile de l’utilisateur, par exemple l’écran d’un Smartphone (téléphone intelligent) ou d’une tablette tactile. La connexion 363 entre l’unité de traitement 36 et l’écran 361 peut être réalisée via une liaison filaire (par exemple au moyen d’un câble USB) ou via une liaison sans fil, par exemple selon un protocole de communication de proximité, tel qu'à titre d'exemple non limitatif, le protocole Bluetooth®, Wifi®, ZigBee®.
Ce mode de réalisation permet de réduire encore davantage la compacité du télescope 30, puisque l’encombrement de l’écran 361 n’est plus pris en compte. Comparé au mode de réalisation de la figure 2, on peut diminuer les dimensions, et notamment l’épaisseur, de l’espace situé entre le miroir primaire 33 et la seconde extrémité 311 du tube 31 et dans lequel est logé l’unité de traitement 36.
Trois i ème mode de réalisation (figure 4 ).
Trois i ème mode de réalisation (figure 4 ).
Dans le mode de réalisation de la figure 4, l’unité de traitement 36 est installée dans le tube 31, dans un espace situé entre les deux miroirs 33, 34, à l’arrière du capteur 35. L’unité de traitement 37 est installée de manière à être positionnée sur l’axe optique 37, dans une zone vide et non réfléchissante, pour ne pas interférer avec les rayons lumineux 39.
La carte 362 et le support 350 du capteur 35 peuvent former une seule et même pièce. Dans le cas où le support 350 se présente sous la forme d’un tube creux, la carte 362 est avantageusement logée dans ce tube.
Dans ce mode de réalisation, l’écran 361 est logé dans l’espace situé entre le miroir primaire 33 et la seconde extrémité 311 du tube 31. Sa face active débouche au niveau d’une ouverture ou fenêtre réalisée dans la paroi de la seconde extrémité 311 comme dans le mode de réalisation de la figure 2. La connexion entre l’unité de traitement 36 et l’écran 361 passe au travers de l’ouverture 330 du miroir primaire 33.
Ce mode de réalisation permet de réduire encore davantage la compacité du télescope 30, puisque l’encombrement de l’unité de traitement 36 n’est plus pris en compte. Les dimensions de l’espace situé entre le miroir primaire 33 et la seconde extrémité 311 du tube 31 sont maintenant réduites à celles de l’écran 361 uniquement. En outre, le capteur 35 peut être porté par la carte 362, ce qui permet de réduire les pertes de signaux, entre ledit capteur et le calculateur 360.
Quatrième mode de réalisation (figure 5 ).
Quatrième mode de réalisation (figure 5 ).
Le mode de réalisation de la figure 5 est similaire à celui de la figure 4, sauf que l’écran 361 est déporté de la carte 362, et physiquement distant du tube 31 et du télescope 30. Cet écran 361 est similaire à celui décrit en référence à la figure 3.
Ce mode de réalisation optimise la compacité du télescope 30, puisque ni l’encombrement de l’unité de traitement 36, ni celui de l’écran 361 ne sont pris en compte. Le miroir primaire 33 peut être accolé à la paroi de la seconde extrémité 311 du tube 31, de sorte que la longueur totale dudit tube est limitée à la distance séparant les deux miroirs 33, 34 (abstraction faite de l’épaisseur de la paroi de la seconde extrémité 311 qui est négligeable).
Quel que soit le mode de réalisation, en cas d’avarie sur un ou plusieurs composants de l’unité de traitement 36, il est avantageux que la seconde extrémité 311 soit démontable pour rendre accessible ladite unité et les composants qu’elle intègre. Ainsi, après avoir retiré la seconde extrémité 311, l’unité de traitement 36 peut être facilement manipulée et/ou démontée et retirée du tube 31 pour être changée ou réparée. Cette opération est réalisée sans toucher les miroirs primaire 33 et secondaire 34, ce qui aurait pour effet de dérégler leur alignement.
Une ou plusieurs caractéristiques exposées seulement dans un mode de réalisation peuvent être combinées avec une ou plusieurs autres caractéristiques exposées seulement dans un autre mode de réalisation. L’agencement des différents éléments et/ou moyens et/ou étapes de l’invention, dans les modes de réalisation décrits ci-dessus, ne doit pas être compris comme exigeant un tel agencement dans toutes les implémentations. D’autres variantes peuvent être prévues et notamment :
- Le miroir primaire 33 n’est pas nécessairement un miroir convergent avec un faible rapport focal mais peut être un miroir convergent ayant un grand rapport focal (supérieur à 5).
- Le miroir secondaire 34 n’est pas nécessairement un miroir plan. On peut en effet utiliser un miroir secondaire convexe ou concave adapté pour renvoyer le plan focale 38 entre les deux miroirs 33, 34 et conserver un rapport focal inférieur ou égal à 5, préférentiellement égal à 4.
- Le capteur 35 et/ou le miroir primaire 33 peuvent être montés mobiles en translation dans le corps creux 31, de manière motorisée ou manuelle, afin que l’utilisateur puisse faire une mise au point.
- Le miroir primaire 33 n’est pas nécessairement un miroir convergent avec un faible rapport focal mais peut être un miroir convergent ayant un grand rapport focal (supérieur à 5).
- Le miroir secondaire 34 n’est pas nécessairement un miroir plan. On peut en effet utiliser un miroir secondaire convexe ou concave adapté pour renvoyer le plan focale 38 entre les deux miroirs 33, 34 et conserver un rapport focal inférieur ou égal à 5, préférentiellement égal à 4.
- Le capteur 35 et/ou le miroir primaire 33 peuvent être montés mobiles en translation dans le corps creux 31, de manière motorisée ou manuelle, afin que l’utilisateur puisse faire une mise au point.
Claims (14)
- Appareil (30) pour la capture d’image d’un objet observé, comportant :
- un corps creux (31) à l’intérieur duquel pénètrent, en usage, des rayons lumineux (39) provenant de l’objet observé,
- un miroir primaire (33) positionné dans le corps creux (31), pour réfléchir les rayons lumineux (39) pénétrant dans ledit corps,
- un miroir secondaire (34) positionné dans le corps creux (31) pour réfléchir les rayons lumineux (39) réfléchis par le miroir primaire (33),
- les miroirs primaire (33) et secondaire (34) sont positionnés sur un même axe optique (37),
- les miroirs primaire (33) et secondaire (34) sont agencés de manière à ce que les rayons lumineux (39) réfléchis par lesdits miroirs forment, dans un plan focal (38), une image de l’objet observé, lequel plan focal est perpendiculaire à l’axe optique (37),
- les miroirs primaire (33) et secondaire (34) sont agencés de manière à ce que le plan focal (38) soit situé dans le corps creux (31), entre les deux dits miroirs (33, 34),
- un capteur (35) est disposé sur l’axe optique (37), dans le plan focal (38), pour l’acquisition de l’image de l’objet observé,
- le capteur (35) est connecté à une unité électronique (36) de traitement d’image adaptée pour que l’image acquise par ledit capteur puisse être visionnée sur un écran (361) distant dudit capteur.
- Appareil (30) selon la revendication 1, dans lequel le miroir secondaire (34) est un miroir plan.
- Appareil (30) selon l’une des revendications précédentes, dans lequel le diamètre du miroir secondaire (34) est inférieur à la moitié du diamètre du miroir primaire (33).
- Appareil (30) selon la revendication 3, dans lequel le diamètre du miroir primaire (34) est inférieur ou égal à un tiers du diamètre du miroir primaire (33).
- Appareil (30) selon l’une des revendications 2 à 4, dans lequel le capteur (35) est situé à égale distance du miroir primaire (33) et du miroir secondaire (34).
- Appareil (30) selon l’une des revendications 2 à 4, dans lequel le capteur (35) est situé à une distance correspondant à 1/3 de la distance focale (f1) du miroir primaire (33), ± 30%, en partant du miroir secondaire (34).
- Appareil (30) selon l’une des revendications précédentes, dans lequel :
- le corps creux (31) présente une première extrémité (310) par laquelle pénètrent les rayons lumineux (39) et une seconde extrémité (311) opposée à ladite première extrémité,
- l’unité de traitement (36) est logée dans un espace situé entre le miroir primaire (33) et la seconde extrémité (311) du corps creux (31). - Appareil (30) selon la revendication 7, dans lequel l’écran (361) est logé dans le même espace que l’unité de traitement (36).
- Appareil (30) selon la revendication 7, dans lequel l’écran (361) est physiquement distant du corps creux (31).
- Appareil (30) selon l’une des revendications 1 ou 2, dans lequel :
- le corps creux (31) présente une première extrémité (310) par laquelle pénètrent les rayons lumineux (39) et une seconde extrémité (311) opposée à ladite première extrémité,
- l’unité de traitement (36) est logée dans un espace situé entre le miroir primaire (33) et le miroir secondaire (34), à l’arrière du capteur (35). - Appareil (30) selon la revendication 10, dans lequel l’écran (361) est logé dans un espace situé entre le miroir primaire (33) et la seconde extrémité (311) du corps creux (31).
- Appareil (30) selon la revendication 10, dans lequel l’écran (361) est physiquement distant du corps creux (31).
- Appareil selon l’une des revendications précédentes, dans lequel l’axe optique (37) est rectiligne.
- Procédé pour la capture d’images d’un objet observé comprenant les étapes consistant à :
- placer, dans un corps creux (31), un miroir primaire (33) pour réfléchir des rayons lumineux (39) provenant de l’objet observé et pénétrant dans ledit corps (31),
- placer, dans le corps creux (31) et sur le même axe optique (37) que le miroir primaire (33), un miroir secondaire (34) pour réfléchir les rayons lumineux (39) réfléchis par le miroir primaire (33),
- agencer les miroirs primaire (33) et secondaire (34) de manière à ce que les rayons lumineux (39) réfléchis par lesdits miroirs forment, dans un plan focal (38) perpendiculaire à l’axe optique (37), une image de l’objet observé,
- agencer les miroirs primaire (33) et secondaire (34) de manière à ce que le plan focal (38) soit situé dans le corps creux (31), entre les deux dits miroirs,
- installer un capteur (35) sur l’axe optique (37), dans le plan focal (38), pour l’acquisition de l’image de l’objet observé,
- connecter le capteur de lumière (35) à une unité électronique (36) de traitement adaptée pour que l’image acquise par ledit capteur puisse être visionnée sur un écran (361) distant dudit capteur.
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|---|---|---|---|
| FR1910104A FR3100896B1 (fr) | 2019-09-12 | 2019-09-12 | Appareil et procédé pour la capture d’image d’un objet observé |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR1910104A FR3100896B1 (fr) | 2019-09-12 | 2019-09-12 | Appareil et procédé pour la capture d’image d’un objet observé |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2024046662A1 (fr) | 2022-09-01 | 2024-03-07 | Unistellar | Procédé de mise au point automatique dans un télescope |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1985005464A1 (fr) * | 1984-05-24 | 1985-12-05 | The Commonwealth Of Australia Care Of The Secretar | Dispositif de balayage de plan focal |
| WO1993021552A1 (fr) * | 1992-04-14 | 1993-10-28 | Dactylamatic, Inc. | Systeme optique pour une camera video de vision nocturne |
| CN103217678B (zh) * | 2013-04-01 | 2015-01-07 | 中国科学院合肥物质科学研究院 | 一种激光雷达接收系统 |
-
2019
- 2019-09-12 FR FR1910104A patent/FR3100896B1/fr active Active
-
2020
- 2020-09-11 WO PCT/FR2020/051566 patent/WO2021048503A1/fr active Application Filing
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| WO2024046662A1 (fr) | 2022-09-01 | 2024-03-07 | Unistellar | Procédé de mise au point automatique dans un télescope |
| FR3139393A1 (fr) | 2022-09-01 | 2024-03-08 | Unistellar | Procédé de mise au point automatique dans un télescope |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2021048503A1 (fr) | 2021-03-18 |
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