WO2024126594A1 - Jumelles de vision nocturne - Google Patents

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WO2024126594A1
WO2024126594A1 PCT/EP2023/085634 EP2023085634W WO2024126594A1 WO 2024126594 A1 WO2024126594 A1 WO 2024126594A1 EP 2023085634 W EP2023085634 W EP 2023085634W WO 2024126594 A1 WO2024126594 A1 WO 2024126594A1
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WO
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optical
binoculars
units
channels
blades
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PCT/EP2023/085634
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English (en)
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Gabriel Narcy
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Thales
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    • F41—WEAPONS
    • F41G—WEAPON SIGHTS; AIMING
    • F41G1/00—Sighting devices
    • F41G1/32—Night sights, e.g. luminescent
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    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B23/00—Telescopes, e.g. binoculars; Periscopes; Instruments for viewing the inside of hollow bodies; Viewfinders; Optical aiming or sighting devices
    • G02B23/12—Telescopes, e.g. binoculars; Periscopes; Instruments for viewing the inside of hollow bodies; Viewfinders; Optical aiming or sighting devices with means for image conversion or intensification
    • G—PHYSICS
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    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B26/00—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
    • G02B26/08—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light
    • G02B26/0875—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light by means of one or more refracting elements
    • G02B26/0883—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light by means of one or more refracting elements the refracting element being a prism
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    • G02B23/00—Telescopes, e.g. binoculars; Periscopes; Instruments for viewing the inside of hollow bodies; Viewfinders; Optical aiming or sighting devices
    • G02B23/02—Telescopes, e.g. binoculars; Periscopes; Instruments for viewing the inside of hollow bodies; Viewfinders; Optical aiming or sighting devices involving prisms or mirrors
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    • G02B23/12—Telescopes, e.g. binoculars; Periscopes; Instruments for viewing the inside of hollow bodies; Viewfinders; Optical aiming or sighting devices with means for image conversion or intensification
    • G02B23/125—Telescopes, e.g. binoculars; Periscopes; Instruments for viewing the inside of hollow bodies; Viewfinders; Optical aiming or sighting devices with means for image conversion or intensification head-mounted
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    • G02B25/00—Eyepieces; Magnifying glasses
    • G02B25/002—Magnifying glasses
    • G02B25/004—Magnifying glasses having binocular arrangement

Definitions

  • the present invention relates to night vision binoculars.
  • the parallelism performance (collimation, convergence, divergence, supravergence) of night vision binoculars directly contributes to the user's viewing comfort and ensures that the binoculars alter the image superposition capacity of the right eye as little as possible. / left eye and generate as little eye fatigue as possible over time.
  • optical axis harmonization needs expressed through these parallelism performances are more or less severe (harmonization less than 1° for low performance applications, and less than 0.5° or even 0.3° for high performance applications).
  • Binoculars conventionally available on the market offer a standard field of view of 40° for a numerical aperture of F/1.2.
  • the market for night vision binoculars is evolving and tending towards increasing fields and digital aperture without loss of resolution while reducing the mass of equipment. This development leads to the proposal of new, much more complex optical architectures and makes the relative positioning of the optics in relation to each other more sensitive.
  • the present description relates to night vision binoculars comprising: a. at least two optical units each having an optical axis, and b. a device for harmonizing the optical axes of the two optical units, the harmonization device comprising two prismatic optical blades permanently locked in rotation and oriented relative to each other and to the optical units so that the optical axes of the at least two optical units are parallel.
  • the binoculars include one or more of the following characteristics, taken in isolation or in all technically possible combinations:
  • the two optical blades are fixed to one another, preferably by gluing;
  • the two optical blades are mounted in the same barrel; - the two optical units belong to different optical channels, one optical blade of the harmonization device being positioned on the optical channel of one of the optical units, and the other optical blade of the harmonization device being positioned on the channel optics of the other optical unit;
  • the two optical blades are inclined at the same non-zero angle relative to the normal to the optical axis of one of the optical units;
  • At least one of the optical units comprises an objective, at least one optical blade of the harmonization device being positioned at the input of the objective of the or one of the units;
  • the binoculars are monocular so that the two optical units belong to the same optical channel, one of the optical units being an eyepiece and the other optical unit being an objective;
  • the binoculars are bioocular so that the two optical units belong to different optical channels, one of the optical units being a first eyepiece and the other optical unit being a second eyepiece;
  • the binoculars are binocular so that the two optical units belong to different optical channels, one of the optical units comprising a first eyepiece and a first objective, the other optical unit comprising a second eyepiece and a second objective;
  • the binoculars are panoramic with four optical channels among: a right central channel, a right side channel, a left central channel and a left side channel, the two optical units each comprising an eyepiece and an objective, the two optical units belonging to two different optical channels among the following combinations of channels: the right central channel and the right side channel, the left central channel and the left side channel, and the two central channels, so that the harmonization device harmonizes the optical axes of the two optical channels of the suit;
  • the binoculars include two additional harmonization devices positioned on the optical channels of the two other combinations of optical channels so as to harmonize the optical axes of said optical channels.
  • the present description also relates to a process for harmonizing the optical axes of two optical units of night vision binoculars, the harmonization process being implemented during the design of the binoculars, the process comprising: a. measuring a lack of parallelism between the optical axes of the two optical units, b. the rotation of two prismatic optical blades relative to each other and together so as to compensate for the measured lack of parallelism, c. permanently blocking the rotation of the two optical blades, and d. the positioning of the two prismatic optical blades on the optical path of at least one of the two optical units, the two optical blades forming a device for harmonizing the optical axes of the two optical units.
  • FIG. 1 a schematic representation of an example of night vision binoculars comprising two optical units on the same optical channel and a device for harmonizing the optical axes of the two optical units,
  • FIG. 2 a schematic representation of an example of night vision binoculars comprising two optical units on different optical channels and a device for harmonizing the optical axes of the two optical units,
  • FIG. 3 a schematic representation of an example of a harmonization device comprising two prismatic optical blades, the blades being oriented relative to each other so as not to induce optical axis deviation
  • FIG. 4 a schematic representation similar to Figure 3, compared to Figure 3, one of the blades having been rotated by 180° relative to the other blade so as to induce a maximum axis deviation towards the high,
  • Figure 7 a schematic representation similar to Figure 6, the two blades having been inclined relative to the normal to the optical axis of the optical unit receiving the harmonization device.
  • Night vision binoculars 10 are illustrated schematically in Figures 1 and 2.
  • the binoculars 10 are, for example, intended to be mounted on a helmet or a head harness. Alternatively, the binoculars 10 are carried by the user's hand.
  • night vision binoculars are all types of night vision binoculars, including monocular binoculars, bioocular binoculars, binocular binoculars or even panoramic binoculars (4 intensified channels).
  • the binoculars 10 can also be connected binoculars and integrate data visualization elements.
  • the binoculars 10 comprise at least two optical units 12, 14 each having an optical axis A1, A2, as well as a harmonization device 16 for the optical axes A1, A2 of the two optical units 12 , 14. Harmonization consists of making the two optical axes A1, A2 parallel.
  • the two optical units 12, 14 belong to the same optical channel. This is particularly the case for monocular binoculars where one of the optical units 12, 14 is an eyepiece and the other optical unit 12, 14 is an objective.
  • the two optical units 12, 14 belong to different optical channels. This is particularly the case for bioocular binoculars where one of the optical units 12, 14 is a first eyepiece and the other optical unit 12, 14 is a second eyepiece. Harmonization thus consists of making the optical axes A1, A2 of the two eyepieces parallel.
  • panoramic binoculars having four optical channels: a right central channel, a right side channel, a left central channel and a left side channel.
  • a first optical unit 12, 14 comprises the eyepiece and the objective of one of the channels
  • the other optical unit 12, 14 comprises the eyepiece and the objective of another of the channels, from the following combinations of optical channels: the right central channel and the right lateral channel, or the left central channel and the left lateral channel, or both central channels.
  • Harmonization thus consists of making the optical axes A1, A2 of the two optical channels of the combination parallel.
  • the binoculars 10 include two additional harmonization devices positioned on the optical channels of the two other combinations of optical channels so as to also harmonize the optical axes A1, A2 of said optical channels.
  • the right channels are harmonized with each other, the left channels also, as well as the central right and left channels.
  • the harmonization device 16 comprises two prismatic optical blades 20, 22.
  • the two optical blades 20, 22 preferably have the same prismatic angle.
  • the two optical blades 20, 22 thus form a diasporameter.
  • the two optical blades 20, 22 are, for example, made of glass or polycarbonate.
  • the prismatic effect induced by the two blades 20, 22 is low, that is to say that the total prismatic angle of the two blades 20, 22 is low, typically less than 5 degrees, preferably less than or equal to 2 degrees.
  • the two optical blades 20, 22 are permanently locked in rotation. The user therefore does not have the possibility of rotating the blades 20, 22.
  • the two optical blades 20, 22 are, however, mobile if necessary in translation.
  • the two optical blades 20, 22 are blocked by being fixed to one another and inserted in the same barrel blocked in rotation, or by being each inserted in a barrel blocked in rotation.
  • the two optical blades 20, 22 have been oriented beforehand (during design) relative to each other and relative to the optical blocks 12, 14 so that the optical axes A1, A2 of the at least two blocks optics 12, 14 are parallel.
  • Figure 3 corresponds to an orientation of the two blades not introducing any axis deviation.
  • Figure 4 corresponds to a rotation of the blade 20 by 180° relative to the configuration of Figure 3, so as to induce a maximum axis deviation upwards.
  • Figure 5 corresponds to a rotation of the two blades together by 180° relative to the configuration of Figure 4, so as to induce a maximum downward axis deviation.
  • the two optical blades 20, 22 are fixed to one another, and this permanently.
  • the two blades 20, 22 are fixed to one another by gluing.
  • the bonding is full face in order to reduce the internal reflection coefficient of the diasporameter with the aim of limiting the level of parasitic images generated by multiple reflections on the faces of the blades.
  • the two optical blades 20, 22 are mounted in the same barrel 30, as is the case in Figures 6 and 7.
  • the barrel 30 is indexed on the optical channel on which it is positioned (centered on the axis track optics).
  • the two optical units 12, 14 belong to different optical channels.
  • an optical blade 20, 22 of the harmonization device 16 is positioned on the optical path of one of the optical units 12, 14, and the other optical blade 20, 22 of the harmonization device 16 is positioned on the optical path of the other optical unit 12, 14.
  • the two optical blades 20, 22 are inclined at the same angle relative to the normal to the optical axis of one of the optical units 12, 14. This makes it possible to offset, or even to transfer, out of the field, any parasitic images due to the fixation (gluing) of the blades together. Such an inclination is shown in Figure 7.
  • At least one of the optical units 12, 14 comprises an objective (case of monocular, binocular and panoramic binoculars)
  • at least one optical blade 20, 22 of the harmonization device 16 is positioned at the entrance of the objective of the or one of the optical units 12, 14.
  • the two optical blades 20, 22 are positioned at the input of the objective of the or one of the optical units 12, 14.
  • the mechanism for focusing the lens (or lenses) of the binoculars 10 is said to be "translational" so that the orientation of the axis deviation introduced by the diasporameter does not vary as a function of the lens focus.
  • the harmonization method includes measuring a lack of parallelism between the optical axes A1, A2 of the two optical units 12, 14. Such a defect has an amplitude A and an orientation p relative to a reference mark (X-Y).
  • the correction to be applied to the diasporameter is the inverse of the measured defect.
  • the two prismatic optical blades 20, 22 of the harmonization device 16 are rotated relative to each other so as to compensate for the measured lack of parallelism, that is to say to generate an axis deviation making it possible to compensate for the measured lack of parallelism.
  • the amplitude of the correction is obtained by rotating one blade relative to the other.
  • the orientation of the axis correction is obtained by rotating the two blades together.
  • the two optical blades 20, 22 are then permanently blocked in rotation, for example, either by being fixed to one another and inserted in the same barrel 30 blocked in rotation, or by being each inserted in a blocked barrel in rotation.
  • the optical axis harmonization device 16 is simple to integrate into night vision binoculars. It also does not degrade the quality of the images. It is also applicable to all types of night vision binoculars, in particular to new generation binoculars presenting more complex optics with enlarged field and numerical aperture.
  • the proposed solution makes it possible to outsource the harmonization settings between the optical channels. It therefore makes it possible to simplify the opto-mechanical designs internal to the binoculars and to optimize the tolerance balances by eliminating the need for axis adjustment by relative movements of optical subassemblies internal to the binocular.
  • the harmonization device 16 does not require precise mechanical positioning of the blades 20, 22 and advantageously replaces internal fine adjustment devices.
  • the adjustment being external, it avoids iterative adjustment strategies requiring phases of disassembly and reassembly of the binocular bodies in the case of complex night vision binoculars and in particular in the case of panoramic binoculars with 4 optical channels.

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Abstract

La présente invention concerne des jumelles de vision nocturne comprenant : a. au moins deux blocs optiques ayant chacun un axe optique, et b. un dispositif d'harmonisation (16) des axes optiques des deux blocs optiques, le dispositif d'harmonisation (16) comprenant deux lames optiques (20, 22) prismatiques bloquées en rotation de manière permanente et orientées l'une par rapport à l'autre et par rapport aux blocs optiques de sorte que les axes optiques des au moins deux blocs optiques soient parallèles.

Description

Jumelles de vision nocturne
La présente invention concerne des jumelles de vision nocturne.
Elle concerne plus particulièrement les dispositifs d’harmonisation d’axes entre les voies optiques des jumelles de vision nocturne.
Les performances de parallélisme (collimation, convergence, divergence, supravergence) des jumelles de vision nocturne contribuent directement au confort de vision de l’utilisateur et permettent de s’assurer que les jumelles altèrent le moins possible la capacité de superposition d’image œil droit / œil gauche et génèrent le moins possible de fatigue oculaire dans la durée.
Selon les typologies d’utilisateur adressées, les besoins d’harmonisation d’axe optique exprimés au travers de ces performances de parallélisme sont plus ou moins sévères (harmonisation inférieure au 1 ° pour les applications basse performance, et inférieure à 0,5° voire 0,3° pour les applications hautes performances).
Dans le domaine des jumelles de vision nocturne, différents dispositifs de type main libre existent. Ils présentent tous un grossissement X1 et nécessitent des harmonisations d’axe optique (autrement appelés invariant optique pour les systèmes à grossissement X1) entre les différentes entrées et sorties optique afin de ne pas perturber les sens de l’utilisateur (orientation, et confort de vision). En particulier :
- les dispositifs monoculaires, où l’utilisateur regarde d’un seul œil au travers d’un système optique, nécessitent une harmonisation d’axe optique précise entre l’entrée de l’objectif et la sortie de l’oculaire.
- les dispositifs bi oculaires où l’utilisateur regarde avec les deux yeux une image intensifiée captée par un seul objectif, nécessitent une harmonisation d’axe optique précise entre la sortie de l’oculaire droit et celle de l’oculaire gauche.
- les dispositifs binoculaires où l’utilisateur regarde au travers de deux voies optiques indépendantes comprenant chacune un tube intensificateur nécessitent une harmonisation d’axe optique précise entre les deux voies. L’utilisateur a dans ce cas une vision stéréoscopique de la scène observée.
- les dispositifs panoramiques autrement appelés « quad-eyes » où l’utilisateur regarde au travers de quatre voies intensifiées (2 voies centrales et 2 voies latérales) nécessitent à la fois une harmonisation d’axe optique précise entre les deux voies centrales, mais aussi une harmonisation d’axe précise entre les voies centrales et latérales gauche, respectivement droite.
Les jumelles classiquement disponibles sur le marché proposent un champ standard de 40° pour une ouverture numérique de F/1 ,2. Le marché des jumelles de vision nocturne évolue et tend vers l’augmentation des champs, de l’ouverture numérique sans perte de résolution tout en diminuant la masse des équipements. Cette évolution conduit à proposer de nouvelles architectures optiques bien plus complexes et rend plus sensibles le positionnement relatif des optiques les unes par rapport aux autres.
Or, les solutions identifiées dans l’état de l’art connu proposant des dispositifs de réglages internes à la jumelle sont difficiles à mettre en œuvre sur les nouvelles optiques à champ large et/ou à grande ouverture numérique :
Elles nécessitent des mécanismes sans jeu de plus en plus précis et stables en environnements thermique et mécanique.
Elles peuvent générer des pertes de qualité optique (résolution / FTM / distorsion) lorsque le déplacement des optiques, favorable à l’alignement d’axe, génère des aberrations optiques.
Elles peuvent conduire à des stratégies de réglage itératives nécessitant des phases de démontage et remontage des jumelles.
Il existe donc un besoin pour une solution d’harmonisation d’axe optiques pour des jumelles de vision nocturne, simple à mettre en œuvre, ne dégradant pas la qualité des images, et applicable à tous types de jumelles de vision nocturne, notamment aux jumelles de nouvelle génération présentant des optiques plus complexes à champ et ouverture numérique élargis.
A cet effet, la présente description a pour objet des jumelles de vision nocturne comprenant : a. au moins deux blocs optiques ayant chacun un axe optique, et b. un dispositif d’harmonisation des axes optiques des deux blocs optiques, le dispositif d’harmonisation comprenant deux lames optiques prismatiques bloquées en rotation de manière permanente et orientées l’une par rapport à l’autre et par rapport aux blocs optiques de sorte que les axes optiques des au moins deux blocs optiques soient parallèles.
Suivant des modes de réalisation particuliers, les jumelles comprennent une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prise(s) isolément ou suivant toutes les combinaisons techniquement possibles :
- les deux lames optiques sont fixées l’une à l’autre, de préférence par collage ;
- les deux lames optiques sont montées dans un même barillet ; - les deux blocs optiques appartiennent à des voies optiques différentes, une lame optique du dispositif d’harmonisation étant positionnée sur la voie optique de l’un des blocs optiques, et l’autre lame optique du dispositif d’harmonisation étant positionnée sur la voie optique de l’autre bloc optique ;
- les deux lames optiques sont inclinées d’un même angle non nul par rapport à la normale à l’axe optique de l’un des blocs optiques ;
- au moins l’un des blocs optiques comprend un objectif, au moins une lame optique du dispositif d’harmonisation étant positionnée en entrée de l’objectif du ou de l’un des blocs ;
- les jumelles sont monoculaires de sorte que les deux blocs optiques appartiennent à la même voie optique, l’un des blocs optiques étant un oculaire et l’autre bloc optique étant un objectif ;
- les jumelles sont bioculaires de sorte que les deux blocs optiques appartiennent à des voies optiques différentes, l’un des blocs optiques étant un premier oculaire et l’autre bloc optique étant un second oculaire ;
- les jumelles sont binoculaires de sorte que les deux blocs optiques appartiennent à des voies optiques différentes, l’un des blocs optiques comprenant un premier oculaire et un premier objectif, l’autre bloc optique comprenant un second oculaire et un second objectif ;
- les jumelles sont panoramiques avec quatre voies optiques parmi : une voie centrale droite, une voie latérale droite, une voie centrale gauche et une voie latérale gauche, les deux blocs optiques comprenant chacun un oculaire et un objectif, les deux blocs optiques appartenant à deux voies optiques différentes parmi les combinaisons de voies suivantes : la voie centrale droite et la voie latérale droite, la voie centrale gauche et la voie latérale gauche, et les deux voies centrales, de sorte que le dispositif d’harmonisation harmonise les axes optiques des deux voies optiques de la combinaison ;
- les jumelles comprennent deux dispositifs d’harmonisation additionnels positionnés sur les voies optiques des deux autres combinaisons de voies optiques de sorte à harmoniser les axes optiques desdites voies optiques.
La présente description a aussi pour objet un procédé d’harmonisation des axes optiques de deux blocs optiques de jumelles de vision nocturne, le procédé d’harmonisation étant mis en œuvre lors de la conception des jumelles, le procédé comprenant : a. la mesure d’un défaut de parallélisme entre les axes optiques des deux blocs optiques, b. la rotation de deux lames optiques prismatiques l’une par rapport à l’autre et ensemble de sorte à compenser le défaut de parallélisme mesuré, c. le blocage permanent de la rotation des deux lames optiques, et d. le positionnement des deux lames optiques prismatiques sur la voie optique d’au moins l’un des deux blocs optiques, les deux lames optiques formant un dispositif d’harmonisation des axes optiques des deux blocs optiques.
D’autres caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront à la lecture de la description qui suit de modes de réalisation de l’invention, donnés à titre d’exemple uniquement et en référence aux dessins qui sont :
- Figure 1 , une représentation schématique d’un exemple de jumelles de vision nocturne comprenant deux blocs optiques sur une même voie optique et un dispositif d’harmonisation des axes optiques des deux blocs optiques,
- Figure 2, une représentation schématique d’un exemple de jumelles de vision nocturne comprenant deux blocs optiques sur des voies optiques différentes et un dispositif d’harmonisation des axes optiques des deux blocs optiques,
- Figure 3, une représentation schématique d’un exemple d’un dispositif d’harmonisation comprenant deux lames optiques prismatiques, les lames étant orientées l’une par rapport à l’autre de sorte à ne pas induire de déviation d’axe optique,
- Figure 4, une représentation schématique similaire à la figure 3, par rapport à la figure 3, l’une des lames ayant été tournées de 180° par rapport à l’autre lame de sorte à induire une déviation d’axe maximale vers le haut,
- Figure 5, une représentation schématique similaire aux figures 3 et 4, par rapport à la figure 4, les deux lames ayant été tournées ensemble de 180° de sorte à induire une déviation d’axe maximale vers le bas,
- Figure 6, une représentation schématique d’un barillet dans lequel sont insérées les deux lames optiques prismatiques formant le dispositif d’harmonisation, et
- Figure 7, une représentation schématique similaire à la figure 6, les deux lames ayant été inclinées par rapport à la normale à l’axe optique du bloc optique recevant le dispositif d’harmonisation.
Des jumelles 10 de vision nocturne sont illustrées schématiquement sur les figures 1 et 2.
Les jumelles 10 sont, par exemple, destinées à être montées sur un casque ou un harnais de tête. En variante, les jumelles 10 sont portées à la main par l’utilisateur.
Les jumelles 10 de vision nocturne sont tout type de jumelles de vision nocturne, notamment des jumelles monoculaires, des jumelles bioculaires, des jumelles binoculaires ou encore des jumelles panoramiques (4 voies intensifiées). Les jumelles 10 peuvent aussi être des jumelles connectées et intégrer des éléments de visualisation de données.
Comme illustré par les figures 1 et 2, les jumelles 10 comprennent au moins deux blocs optiques 12, 14 ayant chacun un axe optique A1 , A2, ainsi qu’un dispositif d’harmonisation 16 des axes optiques A1 , A2 des deux blocs optiques 12, 14. L’harmonisation consiste à rendre parallèles les deux axes optiques A1 , A2.
Dans l’exemple illustré par la figure 1 , les deux blocs optiques 12, 14 appartiennent à une même voie optique. Cela est notamment le cas pour des jumelles monoculaires où l’un des blocs optiques 12, 14 est un oculaire et l’autre bloc optique 12, 14 est un objectif.
Dans l’exemple illustré par la figure 2, les deux blocs optiques 12, 14 appartiennent à des voies optiques différentes. Cela est notamment le cas pour des jumelles bioculaires où l’un des blocs optiques 12, 14 est un premier oculaire et l’autre bloc optique 12, 14 est un second oculaire. L’harmonisation consiste, ainsi, à rendre parallèles les axes optiques A1 , A2 des deux oculaires.
Cela est aussi le cas pour des jumelles binoculaires où l’un des blocs optiques 12, 14 comprend un premier oculaire et un premier objectif et l’autre bloc optique 12, 14 comprend un second oculaire et un second objectif. L’harmonisation consiste, ainsi, à rendre parallèles les axes optiques A1 , A2 des deux voies optiques.
Enfin, cela est aussi le cas pour des jumelles panoramiques ayant quatre voies optiques parmi : une voie centrale droite, une voie latérale droite, une voie centrale gauche et une voie latérale gauche. Dans ce cas, un premier bloc optique 12, 14 comprend l’oculaire et l’objectif de l’une des voies, et l’autre bloc optique 12, 14 comprend l’oculaire et l’objectif d’une autre des voies, parmi les combinaisons suivantes de voies optiques : la voie centrale droite et la voie latérale droite, ou la voie centrale gauche et la voie latérale gauche, ou les deux voies centrales. L’harmonisation consiste, ainsi, à rendre parallèles les axes optiques A1 , A2 des deux voies optiques de la combinaison.
De préférence, dans le cas des jumelles panoramiques, les jumelles 10 comprennent deux dispositifs d’harmonisation additionnels positionnés sur les voies optiques des deux autres combinaisons de voies optiques de sorte à harmoniser aussi les axes optiques A1 , A2 desdites voies optiques. Ainsi, les voies droites sont harmonisées entre elles, les voies gauches également, ainsi que les voies centrales droite et gauche.
Comme illustré dans les exemples des figures 3 à 7, le dispositif d’harmonisation 16 comprend deux lames optiques prismatiques 20, 22. Les deux lames optiques 20, 22 ont de préférence le même angle prismatique. Les deux lames optiques 20, 22 forment, ainsi, un diasporamètre. Les deux lames optiques 20, 22 sont, par exemple, en verre ou en polycarbonate. De préférence, l’effet prismatique induit par les deux lames 20, 22 est faible, c’est- à-dire que l’angle prismatique total des deux lames 20, 22 est faible, typiquement inférieur à 5 degrés, de préférence inférieur ou égal à 2 degrés.
Les deux lames optiques 20, 22 sont bloquées en rotation de manière permanente. L’utilisateur n’a, ainsi, pas la possibilité de faire pivoter en rotation les lames 20, 22. Les deux lames optiques 20, 22 sont par contre mobiles le cas échéant en translation.
Par exemple, les deux lames optiques 20, 22 sont bloquées en étant fixées l’une à l’autre et insérées dans un même barillet bloqué en rotation, soit en étant chacune insérée dans un barillet bloqué en rotation.
Les deux lames optiques 20, 22 ont été orientées au préalable (lors de la conception) l’une par rapport à l’autre et par rapport aux blocs optiques 12, 14 de sorte que les axes optiques A1 , A2 des au moins deux blocs optiques 12, 14 soient parallèles.
En particulier, dans les exemples des figures 3 à 5, la figure 3 correspond à une orientation des deux lames n’introduisant pas de déviation d’axe. La figure 4 correspond à une rotation de la lame 20 de 180° par rapport à la configuration de la figure 3, de sorte à induire une déviation d’axe maximale vers le haut. La figure 5 correspond à une rotation des deux lames ensemble de 180° par rapport à la configuration de la figure 4, de sorte à induire une déviation d’axe maximale vers le bas.
Comme illustré sur les figures 4 et 5, pour des lames d’indice n et pour un angle prismatique de 0 pour chaque lame, l’angle maximal de déviation est obtenu dans le cas où les 2 lames sont en regard. L’angle prismatique est alors de 20 et la déviation d’axe de arcsin ((n-1) *sin (20)).
Dans un exemple de réalisation, correspondant aux figures 3 à 7, les deux lames optiques 20, 22 sont fixées l’une à l’autre, et ce de manière permanente. Par exemple, les deux lames 20, 22 sont fixées l’une à l’autre par collage. De préférence, le collage est pleine face afin de réduire le coefficient de réflexion interne au diasporamètre dans le but de limiter le niveau des images parasites générées par réflexions multiples sur les faces des lames.
De préférence, les deux lames optiques 20, 22 sont montées dans un même barillet 30, comme cela est le cas sur les figures 6 et 7. Le barillet 30 est indexé sur la voie optique sur laquelle il est positionné (centré sur l’axe optique de la voie).
Dans un autre exemple de réalisation, les deux blocs optiques 12, 14 appartiennent à des voies optiques différentes. Dans ce cas, une lame optique 20, 22 du dispositif d’harmonisation 16 est positionnée sur la voie optique de l’un des blocs optiques 12, 14, et l’autre lame optique 20, 22 du dispositif d’harmonisation 16 est positionnée sur la voie optique de l’autre bloc optique 12, 14. Dans un exemple de mise en œuvre, les deux lames optiques 20, 22 sont inclinées d’un même angle par rapport à la normale à l’axe optique de l’un des blocs optiques 12, 14. Cela permet d’excentrer, voire de déporter, hors champ d’éventuelles images parasites dues à la fixation (collage) des lames entre elles. Une telle inclinaison est représentée sur la figure 7.
De préférence, lorsqu’au moins l’un des blocs optiques 12, 14 comprend un objectif (cas des jumelles monoculaires, binoculaires et panoramiques), au moins une lame optique 20, 22 du dispositif d’harmonisation 16 est positionnée en entrée de l’objectif du ou de l’un des blocs optiques 12, 14. Avantageusement, les deux lames optiques 20, 22 sont positionnées en entrée de l’objectif du ou de l’un des blocs optiques 12, 14.
De préférence, le mécanisme de mise au point de l’objectif (ou des objectifs) des jumelles 10 est dit « à translation » de sorte que l’orientation de la déviation d’axe introduite par le diasporamètre ne varie pas en fonction de la mise au point de l’objectif.
Un exemple d’un procédé harmonisation des axes optiques A1 , A2 de deux blocs optiques 12, 14 de jumelles 10 de vision nocturne, va maintenant être décrit. Un tel procédé d’harmonisation est mis en œuvre lors de la conception des jumelles 10. L’harmonisation est ensuite figée pour que le parallélisme obtenu soit conservé lors de l’exploitation des jumelles 10.
Le procédé d’harmonisation comprend la mesure d’un défaut de parallélisme entre les axes optiques A1 , A2 des deux blocs optiques 12, 14. Un tel défaut a une amplitude A et une orientation p par rapport à un repère (X-Y). La correction à appliquer sur le diasporamètre est l’inverse du défaut mesuré.
A l’extérieur des jumelles 10, les deux lames optiques 20, 22 prismatiques du dispositif d’harmonisation 16 sont tournées l’une par rapport à l’autre de sorte à compenser le défaut de parallélisme mesuré, c’est-à-dire à générer une déviation d’axe permettant de compenser le défaut de parallélisme mesuré. En particulier, l’amplitude de la correction est obtenue par rotation d’une lame par rapport à l’autre. L’orientation de la correction d’axe est obtenue par rotation des deux lames ensemble.
Les deux lames optiques 20, 22 sont ensuite bloquées de manière permanente en rotation, par exemple, soit en étant fixées l’une à l’autre et insérées dans un même barillet 30 bloqué en rotation, soit en étant chacune insérée dans un barillet bloqué en rotation.
Les deux lames 20, 22 sont ensuite positionnées sur la voie optique de l’un des blocs optiques 12, 14 (cas où les deux lames sont fixées l’une à l’autre) ou chacune sur la voie optique d’un bloc optique 12, 14 respectif. Ainsi, le dispositif d’harmonisation 16 d’axe optiques est simple à intégrer dans des jumelles de vision nocturne. Il ne dégrade pas non plus la qualité des images. Il est en outre applicable à tous types de jumelles de vision nocturne, notamment aux jumelles de nouvelle génération présentant des optiques plus complexes à champ et ouverture numérique élargies.
De plus, la solution proposée permet d’externaliser les réglages d’harmonisation entre les voies optiques. Elle permet donc de simplifier les design opto-mécaniques internes aux jumelles et d’optimiser les bilans de tolérance en supprimant la nécessité de réglage d’axe par déplacements relatifs de sous-ensembles optiques internes à la jumelle.
Le dispositif d’harmonisation 16 ne nécessite pas de positionnement mécanique précis des lames 20, 22 et se substitue avantageusement à des dispositifs de réglage fins internes.
Le réglage étant externe, il évite les stratégies de réglage itératives nécessitant des phases de démontage et remontage des corps de jumelles dans le cas de jumelles de vision nocturne complexes et notamment dans le cas des jumelles panoramiques à 4 voies optiques.
L’homme du métier comprendra que les modes de réalisation et variantes précédemment décrits peuvent être combinés entre eux pourvu qu’ils soient compatibles techniquement.

Claims

REVENDICATIONS
1. Jumelles (10) de vision nocturne comprenant : a. au moins deux blocs optiques (12, 14) ayant chacun un axe optique (A1 , A2), et b. un dispositif d’harmonisation (16) des axes optiques (A1 , A2) des deux blocs optiques, le dispositif d’harmonisation (16) comprenant deux lames optiques (20, 22) prismatiques bloquées en rotation de manière permanente et orientées l’une par rapport à l’autre et par rapport aux blocs optiques (12, 14) de sorte que les axes optiques (A1 , A2) des au moins deux blocs optiques (12, 14) soient parallèles.
2. Jumelles (10) selon la revendication 1 , dans lesquelles les deux lames optiques (20, 22) sont fixées l’une à l’autre, de préférence par collage.
3. Jumelles selon la revendication 1 ou 2, dans lesquelles les deux lames optiques (20, 22) sont montées dans un même barillet (30).
4. Jumelles (10) selon la revendication 1 , dans lesquelles les deux blocs optiques (12, 14) appartiennent à des voies optiques différentes, une lame optique (20, 22) du dispositif d’harmonisation (16) étant positionnée sur la voie optique de l’un des blocs optiques (12, 14), et l’autre lame optique (20, 22) du dispositif d’harmonisation (16) étant positionnée sur la voie optique de l’autre bloc optique.
5. Jumelles (10) selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, dans lesquelles les deux lames optiques (20, 22) sont inclinées d’un même angle non nul par rapport à la normale à l’axe optique (A1 , A2) de l’un des blocs optiques (12, 14).
6. Jumelles (10) selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, dans lesquelles au moins l’un des blocs optiques (12, 14) comprend un objectif, au moins une lame optique (20, 22) du dispositif d’harmonisation (16) étant positionnée en entrée de l’objectif du ou de l’un des blocs optiques (12, 14).
7. Jumelles (10) selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, dans lesquelles les jumelles (10) sont monoculaires de sorte que les deux blocs optiques (12, 14) appartiennent à la même voie optique, l’un des blocs optiques (12, 14) étant un oculaire et l’autre bloc optique (12, 14) étant un objectif. umelles (10) selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, dans lesquelles les jumelles (10) sont bioculaires de sorte que les deux blocs optiques (12, 14) appartiennent à des voies optiques différentes, l’un des blocs optiques (12, 14) étant un premier oculaire et l’autre bloc optique (12, 14) étant un second oculaire. umelles (10) selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, dans lesquelles les jumelles (10) sont binoculaires de sorte que les deux blocs optiques (12, 14) appartiennent à des voies optiques différentes, l’un des blocs optiques (12, 14) comprenant un premier oculaire et un premier objectif, l’autre bloc optique (12, 14) comprenant un second oculaire et un second objectif. Jumelles (10) selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, dans lesquelles les jumelles (10) sont panoramiques avec quatre voies optiques parmi : une voie centrale droite, une voie latérale droite, une voie centrale gauche et une voie latérale gauche, les deux blocs optiques (12, 14) comprenant chacun un oculaire et un objectif, les deux blocs optiques (12, 14) appartenant à deux voies optiques différentes parmi les combinaisons de voies suivantes : la voie centrale droite et la voie latérale droite, la voie centrale gauche et la voie latérale gauche, et les deux voies centrales, de sorte que le dispositif d’harmonisation (16) harmonise les axes optiques (A1 , A2) des deux voies optiques de la combinaison. Jumelles (10) selon la revendication 10, dans lesquelles les jumelles (10) comprennent deux dispositifs d’harmonisation additionnels positionnés sur les voies optiques des deux autres combinaisons de voies optiques de sorte à harmoniser les axes optiques (A1 , A2) desdites voies optiques. Procédé d’harmonisation des axes optiques (A1 , A2) de deux blocs optiques (12, 14) de jumelles (10) de vision nocturne, le procédé d’harmonisation étant mis en œuvre lors de la conception des jumelles (10), le procédé comprenant : a. la mesure d’un défaut de parallélisme entre les axes optiques (A1 , A2) des deux blocs optiques (12, 14), b. la rotation de deux lames optiques (20, 22) prismatiques l’une par rapport à l’autre et ensemble de sorte à compenser le défaut de parallélisme mesuré, c. le blocage permanent de la rotation des deux lames optiques (20, 22), et d. le positionnement des deux lames optiques (20, 22) prismatiques sur la voie optique d’au moins l’un des deux blocs optiques (12, 14), les deux lames optiques (20, 22) formant un dispositif d’harmonisation (16) des axes optiques (A1 , A2) des deux blocs optiques (12, 14).
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