Lunette. On connaît des lunettes comportant un mi roir principal concave, un miroir capteur cen tré par rapport au miroir principal et un ocu laire. Dans, ces lunettes, le miroir capteur ré fléchit vers le centre du miroir principal les rayons lumineux qu'il reçoit de ce dernier. Ceci permet d'obtenir, pour une longueur ma térielle donnée, une grande distance focale. Des exemples de cette réalisation sont le téles cope Cassegrain à miroir capteur convexe et le télescope Grégory à miroir capteur concave. Pour supprimer les défauts inhérents à ces deux dispositifs, il est nécessaire que les deux miroirs aient des surfaces non sphériques.
Pour supprimer l'aberration sphérique, dans le dispositif Cassegrain, le miroir principal con cave est parabolique et le miroir capteur est. convexe et hyperbolique. Si, de plus, on dé sire corriger le coma, on obtient des surfaces non sphériques plus compliquées (télescope -de Chrétien). L'aberration sphérique du dispositif Gré- gory peut se corriger par l'emploi d'un miroir principal parabolique et d'un miroir capteur concave elliptique, tandis que les deux miroirs doivent avoir des surfaces non sphériques compliquées (télescope de Schwarzschild) pour corriger le coma.
Il est connu que l'on peut obtenir une bonne qualité d'image, donc supprimer l'aber- iation sphérique et le coma, à l'aide des sur faces sphériques beaucoup plus simples d'un dispositif constitué par un miroir sphérique et un correcteur à surfaces sphériques.
La demanderesse a constaté que, dans cer tains cas, l'utilisation de surfaces sphériques permet de constituer, à l'aide d'un système comportant un miroir capteur centré sphéri que, ou plan et un oculaire, une lunette à propriétés . particulièrement intéressantes.
La lunette conforme à l'invention est équi pée d'un miroir principal sphérique concave, dont la distanoe focale est au maximum égale à quatre fois son ouverture libre, un miroir capteur sphérique, centré par rapport au mi roir principal, un oculaire et un correcteur, centré aussi par rapport au miroir principal, le .correcteur comportant uniquement des sur faces d'entrée et de sortie sphériques. Dans le mot miroir sphérique est inclu le cas d'un mimoi,r plan. En effet, un miroir plan est un miroir sphérique dont le rayon de courbure Est infiniment grand.
La lunette conforme à l'invention offre l'avantage d'assurer une très grande lumino sité pour une longueur étonnamment petite et une construction légère. La combinaison de ces avantages approprie cette lunette tant aux observations astronomiques qu'aux observa tions terrestres.
Comparativement aux lunettes à miroir connues jusqu'à présent, la lunette conforme à l'invention offre l'avantage suivant: elle per met d'obtenir une excellente correction tant pour l'aberration sphérique que pour le coma. sans qu'il y ait lieu d'avoir recours au tail- lage et au polissage de surfaces non sphéri ques, opérations difficiles et de longue ha leine, en particulier pour le miroir concave et le miroir capteur.
Il va. de soi que cette lunette convient non .seulement aux applications visuelles, mais aussi aux applications photographiques; il suffit de disposer à l'endroit où se forme l'image fournie par l'objectif, la couche sen sible d'une plaque photographique ou d'un film photographique.
Le correcteur, uniquement à surfaces sphé riques, utilisé dans la lunette, peut être cons titué par une lentille ménisque négative ou bien par un jeu de lentilles dont l'ensemble a. les propriétés d'une telle lentille ménisque. Cet agencement assure la correction requise de l'aberration sphérique.
Abstraction faite des inconvénients préci tés inhérents aux lunettes Cassegrain, Grégory et autres, l'utilisation de ces lunettes est en outre entravée par le fait connu que les rayons lumineux pénétrant directement dans l'ocu laire en passant à côté du miroir capteur, en gendrent dans l'image un voile lumineux.
Dans les télescopes anglais connus, on a éli miné cet inconvénient en disposant un dia phragme devant l'oeil -de l'observateur, ce qui gêne ce dernier. , Dans une forme d'exécution de la lunette, on supprime, de façon simple et efficace, la lumière gênante en disposant, dans l'espace compris entre le miroir capteur et le miroir principal, un ou plusieurs diaphragmes tubu laires, dimensionnés de manière que, pratique ment, tous les rayons lumineux gênants qui pénètrent dans la lunette suivant une direc tion telle qu'ils ne sont réfléchis ni par le miroir principal ni par le miroir capteur, soient captés par ces diaphragmes.
Suivant une autre forme d'exécution de la lunette, le miroir capteur fait corps avec l'élé ment correcteur. On supprime ainsi le support indépendant -du miroir capteur.
Si, en outre, on fait en sorte que le miroir capteur ne soit pas réglable indépendamment par rapport à l'élément correcteur, mais que l'on fixe le miroir à cet élément, on simplifie notablement la mise au point-de l'ensemble de la lunette.
Dans une forme d'exécution particulière ment avantageuse de la limette, la surface du miroir capteur peut avoir le même rayon de courbure que la surface du correcteur tournée vers le miroir concave et, de préférence, ces surfaces coïncident. Le miroir capteur est alors constitué par la partie centrale argentée de la face du correcteur tournée vers le miroir concave.
La lunette peut comporter un miroir cap teur convexe, plan ou concave; chacun de ces types a ses avantages particuliers.
Si la lunette comporte un miroir capteur convexe, on peut obtenir une lunette particu lièrement courte, à savoir une lunette dont la. longueur est égale à environ deux fois le dia mètre de l'ouverture libre de l'objectif (cons titué par le correcteur et le miroir principal).
Lorsqu'on utilise ce -type de lunette pour l'observation terrestre, il est nécessaire d'in verser l'image. Dans une forme d'exécution de la lunette, cette inversion s'obtient en dispo sant, immédiatement derrière une ouverture pratiquée dans le miroir principal concave, un système de prismes inverseurs d'image. Ceci fournit alors un montage efficace et simple.
Pour réduire au minimum la longueur de la lunette, il est avantageux d'utiliser à cet effet un système de prismes de Porro du second genre.
Dans un autre type de lunette, le miroir capteur est plan et -dans la trajectoire des rayons entre le miroir capteur et l'oculaire se trouve un système de lentilles inverveuses. En termes optiques, ceci se ramène donc au fait que l'on observe à travers un microscope l'image formée par l'objectif et le miroir cap- leur plan.
Ce nn,croscope comporte alors comme objectif le système de lentilles inverseuses et comme oculaire l'oculaire de la lunette.
Dans cette forme de construction, on sup prime donc le système de prismes qui, dans presque tous les cas pratiques, donne lieu à un déplacement latéral des, rayons lumineux; elle convient aux lunettes terrestres monocu- laires dans lesquelles l'axe optique de pobjec- tif coïncide avec celui de l'oculaire.
Un troisième type de lunette comporte un miroir capteur concave. Ce type présente l'avantage que l'image n'est pas inversée, de sorte qu'il ne requiert pas de système inver seur additionnel.
La demanderesse a déjà proposé de munir une lunette d'un chercheur et d'un ou plu sieurs miroirs déplaçables de manière que, pendant l'observation, on puisse observer par le même oculaire au choix l'image du cher cheur légèrement agrandie avec grand champ ou l'image fortement agrandie de l'image de la lunette avec petit champ.
Dans la lunette objet de la présente in vention, à miroir capteur convexe ou plan, on peut atteindre le même résultat en prévoyant dans le correcteur une ouverture dans laquelle se dispose l'objectif du chercheur, tandis que le miroir capteur est déplaçable à l'aide d'un mécanisme - de préférence commandé par un câble souple - de sa position de fonction nement, le tout de manière qu'un observateur puisse déplacer le miroir capteur et observer avec un petit grossissement et un grand champ l'image formée par l'objectif du cher cheur alors que, lorsque le miroir capteur se trouve dans sa position normale, l'observateur Noit avec.
un fort grossissement, mais avec un petit champ, l'image formée par le correcteur, le miroir principal et le miroir capteur.
L'effet désiré s'obtient ici de façon parti culièrement simple et efficace. On n'utilise en effet aucun miroir additionnel; on déplace uniquement le miroir capteur de la lunette à fort grossissement. En second lieu, il est su perflu d'utiliser un tube chercheur séparé et, enfin, le chercheur et la. lunette ont un axe optique commun, ce qui implique qu'il ne se produit pas de parallaxe entre l'image du chercheur et celle de la lunette.
Le dessin annexé montre, à titre d'exem ple, plusieurs formes d'exécution de l'objet de l'invention.
La fig. 1 représente en coupe une forme d'exécution de la lunette conforme à l'inven tion. La fig. 2 est une vue arrière de la lunette. La fig. 3 montre, en perspective, un sys tème de prismes de Porro indiqué en lignes pointillées, dans la fig. 2.
La fig. 4 montre une partie d'une autre lunette.
La fig. 5 montre un schéma optique d'une autre forme d'exécution.
La fig. ô montre encore une autre forme. Les fig. 7 et 8 montrent une forme d'exé cution d'une lunette à chercheur.
Dans le boîtier a de la lunette sont mon- lés le miroir principal sphérique concave b et le correcteur c centré par rapport à ce miroir principal. Dans l'ouverture centrale d de ce correcteur se trouve le miroir capteur sphéri que convexe e, également centré par rapport au miroir principal précité b. Le boîtier de la; lunette comporte en outre le diaphragme tubulaire f qui va, à travers l'ouverture cen trale g, pratiquée dans le miroir principal b, vers le boîtier h du prisme.
Dans ce boîtier de prisme se trouve un système de prismes de Porro du second genre, dont la périphérie est tracée en pointillés sur la fig. 2, qui est une Nue arrière de la lunette. Sur la fig. 3, ce système est montré en perspective. Il est cons titué par les trois prismes à 45 , à réflexion totale, I, II et III.
Le boîtier de prisme h porte le tube oculaire i, dans lequel coulisse l'oculaire j. L'axe optique k de l'oculaire j est perpendiculaire à. la surface de sortie carrée du prisme III et coupe ce plan au milieu du carré.
La trajectoire des rayons dans la lunette est la suivante: Le rayon lumineux 1 prove nant d'un objet traverse le correcteur c et poursuit sa route comme 2 jusqu'au moment où il est réfléchi par le miroir principal b et qu'il parvient comme 3 sur le miroir capteur convexe e, qui réfléchit le rayon sous forme de 4. A travers<B>lb</B> diaphragme tubulaire f, 4 parvient à la surface d'incidence du prisme I. De la manière connue, indiquée sur la figure, le rayon traverse le système de prismes, sort du prisme III et se dirige vers l'oculaire. L'image formée par le système constitué par le miroir principal b, le correcteur c et le mi- roir capteur d est inversée.
Le système de prismes redresse l'image finale vue dans l'ocu laire.
En l'absence du diaphragme tubulaire f , un certain nombre de rayons lumineux, qui pénètrent dans la lunette à travers le correc teur c, peuvent atteindre l'oculaire -directe ment, donc sans être réfléchis par le miroir principal ou par le miroir capteur, à travers l'ouverture centrale g, prévue dans le miroir principal et le système de prismes, ce qui pro voque un faux jour gênant. Le diaphragme f élimine pratiquement tous ces rayons avant qu'ils n'atteignent le boîtier -des prismes.
On élimine ainsi ce faux jour de façon simple et efficace.
Le correcteur c affecte la forme d'une len tille ménisque et comporte deux surfaces sphé riques. La puissance est négative. Comme la face convexe de a est tournée vers la lumière incidente, les rayons incidents subissent, en traversant la première surface positive, une déviation vers l'axe optique. Dans le correc teur, la section des faisceaux lumineux inci dents est donc rétrécie, ce qui permet d'utili ser pour la lunette un boîtier à petite section entre le correcteur et le miroir, malgré l'effet divergent -de l'ensemble du correcteur négatif.
Par suite de la correction sphérique du correcteur, la souscorrection sphérique du système constitué par le miroir concave b et le miroir capteur convexe e est exactement compensée. Entre les rayons .de courbure r1 et r,, l'épaisseur moyenne<I>d</I> et l'indice de réfrac tion 7a, du verre du correcteur existe la relation
EMI0004.0022
De ce fait, le correcteur est corrigé chromati- quement, bien qu'il ne comporte qu'une seule sorte de verre.
Par épaisseur moyenne, il y a lieu d'entendre ici l'épaisseur mesurée le long de l'axe optique, l'ouverture centrale d' étant supposée absente.
Le système optique que forme l'objectif de la lunette et qui est constitué par le cor recteur, le miroir principal concave et le mi roir capteur convexe ne comporte que quatre surfaces sphériques et est corrigé non seule ment monochromatiquement mais aussi chro- matiquement.
Les dimensions (toutes en millimètres) . & la partie de l'objectif sont les suivantes: le correcteur a des rayons de courbure r1=63,10 et r= <I>=</I> 57,54, une épaisseur moyenne <I>d =</I> 10, et est réalisé en verre crown au silicate de bore à nD =1,516 et à coefficient de disper sion d = 64,1.
Le rayon -de courbure du miroir principal est r2 = 200 et celui du miroir capteur con vexe r., =<B>77,63.</B>
L'écartement entre la. seconde surface du correcteur et le miroir principal, mesuré le long de l'axe optique, est de 70, alors que la distance comprise entre le miroir principal et le miroir capteur est-de 73.
L'ouverture libre du miroir principal est de 59, de sorte que la distance focale de ce miroir est 1,7 fois son ouverture libre.
La .distance focale de l'ensemble de l'objec tif est de 465, son ouverture libre est de 60; de sorte que pour un oculaire à distance focale de 21 on obtient une lunette de 22 X 60.
Les dimensions principales de la lunette sont: diamètre du tube 65, longueur totale 150. L'appareil est donc très petit et facile ment manipulable, malgré la grande lumino sité et le fort grossissement. Le poids lui aussi ,est très faible: l'ensemble do la lunette ne pèse que 350 g.
La mise au point de la. lunette s'effectue. en. tournant la bague Z de mise au point x. Le mécanisme n'est pas représenté sur la figure. .
Pour certaines applications, par suite du fort grossissement, il est désirable de ne pas devoir tenir la lunette à la main, mais de pou voir la figer. Ceci peut s'effectuer très facile ment et très efficacement en vissant la lunette sur un statif télescopique, facilement empor- table en voyage.
Enfin, il y a lieu de noter que .deux lu nettes telles quo celle décrite permettent de constituer sans plus un instrument binoculaire.
Dans une seconde forme d'exécution, qui correspond en grande partie avec le premier exemple, on utilise un autre correcteur, repré senté sur la fig. 4. Ce correcteur est constitué par deux composantes collées IV et V, les deux surfaces collées étant planes.
Considéré dans son ensemble, le correcteur constitue un ménisque négatif, .dont le côté concave est tourné vers la. lumière incidente. Comparativement au premier exemple, cette disposition offre l'avantage que la correction est meilleure encore. D'autre part, le fait que la première surface est négative pourrait, dans certains cas, constituer un inconvénient, car dans le correcteur, la section des faisceaux in cidents devient plus grande, ce qui, pour une même ouverture libre de la lunette, requiert un tube plus large que dans le premier exem ple. Le correcteur montré sur la fig. 4 est à chromatiser par un choix judicieux des verres des composantes IV et V.
Le miroir capteur convexe est constitué par la partie centrale, recouverte d'une couche d'aluminium, de la surface convexe du correc teur, tournée, vers le miroir principal'. Le faux jour est supprimé par deux diaphragmes in et 7a.
Les .dimensions (exprimées en millimètres) des parties de l'objectif sont les suivantes: Rayons de courbure des surfaces extérieures du correcteur 75, 86 et 87, 10. Le rayon de courbure du miroir principal sphérique est .de 204 et celui du miroir capteur convexe 87, 10. La composante IV du correcteur est. en verre crown à base de silicate de bore à nD =1,516 et à coefficient -de dispersion ô = 64,1; la composante V est en verre crown dur à n,D = 1,518 et à coefficient de dispersion 8 = 60,2. L'écartement entre le miroir prin cipal et le miroir capteur est 74.
L'ouverture libre du miroir principal est de 66, de sorte que la distance focale est égale a. 1,5 fois l'ouverture libre.
L'ouverture libre de l'objectif est 60 et la distance focale de 420. Un oculaire à distance focale de 21 mm fournit donc une lunette de 22 X 60.
La longueur totale de la lunette est de<B>170.</B> le diamètre extérieur du boîtier est de 75 et celui du boîtier de prismes 45; le poids total est de 480 g.
La fig. 5 montre le schéma optique de l'objectif et le système de lentilles inverseuses d'une forme d'exécution à miroir capteur plan.
Les rayons lumineux tombent sur le cor recteur o et, après réflexion par le miroir sphérique concave p, ils parviennent au miroir capteur plan q, qui réfléchit les rayons de façon que l'image se forme en Bl. L'image inversée Bl d'un objet lointain, formée par l'objectif constitué par le correcteur, le miroir principal et le miroir capteur, est à son tour redressée à, l'aide d'un système redresseur constitué par une lentille de champ r et la. lentille inverseuse proprement dite s, de façon à former une image droite<I>B.</I> que l'on peut observer de la manière usuelle à l'aide d'un oculaire.
Les diaphragmes<I>t</I> et u empêchent la pénétration de faux jour dans l'oculaire. Le miroir capteur plan q est monté, ensemble avec le diaphragme t, sur le correcteur o, tan dis que le diaphragme u sert de support aux lentilles r et s.
Dans cette lunette, l'axe optique de l'ob jectif du système de lentilles inverseuses coïncide avec celui de l'oculaire et .elle ne comporte pas de prismes inverseurs.
La fig. 6 montre le schéma optique de l'objectif d'une forme d'exécution à miroir capteur concave.
L'objectif, constitué par le correcteur v et le miroir principal concave w, forme, d'un objet situé devant la lunette, l'image renver sée B3.
Le miroir capteur concave x forme de cette image renversée. B3 une image debout B4 observable par un oculaire. Les diaphragmes y -et z servent à éliminer le faux jour.
Dans certains cas, il peut être utile d'uti liser dans cette forme d'exécution une seconde lentille correctrice placée dans la trajectoire des rayons entre le miroir capteur et l'ocu laire. Sur la fig. 6, cette seconde lentille cor rectrice est tracée en pointillés. Dans ce cas, le boîtier<B>y</B> du diaphragme fait office d'en châssure. Enfin, les fig. 7 et 8 serviront à décrire une forme d'exécution d'une lunette à cher cheur. Le chercheur est utilisé ici avec une lunette telle que .décrite en regard des fig. 1, 2 et 3.
La fig. 7 montre, en coupe, le correcteur A, percé d'une ouverture B. L'objectif C du chercheur est monté dans cette ouverture. Le miroir capteur D peut tourner autour d'un axe E. Un ressort -de torsion F est fixé rigide ment par l'une de ses extrémités au miroir capteur D et par l'autre extrémité au correc teur A. Au miroir capteur est relié rigide ment le brase G, dans lequel est ménagée une ouverture H.
La fig. 8 montre le miroir capteur vu dans <B>la</B> direction de l'axe optique de la lunette. Dans l'ouverture H s'agrippe le crochet I qui constitue l'extrémité de la tige flexible J, fixée rigidement à la bride K. La bride K est maintenue par le ressort L ,dans le tube M, de manière que la bride K puisse glisser. La bride K peut être déplacée par le câble flexi ble N qui traverse la paroi O du boîtier de la lunette.
Lorsqu'on enfonce le bouton P du câble flexible, la bride K est poussée vers le bas, à l'encontre du ressort de pression L. De ce fait, la tige flexible J sort du tube M et le miroir capteur tourne autour de l'axe E, à l'encontre du ressort de torsion F jusqu'au moment où il occupe la position représentée en pointillés sur les fig. 7 et 8.
Dans cette position, le faisceau lumineux passe librement entre l'objectif du viseur et l'ouverture dans le miroir principal (voir fig. 1), de sorte que l'image du chercheur se perçoit dans l'oculaire.
Si l'on relâche ensuite le câble flexible, le miroir capteur reprend, sous l'effet combiné du ressort de torsion F et du ressort de pression L, sa position initiale (fixée par une butée non représentée sur la figure). de sorte que les rayons de l'objectif du cher cheur sont interceptés et que l'on perçoit l'image formée par le correcteur, le miroir principal et le miroir capteur.
Dans. ce cas, la distance focale de l'objectif du viseur est de 150 mm, celle de l'objectif de 465 mm, -de sorte que l'emploi -d'un oculaire à distance focale de 21 mm assure un grossisse ment -de la lunette principale de 22 fois et du chercheur de 7,5 fois, alors que le champ vi suel du chercheur est trois fois plus grand que celui de la lunette.
Sans miroir additionnel -et sans: un tube chercheur séparé on obtient donc un chercheur interne, exempt de parallaxe, et le passage de l'image du chercheur à l'image de la lunette et inversement peut s'effectuer pendant l'ob servation, rapidement et facilement, à l'aide d'un même .oculaire, par la manoeuvre d'un câble flexible.