L'invention ci-dessous concerne les instruments optiques de topographie. Elle a pour objet un dispositif optique que l'on peut utiliser. soit comme un niveau d'arpenteur, soit fixé à un niveau classique.
Dans le niveau habituel à lunette fixe, on pointe une mire à distance avec une lunette munie d'un réticule en croix; la lecture de la hauteur de la mire de visée est faite par le géomètre. Avant de prendre des mesures, le niveau doit être réglé pour que l'axe de la lunette soit parfaitement horizontal, cela étant obtenu par réglages successifs, jusqu'a ce qu'un niveau à bulle ou une fiole d'ar pentage indique l'horizontalité de l'axe. En général, cette opération a été remplacée par un des deux types de niveau automatique. Ces niveaux automatiques sont relativement chers à fabriquer et ils ont d'autre part le désavantage de fatiguer les yeux du géomètre qui les utilise.
Le but de la présente invention est de fournir un dispositif que l'on peut utiliser à la place du niveau habituel ou bien avec un niveau habituel.
Le dispositif objet de la présente invention comprend des moyens pour obtenir deux chemins optiques dont l'un donne une image renversée par rapport à l'autre. Ce dispositif est caractérisé en ce que lesdits moyens comportent un miroir semi-réfléchissant, traversé directement sous un angle aigu par l'un des chemins optiques, de manière à fournir une image droite d'un objet observé au moyen de l'instrument, trois surfaces planes réfléchissantes disposées dans des plans différents de manière à déterminer le second chemin optique et à fournir une image renversée de l'objet observé, par réflexion sur le miroir semi-réfléchissant, cette image étant superposée à l'image droite, et en ce que les deux chemins optiques traversent des optiques d'entrée décalées latéralement l'une par rapport à l'autre.
Dans un mode préféré de réalisation, on a les première et seconde surfaces réfléchissantes perpendiculaires entre elles, pour que le trajet optique se situe dans un plan optique normal auxdites première et seconde surfaces, la troisième surface réfléchissante étant placée perpendiculairement au miroir semi-réfléchis- sant et à 45 - du plan optique.
De préférence, le second trajet optique est obtenu au moyen de trois prismes de section isocèle rectangle et de mêmes dimensions. les premier et second prismes ayant deux petites faces placées l'une contre l'autre et situées dans un même premier plan, le troisième prisme ayant l'une de ses petites faces plaquée contre l'autre petite face du second prisme, la face libre du troisième prisme étant dans un second plan perpendiculaire audit premier plan, la petite face libre du troisième prisme étant adjacente au miroir semi-argenté et à 45' par rapport à lui, les hypoténuses des trois prismes formant les trois surfaces réfléchissantes planes. On pourrait obtenir la même chose avec un montage différent en utilisant trois miroirs à l'emplacement des hypoténuses des prismes ci-dessus décrits.
On utilise, de préférence, l'instrument comme accessoire d'un niveau optique classique, premièrement, dans le but d'avoir une observation rapide d'une mirejalon et deuxièmement, parce qu'associé à un niveau à bulle, il permet de s'assurer que la lunette du niveau optique est horizontale. En déplaçant l'oeil une seule fois, de l'oculaire de l'accessoire à celui de la lunette, le niveau peut être réglé et la mire observée instantanément. Cela réduit beaucoup la fatigue de l'oeil du géomètre.
Dans un tel accessoire, les prismes peuvent être placés de sorte que le premier plan, commun aux faces des premier et second prismes, soit sensiblement à 451 de l'horizontale, un niveau à bulle étant placé près de ces prismes, un premier et un second miroir étant placés au-dessus des extrémités de la bulle du niveau, quand celui-ci est horizontal, le premier miroir étant placé en face du miroir semi-argenté et le second en face de la face libre du premier prisme, ce qui permet d'obtenir ainsi une image d'une extrémité de la bulle et, à côté, l'image renversée de l'autre extrémité de la bulle. Tout cet ensemble peut être placé dans une boite close, que l'on peut fixer à un niveau classique.
Pour que cette invention puisse être mieux comprise. on va en décrire, ci-après, à titre d'exemple purement illustratif et non limitatif, une forme de réalisation représentée sur le dessin annexé.
Sur ce dessin:
La fig. 1 est un schéma en perspective du système optique de cette forme de réalisation.
La fig. 2 est une vue en élévation latérale avec coupe partielle d'un niveau équipé de cette forme d'exécution comme accessoire du réglage de l'horizontalité.
La fig. 3 est une vue de dessus du niveau et de son accessoire représentés sur la fig. 2.
La fig. 4 est une vue de face du niveau des fig. 2 et 3, L'oculaire étant au premier plan.
La fig. 5 représente ce que l'on voit dans l'oculaire de l'acces
soire, lorsqu'on ajuste le niveau de la lunette.
Les fig. 2, 3 et 4 du dessin représentent un niveau classique 10 auquel on a fixé un accessoire 11. conçu selon la présente invention.
Le niveau comprend un pied 12, qui peut être fixé à un trépied, une lunette 13 étant montée sur ce pied et pouvant tourner autour d'un axe vertical. Un niveau à bulle 14 peut être utilisé pour positionner le pied 12 verticalement. sur un trépied. Un posi- tionnement grossier de la lunette par rapport au pied peut être fait à la main; on bloque alors la vis de serrage 15 pour fixer le support de la lunette sur le pied. Un réglage fin de la position de la lunette est ensuite fait à l'aide de la vis 16. Le bouton 17 permet la mise au point de la lunette (fig. 3 et 4). Au sommet du pied, qui porte la lunette, se trouve une échelle graduée en degrés jusqu'a 360 et présentant une arête moletée 18.
Un boîtier fermé 20 est fixé à côté de la lunette au moyen du pivot vertical 19. La rotation de ce boitier par rapport à la lunette est obtenue au moyen d'une vis de réglage 21, coopérant avec un ergot ou patte 22 solidaire du dessus du boitier 20, et avec un ergot ou patte analogue 23 fileté et solidaire de la lunette 13.
Un élément plat en équerre 25 est fixé dans le boitier 20 par un axe horizontal 24, cet élément 25 ayant un bras vertical 26 et, à droite sur la fig. 2, un bras horizontal 27. Une paire d'ergots horizontaux 28 et 29 font partie de la plaque 25, un niveau à bulle 30 étant fixé sous les ergots 28 et 29. Ce niveau 30 est classique et la longueur de sa bulle est telle que, lorsque le tube est horizontal, les extrémités de la bulle sont situées juste au-dessous du premier miroir 31 et du second miroir 32, tous les deux ayant leur plan incliné à 45 de l'horizontale et étant fixés à la plaque 25.
Pour positionner l'élément ou plaque 25 par rapport au pivot horizontal 24, une vis de réglage 33 se visse dans le boitier et est emprisonnée dans la partie 27 de la plaque 25.
Un système optique 35 est aussi monté dans le boitier, sur un bras 34 de la plaque 25. Ce système optique est représenté schématiquement sur la fig. 1: il comprend un miroir semi-argenté 36 et trois prismes identiques, isocèles rectangles 37, 38 et 39. Une des petites faces du premier prisme 37 est collée à une des petites faces du second prisme 38, l'autre face du second prisme étant collée à l'une des petites faces du troisième prisme 39. La petite face libre du troisième prisme 39 est placée près du miroir semiargenté et à 45 . Avec ce montage, on obtient deux trajets optiques 40 et 41.
Le premier trajet optique est produit par la lumière qui traverse le miroir semi-argenté 36, et le second trajet est obtenu par le passage de la lumière à travers la face libre du premier prisme 37, par la réflexion totale sur les trois hypoténuses des prismes 37, 38 et 39 et finalement par réflexion sur le miroir semiargenté 36. Dans ce montage, on obtient une image renversée par le second trajet optique sur le miroir 36. Comme le montre la fig. 4, la face commune 42 des premier et second prismes 37, 38 est à 45 de l'horizontale.
Juste derrière le miroir semi-argenté 36, le boitier a une ouverture 43, qui est équipée d'un oculaire 44 sur sa partie inférieure. A l'autre extrémité du boîtier, il y a deux ouvertures 45 et 46 placées de sorte que le système optique 35 reçoive de la lumière par les deux trajets optiques 40 et 41, la lumière passant à travers le miroir semi-argenté 36, ou bien dans le premier prisme 37 respectivement.
De même, les deux miroirs 31 et 32 sont placés de façon à se trouver en hauteur entre les trajets optiques (fig. 2) et à droite de ceux-ci comme on le voit sur la fig. 3 en regardant dans le sens oculaire-objectif de la lunette 13. En dessous du tube du niveau 30, il y a une ouverture 47 pratiquée dans la paroi de base du boitier, pour éclairer le tube, ce qui permet de voir la bulle dans les miroirs 31 et 32.
Comme on peut le voir sur les fig. 2 et 4, la ligne centrale du système optique 35, c'est-à-dire la ligne équidistante des chemins 40 et 41 est située au même niveau que l'oculaire 48 de la lunette 13, à condition que le système optique soit mis à niveau en tenant compte de la bulle.
Le réglage final de la lunette est obtenu par le bouton 49, qui déplace verticalement la lunette par rapport à son support, ce réglage étant aussi transmis au boîtier 20.
Lorsqu'on l'utilise, l'accessoire décrit ci-dessus est fixé à la lunette, et les vis de réglage 21 et 33 sont tournées de sorte que les deux chemins optiques 40 et 41 donnent l'un et l'autre dans l'ouverture 43, une image identique à celle qui apparaît sur le réticule de la lunette 13. Ces réglages sont effectués avant d'aller sur le terrain, l'accessoire étant alors fixé sur la lunette du niveau. Il n'est pas nécessaire de régler ultérieurement les vis 21 et 33.
Lorsqu'on utilise le niveau sur le terrain, le géomètre tourne la lunette en regardant dans l'ouverture 43, au-dessus de l'oculaire 44, jusqu'à ce qu'il voie la mirejalon, qui apparaît sous la forme de deux images provenant des deux trajets optiques 40 et 41. Ces deux images seront l'une à côté de l'autre ou l'une audessus de l'autre si on tourne la lunette. C'est pourquoi une visée précise de la lunette sur la mire-jalon peut être faite rapidement.
Le géomètre regarde dans l'oculaire 44 et voit deux images des extrémités de la bulle, l'une par le miroir 31 et le trajet 40, L'autre par le miroir 32 et le trajet 41. Les deux extrémités de la bulle sont représentées sur la fig. 5, lorsque l'appareil est réglé à niveau, les deux extrémités 50 et 51 sont exactement adjacentes. Tout ce que le géomètre a à faire est alors de déplacer son oeil vers l'oculaire 48 de la lunette 13, à travers laquelle il peut voir la mireja- lon et noter la mesure de la hauteur, après avoir mis au point avec le bouton 17.
L'accessoire permet à la fois d'obtenir l'horizontalité rapide de la lunette et d'avoir une vue rapide du jalon avant de prendre le véritable niveau. L'ouverture 43 est proche de l'oculaire 48, ce qui évite un grand déplacement de la tête du géomètre. De plus, l'utilisation de cet accessoire diminue la fatigue de l'oeil, que l'on ressent généralement lorsqu'on utilise un appareil de visée conventionnel associé avec une lunette.
Le système optique 35 a été représenté dans une boite séparée 11, mais il peut, bien sûr, faire partie du niveau lui-même. S'il en est ainsi, les vis de réglage 21 et 33 ne sont plus nécessaires. Ce- pendant, le fabricant peut décider que les réglages seront faits à l'aide d'un tournevis, les composants étant alors réglés avec précision à l'usine.
L'accessoire représenté sur le dessin peut aussi être détaché et utilisé comme niveau à lui seul. Si le boitier 20 est monté sur un trépied ou un autre support, le réglage de la vis 33 peut être fait pour mettre à niveau ledit accessoire ainsi décrit. Puis, si un repère horizontal est mobile verticalement sur la mire-jalon, on verra deux images de ce repère. Si on bouge le repère vers le haut ou vers le bas, jusqu'à ce que les deux images soient au même niveau, c'est-à-dire en coïncidence, le repère sera alors au niveau du système optique de l'accessoire. Cet accessoire est alors utilisé comme un niveau, et, ou bien on peut noter la position du repère
sur la mirejalon, ou bien on peut se déplacer autour d'un bâti
ment ou d'un autre site en maintenant le repère dans la même po
sition pour déterminer les différents points du site qui sont au
même niveau.