Note: Descriptions are shown in the official language in which they were submitted.
34~ ~
La presente invention est du domaine des
techniques de l'optique et elle a pour objet un dispositif ou
système optique pour observer dans une enceinte à paroi épaisse,
telle de chambre forte par exemple, avec une visibllité quasi
totale.
On connait des dispositifs appelés commune-
ment juda optique permettant à un observateur situe derrière une
porte d'observex la quasi totalité des ob~ets optiques présents
sur le palier, à condition bien entendu que ces objets soient
suffisamment eclaires ; de tels dispositifs sont en general cons-
titues par un doublet opti~ue comprenant soit un couple de len-
tilles à bord epais, soit un ménisque et une lentille à bord
épais ; ce cloublet formant un système optique fortement diver~
gent donne selon certaines conformations de dioptres qui le
constituent une image virtuelle de l'ensemble des objets dispo-
ses sur le palier ; en gén~ral cette ima~e virtuelle est obser-
vée à l'aide d'une lentille convergente qui permet à la fois
un certain grossissement de l'image et l'accomodation à l'oeil.
On comprend qu'un tel système ne peut avoir une grande longueur,
sous peine d'avoir une image très peu lumineuse. Ainsi le systè-
me precite du juda optique ne peut-il être appliqué à l'obser-
vation à travers des parois d'épaisseur supérieure ~ une dizai- .
ne de centimètres. .
Or la sécurité de certaines enceintes telles
que chambres fortes ou chambres des coffres d'une banque exige
qu'une observation discrète et quasi totale puisse etre effec-
tuée à intervalle régulier depuis l'extérieur de l'enceinte.
Pour permettre cette observation on a proose l'utilisation de
cameras de television placees en quelques points de l'enceinte
et permettant la visualisation sur les ecrans de television du
champ des cameras ; un tel système bien que très efficace~a
l'inconvenient d'être très couteux.
~L2834~
On a propose aussi d'obser~er l'interieur de lSenceinte
à l'aide d'endoscope du genre medical ou de periscope; un incon-
venient de l'un et l'autre de ces dispositifs est que leur
champ de vision est assez reduit (par exemple à un angle solide
de 30 à.60) et qu'il faut par consequent les faire tourner sur
leur axe pour balayer l'ensemble du champ, ce qui peut nuire à
la discretion de leur mise en oeuvre, cette discretion etant
egalement affectee par un certain depassement necessaire a l'in-
terieur de l'enceinte; un autre inconvenient reside dans le coût
non negligeable de ces appareils.
Le but de la presente invention est de permettre l'ob-
servation de l'ensemble des objets vus depuis un point d'une
enceinte à paroi de forte epaisseur avec une qualite d'observa-
tion equivalente à celle que permettrait un juda optique si les
parois de l'enceinte etaient de faible epaisseur; ce but est
atteint par le dispositif ou système optique propose par la
presente invention.
La presente invention vise un système optique pour
l'observation endoscopique grand angulaire à travers une paroi,
ledit système comprenant un système premier d'entree pour donner
de l'ensemble des objets situes au moins devant lui une image
initiale virtuelle situee devant lui, ce dit premier système
optique etant constitue par un doublet, un système deuxième
intermediaire et un système troisième de sortie ou d'accommoda-
tion pour donner des objets situes devant le premier système une
image adaptee soit a la vision subjective, soit à la vision
objective. Ce système, toujours selon l'invention, est essen-
- tiellement caracterise en ce que ledi-t doublet comprend un
menisque à bord epais dont la face avant, constituant la face
d'entree du système, a un rayon de courbure relativement grand
par rapport au rayon de courbure de sa face arrière; ce par quoi
les rayons lumineux issus d'objets situes devant un angle solide
- 2 -
~2~3348
supérieur à 180 peuvent pénétrer dans le système; et en ce que
~ ledit deuxième système optique étant pourvu d'une entree et
d'une sortie dont la distance est sensiblement égale à l'é
paisseur de la paroi, ledit second système optique est conver-
gent et est destiné à fournir de l'image initiale une image
terminale sensiblement plus grande au voisinage de son extrémité
de sortie; ce par quoi ladite image initiale est translattee
depuis sa position initiale devant ledit premier systeme jusqu'à
l'extrémité de sortie dudit deuxième système où elle peut être
adaptée à la vision par le troisième système; d'où il résulte
finalement que l'observation à travers tout système optique de
l'ensemble des objets contenus dans un champ supérieur a 180
est sensiblement équivalente en quali-té d'image à l'observation
qui pourrait être faite de l'image initiale direc-tement avec
le systeme d'accommodation ,mais avec un allongement du système
optique au moins égal a l'epaisseur de la paroi.
Plus particulièrement et, de pré~érence, le deuxième
système optique est constitué de cinq lentilles identiques
distantes l'une de l'autre successivement, d'une distance
légèrement inférieure au double de leur distance focale.
On notera que les caracteristiques enoncees ci-dessus
permettent de concevoir des systèmes optiques de longueur
quelconque adaptables pratiquement à n'importe quelle epaisseur
de paroi d'enceinte dans des limites raisonnables; ainsi en se
donnant un encombrement permanent prenant en compte à la fois la
distance de la première lentille du second système au premier
système divergent et la distance de la lentille d'accommodation
à la cinquième et dernière lentille du système ainsi que l'é-
paisseur des cinq lentilles du second système, egal par exemple
à dix centimètres on obtient la relation donnant la distance
focale des cinq lentilles du second système en fonction de l'e-
paisseur de la paroi à traversero
-- 3 --
33~8
F ~ ( e - 10.) / 8
de plus et en consideration des caracteristiques enoncees ci-
dessus relatives à la position des lentilles du second système
entre elles et, preconisant un intervalle optique.negatif par
exemple.egal au tiers de là distance focale, la valeur d'entre-
toise entre deux lentilles du second système pourra être
avantageusement donnee par la relation:
d = 2 f - .a
soit encore d = 2 f - f / 3
soit finalement d = 5 f / 3
Selon une realisation préferentielle de l'invention,
le doublet constitutif dudit premier est constitue par un
menisque ayant un rayon de courbure de face avan-t de vingt-cinq
millimètres, un rayon de courbure de la Eace arriere de quatre
millimètres et un diamètre de dix-huit millimètres, et par une
lentille bicQncave aya~t un rayon de courbure de chacune de ses
deux faces de sept millimètres et un diamètre de dix millimètres.
Selon une autre redlisation de l'invention, le
deuxième système est situe à une distance du premier système,
telle que l'image initiale soit situee dans une zone comprise
entre le foyer objet de la première lentille du second système
et proche de ce foyer objet, d'où il resulte que l'i.mage
initiale est proche de l'extremite de sortie.
Dans une autre realisation, la face arrière du
menisque à bord epais est sensiblement hemispherique et la
seconde lentille du doublet est une lentille biconcave accolee
- à la face arrière dudit menisque, son rayon et son diamètre
etant sensiblement plus grands que ceux de la face arrière du
menisque.
34~
La présente invention sera mieux comprise
à la description qui va suivre d'une realisation particulière
et en relation avec les figures de la planche annexee dans
lesquelles:
La fig.l est un dia~ramme schematique re~
présentatif des fonctions des systèmes constitutifs du disposi-
tif de l'invention, et
La fig.2 est une coupe suivant l'axe opti~
que d'un dispositif particulier conforme à l'invention.
Sur la fig.l un dispositif ou un système op~
tique de l'invention se compose dans sa ~énéralité d'un système
optique divergent 1 dit grand angulaire c'est ~ dire pouvant
percevoir des objets lumineux situés dans un angle solide c~ su-
perieur à 1~0 pour en donner une image virtuel:Le 2 située un
peu en avant de lui, d'un dispositiE translateur d'image 3 pour-
vu d'une extrémité d'entrëe 4 et d'une extrémité de sortie 5
pour donner de l'image initiale 2 une ima~e sensiblement plus
grande situ~e au voisina~e de sa face de sortie 5 ~t d'un systè-
- me d'accomodation 6 pour permettre ~ un oeil 7 situé derrière
lui de voir l'image situee au voisinage de 5 sous sensiblement
le même diamètre apparent que l'image 2 est vue depuis la face
d'entree 1 du translateur ; ~es syst~mes optiques 1, 3 et 6
sont centres sur un axe optique 8
Sur la fig.2 un systeme plus particulier de
dispositif optique d'observation à travers une paroi épaisse,
conforme ~ l'invention, se compose des mêmes elements 1, 3 et
6 que le disposi'cif schematise en fig.l.
Le système optique 1 d~fini pr~c~demment
comme premier est constitué par un doublet compose d'un menis-
que à bords ~pais 11 et d'une lentille biconcave 12 , le menis-
que 11 a une face avant ayant un rayon de courbure Rll relati-
vement grand par rapport au rayon de courbure rll de sa face
~ 5
.
39t~
arrière qui est pratiquement hemispherique ou en demi boule , la
lentille biconcave 12 a deux ace5 symetriques l'une de l~autre
de rayon R12 identiques, son diamètre ~tan~ sensiblement supe-
rieur au diamètre de la demi boule du ménis~ue 11 de fa~on que
la totalite de rayons lumineux passant a travers la demi boule
soit récuperee par la lentille biconcave ce ~ui contribue ~ la
luminosite de la vision~
Le système translateur d1image defini pre-
cedemment comme second se compose de clnq lentilles plan con-
vexes L 1, L 2, L 3, L 4 et L 5 identiques les unes aux autreset ~uidistantes entre elles, et separees par des entre~oises
telles ~ue 31 d'egale longueur , la longueur d'une entretoise 31
est telle que le foyer objet d'une lentille tel que le foyer ob-
jet F 2 de la lentille L 2 soit situ~ en avant sur l'axe du
foyer image tel que F'l de la lentille qui le precède, la dis-
tance entre ces deux foyers vo.~sins ~tant appelee intervalle op-
ti~ue ~ . On a seulement represente sur la fi~.2 les lentilles
L 1 et L 2 à leur distance reelle ma.Ls il doit etre compris que
la.même disposition se retrouve pour les lentilles L3, L4 et L5. .
La position de la lentille L 1 par rapport au d3ublet du premier
système est telle que son foyer objet F 1 (non repr~senté sur la
figure) est legèrement e~n avant du dou~let, cette distance est
definie par 1'entretolse 13. On prefèrera, pour augmenter la lu~
minosite et diminuer les aberrations c~romati~ues, la disposition
indiquee sur la figure, à savoir la première lentille plan bi-
concave a sa face plane orientee vers l'avant du svstème tandis
que l~s quatre autres lentilles ont leur face plane orientee
vers l'arrière. .
Le système d'accomodation 6 se compose d'une
lentille plan convexe L6 et d'un oeilleton 61 , la lentille L 6
a une distance focale de preference superieure à la distance fo-
cale des lentilles Ll et LS, par exemple du double et elle est
.
, ~ .
~2~3~ ~
situee derrière L 5 a une distance 62 égale ~ environ la moitié
de sa distance focale ; l'oeilleton est situ~ à une distance 63
de L 6 égale environ ~ trois centimetres.
On notera que les distances d ! entretoises
13, 62 et 63 sont, cumulées, d'une dizaine de centimètres~ ces
distances pouvant varier legèrement en fonction de la longueur
totale du dis~ositif de l'invention ; toutefois c'est sur la
longueur 32:cumulant les quatre entretoises 31 plus l'épaisseur
des ientilles que l'on jouera pour augmenter ou diminuer la
longùeur ~u dispositif en fonction de l'epaisseur des parois à
traverser.
Les exemples suivants vont permettre de
mieux comprendre comment sont determinees ces différentes lon-
gueurs :
- Premier exemple : :
L'epaisseur de la paroi est de cinquante centimetres, par consé~
quent la longueur du deuxième système sera de quarante centim~-
tres, d etant la longueur d'entretoise 31, on a :
d = 4 0 / 4 Y 10 centimètres
0 en appli~uant la relation ci-dessus donnée, on obtient :
f = 3 x 10 / 5 = 6 centimetres
ainsi on choisira pour les lentilles Ll, L2, L3, L4 et L5 des
lentilles plan convexes ayant un rayon de courbure d'environ
trente millimètres, soit encore, avec un verre d'indice environ
1,53, une distance focale de six centimètres. Le diamètre de
ces lentilles est de 14 millimètres et leur epaisseur au sommet
est de 5 millimètresO
Pour le doublet divergent Rll - 25 millimè-
tres, rll = 4 millimètres, 1 diamètre D 11 du ménisque 11 est
de 18 millimètres, le diamètre D 12 du ménisque 12 est de 10
millimètres et le rayon R 12 de ses faces est de 7 millimètres;
la lentille L 6 d'accomodation a un diam~tre de 14 millimètres~
33~3
une épaisseur de 5 millimètres et un rayon de face avant de 63
millimètres ; elle est située de 7 ~ 10 centimètres derri~re la
lentille L 5 et 3 centimètres devant l'oeilleton 610
- Second exemple ^
L'épaisseur de la paroi est d'un mètre, les premier et troisiè-
me systèmes peuvent être identiques à ceux du premier exemple,
par conséquent la longueur du deuxième système, ou système trans-
lateur, sera de quatre vingt dix centimètres ; on a alors :
d = 90 / 4 = 22,5 cm et f = 3 x 22,5 / 5 = 13,4 cm
ainsi on choisira pour les lentilles L1, L , L3, L4 et L5 des
lentilles plan convexes ayant une distance focale de 13~4 ~enti
mètres.
Il doit 8tre encore précis~ que les dispo-
sitions générales de l'invention sont applicables au traitement
optique des rayons inEra-rouge émanant des objets observés,
condition que l'optique soit appropriée au traitement de ces
rayons ; un dispositif de l'invention fonctionnant en lumière
infra-rouge pr~sente llavantage de permettre l'observation en
cas de panne ou de coupure de l'électricité, ce qui est un point
important dans le cas de surveillance des chamhres ~ortes de
coffres par exemple. Il doit être enfin noté que le dispositif
de l'invention peut être utilisé avec des cam~ras de prises de
vues photographiques et ce par le simple choix de la dernière
lentille L 6 qui sera alors adaptée pour produire une image pou-
vant être prise en compte par des tels appareils.
Bien que des exemples aient été donnés a
titre illustratif, il doit être compris que la présente invention
n'est pas limit~e ~ ceux-ci mais que sa portée est définie par
les revendications qui suivent.
.
