FR2873211A1 - Scene or object e.g. laser, observing and detecting device e.g. camera, has lens forming image in image plane, and light traps placed on both sides of optical axis of device to absorb incident light beam reflected by non-diffusing screen - Google Patents

Abstract

The device has a lens (19) forming an image of a scene or an object in an image plane (P2) perpendicular to an optical axis of the lens. A non-diffusing receiver screen (20) is placed outside a surface (S4) located in the plane and corresponding to projection of the lens along the axis. Light traps are placed on both sides of an optical axis of the device such that an incident light beam reflected by the screen is absorbed by the traps.

Description

L'invention concerne notamment le domaine des dispositifs d'observation etThe invention relates in particular to the field of observation devices and

de détection et a plus particulièrement pour objet un dispositif d'observation et de détection apte à limiter, voire à annihiler les rétroréflexions.  detection and more particularly relates to an observation device and detection capable of limiting, or even annihilate retroreflections.

On désigne par dispositif d'observation ou de détection un ensemble constitué d'une part d'un système optique, appelé objectif, formant d'un objet lumineux une image et, d'autre part, d'un écran récepteur situé dans le plan de la surface de formation de l'image qui sera appelé plan image dans la suite. L'image est généralement plane et on la supposera telle pour simplifier l'exposé. Les systèmes d'observation se distinguent par leur fonction qui est de restituer une image, et donc par la présence d'un écran qui a la capacité de distinguer un grand nombre de points de l'image.  An observation or detection device is a set consisting of an optical system, called an objective, forming an image of a luminous object and a receiving screen located in the plane. the image forming surface that will be called the image plane in the following. The image is usually flat and it will be assumed to simplify the presentation. Observing systems are distinguished by their function of rendering an image, and thus by the presence of a screen that has the ability to distinguish a large number of points from the image.

De nombreux instruments d'observation possèdent, dans leur plan image, une surface réfléchissante ou diffusante. C'est, par exemple, la lame porte-réticule dans un viseur ou dans des jumelles, la surface détectrice dans un appareil photographique ou une caméra, qu'ils soient à film ou numériques. C'est aussi le cas de la rétine de l'oeil. Une telle surface absorbe ou transmet une partie de l'énergie pour former le signal utile, par exemple celui d'une image photographique, d'un signal vidéo ou d'une image rétinienne et réfléchit de façon spéculaire ou de façon diffuse une autre partie de l'énergie incidente. Cette énergie, qu'aucun traitement de surface ne peut annuler complètement, est en partie recueillie par l'optique de formation de l'image qui, d'après le principe du retour inverse de la lumière, la renvoie de façon très directive dans le plan de la source où elle se trouve concentrée.  Many observation instruments have, in their image plane, a reflective or diffusing surface. This is, for example, the reticle-holder blade in a viewfinder or in binoculars, the detector surface in a camera or a camera, whether film or digital. This is also the case of the retina of the eye. Such a surface absorbs or transmits a portion of the energy to form the useful signal, for example that of a photographic image, a video signal or a retinal image and specularly or diffusely reflects another part incidental energy. This energy, which no surface treatment can completely cancel, is partly collected by the optics of image formation which, according to the principle of the inverse return of the light, returns it in a very directive way in the plan of the source where it is concentrated.

Si un autre instrument d'observation est situé à proximité immédiate de l'objet lumineux, aussi appelé la source, ou lui est virtuellement superposé par un moyen optique, il reçoit ce flux concentré en provenance du premier système d'observation.  If another observation instrument is located in close proximity to the light object, also called the source, or is virtually superimposed by optical means, it receives this concentrated stream from the first observation system.

Si l'objet est une source lumineuse intense (un laser en particulier), le faisceau concentré en retour peut créer sur ce second système d'observation une 30 image du premier beaucoup plus lumineuse que son environnement.  If the object is an intense light source (a particular laser), the back-focused beam can create on this second observation system an image of the first much brighter than its surroundings.

2 2873211 C'est ce phénomène qui crée sur les photographies prises au flash le phénomène des yeux rouges si le flash est trop proche de l'objectif de l'appareil photographique. La pupille de l'oeil, au lieu de paraître noire, est éclairée en rouge par la diffusion importante de cette couleur par la rétine de l'oeil humain.  2 2873211 It is this phenomenon that creates in flash photography the red-eye phenomenon if the flash is too close to the camera lens. The pupil of the eye, instead of appearing black, is illuminated in red by the important diffusion of this color by the retina of the human eye.

C'est ce même phénomène qui rend les yeux de chats lumineux la nuit dans les phares de voiture. C'est pourquoi cette rétroréflexion est parfois appelée effet oeil de chat .  It is this same phenomenon that makes the eyes of cats light at night in car headlights. That's why this retroreflection is sometimes called the cat's eye effect.

Cet effet est utilisable pour détecter les systèmes optiques observant dans notre direction. Un paparazzi ou un sniper qui, caché, croit pointer son appareil photographique ou sa lunette de visée discrètement vers sa cible peut être détecté par celle-ci comme un point lumineux dans le paysage.  This effect can be used to detect optical systems observing in our direction. A paparazzi or sniper who, hidden, thinks to point his camera or telescope discreetly towards his target can be detected by it as a bright spot in the landscape.

Si l'objet observé, en l'occurrence le deuxième système d'observation, éclaire l'instrument qui l'observe, en l'occurrence le premier système que l'on appelle optique pointée , au moyen d'un laser, celui-ci renvoie dans la direction précise du laser émetteur une énergie lumineuse importante. On qualifie cette énergie en évaluant, dans des conditions expérimentales bien définies, quelle surface devrait avoir un objet imaginaire qui, soumis au même éclairement, n'absorbant rien et diffusant uniformément la lumière dans tout l'espace renverrait la même intensité lumineuse que l'optique pointée dans la direction précise du laser. On dit alors que l'optique pointée a une surface équivalente laser (SEL) égale à cette surface. Ainsi il n'est pas impossible qu'une optique de quelques centimètres carrés ait une surface équivalente laser de plusieurs centaines de mètres carrés. Cela veut simplement dire qu'elle renvoie vers l'observateur autant d'énergie que l'objet imaginaire ayant une telle surface.  If the observed object, in this case the second observation system, illuminates the instrument which observes it, in this case the first system called optical dotted, by means of a laser, this it returns in the precise direction of the emitting laser a significant amount of light energy. This energy is qualified by evaluating, under well defined experimental conditions, which surface should have an imaginary object which, subjected to the same illumination, absorbing nothing and diffusing the light uniformly throughout the space would return the same luminous intensity as the optics pointed in the precise direction of the laser. It is said that the pointed optic has an equivalent laser area (SEL) equal to this surface. Thus it is not impossible that an optic of a few square centimeters has an equivalent laser area of several hundred square meters. It simply means that it returns to the observer as much energy as the imaginary object having such a surface.

La définition de la surface équivalente laser est plus générale mais on ne s'intéresse ici qu'à la Surface Equivalente Laser (SEL) mono statique. Dans cette dernière l'émetteur laser et le détecteur qui reçoit la lumière réfléchie sont suffisamment proches pour être considérés comme confondus lorsqu'ils sont vus depuis le premier système d'observation.  The definition of the laser equivalent surface is more general, but we are only interested in the mono-static Laser Equivalent Surface (SEL). In the latter, the laser emitter and the detector which receives the reflected light are sufficiently close to be considered as confused when viewed from the first observation system.

3 2873211 On s'intéresse à l'ensemble du domaine optique et le terme lumière employé dans ce texte peut désigner n'importe quel domaine dans l'ensemble du spectre des rayonnements électromagnétiques.  3 2873211 We are interested in the whole of the optical domain and the term light used in this text can designate any domain in the whole spectrum of electromagnetic radiation.

On s'intéresse principalement aux instruments d'observation à grande distance et, sans pour cela restreindre le champ d'application de l'invention, on confondra, dans la suite, le plan image et le plan focal du premier système d'observation.  It is mainly interested in long-distance observation instruments and, without thereby restricting the scope of the invention, the image plane and the focal plane of the first observation system will be confused in the following.

La valeur de la surface équivalente laser est un paramètre important pour les systèmes d'observation car elle détermine leur discrétion vis-à-vis d'un système actif de détection utilisant cette propriété. Dire que le système de détection est actif, signifie que le système contient une source de lumière.  The value of the laser equivalent area is an important parameter for the observation systems because it determines their discretion with respect to an active detection system using this property. Saying that the detection system is active means that the system contains a light source.

Les dispositifs existant pour limiter la rétroréflexion des dispositifs d'observation ou de détection consistent soit à munir l'appareil d'un filtre arrêtant la lumière du système de détection, soit à réduire le niveau d'énergie réfléchie en dépolissant la surface qui se trouve dans le plan focal de l'instrument.  Existing devices for limiting the retroreflection of the observation or detection devices consist either of providing the apparatus with a filter which stops the light of the detection system, or of reducing the level of reflected energy by roughening the surface which is located in the focal plane of the instrument.

Or, l'utilisation d'un filtre est impossible si le système de détection est capable d'émettre n'importe où dans le domaine de fonctionnement du système d'observation. La protection devrait couvrir alors la totalité du domaine de fonctionnement et rendrait aveugle ledit système.  However, the use of a filter is impossible if the detection system is able to transmit anywhere in the operating range of the observation system. Protection should then cover the entire operating range and blind the system.

Par ailleurs, l'utilisation d'une surface dépolie n'est pas une solution idéale car d'une part elle ne réduit pas suffisamment le niveau d'énergie réfléchie dans la direction d'incidence et d'autre part, elle élargit l'angle de champ sous lequel le système est alors détectable.  Moreover, the use of a frosted surface is not an ideal solution because on the one hand it does not reduce sufficiently the level of energy reflected in the direction of incidence and on the other hand, it widens the angle of field under which the system is then detectable.

L'objet de la présente invention est de remédier à ces problèmes en proposant un dispositif d'observation ou de détection apte à limiter voire à annihiler toute rétroréflexion liée à la présence d'un écran, ce dispositif étant alors totalement discret vis-à-vis d'un système de détection utilisant cette rétroréflexion de l'optique pointée.  The object of the present invention is to remedy these problems by proposing an observation or detection device able to limit or even annihilate any retroreflection related to the presence of a screen, this device then being totally discrete vis-à-vis screw of a detection system using this retroreflection of the pointed optics.

4 2873211 La solution apportée est un dispositif d'observation ou de détection d'une scène ou d'un objet comportant un objectif et des moyens aptes à former une image de la scène ou de l'objet dans un plan appelé plan image P2 incliné par rapport à l'axe optique du dispositif.  4 2873211 The solution provided is a device for observing or detecting a scene or an object comprising an objective and means capable of forming an image of the scene or the object in a plane called an inclined P2 image plane. relative to the optical axis of the device.

L'axe optique du dispositif est défini comme l'axe passant par le centre optique de l'objectif et par le centre de l'écran récepteur. Dans de nombreux cas, l'axe optique du dispositif est confondu avec l'axe optique de l'objectif qui passe par le centre optique de l'objectif et par le foyer image.  The optical axis of the device is defined as the axis passing through the optical center of the lens and the center of the receiving screen. In many cases, the optical axis of the device is confused with the optical axis of the lens that passes through the optical center of the lens and the focus image.

Selon un premier mode de réalisation particulier, un dispositif selon l'invention comporte un objectif apte à former une image de la scène ou de l'objet dans un plan appelé plan image P2 perpendiculaire à l'axe optique OZ de l'objectif et un écran récepteur disposé dans ledit plan image P2 mais en dehors d'une surface S1 située dans le plan P2 et correspondant à la projection de l'objectif sur le plan P2 et selon l'axe optique OZ de l'objectif.  According to a first particular embodiment, a device according to the invention comprises an objective capable of forming an image of the scene or of the object in a plane called image plane P2 perpendicular to the optical axis OZ of the objective and a receiver screen disposed in said P2 image plane but outside a surface S1 located in the plane P2 and corresponding to the projection of the objective on the P2 plane and along the optical axis OZ of the lens.

Selon un deuxième mode de réalisation particulier, un dispositif selon l'invention comporte un objectif correspondant à une partie décentrée d'un objectif de plus grande dimension et apte à former une image de la scène ou de l'objet dans un plan appelé plan image P2 perpendiculaire à l'axe optique OY de l'objectif de plus grande dimension et un écran récepteur disposé dans ledit plan image P2 mais en dehors de la surface S4 située dans le plan P2 et correspondant à la projection de l'objectif sur le plan P2 et parallèlement à l'axe optique OY.  According to a second particular embodiment, a device according to the invention comprises an objective corresponding to an off-center part of an objective of larger size and able to form an image of the scene or the object in a plane called the image plane P2 perpendicular to the optical axis OY of the larger lens and a receiver screen disposed in said P2 image plane but outside the surface S4 located in the plane P2 and corresponding to the projection of the objective on the plane P2 and parallel to the optical axis OY.

Selon un troisième mode de réalisation de l'invention, lesdits moyens comportent au moins un prisme disposé entre l'écran récepteur et l'objectif et apte à incliner le plan image selon un plan P4, l'écran récepteur étant disposé dans ce plan P4.  According to a third embodiment of the invention, said means comprise at least one prism disposed between the receiver screen and the objective and adapted to incline the image plane in a plane P4, the receiver screen being disposed in this plane P4 .

Selon un quatrième mode de réalisation de l'invention, ledit objectif est constitué par un objectif de plus grande dimension devant lequel est disposé un obturateur apte à obturer en partie ledit objectif, de sorte que seule une partie excentrée dudit objectif de plus grande dimension soit utile.  According to a fourth embodiment of the invention, said objective is constituted by a larger lens in front of which is disposed a shutter capable of partially closing said lens, so that only an eccentric portion of said larger lens is useful.

Selon une autre caractéristique, ladite surface SI ou ladite surface S4 est constituée par une surface réfléchissante et inclinée par rapport à l'axe optique de 2873211 l'objectif et/ou ladite surface Si ou ladite surface S4 est disposée dans un autre plan que P2, par exemple au-delà de P2 dans une direction opposée à celle de l'objectif, ou en deçà de P2 et dans la direction de l'objectif.  According to another characteristic, said surface S1 or said surface S4 is constituted by a reflecting surface and inclined with respect to the optical axis of the objective and / or said surface Si or said surface S4 is disposed in another plane than P2. for example, beyond P2 in a direction opposite to that of the objective, or below P2 and in the direction of the objective.

Selon une autre caractéristique, ladite surface S1 ou ladite surface S4 est 5 absorbante.  According to another characteristic, said surface S1 or said surface S4 is absorbent.

Selon une caractéristique particulière, un dispositif selon l'invention comporte au moins un piège à lumière disposé autour de l'axe optique du dispositif.  According to a particular characteristic, a device according to the invention comprises at least one light trap disposed around the optical axis of the device.

Selon une autre caractéristique, l'écran récepteur comporte une surface polie ou une couche de surface apte à le rendre réfléchissant, le matériau la 10 constituant ayant préférablement le même indice de réfraction que l'écran récepteur.  According to another characteristic, the receiver screen comprises a polished surface or a surface layer capable of rendering it reflective, the material constituting it having preferably the same refractive index as the receiver screen.

D'autres avantages et caractéristiques de la présente invention apparaîtront dans la description de différentes variantes de réalisation de l'invention, en regard des figures annexées parmi lesquelles: - Les figures 1 et 2 illustrent l'effet oeil de chat, - Les figures 3a, 3b, 3c et 3d présentent une variante de réalisation de l'invention, - La figure 4 présente une seconde variante de réalisation de l'invention. - La figure 5 montre une autre variante de réalisation de l'invention.  Other advantages and features of the present invention will become apparent in the description of various alternative embodiments of the invention, with reference to the appended figures in which: FIGS. 1 and 2 illustrate the cat's eye effect, FIGS. , 3b, 3c and 3d show an alternative embodiment of the invention, - Figure 4 shows a second embodiment of the invention. - Figure 5 shows another embodiment of the invention.

La figure 6 présente une quatrième variante de réalisation de l'invention.  Figure 6 shows a fourth embodiment of the invention.

La figure n 1 montre de façon schématique le principe de l'effet oeil de chat avec un dispositif comportant un objectif 1 constitué par une lentille mince constituant également la pupille et d'un écran récepteur constitué d'un écran focal diffusant 2.  FIG. 1 schematically shows the principle of the cat's eye effect with a device comprising an objective 1 consisting of a thin lens also constituting the pupil and a receiving screen consisting of a diffusing focal screen 2.

Lorsque ce dispositif est soumis à un faisceau laser incident 3, une partie importante 4 de l'énergie réfléchie dans le lobe de diffusion 5 est captée par la lentille 1 et repart, concentrée, exactement dans la direction 7 du faisceau laser incident 3.  When this device is subjected to an incident laser beam 3, a large part 4 of the energy reflected in the diffusion lobe 5 is picked up by the lens 1 and leaves, concentrated, exactly in the direction 7 of the incident laser beam 3.

6 2873211 La figure n 2 montre de façon schématique le principe de l'effet oeil de chat avec un dispositif constitué d'un objectif 1 représenté par une lentille mince 1 constituant également la pupille et d'un écran focal réfléchissant 8.  Figure 2 shows schematically the principle of the cat eye effect with a device consisting of an objective 1 represented by a thin lens 1 also constituting the pupil and a reflective focal screen 8.

La projection de la pupille de l'objectif sur l'écran réfléchissant détermine un 5 champ image central HH'.  Projection of the lens pupil on the reflective screen determines a central image field HH '.

Tout faisceau convergent à l'intérieur de ce champ image possède des rayons, comme le rayon 9, qui, après réflexion, ressortent de la lentille 1 parallèlement au rayon incident 10, provoquant l'effet oeil de chat.  Any beam converging inside this image field has rays, such as the radius 9, which, after reflection, emerge from the lens 1 parallel to the incident ray 10, causing the cat's eye effect.

Tout rayon 11 d'un faisceau convergent en dehors de ce champ central est 10 réfléchi vers l'extérieur de la pupille et ne ressort pas directement.  Any ray 11 of a converging beam outside this central field is reflected outwardly of the pupil and does not exit directly.

Le champ central délimité par la projection de la pupille dans le plan image détermine donc un champ limite de l'effet oeil de chat pour un tel montage.  The central field delimited by the projection of the pupil in the image plane thus determines a limit field of the cat-eye effect for such an assembly.

Il n'y a pas d'équivalence de ce champ limite dans le montage à écran diffusant car le lobe de diffusion n'est pas limité angulairement.  There is no equivalence of this limit field in the diffusing screen assembly because the diffusion lobe is not angularly limited.

La rétroréflexion créant l'effet " oeil de chat " est, dans les cas analysés, liée à la présence d'un écran matériel dans le plan image et diminue quand la distance de l'écran au plan image augmente. Dans les cas des plans images intermédiaires, la suppression de tels écrans (en utilisant, par exemple, un réticule virtuel dans des jumelles) n'est pas totalement satisfaisante dans la mesure où il y a nécessairement la surface d'un capteur dans un plan image, telle la rétine de l'oeil dans l'exemple précédent. D'autres rétroréflexions peuvent exister par réflexions multiples sur les surfaces optiques. Il s'agit alors de cas particuliers pour lesquels il n'y a pas de règles autres que les règles classiques connues de prévention de la lumière parasite.  Retroreflection creating the "cat's eye" effect is, in the cases analyzed, linked to the presence of a material screen in the image plane and decreases when the distance from the screen to the image plane increases. In the case of intermediate image planes, the removal of such screens (using, for example, a virtual reticle in binoculars) is not entirely satisfactory since there is necessarily the surface of a sensor in a plane. image, such as the retina of the eye in the previous example. Other retroreflections may exist by multiple reflections on the optical surfaces. These are then special cases for which there are no rules other than the known conventional rules for the prevention of stray light.

L'effet oeil de chat, pour les systèmes à écran réfléchissant, est lié à la position perpendiculaire de l'écran récepteur par rapport à la direction d'observation.  The cat eye effect, for reflective screen systems, is related to the perpendicular position of the receiver screen with respect to the viewing direction.

La figure 3 schématise les moyens généraux constitutifs d'un dispositif d'observation ou de détection d'une scène ou d'un objet selon un mode de réalisation de l'invention. II comporte un objectif 13 apte à former une image de la scène ou de l'objet dans un plan, appelé plan image P2, qui comporte un point Z 7 2873211 appelé foyer image par lequel passe l'axe optique OZ de l'objectif, O étant le centre optique de l'objectif et un écran récepteur 14 disposé dans ledit plan image P2 mais en dehors de la surface S1 située dans le plan P2 et correspondant à la projection de l'objectif 13 sur le plan P2 et selon l'axe optique de l'objectif OZ. Sur cette même figure est présenté un axe OX appelé axe d'observation et correspondant à l'axe joignant le centre de l'objectif à la source du rayonnement, à savoir le centre de ladite scène ou dudit objet.  FIG. 3 schematizes the general means constituting a device for observing or detecting a scene or an object according to one embodiment of the invention. It comprises an objective 13 capable of forming an image of the scene or of the object in a plane, called the image plane P2, which comprises a point Z 7 287 32 11 called image focus through which the optical axis OZ of the objective passes, O being the optical center of the objective and a receiver screen 14 disposed in said image plane P2 but outside the surface S1 located in the plane P2 and corresponding to the projection of the objective 13 on the plane P2 and according to the optical axis of the OZ lens. In this same figure is presented an OX axis called the observation axis and corresponding to the axis joining the center of the lens to the radiation source, namely the center of said scene or said object.

L'écran récepteur 14 est un écran non diffusant et n'est pas perpendiculaire à l'axe d'observation OX, et comme montré sur la figure 3b, des pièges à lumière 15 sont disposés de part et d'autre de l'axe optique OY du dispositif qui est défini comme l'axe passant par le centre optique O de l'objectif et qui passe par le centre de l'écran récepteur 14 et qui est dans ce cas, confondu avec l'axe d'observation OX.  The receiver screen 14 is a non-diffusing screen and is not perpendicular to the observation axis OX, and as shown in FIG. 3b, light traps 15 are disposed on either side of the axis optical OY device which is defined as the axis passing through the optical center O of the lens and which passes through the center of the receiver screen 14 and which is in this case, coincides with the observation axis OX.

Cette disposition élimine, pour ce qui concerne l'écran, les réflexions directes 15 vers l'objectif et les diffusions au niveau du plan focal qui sont les sources principales de création de grandes valeurs de SEL.  This arrangement eliminates, with respect to the screen, the direct reflections towards the objective and the diffusions at the level of the focal plane which are the main sources of creation of large values of SEL.

Toutefois, cela exclut l'utilisation d'écrans possédant une diffusion par le volume trop importante et nécessite une surface suffisamment lisse pour n'être pas diffusante. Si ce n'est pas le cas il peut être envisagé soit de polir la surface soit de la couvrir d'une ou de plusieurs couches, jouant le rôle de vernis, d'indice adapté au substrat pour lui donner l'état de surface nécessaire.  However, this excludes the use of screens having too much volume diffusion and requires a sufficiently smooth surface not to be diffusing. If this is not the case, it can be envisaged either to polish the surface or to cover it with one or more layers, acting as a varnish, with an index adapted to the substrate to give it the necessary surface state. .

Pour ce qui est de la formation d'une image sur l'écran récepteur 14, donc dans un plan non perpendiculaire à l'axe d'observation, cette caractéristique est impossible à obtenir en toute rigueur avec un système optique classique possédant une symétrie de révolution, dit système centré.  As regards the formation of an image on the receiver screen 14, therefore in a plane not perpendicular to the observation axis, this characteristic is impossible to obtain in all rigor with a conventional optical system having a symmetry of revolution, says centered system.

Aussi, le dispositif de la figure 3 utilise l'écran récepteur en dehors du champ central tel que défini par la surface SI. Cette solution contraint à réaliser un objectif ayant un champ supérieur au champ utile, mais ne pénalise pas l'ouverture de l'optique. L'étendue du champ n'étant pas, a priori, une caractéristique favorable aux optiques à miroirs, cette solution est donc plutôt adaptée aux optiques dioptriques.  Also, the device of Figure 3 uses the receiver screen outside the central field as defined by the surface SI. This solution constrains to achieve an objective having a field greater than the useful field, but does not penalize the opening of the optics. Since the extent of the field is not, a priori, a favorable feature for mirror optics, this solution is therefore rather adapted to dioptric optics.

Un démonstrateur de système d'observation prémuni contre les détections par rétroréflexion peut facilement être réalisé selon le schéma de la figure 3 avec un 8 2873211 objectif d'appareil photographique et un détecteur de petit format (tube ou matrice CCD). L'objectif, conçu pour un format 24x36 mm2, est courant, il couvre un champ de 43 mm de diamètre. La figure 3c représente le champ image qui circonscrit le format 24x36. Sa focale est de 28 mm et il est utilisé à une ouverture de F/2,8, ce qui correspond à un diamètre de pupille de 10 mm. Cette pupille est projetée sur le plan image, comme montré sur la figure 3d, ce qui laisse une couronne libre de 16,6 mm à l'intérieur du champ total (CT) et hors de ce champ limite (CL) pour implanter un détecteur. Dans notre exemple la matrice CCD est inscrite dans un rectangle de 7x9 mm2 et est représentée décalée dans une direction horizontale (Dl) ou verticale (D2).  An observation system demonstrator precluded against retroreflective detections can easily be made according to the scheme of FIG. 3 with a camera lens and a small format detector (CCD tube or matrix). The lens, designed for a 24x36 mm2 format, is common, covering a field of 43 mm in diameter. Figure 3c shows the image field which circumscribes the 24x36 format. Its focal length is 28 mm and it is used at an aperture of F / 2.8, which corresponds to a pupil diameter of 10 mm. This pupil is projected on the image plane, as shown in FIG. 3d, which leaves a free crown of 16.6 mm inside the total field (CT) and outside this limit field (CL) to implant a detector. . In our example the CCD matrix is inscribed in a rectangle of 7x9 mm2 and is shown shifted in a horizontal (D1) or vertical (D2) direction.

L'effet oeil de chat étant lié à la présence d'une surface dans le plan image, et ce plan n'étant pas limité à la partie utile de l'écran, une attention toute particulière doit être apportée à ce problème en évitant toute surface diffusante sur l'ensemble de ce plan telle qu'un diaphragme de champ et en proscrivant en tout point de ce plan la présence de surface réfléchissante perpendiculaire à la direction de la pupille. En particulier, si la partie de champ désignée précédemment comme champ central est visible depuis la pupille, elle devra être occupée par une surface non diffusante, inclinée et de préférence absorbante constituant la face d'entrée d'un piège à lumière 15. Cette surface, appelée S2, aura avantage, pour minimiser l'influence d'une diffusion résiduelle, à être éloignée du plan de l'image comme montré sur la figure 3b. Mis à part le diaphragme de champ, les règles habituelles de prévention de la lumière parasite dans les instruments d'optiques (baffles d'entrée, diaphragmes intermédiaires) restent applicables, en portant un soin particulier à remplacer, à proximité du plan image, les surfaces diffusantes par des surfaces réfléchissantes convenablement orientées en regard d'un piège à lumière.  Since the cat's eye effect is related to the presence of a surface in the image plane, and this plane is not limited to the useful part of the screen, particular attention must be paid to this problem avoiding any diffusing surface on all of this plane such as a field diaphragm and prohibiting at any point of this plane the presence of reflective surface perpendicular to the direction of the pupil. In particular, if the part of field previously designated as the central field is visible from the pupil, it must be occupied by a non-diffusing, inclined and preferably absorbent surface constituting the entrance face of a light trap 15. This surface , called S2, will have the advantage, to minimize the influence of a residual diffusion, to be removed from the plane of the image as shown in Figure 3b. Apart from the field diaphragm, the usual rules for the prevention of stray light in optical instruments (input baffles, intermediate diaphragms) remain applicable, with special care to replace, near the image plane, the diffusing surfaces by reflecting surfaces suitably oriented opposite a light trap.

Avec un dispositif d'observation selon la figure 3b, lorsqu'un faisceau incident 16 pénètre l'objectif, la partie de ce faisceau qui est réfléchie par l'écran récepteur 14 l'est dans la direction des pièges à lumière 15 et est alors absorbée par ces pièges ce qui empêche toute rétroréflexion.  With an observation device according to FIG. 3b, when an incident beam 16 penetrates the objective, the portion of this beam which is reflected by the receiver screen 14 is in the direction of the light traps 15 and is then absorbed by these traps, which prevents retroreflection.

La figure 4 schématise un dispositif d'observation selon une autre variante de réalisation de l'invention. Ce dispositif comporte un objectif 19 correspondant à une 9 2873211 partie décentrée d'un objectif de plus grande dimension qui, bien que n'étant pas intégré au dispositif, a toutefois été dessiné en pointillés et référencé 18 afin de faciliter la compréhension. En d'autres termes, seule la surface S3, correspondant à l'objectif 19 et constituant la pupille du dispositif, est présente dans ce dispositif.  FIG. 4 schematizes an observation device according to another variant embodiment of the invention. This device comprises a lens 19 corresponding to an off-center part of a larger lens which, although not integrated in the device, has, however, been drawn in dotted lines and referenced 18 to facilitate understanding. In other words, only the surface S3, corresponding to the objective 19 and constituting the pupil of the device, is present in this device.

Cet objectif 19 est apte à former une image de la scène ou de l'objet dans un plan, appelé plan image P2 perpendiculaire à l'axe optique OY de l'objectif de plus grande dimension 18, et qui comporte un point appelé foyer image par lequel passe l'axe optique OY de l'objectif 18. L'objectif 19, en l'occurrence la pupille du dispositif, n'intercepte pas, dans cet exemple de réalisation, l'axe optique OY de l'objectif 18.  This objective 19 is able to form an image of the scene or the object in a plane, called the image plane P2 perpendicular to the optical axis OY of the larger objective 18, and which comprises a point called image focus through which the optical axis OY of the objective 18 passes. The objective 19, in this case the pupil of the device, does not intercept, in this exemplary embodiment, the optical axis OY of the objective 18.

Le dispositif comporte en outre un écran récepteur 20 disposé dans ledit plan image P2 mais en dehors de la surface S4 située dans le plan P2 et correspondant à la projection, dans une direction perpendiculaire à P2 de l'objectif 19 dans une direction perpendiculaire à P2, ou, en d'autres termes, parallèlement à l'axe optique de l'objectif 18 de plus grande dimension.  The device further comprises a receiver screen 20 disposed in said image plane P2 but outside the surface S4 located in the plane P2 and corresponding to the projection, in a direction perpendicular to P2 of the lens 19 in a direction perpendicular to P2 or, in other words, parallel to the optical axis of the lens 18 of larger size.

En disposant en outre des pièges à lumière de part et d'autre de l'axe optique du dispositif, aucun des rayonnements du faisceau incident 21 réfléchis par l'écran récepteur 20 ne ressort par l'objectif 19. Toute rétroréflexion est ainsi complètement annihilée.  Moreover, by disposing of light traps on either side of the optical axis of the device, none of the rays of the incident beam 21 reflected by the receiver screen 20 are visible through the lens 19. Any retroreflection is thus completely annihilated. .

La figure 5 schématise un dispositif d'observation selon une autre variante de réalisation de l'invention. Ce dispositif comporte un objectif constitué par une optique 22 à grande ouverture mais utilisée avec une ouverture réduite et décentrée. Cet objectif est apte à former une image de la scène ou de l'objet dans un plan, appelé plan image P2, perpendiculaire à l'axe optique OY de l'optique 22 et qui comporte un point appelé foyer image par lequel passe l'axe optique OY de l'optique 22. Un diaphragme 23 d'ouverture excentrée est positionnée devant l'objectif de sorte que lors de son ouverture, qu'une partie seulement, appelée S3, de l'objectif peut être pénétré par un rayonnement. Cette partie S3, en l'occurrence la pupille du dispositif, n'intercepte pas, dans cet exemple de réalisation, l'axe optique de l'objectif. Le dispositif comporte en outre un écran récepteur 24 disposé dans ledit plan image P2 mais en dehors de la surface S4 située dans le plan P2 et correspondant à la projection, dans une direction perpendiculaire à P2 de la partie S3 de l'objectif accessible au rayonnement.  FIG. 5 schematizes an observation device according to another variant embodiment of the invention. This device comprises an objective constituted by an optic 22 with a large aperture but used with a reduced and off-center aperture. This objective is able to form an image of the scene or the object in a plane, called P2 image plane, perpendicular to the optical axis OY of the optics 22 and which has a point called focus image through which passes the optical axis OY of the optic 22. An eccentric aperture diaphragm 23 is positioned in front of the lens so that when it opens, only a part, called S3, of the lens can be penetrated by radiation. This part S3, in this case the pupil of the device, does not intercept, in this exemplary embodiment, the optical axis of the objective. The device further comprises a receiver screen 24 disposed in said image plane P2 but outside the surface S4 located in the plane P2 and corresponding to the projection, in a direction perpendicular to P2 of the portion S3 of the objective accessible to the radiation .

2873211 En disposant en outre des pièges à lumière de part et d'autre de l'axe optique du dispositif, aucun des rayonnements du faisceau incident 25 réfléchis par l'écran récepteur 24 ne ressort par la partie S3 de l'optique 22. Toute rétroréflexion est ainsi complètement annihilée.  By additionally disposing light traps either side of the optical axis of the device, none of the radiation of the incident beam 25 reflected by the receiver screen 24 comes out of the portion S3 of the optic 22. Retroreflection is thus completely annihilated.

La figure 6 présente un quatrième mode de réalisation de l'invention qui comporte un objectif 30 et des moyens 31 aptes à former une image de la scène ou de l'objet dans un plan appelé plan image P4 incliné par rapport à l'axe optique du dispositif 0W qui, dans ce mode de réalisation est confondu avec l'axe optique de l'objectif 30, plan dans lequel se trouve un écran récepteur 36. Ces moyens 31 sont constitués par une lame prismatique disposée sur l'axe optique de l'objectif 30 et représentée par une section triangulaire comportant un angle droit et un angle A faible de l'ordre de 10 degrés représentant l'angle des faces optiques de la lame. La face arrière de la lame prismatique d'indice n est placée, sur ce schéma, perpendiculairement à l'axe optique de l'objectif 30.  FIG. 6 shows a fourth embodiment of the invention which comprises an objective 30 and means 31 able to form an image of the scene or the object in a plane called P4 plane inclined with respect to the optical axis of the device 0W which, in this embodiment is coincident with the optical axis of the objective 30, plane in which there is a receiver screen 36. These means 31 are constituted by a prismatic plate disposed on the optical axis of the lens 30 and represented by a triangular section having a right angle and a low angle A of the order of 10 degrees representing the angle of the optical faces of the blade. The rear face of the prismatic plate of index n is placed, in this diagram, perpendicular to the optical axis of the objective 30.

Bien évidemment, l'orientation du plan P4 est fonction de la valeur de l'angle A. A titre d'exemple, en considérant l'angle A comme petit, et e l'épaisseur de la lame à la distance y, le plan de l'image est éloigné de: x=e.(n-1)/n.  Of course, the orientation of the plane P4 is a function of the value of the angle A. For example, considering the angle A as small, and e the thickness of the blade at the distance y, the plane of the image is distant from: x = e. (n-1) / n.

Et il forme, avec le plan image d'origine, qui est perpendiculaire à l'axe optique de l'objectif 30, un angle B: B=x/y Or e=A.y D'où B=A.(n-1) /n Le prisme de petit angle dévie un rayon incident de D=(n-1).A 11 2873211 L'axe d'observation du système forme donc, avec la normale au plan image, un angle: I=B+D Ou I =A.(n-1).(1+1/n) = A.(n2-1)/n Ainsi si A=10 degrés, et n=1,7 I =11degrés Et le rayon réfléchi sur l'écran fera avec rave de ce rayon un angle égal à 2i.  And it forms, with the original image plane, which is perpendicular to the optical axis of the objective 30, an angle B: B = x / y Or e = Ay Where B = A. (n-1 ) / n The small angle prism deviates an incident ray of D = (n-1) .A 11 2873211 The observation axis of the system thus forms, with the normal at the image plane, an angle: I = B + D Or I = A. (n-1). (1 + 1 / n) = A. (n2-1) / n Thus if A = 10 degrees, and n = 1,7 I = 11degrees And the ray reflected on the screen will rave this radius an angle equal to 2i.

La projection orthogonale de l'objectif 30 directement sur la face avant 32 du prisme, ou au travers de la lame prismatique via le cheminement des faisceaux sur sa face arrière 33 ou sur le plan P4 de l'écran sont autant de surfaces qu'il faut reporter hors du champ image. Les positions de ces projections sont faciles à déterminer. Dans cet exemple de réalisation, les faisceaux issus de la pupille et qui rencontrent, de façon perpendiculaire, les surfaces 32 et 33 ont été repérées respectivement S5, S6 tandis qu'il n'y a pas de faisceau issu de la pupille 30 et rencontrant perpendiculairement le plan P4.  The orthogonal projection of the objective 30 directly on the front face 32 of the prism, or through the prismatic plate via the path of the beams on its rear face 33 or on the plane P4 of the screen are as many surfaces as must be moved out of the image field. The positions of these projections are easy to determine. In this exemplary embodiment, the beams coming from the pupil and which meet, perpendicularly, the surfaces 32 and 33 have been respectively labeled S5, S6 while there is no beam coming from the pupil 30 and meeting perpendicularly the plane P4.

Ces surfaces S5 et S6 doivent être occultées ou constituées par des pièges à lumière. Ce mode de réalisation de l'invention est d'autant plus facile à réaliser que l'ouverture de l'objectif et que le champ image sont faibles.  These surfaces S5 and S6 must be obscured or constituted by light traps. This embodiment of the invention is all the easier to achieve that the opening of the lens and the image field are weak.

Bien entendu, de nombreuses modifications peuvent être apportées aux exemples de réalisation précédemment décrits sans sortir du cadre de l'invention.  Of course, many modifications can be made to the embodiments described above without departing from the scope of the invention.

Claims (11)

12 2873211 REVENDICATIONS12 2873211 CLAIMS 1. Dispositif d'observation ou de détection d'une scène ou d'un objet comportant des moyens (13,14; 19,20; 22,23,24; 31) aptes à former une image de la scène ou de l'objet dans un plan appelé plan image P2 incliné par rapport à l'axe optique du dispositif et un écran récepteur (14; 20; 24; 36) non diffusant situé dans ledit plan P2.  1. Apparatus for observing or detecting a scene or an object comprising means (13, 14, 19, 20, 22, 23, 24, 31) capable of forming an image of the scene or the object in a plane called P2 image plane inclined relative to the optical axis of the device and a non-diffusing receiver screen (14; 20; 24; 36) located in said P2 plane. 2. Dispositif d'observation ou de détection d'une scène ou d'un objet selon la revendication 1, comportant un objectif (13) apte à former une image de la scène ou de l'objet dans un plan appelé plan image P2 perpendiculaire à l'axe optique OZ de l'objectif et un écran récepteur (14) disposé dans ledit plan image P2 mais en dehors d'une surface S1 située dans le plan P2 et correspondant à la projection de l'objectif sur le plan P2 et selon l'axe optique OZ de l'objectif (13).  2. Apparatus for observing or detecting a scene or an object according to claim 1, comprising a lens (13) capable of forming an image of the scene or the object in a plane called perpendicular image plane P2 to the optical axis OZ of the objective and a receiver screen (14) disposed in said image plane P2 but outside a surface S1 located in the plane P2 and corresponding to the projection of the objective on the plane P2 and along the optical axis OZ of the lens (13). 3 Dispositif d'observation ou de détection d'une scène ou d'un objet selon la revendication 1, comportant un objectif (19) correspondant à une partie décentrée d'un objectif de plus grande dimension (18) et apte à former une image de la scène ou de l'objet dans un plan appelé plan image P2 perpendiculaire à l'axe optique OY de l'objectif (18) de plus grande dimension et un écran récepteur 20 disposé dans ledit plan image P2 mais en dehors de la surface S4 située dans le plan P2 et correspondant à la projection de l'objectif sur le plan P2 et parallèlement à l'axe optique OY.  3 Apparatus for observing or detecting a scene or an object according to claim 1, comprising a lens (19) corresponding to an off-center portion of a larger lens (18) and capable of forming an image of the scene or the object in a plane called image plane P2 perpendicular to the optical axis OY of the objective (18) of larger size and a receiving screen 20 disposed in said image plane P2 but out of the surface S4 located in the plane P2 and corresponding to the projection of the objective on the plane P2 and parallel to the optical axis OY. 4 Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que ledit objectif (19) est constitué par un objectif de plus grande dimension (22) devant lequel est disposé un obturateur (23) apte à obturer en partie ledit objectif (22), de sorte que seule une partie excentrée dudit objectif de plus grande dimension soit utile.  4 Device according to claim 3, characterized in that said objective (19) is constituted by a larger lens (22) in front of which is disposed a shutter (23) adapted to partially seal said lens (22), so that only an eccentric portion of said larger lens is useful. 5 Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que ladite surface S1 ou ladite surface S4 est constituée par une surface non diffusante et inclinée par rapport à l'axe optique de l'objectif.  5 Apparatus according to any one of claims 2 to 4, characterized in that said surface S1 or said surface S4 is constituted by a non-diffusing surface and inclined with respect to the optical axis of the objective. 6 Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 à 5, caractérisé en ce que ladite surface S1 ou ladite surface S4 est disposée dans un autre plan que 30 P2, et au-delà de P2 dans une direction opposée à celle de l'objectif (13; 19).  Device according to any one of claims 2 to 5, characterized in that said surface S1 or said surface S4 is disposed in another plane than P2, and beyond P2 in a direction opposite to that of the objective (13; 19). 13 2873211 7 Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 à 5, caractérisé en ce que ladite surface S1 ou ladite surface S4 est disposée dans un autre plan que P2, est en deça de P2 dans la direction de l'objectif (13, 19).  Device according to any one of claims 2 to 5, characterized in that said surface S1 or said surface S4 is disposed in another plane than P2, is below P2 in the direction of the objective (13, 19). 8 Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 à 7, caractérisé en 5 ce que ladite surface S1 ou ladite surface S4 est absorbante.  8. Device according to any one of claims 2 to 7, characterized in that said surface S1 or said surface S4 is absorbent. 9 Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens comportent au moins une lame prismatique (31) disposée entre l'écran récepteur (36) et l'objectif (30) et apte à incliner le plan image selon un plan P3, l'écran récepteur (36) étant disposé dans ce plan P3.  9 Device according to claim 1, characterized in that said means comprise at least one prismatic plate (31) disposed between the receiving screen (36) and the objective (30) and able to incline the image plane in a plane P3, the receiver screen (36) being disposed in this plane P3. 10. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu'il comporte un piège à lumière (15).  10. Device according to any one of claims 1 to 9, characterized in that it comprises a light trap (15). 11 Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que l'écran récepteur (14; 20; 24; 36) comporte une surface polie.  Device according to one of Claims 1 to 10, characterized in that the receiver screen (14; 20; 24; 36) has a polished surface. 12 Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé 15 en ce que la surface de l'écran récepteur (14; 20; 24; 36) comporte une couche de surface apte à le rendre non diffusant.  Device according to any one of claims 1 to 10, characterized in that the surface of the receiver screen (14; 20; 24; 36) has a surface layer capable of rendering it non-diffusing. 13 Dispositif selon la revendication 12, caractérisé en ce que la couche de surface recouvrant ledit écran récepteur (14; 20; 24; 36) est un matériau optique ayant le même indice de réfraction que l'écran récepteur.  Apparatus according to claim 12, characterized in that the surface layer overlying said receiver screen (14; 20; 24; 36) is an optical material having the same refractive index as the receiver screen.