TITRE :

DISPOSITIF COMPACT D'OBSERVATION CONFIGURE POUR SUPERPOSER UNE IMAGE D'UNE SCENE OBSERVEE ET UNE IMAGE TRAITEE DE LA SCENE OBSERVEE.

Domaine technique

La présente invention concerne un dispositif d’observation permettant à un opérateur regardant au travers du dispositif de voir une superposition d’ au moins une information spectrale et/ou contextuelle sur une scène observée.

En particulier, la présente invention permet de superposer une image de la scène observée avec une image affichée par au moins un micro -afficheur.

Une application de l’invention concerne les lunettes de visée, l’invention pouvant également concerner des jumelles, ou encore des appareils optiques de véhicules automobiles.

Techniques antérieures

La figure 1 représente schématiquement une lunette de visée 2 connue de l’ art antérieure. Une telle lunette de visée 2 permet de superposer sur une image d’une scène observée par un opérateur un point rouge et une image de la scène observée acquise par une caméra thermique 4 de la lunette de visée 2.

La caméra thermique 4 comprend un objectif infrarouge 6, une électronique d’ alimentation 8 et un capteur infrarouge 10. La caméra thermique 4 est configurée pour capter et transmettre à un afficheur 12 de la lunette de visée 2 une image infrarouge de la scène observée, l’ afficheur 12 affichant l’image transmise. Un second afficheur 14 de la lunette de visée 2 affiche une image du point rouge.

La lunette de visée 2 comprend un dispositif optique de combinaison 16 configuré pour superposer l ’image infrarouge de la scène observée et l’image du point rouge. La lunette de visée 2 comprend également un grand nombre de composants optiques, ici trois lentilles 18 et un miroir plan 20. L ’image superposée par le dispositif optique de combinaison 16 est dirigée vers une lame plane semi- réfléchissante 22 par les trois lentilles 18 et le miroir plan 20. La lame semi-réfléchissante est configurée pour diriger vers un œil 24 de l’opérateur la superposition de l’image superposée par le dispositif optique de combinaison 16 et de la scène observée. La lunette de visée 2 comprend également un boîtier d’ alimentation 25 configuré pour alimenter les afficheurs 12, 14.

La lunette de visée 2 représentée sur la figure 1 comprend obligatoirement un grand nombre de composants optiques positionnés entre le dispositif optique de combinaison 16 et la lame plane semi- réfléchissante 22 afin de corriger des aberrations optiques et de diriger vers l’œil de l’opérateur une image de la scène de qualité suffisante. Ces nombreux composants optiques rendent la lunette de visée 2 encombrante et lourde.

Exposé de l’invention

La présente invention a donc pour objectif de pallier tout ou partie des inconvénients précités.

La présente invention a pour objet un dispositif d’observation comprenant une structure mécanique, une caméra et un module d’ affichage comprenant un premier micro-afficheur configuré pour afficher une image d’une information spectrale mesurée par la caméra, le dispositif d’observation comprenant un combineur optique et un agencement de composants optiques configuré pour diriger vers le combineur optique une image sortant du module d’ affichage et comprenant l’information spectrale affichée par le premier microafficheur, l’ agencement de composants optiques comprenant entre une et trois surfaces optiques, le combineur optique dirigeant vers une zone d’observation la superposition d’une image d’une scène observée et de l’image sortant du module d’ affichage.

Ainsi, la présente invention propose un dispositif d’observation aux dimensions réduites par rapport à un dispositif de l’ art antérieur aux performances optiques similaires. Selon une première conception, l ’agencement de composants optiques est un agencement de composants optiques de type forme libre comprenant entre une et trois surfaces optiques de type forme libre.

Selon une deuxième conception alternative, le combineur optique est de type forme libre.

Avantageusement, le combineur optique est de type forme libre, l’ agencement de composants optiques étant un agencement de composants optiques de type forme libre comprenant entre une et trois surfaces optiques de type forme libre.

De préférence, le combineur optique comprend un filtre dichroïque de type forme libre ou un miroir semi-réfléchissant de type forme libre ou un cube séparateur de type forme libre.

Optionnellement, le combineur optique de type forme libre comprend un composant optique de forme libre comprenant deux surfaces identiques translatées l’une de l’ autre selon un axe de visée de la scène de manière à être d’ épaisseur constante selon l’ axe de visée.

Dans un mode de réalisation, le dispositif d’observation comprend un filtre atténuateur mobile configuré pour se placer en amont du combineur optique sur un trajet optique de rayons lumineux traversant le combineur optique.

Avantageusement, l’ agencement de composants optiques comprend au moins deux surfaces optiques de type forme libre.

Optionnellement, l’ agencement de composants optiques comprend trois surfaces optiques de type forme libre.

Dans un mode de réalisation, le premier micro-afficheur est également configuré pour afficher au moins une information contextuelle.

De préférence, le module d’ affichage comprend un deuxième micro-afficheur configuré pour afficher au moins une information contextuelle et un deuxième combineur optique configuré pour superposer l’image du premier micro-afficheur et l’image du deuxième micro-afficheur de sorte que l’image sortant du module d’affichage comprend également l’information contextuelle affichée par le deuxième micro-afficheur. Optionnellement, le module d’ affichage comprend un ou plusieurs micro-afficheurs supplémentaires chacun associé à une caméra supplémentaire et configurés pour afficher une image d’une information spectrale supplémentaire mesurée par ladite caméra associée, le module d’ affichage comprenant un ou plusieurs combineurs optiques supplémentaires configurés de sorte que l’image sortant du module d’ affichage comprend également les informations affichées par les micro -afficheurs supplémentaires.

Avantageusement, les surfaces des composants optiques sont définies à partir de polynômes de Zernike. Les composants optiques comprennent par exemple une surface optique de type forme libre et/ou un combineur optique.

Brève description des dessins

D ’ autres buts, caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront à la lecture de la description suivante, donnée uniquement à titre d’ exemple non limitatif, et faite en référence aux dessins annexés sur lesquels :

[Fig 1 ] dont il a déjà été fait mention illustre schématiquement une lunette de visée selon l’art antérieur ;

[Fig 2] illustre schématiquement un dispositif d’observation selon un premier mode de réalisation de l’invention dans lequel l’ agencement de composants optiques comprend une surface optique de type forme libre ;

[Fig 3] illustre schématiquement un dispositif d’observation selon un deuxième mode de réalisation de l ’invention dans lequel l’ agencement de composants optiques comprend deux surfaces optiques de type forme libre ;

[Fig 4] illustre schématiquement un dispositif d’observation selon un troisième mode de réalisation de l’invention dans lequel l’ agencement de composants optiques comprend trois surfaces optiques de type forme libre ;

[Fig 5] illustre schématiquement un dispositif d’observation selon un quatrième mode de réalisation de l’invention dans lequel l’ agencement de composants optiques comprend trois surfaces optiques de type forme libre, le module d’ affichage comprenant deux microafficheurs ; et

[Fig 6] illustre schématiquement un dispositif d’observation selon un cinquième mode de réalisation de l’invention dans lequel l’ agencement de composants optiques comprend deux surfaces optiques de type forme libre, le module d’affichage comprenant quatre microafficheurs et trois combineurs optiques supplémentaires.

Description détaillée d’au moins un mode de réalisation

La figure 2 représente schématiquement un dispositif d’observation 26 selon un premier mode de réalisation. Le dispositif d’observation 26 comprend une structure mécanique 28, une caméra 30, un module d’ affichage 32, un agencement de composants optiques 34 et un combineur optique 36. De préférence, la caméra 30, le module d’ affichage 32, l’ agencement de composants optiques 34 et le combineur optique 36 sont disposés à l’intérieur de la structure mécanique. Avantageusement, l’ agencement de composants optiques 34 comprend des composants optiques de type forme libre et le combineur optique 36 est de type forme libre.

On entend par composant optique de type forme libre un composant optique « freeform » en terme anglo-saxons, autrement dit un composant optique dont les surfaces peuvent être usinées ou moulées de manière à former des surfaces complexes. Les composants optiques « freeform » désignent des composants optiques ou des surfaces optiques conçues avec peu ou pas de symétrie, c ’ est-à-dire asymétriques, par exemple un composant optique ne comprenant pas d’ axe optique et/ou dont au moins une surface n’ a pas de symétrie de révolution. La technologie « freeform » appliquée à un composant optique est particulièrement utile pour la correction d’ aberrations optiques normalement présentes pour des composants optiques dits standards, autrement dit comprenant un axe optique et/ou une symétrie de révolution. Le dispositif d’observation 26 est configuré pour être orienté vers une scène à observer. La scène observée est par exemple une personne située entre deux arbres. Il est connu que l’ émission spectrale de la personne est différente des arbres l’ entourant. Dans un autre mode de réalisation, la scène observée est par exemple un véhicule automobile circulant sur une route ou un corps chaud à haute altitude tel qu’un aéronef.

La caméra 30 comprend par exemple une caméra thermique comprenant un objectif infrarouge, une électronique d’ alimentation et un capteur infrarouge (non représentés).

Le module d’ affichage 32 comprend ici uniquement un premier micro-afficheur 38 , par exemple un afficheur OLED . Le premier microafficheur 38 est configuré pour afficher une image d’une information spectrale mesurée par la caméra 30. L’information spectrale mesurée par la caméra 30 comprend par exemple une image infrarouge de la scène observée. Dans un autre mode de réalisation, l’information spectrale comprend une image de la scène observée filtrée selon une ou plusieurs bandes spectrales, par exemple une ou plusieurs bandes spectrales visibles ou infrarouges. De préférence, la caméra 30 comprend une électronique de traitement configurée pour appliquer des traitements numériques à l’information spectrale mesurée par la caméra 30, par exemple un traitement d’ atténuation du bruit de la mesure et/ou un filtrage de la mesure, de sorte que l’image affichée par le premier microafficheur 38 comprend une image traitée numériquement par la caméra 30.

De préférence, le dispositif d’observation 26 comprend un boîtier d’ alimentation 33 configuré pour alimenter le module d’ affichage 32.

L ’ agencement de composants optiques 34, avantageusement de type forme libre, est configuré pour diriger vers le combineur optique 36 une image sortant du module d’affichage 32. Dans l’ exemple illustré sur la figure 2 l’image sortant du module d’ affichage 32 est l’image affichée par le premier micro-afficheur 38. L ’ agencement de composants optiques 34 comprend ici exactement une surface optique 40, avantageusement de type forme libre. On entend par surface optique 40 une surface séparant deux milieux d’indice de réfraction différents ou une surface réfléchissante. On dénombre une surface optique lorsque des rayons lumineux circulant dans le dispositif d’observation 26 frappent ladite surface optique. Par exemple un miroir de type forme libre comprend une surface optique de type forme libre, une lentille convergente de type forme libre comprend deux surfaces optiques de type forme libre, un prisme de type forme libre comprend trois surfaces optiques de type forme libre pour la lumière le traversant : deux surfaces de réfraction et une surface réfléchissante.

L ’image sortant du module d’affichage 32 est ici réfléchie par la surface optique 40, avantageusement de type forme libre, puis est dirigée vers le combineur optique 36.

Le combineur optique 36 est avantageusement de type forme libre et configuré pour diriger vers une zone d’observation 42 la superposition d’une image de la scène observée et de l’image sortant du module d’affichage 32 redirigée par la surface optique 40. Par exemple, le combineur optique 36 transmet l’image de la scène observée et réfléchit l’image provenant du module d’ affichage 32. La zone d’observation 42 comprend par exemple une zone destinée à accueillir un œil d’un opérateur humain. Dans un autre mode de réalisation, le combineur optique 36 réfléchit l’image de la scène observée et transmet l’image sortant du module d’ affichage 32 de manière à superposer l’image de la scène observée et l’image sortant du module d’ affichage 32.

De préférence, le combineur optique 36 comprend un composant optique de forme libre comprenant deux surfaces identiques translatées l’une par rapport à l’ autre selon un axe de visée de la scène observée. L’ épaisseur dudit composant optique de forme libre selon l’ axe de visée est donc constante. Les rayons lumineux traversant ledit composant optique ne sont pas déviés. Le combineur optique 36 ne déforme ainsi pas l’image de la scène observée transmise par le combineur optique 36. Le combineur optique 36 comprend par exemple un filtre dichroïque de type forme libre ou un miroir semi-réfléchissant de type forme libre ou un cube séparateur de type forme libre ou un assemblage de prismes de type forme libre. Avantageusement, le choix du combineur optique 36 permet une architecture du dispositif d’observation 26 plus compacte et/ou plus légère.

Optionnellement, les surfaces du combineur optique 36 et la surface optique 40 comprennent un traitement diélectrique ou antireflet.

Le dispositif d’observation 26 de la figure 2 est un mode de réalisation simple de l’invention particulièrement adapté pour équiper des véhicules automobiles de manière à fournir à un conducteur du véhicule des informations utiles pour prendre une décision de conduite. Par exemple le dispositif d’observation 26 équipe un rétroviseur de la voiture de manière à améliorer la visibilité d’un autre véhicule automobile ou d’un piéton, par exemple en situation de faible luminosité. Dans un autre mode de réalisation, le dispositif d’observation 26 est particulièrement adapté pour un affichage tête haute d’un véhicule automobile, par exemple pour diriger vers un œil d’un conducteur du véhicule la superposition d’une route sur laquelle le véhicule circule et d’informations utiles pour prendre une décision de conduite comprenant par exemple la mise en évidence de lignes blanches de la route ou de bordures de la route ou de véhicules circulant sur la route, par exemple en situation de faible visibilité.

L ’utilisation d’un combineur optique 36 de type forme libre et d’une surface optique 40 de type forme libre permet notamment de diminuer fortement les aberrations optiques du dispositif d’observation 26. Les aberrations optiques comprenant par exemple une aberration sphérique et/ou une coma et/ou de l’ astigmatisme et/ou une courbure de champ et/ou de la distorsion.

L ’utilisation d’une surface optique 40 de type forme libre telle un miroir de type forme libre permet de limiter la sensibilité du dispositif d’observation 26 au chromatisme. La surface optique 40 de type forme libre est par exemple réalisée en polymères optiques par un procédé de moulage permettant notamment de réduire les erreurs de fabrication de la surface optique 40. Les polymères optiques comprennent par exemple plusieurs matériaux dont les noms commerciaux sont ZEONEX, ULTEM, EXTEM, TOPAS, OKP4, LUCITE, LEXAN, LUSTREX. Avantageusement les matériaux utilisés pour la surface optique 40 sont sélectionnés pour avoir un indice réfractif compris entre 1 ,3 et 1 ,9 et sont particulièrement adaptés pour une utilisation aux longueurs d’onde visibles. Des matériaux ayant un indice réfractif plus élevé peuvent être utilisés, par exemple le titanate de strontium ou un matériau d’indice réfractif proche de 2,4. De préférence, les composants optiques notamment de type forme libre décrits ci-après sont de constitution similaire.

La figure 3 illustre schématiquement un dispositif d’observation 26 selon un deuxième mode de réalisation dans lequel l ’agencement de composants optiques 34 comprend deux surfaces optiques 40, 44 avantageusement de type forme libre.

Le module d’ affichage 32 est similaire au premier mode de réalisation. Les rayons lumineux composants l’image sortant du module d’ affichage 32 sont dirigés vers une première surface optique 40, ici un miroir de type forme libre. Les rayons lumineux sont réfléchis et dirigés vers une seconde surface optique 44, ici un second miroir de type forme libre. Les rayons lumineux sont de nouveau réfléchis et sont dirigés vers le combineur optique 36 avantageusement de type forme libre. Le combineur optique 36 est similaire au premier mode de réalisation.

Le combineur optique 36 transmet l’image de la scène observée et réfléchit l’image sortant du module d’ affichage 32 redirigée par les deux surfaces optiques 40, 44 de type forme libre de manière à superposer les deux images.

Les rayons lumineux composants l’image sortant du module d’ affichage 32 sont réfléchis trois fois avant d’atteindre la zone d’observation 42. Ce mode de réalisation est particulièrement avantageux pour corriger un grand nombre d’ aberrations optiques. En effet trois miroirs permettent de réaliser un système anastigmate et donc de minimiser les trois principales aberrations optiques à savoir l’ aberration sphérique, la coma et l’ astigmatisme. Avantageusement, le deuxième mode de réalisation illustré à la figure 3 forme un dispositif d’observation 26 configuré pour fournir dans la zone d’observation 42 une image à la limite de la diffraction, autrement dit une image dont la résolution n'est limitée que par la diffraction.

Dans un autre mode de réalisation, les deux surfaces optiques 40, 44 sont remplacées par une lentille de type forme libre, les dispositions des différents éléments à l’intérieur de la structure mécanique 28 étant adaptées en fonction.

Dans un mode de réalisation particulier, la structure mécanique 28 comprend au moins un filtre atténuateur mobile entre au moins deux positions. Dans une première position, le filtre atténuateur est placé en amont du combineur optique 36 sur un trajet optique de rayons lumineux provenant de la scène observée et dirigés vers le combineur optique 36. Le combineur optique 36 permet notamment d’ atténuer des rayons lumineux provenant directement d’une source lumineuse importante comme le soleil et/ou d’atténuer des rayons lumineux provenant de la scène observée. Le filtre atténuateur permet d’ ajuster le ratio d’intensité lumineuse de la lumière provenant de la scène observée et de la lumière provenant du module d’affichage 32 dans l’image perçue depuis la zone d’observation 42, par exemple de sorte que l’intensité de la lumière provenant de la scène observée ne représente qu’un pourcentage compris entre 5 et 95% de l’intensité de l’image perçue dans la zone d’observation 42.

Avantageusement, le dispositif d’observation 26 comprend un ensemble de boutons associé à une carte électronique permettant d’ ajuster l’intensité lumineuse de l’image fournie par le module d’ affichage 32. Ainsi le dispositif d’observation 26 s’ adapte à de nombreuses conditions météorologiques d’utilisation comme ou faible luminosité, une luminosité trop importante ou du brouillard.

Dans un autre mode de réalisation, le premier micro-afficheur 38 du module d’ affichage 32 est également configuré pour afficher au moins une information contextuelle. Par exemple, le premier micro- afficheur 38 est configuré pour afficher au moins une image superposée à l’information spectrale mesurée par la caméra 30 et affichée par le premier micro-afficheur 38.

Le mode de réalisation illustrée sur la figure 3 est particulièrement avantageux pour réaliser une lunette de visée ou pour réaliser un viseur de casque tête haute équipant un pilote d’ aéronef afin de contribuer à rendre un vol de l’ aéronef plus sûr et une mission du pilote plus efficace. Il en est de même pour les modes de réalisation décrits ci-après.

Pour une lunette de visée, la caméra 30 est par exemple une caméra infrarouge configurée pour effectuer des mesures dans une bande spectrale proche de 10 microns. Pour un casque équipant un pilote, la caméra 30 est par exemple une caméra infrarouge configurée pour effectuer des mesures dans une bande spectrale comprise entre 3 et 5 microns.

De préférence, le premier micro-afficheur 38 est configuré pour afficher au moins une information contextuelle sous la forme d’un point rouge permettant une visée améliorée. Optionnellement, le dispositif d’observation 26 comprend une lunette grossissante.

La figure 4 illustre schématiquement un dispositif d’observation 26 selon un troisième mode de réalisation dans lequel l’ agencement de composants optiques 34 comprend trois surfaces optiques 40, 44, 46 avantageusement de type forme libre. Les trois surfaces optiques 40, 44, 46 forment ici un prisme de type forme libre. Le mode de réalisation de la figure 4 est un mode de réalisation particulièrement compact. Par exemple, une partie supérieure du dispositif d’observation 26 représenté sur la figure 4 est de dimension réduite par rapport au dispositif d’observation 26 représenté sur la figure 3.

Le module d’ affichage 32 est similaire au mode de réalisation de la figure 2.

Les rayons lumineux composants l’image sortant du module d’ affichage 32 sont dirigés vers une première surface optique 40 de type forme libre, ici une première surface du prisme de type forme libre. Les rayons lumineux sont transmis à travers la première surface du prisme et dirigés vers une deuxième surface optique 44 de type forme libre, ici une deuxième surface du prisme. Les rayons lumineux sont réfléchis sur la deuxième surface du prisme et sont dirigés vers une troisième surface optique 46 de type forme libre, ici une troisième surface du prisme. Les rayons lumineux sont transmis à travers la troisième surface du prisme et sont dirigés vers le combineur optique 36.

Dans un autre mode de réalisation, les trois surfaces optiques 40, 44, 46 de l’ agencement de composants optiques 34 comprennent une lentille de type forme libre et un miroir de type forme libre ou trois miroirs de type forme libre. Les dispositions des différents éléments à l’intérieur de la structure mécanique 28 sont adaptées aux surfaces optiques utilisées.

Avantageusement, le troisième mode de réalisation illustré à la figure 4 est configuré pour fournir dans la zone d’observation 42 une image à la limite de la diffraction. Il en est de même pour les modes de réalisation décrits ci-après.

La figure 5 illustre schématiquement un dispositif d’observation 26 selon un quatrième mode de réalisation de l ’invention dans lequel l’ agencement de composants optiques 34 comprend trois surfaces optiques 40, 44, 46, avantageusement de type forme libre.

Le module d’affichage 32 comprend deux micro-afficheurs 38, 48 et un deuxième combineur optique 50 avantageusement de type forme libre. En outre, le module d’ affichage 32 comprend pour seul composant optique le deuxième combineur optique 50.

Le premier micro-afficheur 38 est similaire au mode de réalisation de la figure 2. Le deuxième micro-afficheur 48 est configuré pour afficher au moins une information contextuelle.

Le deuxième combineur optique 50 est configuré pour superposer l’image du premier micro-afficheur 38 et l’image du deuxième micro-afficheur 48. Ainsi, l ’image sortant du module d’ affichage 32 comprend l’information spectrale mesurée par la caméra 30 et affichée par le premier micro-afficheur 38 et l’information contextuelle affichée par le deuxième micro-afficheur 48. Par exemple, le deuxième combineur optique 50 est similaire au combineur optique 36 de la figure 2 et permet de superposer l’image du premier microafficheur 38 et l’image du deuxième micro-afficheur 48.

Optionnellement, le premier micro-afficheur 38 est un afficheur OLED optimisé dans une première bande spectrale définie, par exemple une bande spectrale correspondant à une couleur, par exemple à une couleur jaune. Ainsi, le premier micro-afficheur 38 consomme moins qu’un afficheur permettant d’ afficher les couleurs du spectre visible dont les longueurs d’onde sont comprises entre 400 et 700 nm.

Optionnellement, le deuxième micro-afficheur 48 est un afficheur OLED optimisé dans une deuxième bande spectrale définie, par exemple une bande spectrale correspondant à une couleur, par exemple à une couleur rouge. Ainsi, le deuxième micro-afficheur 48 consomme moins qu’un afficheur permettant d’ afficher les couleurs du spectre visible dont les longueurs d’onde sont comprises entre 400 et 700 nm.

Avantageusement, la consommation énergétique d’un tel premier micro-afficheur 38 ajoutée à la consommation énergétique d’un tel deuxième micro-afficheur 48 est inférieure à la consommation énergétique d’un seul micro-afficheur permettant d’afficher plusieurs bandes spectrales comme les couleurs du spectre visible dont les longueurs d’onde sont comprises entre 400 et 700 nm.

De préférence, le premier micro-afficheur 38 et/ou le deuxième micro-afficheur 48 est configuré pour afficher une bande spectrale adaptée à l’utilisation du dispositif d’observation 26 pour obtenir de meilleures performances.

La figure 6 illustre schématiquement un dispositif d’observation 26 selon un cinquième mode de réalisation dans lequel l ’agencement de composants optiques 34 comprend deux surfaces optiques 40, 44 avantageusement de type forme libre.

Le module d’ affichage 32 comprend ici quatre micro-afficheurs 38, 48, 52, 54, dont un premier micro-afficheur 38 similaire au premier mode de réalisation de la figure 2 et trois micro-afficheurs supplémentaires 48, 52, 54, ainsi que trois combineurs optiques supplémentaires 50, 56, 58 , par exemple similaires au combineur optique 36 de la figure 2. En outre le module d’ affichage 32 est composé uniquement de micro-afficheurs 38, 48 , 52, 54 et de combineurs optiques 50, 56, 58.

Les deuxième, troisième et quatrième micro-afficheurs 48, 52, 54 sont respectivement associés à une deuxième, troisième et quatrième caméras (non représentées) configurées pour fournir une information spectrale de la scène observée. Les deuxième, troisième et quatrième micro-afficheurs 48, 52, 54 sont configurés pour afficher une image d’une information spectrale fournie par la caméra associée.

Avantageusement, le premier combineur optique supplémentaire 50 est configuré pour superposer l’image du troisième micro-afficheur 52 et l’image du quatrième micro-afficheur 54 de manière à diriger cette image superposée vers le deuxième combineur optique supplémentaire 56. Le deuxième combineur optique supplémentaire 56 est configuré pour superposer l’image provenant du premier combineur optique supplémentaire 50 et l’image du deuxième micro-afficheur 48 de manière à diriger cette image superposée vers le troisième combineur optique supplémentaire 58. Le troisième combineur optique supplémentaire 58 est configuré pour superposer l’image provenant du deuxième combineur optique supplémentaire 56 et l’image du premier micro-afficheur 38 de sorte que l’image sortant du module d’ affichage 32 comprend la superposition des images des premier, deuxième, troisième et quatrième micro-afficheurs 38, 48 , 52, 54.

Avantageusement, l’intensité et les bandes spectrales affichées des premier, deuxième, troisième et quatrième micro-afficheurs 38, 48, 52, 54 sont différentes de sorte que l’image perçue dans la zone d’observation 42 par un opérateur est adaptée à l’utilisation du dispositif d’observation 26.

Dans un mode de réalisation, le quatrième micro-afficheur 52 n’ est pas associé à une caméra et est configuré pour afficher au moins une information contextuelle.

Dans un autre mode de réalisation, le module d’ affichage 32 comprend un nombre de micro-afficheurs 48, 52, 54 et de combineurs optiques 50, 56, 58 différents de la figure 6, d’ autres dispositions des micro-afficheurs et combineurs optiques étant possibles dans le module d’ affichage 32.

Dans un autre mode de réalisation, le nombre de caméras est supérieur au nombre de micro-afficheurs, le dispositif d’observation 26 comprenant une carte électronique configurée pour afficher l’information spectrale mesurée par plusieurs caméras sur un microafficheur.

De préférence, les composants optiques utilisés dans le dispositif d’observation 26, à savoir les combineurs optiques 36, 50, 56, 58 et les surfaces optiques 40, 44, 46, sont définis sur une base de polynômes de Zernike. Cela permet notamment une meilleure représentation numérique de ces composants optiques, par exemple une convergence d’un logiciel de dimensionnement de systèmes optiques plus rapide.

L ’invention a également pour objet un procédé de dimensionnement d’un dispositif d’observation 26 tel que décrit précédemment comprenant par exemple les étapes suivantes.

La première étape du procédé de dimensionnement correspond à une étape de réalisation d’un modèle numérique du dispositif d’observation 26. Le modèle numérique comprend par exemple des positions relatives des différents composants optiques et/ou des microafficheurs utilisés et/ou des dimensions limites des différents composants optiques utilisés et/ou des contraintes d’encombrement physique et/ou des conditions d’illumination et/ou météorologique.

Le procédé comprend ensuite une étape de discrétisation du modèle numérique, par exemple par une méthode d’ éléments finis et/ou par une décomposition des composants optiques selon une base de polynômes de Zernike particulièrement adaptées au dimensionnement de systèmes optiques.

L ’ étape suivante correspond à une étape de tracé de rayons lumineux permettant de vérifier que le modèle numérique satisfait un cahier des charges comprenant par exemple la qualité de l ’image provenant du dispositif d’ affichage propagée par l’ agencement de composants optiques 34 et/ou la qualité de l’image superposée dirigée vers la zone d’observation 42. On réalise enfin une étape d’optimisation du modèle numérique, comprenant par exemple la modification de paramètres du modèle numérique comprenant par exemple les positions relatives et/ou les dimensions des composants optiques.