FR2707000A1 - Method and device for measuring angles by reflectometry - Google Patents

Method and device for measuring angles by reflectometry Download PDF

Info

Publication number
FR2707000A1
FR2707000A1 FR9307456A FR9307456A FR2707000A1 FR 2707000 A1 FR2707000 A1 FR 2707000A1 FR 9307456 A FR9307456 A FR 9307456A FR 9307456 A FR9307456 A FR 9307456A FR 2707000 A1 FR2707000 A1 FR 2707000A1
Authority
FR
France
Prior art keywords
diffraction
cube corner
beams
reflector
light
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
FR9307456A
Other languages
English (en)
Other versions
FR2707000B1 (fr
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Bertin Technologies SAS
Original Assignee
Bertin et Cie SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Bertin et Cie SA filed Critical Bertin et Cie SA
Priority to FR9307456A priority Critical patent/FR2707000A1/fr
Publication of FR2707000A1 publication Critical patent/FR2707000A1/fr
Application granted granted Critical
Publication of FR2707000B1 publication Critical patent/FR2707000B1/fr
Granted legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/26Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring angles or tapers; for testing the alignment of axes
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01DMEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D5/00Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
    • G01D5/26Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light
    • G01D5/32Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light
    • G01D5/34Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light the beams of light being detected by photocells
    • G01D5/36Forming the light into pulses
    • G01D5/38Forming the light into pulses by diffraction gratings

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)

Abstract

Procédé et dispositif de mesure d'angle par réflectométrie, comprenant une source lumineuse (22) à faible largeur spectrale émettant un faisceau lumineux collimaté en direction d'un réflecteur (10) en coin de cube comprenant un réseau de diffraction (14) sur sa face d'entrée, le coin de cube étant mobile en rotation autour d'un axe parallèle aux traits du réseau (14), les faisceaux lumineux réfléchis par le coin de cube (10) et qui sont d'ordre + 1 et - 1 de diffraction étant captés par des photorécepteurs (32) dans le plan focal (28) de la lentille (24) de collimation du faisceau incident. Par mesure des phases des signaux de sortie des photodétecteurs, on peut obtenir la valeur de l'angle alpha entre l'axe optique (20) et la normale à la face d'entrée du coin de cube.

Description

i
PROCEDE ET DISPOSITIF DE MESURE D'ANGLE PAR
REFLECTOMETRIE
L'invention concerne un procédé et un disposi-
tif de mesure d'angle par réflectométrie.
On connaît par le Brevet US 4 227 807 un pro- cédé de ce type, qui consiste à monter un réflecteur en coin de cube sur un objet, tel qu'une maquette d'avion en soufflerie, dont on veut détecter et mesurer à distance les variations de position angulaire autour d'un axe. Un réseau de diffraction est disposé sur la face d'entrée du coin de cube et on utilise un générateur laser associé à
une lentille de collimation pour envoyer un faisceau lu-
mineux sur le coin de cube. Des moyens de modulation an-
gulaire de ce faisceau à une fréquence spécifique fonc-
tion de sa longueur d'onde sont prévus entre le géné-
rateur laser et la lentille de collimation. L'ensemble
réseau de diffraction-coin de cube permet d'obtenir plu-
sieurs faisceaux réfléchis ayant une direction parallèle
à celle du faisceau incident et entre lesquels une inter-
férence se produit dans le réflecteur, cette interférence
étant fonction de la position angulaire du réflecteur.
Les flux lumineux renvoyés par le réflecteur sont captés par un photodétecteur qui produit un signal de sortie
dont on mesure la phase par comparaison à celle d'un si-
gnal de référence et en utilisant un système de comptage
de franges. La connaissance de cette phase permet, moyen-
nant un étalonnage préalable, d'obtenir la position angu-
laire de l'objet autour de l'axe précité.
Cette technique connue présente un certain nombre d'inconvénients dont les plus importants sont qu'elle ne permet pas une mesure absolue de la phase du flux capté, mais uniquement une mesure relative, et que de plus, les signaux fournis par le photodétecteur ne sont pas des fonctions sinusoidales pures de la position
angulaire recherchée, ce qui complique fortement les me-
sures de phase et les calculs. Enfin, lorsqu'on se base sur un phénomène d'interférence dans le réflecteur pour
obtenir le signal appliqué au photodétecteur, la sensibi-
lité de la mesure varie de façon non linéaire avec l'angle d'incidence du faisceau émis sur le réflecteur et est sensiblement nulle ou très faible pour les faibles incidences. La présente invention a notamment pour but
d'éviter ces inconvénients.
Elle a pour objet un procédé et un dispositif de mesure d'angle par réflectométrie qui permettent une mesure absolue de la phase d'un signal et donc d'un angle. Elle a également pour objet un procédé et un
dispositif de mesure d'angle par réflectométrie, par me-
sure de la phase d'un signal qui est une fonction sinu-
soidale pure d'une position angulaire.
Elle a encore pour objet un procédé et un dis-
positif de ce type, qui ne sont pas basés sur un phéno-
mène d'interférence entre faisceaux diffractés.
Elle a encore pour objet un procédé et un dis-
positif de ce type qui ne nécessitent ni l'utilisation d'un générateur laser, ni la modulation angulaire du
faisceau émis.
L'invention propose, à cet effet, un procédé
de mesure d'angle par réflectométrie, consistant à diri-
ger un faisceau collimaté lumineux incident sur un ré-
flecteur en coin de cube qui comprend un réseau de dif-
fraction sur sa face d'entrée et qui est mobile en rota-
tion autour d'un axe parallèle aux traits du réseau, à capter des faisceaux réfléchis par le coin de cube, à
déterminer leur phase et à en déduire la position angu-
laire du réflecteur autour dudit axe, caractérisé en ce
qu'il consiste à utiliser une source lumineuse polychro-
matique à faible largeur spectrale, telle qu'une diode électroluminescente, pour produire le faisceau incident précité, à capter au moins le faisceau réfléchi d'ordre +1 ou -1 de diffraction en un point situé dans le plan focal de la lentille de collimation du faisceau lumineux incident et à mesurer son intensité lumineuse, celle-ci étant alors une fonction sinusoidale pure de l'angle
formé entre la direction du faisceau incident et la nor-
male à la face d'entrée du coin de cube.
La présente invention est basée, non sur une interférence de faisceaux diffractés dans un coin de cube, mais sur un effet de Moiré, qui est le nom donné au
phénomène observé lorsque deux réseaux parallèles uni-
formes de diffraction placés sur le trajet d'un faisceau
lumineux produisent une série de franges lumineuses.
Quand l'un des réseaux est déplacé en translation par rapport à l'autre dans une direction perpendiculaire aux traits des réseaux, la distribution d'intensité lumineuse transmise dans le système est une fonction périodique du décalage entre les réseaux, cette fonction périodique
ayant une période correspondant à celle des réseaux.
Ce principe permet d'utiliser une source de lumière non cohérente pour produire un faisceau lumineux dirigé sur le réflecteur en coin de cube et d'obtenir sur
un photodétecteur un signal qui est une fonction sinusol-
dale pure de la position angulaire du réflecteur, lorsque
le photodétecteur est placé dans le plan focal de la len-
tille de collimation en un point permettant de capter
uniquement un faisceau réfléchi d'ordre +1 ou -1 de dif-
fraction.
De plus, le contraste des franges du signal détecté est alors indépendant de la taille du coin de cube. Selon une autre caractéristique de l'invention, le procédé consiste à capter dans le plan
focal de la lentille de collimation, les faisceaux réflé-
chis d'ordre +1 et -1 de diffraction.
On peut alors déterminer les conditions opéra-
toires de telle sorte que les intensités des faisceaux d'ordre +1 et -1 de diffraction captés dans le plan focal de la lentille de collimation soient en opposition de phase. Il suffit pour cela de déterminer la hauteur du coin de cube et le pas du réseau en fonction de l'indice
de réfraction du matériau du coin de cube et de la lon-
gueur d'onde centrale du faisceau lumineux émis par la source. Selon encore une autre caractéristique de
l'invention, ce procédé consiste à diriger sur le réflec-
teur deux faisceaux lumineux incidents identiques formant entre eux un angle tel que les intensités captées des faisceaux réfléchis ayant le même ordre de diffraction
sont en quadrature de phase.
Cela permet notamment d'obtenir des signaux
qui sont, à des coefficients près, du type 1 + cos À, 1 -
cos À, 1 + sin et 1 - sin È.
L'invention prévoit également plusieurs moyens permettant de lever l'indétermination d'un multiple de 2n
sur la valeur de phase obtenue à partir de ces signaux.
Pour cela, le procédé selon l'invention peut
consister à diriger sur le réflecteur deux faisceaux lu-
mineux incidents ayant des longueurs d'onde différentes et produits par deux sources lumineuses spectralement différentes. Le procédé peut également consister à utiliser deux coins de cube de hauteur différente pour les mesures
des intensités des faisceaux réfléchis.
Le procédé peut encore consister à utiliser deux réseaux de diffraction ayant des pas différents pour
les mesures d'intensité des faisceaux réfléchis.
L'invention permet alors d'obtenir la valeur réelle des phases des signaux réfléchis et d'en déduire des valeurs angulaires correspondantes comprises dans une gamme relativement large. Notamment, l'invention permet des mesures d'angle avec une sensibilité de l'ordre de
-3 degré dans la gamme [- 10', + IO'].
L'invention propose également un dispositif de mesure d'angle par réflectométrie, comprenant une source lumineuse associée à une lentille de collimation pour former un faisceau lumineux dirigé sur un réflecteur en coin de cube qui comprend un réseau de diffraction sur sa face d'entrée et qui est mobile en rotation autour d'un axe parallèle aux traits du réseau, au moins un photorécepteur pour capter un faisceau lumineux réfléchi par le coin de cube et des moyens de calcul pour détermi-
ner la phase du faisceau réfléchi et en déduire la posi-
tion angulaire du réflecteur autour dudit axe, caracté-
risé en ce que ladite source lumineuse est du type poly-
chromatique à faible largeur spectrale, telle qu'une
diode électro-luminescente, et en ce qu'au moins un pho-
torécepteur est disposé dans le plan focal de la lentille de collimation et agencé pour capter le faisceau réfléchi d'ordre +1 ou - 1 de diffraction, l'intensité du signal
de sortie du photodétecteur étant alors une fonction si-
nusoidale de l'angle formé entre la direction du faisceau lumineux incident sur le coin de cube et la normale à la
face d'entrée du coin de cube.
De préférence, pour une mesure absolue le dis-
positif comprend au moins quatre photodétecteurs, qui
sont disposés dans le plan focal de la lentille de colli-
mation de façon à capter les faisceaux réfléchis d'ordre
+1 et -1 de diffraction.
De préférence, ce dispositif comprend deux
sources lumineuses du type précité, émettant des fais-
ceaux lumineux ayant des longueurs d'onde centrales dif-
férentes. Dans un mode de réalisation préféré de l'invention, les extrémités de douze fibres optiques sont
disposées dans le plan focal de la lentille de collima-
tion, en une ou en deux lignes comprenant chacune deux fibres optiques d'émission et quatre fibres optiques de réception, les distances entre les extrémités des fibres d'une même ligne étant déterminées en fonction de la longueur d'onde centrale du faisceau émis, de la distance focale de la lentille et du pas du réseau, pour recevoir
les faisceaux réfléchis d'ordre +1 et -1 de diffraction.
Le dispositif selon l'invention peut par exemple fonctionner avec une fréquence d'acquisition de l'ordre de 200 Hz ou davantage, pour fournir des valeurs
d'angle à une fréquence de l'ordre de 20 Hz ou davantage.
L'invention sera mieux comprise et d'autres caractéristiques, détails et avantages de celle-ci appa-
raitront plus clairement à la lecture de la description
qui suit, faite à titre d'exemple en référence aux des-
sins annexés, dans lesquels:
la figure 1 représente schématiquement un dis-
positif de mesure d'angle selon l'invention; la figure 2 est une vue très agrandie de la
disposition des fibres optiques d'émission et de récep-
tion dans le plan focal de la lentille de collimation du
dispositif de la figure 1.
On a représenté très schématiquement en figure 1 les moyens essentiels d'un dispositif selon
l'invention, permettant la mesure à distance de la posi-
tion angulaire d'un objet mobile en rotation autour d'un axe.
Pour cela, le dispositif comprend un réflec-
teur 10 en coin de cube, qui est mobile en rotation au-
tour d'un axe perpendiculaire au plan du dessin ou qui est monté sur un objet mobile en rotation autour de cet axe. Un réseau de diffraction 14 est formé sur la face d'entrée 16 du coin de cube opposée au sommet 12 ou sur la face en regard d'une plaque de verre 18 s'étendant le long de cette face d'entrée 16. Les traits du réseau
sont parallèles à l'axe de rotation du coin de cube.
La position angulaire du coin de cube 10 au-
tour de l'axe précité peut alors être déterminée par me-
sure de l'angle a formé entre la normale à la face d'entrée 16 du coin de cube et l'axe optique 20 d'un émetteur comprenant une source lumineuse polychromatique 22 de largeur spectrale relativement faible, telle qu'une
diode électro-luminescente, qui est associée à une len-
tille de collimation 24 d'axe 20 pour produire un fais-
ceau lumineux 26 de rayons parallèles dirigé sur la face
d'entrée du coin de cube.
Dans le plan focal 28 de la lentille 24, on dispose au moins un photorécepteur destiné à capter un faisceau lumineux réfléchi par le coin de cube 10 et
d'ordre +1 ou -1 de diffraction.
Plus exactement, des fibres optiques 30 sont agencées entre le plan focal 28 et des photorécepteurs 32 dont les signaux de sortie sont appliqués aux entrées d'un système 34 de traitement de données, permettant de déterminer la valeur de l'angle x à partir de la phase des signaux de sortie des photodétecteurs 32. Le système 34 de traitement de l'information peut également produire un signal de commande appliqué à des moyens 36
d'alimentation de la source lumineuse 22.
Celle-ci, comme les photodétecteurs 32, est
reliée au plan focal 28 par une fibre optique 38.
Pour obtenir des signaux en opposition de phase, on prévoit au moins deux photorécepteurs 32 reliés chacun au plan focal 28 par une fibre optique 30, pour
capter les faisceaux réfléchis d'ordre +1 et -1 de dif-
fraction, correspondant au faisceau émis en sortie de la fibre 38, et on détermine les conditions opératoires de telle sorte que les signaux de sortie des photodétecteurs
32 soient en opposition de phase.
Il faut pour cela que la relation suivante soit respectée: 2 R X = 2k + 1 n p2 o R = 2 fois la hauteur du coin de cube 10, X = longueur d'onde centrale du faisceau émis, n = indice de réfraction du coin de cube, p = pas du réseau 14,
k est un nombre entier.
Les positions des extrémités des fibres 30 re-
cevant les faisceaux réfléchis d'ordre +1 et -1 de dif-
fraction, de part et d'autre de l'extrémité de la fibre 38, sont données par la relation suivante: D = X F/p
o: et p ont la même signification que précé-
demment, F est la longueur focale de la lentille 24, D est la distance entre les extrémités de la fibre 38 et
d'une fibre 30.
Pour obtenir également des signaux en quadra-
ture de phase, on peut raccorder la source lumineuse 22 au plan focal 28 par une deuxième fibre optique 40, les extrémités des fibres 38 et 40 dans le plan focal 28
étant séparées d'une distance donnée par la relation sui-
vante: d = F n p (2 k' + 1) / 4 R
o: F, n, p, R ont la même signification que pré-
cédemment,
k' est un nombre entier.
La fibre 40 émet alors un faisceau lumineux en direction du coin de cube 10, et les faisceaux réfléchis
d'ordre +1 et -1 de diffraction sont captés par deux pho-
todétecteurs supplémentaires 32' raccordés au plan focal
28 par des fibres optiques 30'.
On obtient ainsi des signaux du type (à des
coefficients près) 1 + cos A, 1 + sin À, 1 - cos et 1 -
sin qui sont appliqués aux entrées du système 34 de traitement de données et qui permettent de calculer la
valeur de la phase modulo 2X.
En faisant le rapport des différences des in-
tensités de ces signaux, on obtient la valeur de l'angle
x modulo 2r.
En effet, si on a: Il = a (1 + cos) 12 = b (1 - cos È) 13 = c (1 + sin À) 14 = d (1 - sin À) a, b, c et d étant des constantes on en tire: COS > = m Il - n 12 sin 4 = p 13 - q 14 et donc 4 = Arctg (pI3- q I4 m 1 n 12 avec t compris entre 0 et 2z, les valeurs de m, n, p et q étant obtenues par calibration. Pour lever l'indétermination d'un multiple de 2z sur la valeur de cette phase, on utilise par exemple
une deuxième source lumineuse du même type que la pre-
mière, mais émettant sur une longueur d'onde centrale différente, les deux longueurs d'onde centrales étant choisies de façon à ce que le matériau du coin de cube ait des indices de réfraction suffisamment différents
pour ces deux longueurs d'onde.
On a alors cJ = >1 + 2kr = 21 R tg a nlp et D2= 2 + 2kr = 2t R tga n2p n1 et n2 étant les indices de réfraction du coin de cube pour les longueurs d'onde centrales des deux
sources, et p étant le pas du réseau.
De ces deux relations, on peut par exemple dé-
duire la valeur de k, calculer les deux valeurs de tg a à
partir de (1 et X2 et en faire la moyenne.
Une disposition correspondante des extrémités des fibres optiques dans le plan focal 28 est représentée
schématiquement à titre d'exemple en figure 2, o les ré-
férences 221 et 222 désignent les deux sources lumi-
neuses, qui sont reliées chacune au plan focal 28 par
deux fibres optiques 381 et 401, -et 382 et 402 respecti-
vement. A chaque couple d'extrémités de fibres optiques
d'émission sont associées quatre extrémités de fibres op-
tiques de réception, désignées respectivement par les ré-
férences 301, 301', 302 et 302' respectivement, ces ex-
trémités de fibres optiques étant alignées sur une ou sur
deux lignes parallèles perpendiculaires à la ligne re-
liant les extrémités des fibres optiques d'émission 381
et 382.
En principe, les extrémités des fibres op-
tiques sont placées sur une seule ligne quand elles ne
sont pas trop larges. Pour éviter les problèmes de che-
vauchement, on peut les placer sur deux lignes paral-
lèles.
A titre d'exemple, on précisera que la dis-
tance entre ces deux lignes peut être de l'ordre du mil-
limètre, tandis que la distance entre les extrémités des fibres d'émission 381 et 401 (ou 382 et 402) est de l'ordre de 0,3 mm. Les longueurs d'onde centrales d'émission des deux sources lumineuses 221 et 222 sont
par exemple de 0,8 et 1,3 gm respectivement.
Les sources lumineuses 22 sont commandées par exemple pour émettre des impulsions ayant une durée de l'ordre de 625 gs avec une fréquence de répétition de
l'ordre de 800 Hz.
Un tel dispositif peut mesurer, à une distance de plusieurs mètres, des valeurs d'angle a comprises entre -10 et +10 avec une précision de l'ordre de 10-3 degré. En variante, au lieu d'utiliser deux sources lumineuses émettant sur des longueurs d'onde centrales différentes, on peut utiliser deux réseaux de diffraction
14 de pas différent.
Selon une autre variante, on peut utiliser
deux coins de cube ayant des hauteurs différentes.

Claims (14)

REVENDICATIONS
1. Procédé de mesure d'angle par réflectomé-
trie, consistant à diriger un faisceau lumineux incident collimaté (26) sur un réflecteur (10) en coin de cube qui comprend un réseau de diffraction (14) sur sa face d'entrée (16) et qui est mobile en rotation autour d'un
axe parallèle aux traits du réseau, à capter les fais-
ceaux lumineux réfléchis par le coin de cube (10), à dé-
terminer leur phase et à en déduire la position angulaire du réflecteur autour dudit axe, caractérisé en ce qu'il consiste à utiliser une source lumineuse polychromatique
(22) à faible largeur spectrale, telle qu'une diode élec-
tro-luminescente, pour produire le faisceau incident (26) précité, à capter au moins le faisceau réfléchi d'ordre +1 ou -1 de diffraction en un point situé dans le plan
focal (28) de la lentille de collimation du faisceau lu-
mineux incident, et à mesurer son intensité lumineuse, celle-ci étant alors une fonction sinusoidale pure de l'angle X formé entre la direction du faisceau incident
et la normale à la face d'entrée (16) du coin de cube.
2. Procédé selon la revendication 1 caracté-
risé en ce qu'il consiste à capter dans le plan focal (28) de la lentille de collimation (24), les faisceaux
réfléchis d'ordre +1 et -1 de diffraction.
3. Procédé selon la revendication 2, caracté-
risé en ce qu'il consiste à déterminer les conditions
opératoires de telle sorte que les intensités des fais-
ceaux réfléchis d'ordre +1 et -1 de diffraction captés dans le plan focal (28) de la lentille de collimation
sont en opposition de phase.
4. Procédé selon l'une des revendications pré-
cédentes, caractérisé en qu'il consiste à diriger sur le
réflecteur (10) deux faisceaux lumineux incidents iden-
tiques décalés d'un angle tel que les intensités captées
des faisceaux réfléchis ayant le même ordre de diffrac-
tion sont en quadrature de phase.
5. Procédé selon l'une des revendications pré-
cédentes, caractérisé en ce qu'il consiste à diriger sur le réflecteur (10) deux faisceaux lumineux incidents
ayant des longueurs d'onde centrales différentes et pro-
duits par deux sources lumineuses spectralement diffé-
rentes (221, 222).
6. Procédé selon la revendication 5, caracté-
risé en ce que le réflecteur (10) a des indices de ré-
fraction différents pour les longueurs d'onde centrales
des deux sources lumineuses.
7. Procédé selon l'une des revendications 2 à
4, caractérisé en ce qu'il consiste à utiliser deux coins de cube (10) de hauteur différente pour les mesures
d'intensité des faisceaux réfléchis.
8. Procédé selon l'une des revendications 1 à
4, caractérisé en ce qu'il consiste à utiliser deux ré-
seaux de diffraction ayant des pas différents pour les
mesures d'intensité des faisceaux réfléchis.
9. Dispositif de mesure d'angle par réflectométrie, comprenant une source lumineuse (22) associée à une lentille de collimation (24) pour former un faisceau lumineux dirigé sur un réflecteur en coin de cube (10) qui comprend un réseau de diffraction (14) sur sa face d'entrée (16) et qui est mobile en rotation autour d'un axe parallèle aux traits du réseau (14), au moins un
photorécepteur (32) pour capter un faisceau lumineux ré-
fléchi par le coin de cube, et des moyens de calcul (34)
pour déterminer la phase du signal de sortie du photodé-
tecteur et en déduire la position angulaire du réflecteur (10) autour dudit axe, caractérisé en ce que la source lumineuse est du type polychromatique à faible largeur spectrale, telle qu'une diode électroluminescente, et en ce que le photorécepteur (32) précité est disposé dans le plan focal de la lentille de collimation (24) et agencé pour capter le faisceau réfléchi d'ordre +1 ou - 1 de diffraction, l'intensité de ce faisceau étant une fonction sinusoidale pure de l'angle x formé entre l'axe du faisceau incident sur le coin de cube et la normale à
la face d'entrée (16) du coin de cube.
10. Dispositif selon la revendication 9, ca-
ractérisé en ce que la hauteur du coin de cube (10), son indice de réfraction, la longueur d'onde centrale de la source (22) et le pas du réseau de diffraction (14) sont déterminés pour que les intensités des faisceaux captés d'ordre +1 et -1 de diffraction soient en opposition de phase.
11. Dispositif selon la revendication 9 ou 10, caractérisé en ce que la source lumineuse (22) est reliée par deux fibres optiques (38, 40) au plan focal (28) de la lentille de collimation (24), les extrémités de ces
fibres dans le plan focal (28) étant séparées d'une dis-
tance telle que les intensités captées des faisceaux ré-
fléchis ayant le même ordre de diffraction sont en qua-
drature de phase.
12. Dispositif selon la revendication 9 ou 11, caractérisé en ce qu'il comprend deux sources lumineuses (221, 222) du type précité, émettant sur des longueurs
d'onde centrales différentes.
13. Dispositif selon la revendication 12, ca-
ractérisé en ce que les extrémités de douze fibres op-
tiques sont disposées dans le plan focal (28) de collima-
tion en au moins une ligne ou en deux lignes comprenant chacune deux fibres optiques d'émission et quatre fibres optiques de réception, les distances entre les fibres
d'une même ligne étant déterminées en fonction de la lon-
gueur d'onde centrale du faisceau émis, de la distance focale de la lentille et du pas du réseau pour recevoir
les faisceaux réfléchis d'ordre +1 et -1 de diffraction.
14. Dispositif selon l'une des revendications
9 à 13, caractérisé en ce que la fréquence d'acquisition des signaux réfléchis est de l'ordre de 200 Hz, et la fréquence de fourniture des valeurs angulaires a est de
l'ordre de 20 Hz.
FR9307456A 1993-06-21 1993-06-21 Method and device for measuring angles by reflectometry Granted FR2707000A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR9307456A FR2707000A1 (en) 1993-06-21 1993-06-21 Method and device for measuring angles by reflectometry

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR9307456A FR2707000A1 (en) 1993-06-21 1993-06-21 Method and device for measuring angles by reflectometry

Publications (2)

Publication Number Publication Date
FR2707000A1 true FR2707000A1 (en) 1994-12-30
FR2707000B1 FR2707000B1 (fr) 1995-09-01

Family

ID=9448344

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FR9307456A Granted FR2707000A1 (en) 1993-06-21 1993-06-21 Method and device for measuring angles by reflectometry

Country Status (1)

Country Link
FR (1) FR2707000A1 (fr)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6653650B2 (en) * 2001-11-26 2003-11-25 Northrop Grumman Corporation Streamlined method and apparatus for aligning a sensor to an aircraft
RU2471148C1 (ru) * 2011-06-29 2012-12-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет информационных технологий, механики и оптики" (НИУ ИТМО) Устройство для контроля поворота объекта
CN109668525A (zh) * 2019-01-30 2019-04-23 哈尔滨超精密装备工程技术中心有限公司 基于反射光栅的高精度三维角度测量方法与装置

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL6508599A (fr) * 1965-07-03 1965-08-25
US3245307A (en) * 1958-01-21 1966-04-12 Philips Corp Moire fringe apparatus for measuring small movements
US4306806A (en) * 1979-09-20 1981-12-22 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army Gun tube orientation sensor; target mirror
US4459022A (en) * 1980-10-16 1984-07-10 United Technologies Corporation Fiber optic angular sensor
JPS6080707A (ja) * 1983-10-07 1985-05-08 Toshihiro Tsumura 傾斜角度計測装置
EP0486050A2 (fr) * 1990-11-16 1992-05-20 Canon Kabushiki Kaisha Méthode et appareil pour mesurer un déplacement

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3245307A (en) * 1958-01-21 1966-04-12 Philips Corp Moire fringe apparatus for measuring small movements
NL6508599A (fr) * 1965-07-03 1965-08-25
US4306806A (en) * 1979-09-20 1981-12-22 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army Gun tube orientation sensor; target mirror
US4459022A (en) * 1980-10-16 1984-07-10 United Technologies Corporation Fiber optic angular sensor
JPS6080707A (ja) * 1983-10-07 1985-05-08 Toshihiro Tsumura 傾斜角度計測装置
EP0486050A2 (fr) * 1990-11-16 1992-05-20 Canon Kabushiki Kaisha Méthode et appareil pour mesurer un déplacement

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 9, no. 221 (P - 386)<1944> 7 September 1985 (1985-09-07) *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6653650B2 (en) * 2001-11-26 2003-11-25 Northrop Grumman Corporation Streamlined method and apparatus for aligning a sensor to an aircraft
RU2471148C1 (ru) * 2011-06-29 2012-12-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет информационных технологий, механики и оптики" (НИУ ИТМО) Устройство для контроля поворота объекта
CN109668525A (zh) * 2019-01-30 2019-04-23 哈尔滨超精密装备工程技术中心有限公司 基于反射光栅的高精度三维角度测量方法与装置

Also Published As

Publication number Publication date
FR2707000B1 (fr) 1995-09-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0242250B1 (fr) Dispositif de détection opto-électronique à distance d&#39;une grandeur physique
CA1300934C (fr) Procede de prise d&#39;empreinte medicale et dispositif pour sa mise en oeuvre
EP0291394A1 (fr) Capteur de déplacement à fibres optiques décalées
EP0255792B1 (fr) Système de repérage utilisant un ensemble rétroréflecteur, et modulateur d&#39;un faisceau laser
FR2484633A1 (fr) Procede et dispositif de mesure de profil de surface sans contact
FR2569864A1 (fr) Equipement d&#39;emission et de distribution de lumiere par fibres optiques, notamment pour le controle spectrophotometrique en ligne a l&#39;aide d&#39;un spectrophotometre double faisceau
FR2559577A1 (fr) Procede de mesure par trace polygonal et dispositif de mesure
EP0406058A1 (fr) Dispositif de mesure de la vitesse du vent à moyenne altitude
FR2615281A1 (fr) Dispositif de mesure d&#39;une distance en mouvement relatif de deux objets mobiles l&#39;un par rapport a l&#39;autre
FR2694088A1 (fr) Système interférométrique de détection et de localisation de défauts réflecteurs de structures guidant la lumière.
FR2513371A1 (fr) Procede de determination des parametres geometriques de la surface d&#39;un objet et son dispositif de mise en oeuvre
FR2522804A1 (fr) Appareil oculometre et son utilisation dans un systeme viseur de tete
FR2488396A1 (fr) Procede et dispositifs optiques pour la determination d&#39;un parametre d&#39;attitude d&#39;un corps
FR2488395A1 (fr) Dispositif de mesure electro-optique
EP0428702B1 (fr) Appareil opto-electronique de mesure a distance d&#39;une grandeur physique
FR2707000A1 (en) Method and device for measuring angles by reflectometry
US20020158203A1 (en) Method and system for dynamically polarizing electro-optic signals
EP0429332B1 (fr) Procédé et dispositif pour la détermination des caractéristiques d&#39;une lentille, et notamment, de sa puissance
WO1982000196A1 (fr) Appareil de mesure d&#39;un mouvement et points de repere utilises avec cet appareil
FR2723208A1 (fr) Systeme de reperage spatial d&#39;une direction liee a un corps mobile par rapport a une structure, utilisable notamment pour un viseur de casque
FR2848664A1 (fr) Detecteur de position, forme et reflectivite d&#39;une surface
EP0669525A2 (fr) Système interférométrique de détection et de localisation de défauts réflecteurs de structures guidant la lumière
FR2679646A1 (fr) Dispositif de mesure, sans contact, du diametre d&#39;un objet sensiblement cylindrique, par exemple une fibre optique.
FR2520123A1 (fr) Dispositif d&#39;autotest pour equiper un systeme optronique
FR2572805A1 (fr) Procede de mesure du centrage d&#39;un barreau cylindrique dans un revetement transparent cylindrique et dispositif de mise en oeuvre

Legal Events

Date Code Title Description
ST Notification of lapse