FR2730818A1 - Telemetre laser a effet larsen comportant notamment une optique unique d'emission et de reception - Google Patents
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Abstract
L'invention propose un dispositif de mesure de la distance d'une cible du type comportant notamment une source (S) d'émission d'un faisceau laser de mesure, modulé en intensité, en direction de la cible, une optique d'émission, une optique de réception, un photorécepteur (88) qui reçoit une fraction de la lumière réfléchie par la cible, qui convertit l'intensité lumineuse en un signal électrique, et qui est placé, par l'optique de réception, au point image de l'impact du faisceau sur la cible, et des moyens de détermination de la distance de la cible à partir de la mesure du temps de parcours aller-retour de la lumière émise, caractérisé en ce que l'optique d'émission et l'optique de réception sont réalisées sous la forme d'une optique unique conjuguée (56) agencée dans un boîtier qui assure le positionnement précis, par rapport à l'optique unique (56), d'une voie optique (X) d'émission du faisceau laser et d'une voie optique (Y) de réception du faisceau réfléchi par la cible.
Description
La présente invention concerne un dispositif de mesure de la distance d'une cible.
L'invention concerne plus particulièrement un dispositif communément appelé télémètre laser à effet
Larsen.
Larsen.
Le principe d'un tel télémètre est fondé sur la mesure du temps de parcours ou temps de vol, de la lumière aller-retour entre le télémètre et une cible.
Afin d'introduire une telle technologie de mesure de distances par temps de vol dans le domaine industriel, par exemple pour réaliser du contrôle dimensionnel et de la mesure de pièces ou d'ensembles, il est nécessaire d'obtenir des résolutions et des précisions importantes, par exemple de l'ordre de quelques centièmes de millimètre.
Dans le but d'augmenter la résolution et la précision de la télémétrie à temps de vol, tout en conservant les avantages de la portée et de la mesure de distance absolue sur une cible quelconque, il a été proposé de mettre en oeuvre les conditions de propagation d'un signal associé à l'effet Larsen oscillant en contreréaction dans une boucle constituée essentiellement par un émetteur laser, par une cible diffusante, par un photorécepteur, et par des traitements d'amplification et de détection.
Le principe d'un télémètre laser est décrit et représenté dans le document FR-A-2.601.145.
Selon ce document, on considère la ligne à retard constituée par le parcours du faisceau, l'émetteur, et le récepteur comme des éléments constitutif d'un générateur harmonique de la modulation d'amplitude du faisceau.
La fréquence de résonnance dépend directement du retard, et donc de la longueur à mesurer.
On déduit donc la longueur de la mesure à partir de la fréquence en sortie du générateur, et ceci avec une très grande précision qui est notamment fonction de la précision du frXquence-mètre utilisé.
Le document FR-B1-2.664.06 décrit et représente un exemple de mise en oeuvre du principe de mesure par effet
Larsen évoqué dans le document précédent.
Larsen évoqué dans le document précédent.
Selon les enseignements de ce second document, le faisceau est émis par une diode laser divergente.
Il est rendu parallèle par une optique d'émission et il va frapper une cible située à la distance à mesurer.
Une partie de la lumière réfléchie par la cible est concentrée par une optique de réception sur un photorécepteur qui convertit l'intensité lumineuse reçue en un signal électrique.
Le laser, l'optique et le photorécepteur sont coaxiaux et ainsi, quelle que soit la distance de la cible, l'image de l'impact sur l'axe atteint le photorécepteur.
La diode laser doit être placée sur l'axe à proximité du point focal, la position étant ajustée de manière à minimiser le diamètre du faisceau pour des distances situées entre 100 et 200 mètres.
Le photorécepteur doit être placé au point focal optique de réception. La surface de réception de l'opti- que est annulaire et sa partie centrale est occultée par les moyens d'émission.
Associés à ces moyens optiques, des moyens électroniques pour la mise en oeuvre de l'effet Larsen sont décrits et représentés dans le second document.
A cet effet, le dispositif de mesure comporte un système de traitement du signal délivré par le photorécepteur qui l'amplifie avec un gain contrôlé, le filtre, le traite et commande la source d'émission laser sans générateur d'impulsion spécifique.
Le signal délivré par la photodiode du photorécepteur est filtré, traité et réémis par le laser de tel sorte que le signal, qui s'autogénère et se propage indéfiniment dans la,boucle quand le gain de la chaîne d'amplification compense l'atténuation des différents éléments de la boucle, soit un signal Larsen constitué d'impulsion, dont la période de répétition correspond au délai de parcours de la boucle et dont la forme est déterminée par les éléments de filtrage de la boucle.
La chaîne d'amplification est notamment constituée d'amplificateurs à contrôle de gain en cascade ou d'amplificateurs suivis d'atténuateurs commandables, le gain étant asservi pour maintenir constant le niveau de l'impulsion reçue et amplifiée et mesurée par un détecteur de crête.
L'agencement proposé dans ce second document permet d'obtenir de très grandes précisions et résolutions par rapport aux autres technologies de mesure de distances par temps de vol.
Cette conception comporte toutefois certains défauts inhérents tant à la réalisation et à l'agencement des moyens otiques qu'à celles des moyens électroniques.
S'agissant des moyens optiques, l'utilisation d'une optique d'émission et d'une optique de réception rend particulièrement difficile, voire impossible, la parfaite conjugaison optique du point d'émission et du point de réception du faisceau de mesure.
La ligne à retard que comporte la boucle ainsi que les moyens d'atténuation constitués par des atténuateurs électroniques, sont réalisés par des composants électroniques, tels que les atténuateurs commandables en tension, qui induisent par eux-même des retards dans la boucle principale du système de traitement du signal.
Il est donc souhaitable de supprimer ces phénomènes de retards induits, tant lors de l'émission du faisceau de mesure, que lors d'une phase de calibration du dispositif de mesure.
La phase de calibration, qui est déterminante pour la précision des mesures effectuées, est également imprécise lorsqu'elle est effectuée "électroniquement", notamment du fait des phénomènes d'échauffement auxquels sont soumis les composants électroniques.
Il est donc aussi souhaitable de pouvoir effectuer une calibration du dispositif de mesure en s'affranchissant des problèmes de dérive dûs à des phénomènes d'échauffement.
Lorsque la source d'émission laser est une diode laser émettant dans l'infrarouge, et lorsque l'on désire utiliser un télémètre pour des mesures en milieu industriel en ne faisant appel à aucun moyen complémentaire particulier de positionnement relatif de l'objet-cible par rapport au dispositif de mesure, il est également souhaitable de disposer d'un faisceau visible de pointage permettant de matérialiser l'impact ultérieur du faisceau de mesure qui est lui émis en dehors du spectre visible.
Enfin, pour certaines applications, il peut être souhaitable de disposer de moyens permettant de mesurer un écart latéral de la position de la cible en association avec la mesure de distance.
L'invention a ainsi pour but de proposer une nouvelle conception d'un dispositif de mesure de distance mettant en oeuvre le principe d'un télémètre laser à effet Larsen, qui permet de remédier à tout, ou partie, des inconvénients qui viennent d'être mentionnés en faisant essentiellement appel à des moyens optiques spécifiques et/ou au remplacement de certaines parties du circuit électronique du système du traitement selon l'état de la technique par des moyens optiques ou optoélectroniques qui permettent notamment de s'affranchir des phénomènes de retards induits et de dérive dûs à 1 'échauffement.
Dans ce but, l'invention propose un dispositif de mesure de la distance d'une cible du type comportant
- une source d'émission d'un faisceau laser de mesure, modulé en intensité, en direction de la cible
- une optique d'émission
- une optique de réception ;
- un photorécepteur qui reçoit une fraction de la lumière réfléchie par la cible, qui convertit l'intensité lumineuse en un signal électrique, et qui est placé, par l'optique de réception, au point image de l'impact du faisceau sur la cible
- et des moyens de détermination de la distance de la cible à partir à partir de la mesure du temps de parcours aller-retour de la lumière émise, entre le dispositif de mesure et la cible, par mesure de la période ou de la fréquence résultant d'un effet Larsen entretenu dans une boucle comportant la source d'émission laser, le photorécepteur, une ligne à retard et un système de traitement du signal délivré par le photorécepteur qui l'amplifie avec un gain contrôlé et qui commande la source d'émission laser de telle sorte que le signal qui s'autogénère et se propage indéfiniment dans la boucle soit un signal Larsen constitué d'impulsions dont la période de répétition correspond au délai de parcours de la boucle et dont la forme est déterminée par des éléments de filtrage de la boucle caractérisé en ce que l'optique d'émission et l'optique de réception sont réalisées sous la forme d'une optique unique conjuguée agencée dans un boîtier qui assure le positionnement précis, par rapport à l'optique unique, d'une voie optique d'émission du faisceau laser et d'une voie optique de réception du faisceau réfléchi par la cible.
- une source d'émission d'un faisceau laser de mesure, modulé en intensité, en direction de la cible
- une optique d'émission
- une optique de réception ;
- un photorécepteur qui reçoit une fraction de la lumière réfléchie par la cible, qui convertit l'intensité lumineuse en un signal électrique, et qui est placé, par l'optique de réception, au point image de l'impact du faisceau sur la cible
- et des moyens de détermination de la distance de la cible à partir à partir de la mesure du temps de parcours aller-retour de la lumière émise, entre le dispositif de mesure et la cible, par mesure de la période ou de la fréquence résultant d'un effet Larsen entretenu dans une boucle comportant la source d'émission laser, le photorécepteur, une ligne à retard et un système de traitement du signal délivré par le photorécepteur qui l'amplifie avec un gain contrôlé et qui commande la source d'émission laser de telle sorte que le signal qui s'autogénère et se propage indéfiniment dans la boucle soit un signal Larsen constitué d'impulsions dont la période de répétition correspond au délai de parcours de la boucle et dont la forme est déterminée par des éléments de filtrage de la boucle caractérisé en ce que l'optique d'émission et l'optique de réception sont réalisées sous la forme d'une optique unique conjuguée agencée dans un boîtier qui assure le positionnement précis, par rapport à l'optique unique, d'une voie optique d'émission du faisceau laser et d'une voie optique de réception du faisceau réfléchi par la cible.
Selon d'autres caractéristiques de l'invention
- l'optique unique conjuguée est un cube à séparation de faisceaux comportant
- une face d'émission en regard de laquelle est positionnée la voie optique d'émission ;
- une face de réception du faisceau réfléchi, parallèle à la face d'émission
- une face d'analyse en regard de laquelle est positionnée la voie optique de réception du faisceau réfléchi par la cible ; et
- un plan diagonal semi-réfléchissant de séparation des voies optiques d'émission et de réception sur lequel est situé le point d'intersection des voies optiques d'émission et de réception
- l'optique unique conjuguée est associée à au moins une lentille de conjugaison du point émetteur et du point récepteur au travers de l'optique conjuguée, avec un point situé au moins à la distance de mesure
- la lentille est une lentille asphérique,ou un doublet optimisé pour minorer les aberrations sphériques;
- la lentille est une lentille fixe permettant de conjuguer le point émetteur et le point récepteur avec un point situé à l'infini ou avec un point situé à la plus grande distance utile pour la plage de mesures du dispositif ;;
- la lentille est une lentille mobile permettant de réaliser la mise au point à la distance de mesure
- un diaphragme est agencé entre l'optique unique conjuguée et la voie optique de réception, et l'ouverture du diaphragme correspond au cône de réception déterminé par la lentille
- le dispositif comporte des moyens de calibration optique qui produisent un faisceau optique de calibration, et des moyens de commutation optique qui permettent de substituer temporairement le faisceau optique de calibration au faisceau réfléchi ;;
- le cube à séparation de faisceaux comporte une face de calibration parallèle à la face d'analyse, en regard de laquelle est positionnée une voie optique de calibration qui est alignée avec la voie optique de réception
- les moyens de commutation comportent un commutateur optique comportant au moins une première entrée d'un faisceau laser de mesure, une première sortie reliée à voie optique d'émission et une seconde sortie reliée à la voie optique de calibration, et le commutateur est susceptible de relier temporairement la seconde sortie à l'entrée, en remplacement de la première sortie, pour permettre d'effectuer une opération de calibration du dispositif de mesure
- la ligne à retard est constituée par au moins une fibre optique de transmission de grande longueur agencée entre la source d'émission du faisceau laser et le photorécepteur;;
- la ligne à retard à fibre optique est agencée entre la source d'émission du faisceau laser de mesure et l'optique unique conjuguée
- un premier tronçon de la ligne à retard à fibre optique est agencé entre la source d'émission du faisceau laser de mesure et l'optique unique conjuguée, et un second tronçon de la ligne à retard à fibre optique est agencé entre l'optique unique conjuguée et le photorécepteur
- la ligne à retard à fibre optique est agencée entre la source d'émission du faisceau laser de mesure et ladite au moins première entrée du commutateur optique;;
- le dispositif comporte des moyens de production d'un faisceau de pointage émis dans le visible, et il comporte des moyens de commutation optique qui permettent de substituer, temporairement, le faisceau optique de pointage au faisceau laser de mesure
- il comporte des moyens de commutation optique qui permettent de substituer simultanément et temporairement le faisceau de pointage au faisceau laser d'émission et le faisceau de calibration au faisceau réfléchi
- le commutateur optique comporte au moins une seconde entrée recevant le faisceau optique de pointage;
- les moyens de production du faisceau de pointage comportent une source de lumière rouge
- la source d'émission d'un faisceau laser de mesure est une diode laser, notamment une diode pulsée;;
- au moins un premier collimateur optique est interposé entre la diode laser et une fibre optique de raccordement de la diode à l'optique unique conjuguée
- la boucle comporte des moyens optiques d'atténuation de l'intensité du faisceau laser émis qui sont commandés par le système de traitement pour maintenir constant le niveau de l'impulsion reçue
- le dispositif d'atténuation est un atténuateur à cristaux liquides comportant deux filtres croisés de polarisation, et la dynamique d'atténuation de l'atténuateur, entre un état passant et un état bloqué, est commandée, en tension, de manière continue en fonction de l'amplitude d'un signal de commande produit par le système de traitement
- la diode d'émission laser émet un faisceau polarisé dans un plan et cette polarisation à l'émission est associée avec celle du premier filtre de l'atténuateur de manière à optimiser la transmission du filtre polarisant d'entrée de l'atténuateur ;;
- l'atténuateur est interposé entre ledit premier collimateur et un second collimateur disposé en amont de l'entrée de la fibre optique
- ladite fibre optique de raccordement est constituée par au moins un tronçon de la ligne à retard à fibre optique
- le boîtier comporte une équerre de support du cube à séparation de faisceaux, en forme de L, délimitant deux faces d'appui perpendiculaires contre lesquelles prennent respectivement appui la face d'émission et la face d'analyse du cube, et chacune des deux branches de l'équerre comporte un trou pour le passage respectivement de la voie optique d'émission et de la voie optique de réception
- chaque trou comporte des moyens de centrage pour le raccordement de voie optique d'émission et de la voie optique de réception, respectivement, et les axes des trous sont concourants en un point situé dans le plan diagonal semi-réfléchissant de séparation du cube
- la branche de l'équerre contre laquelle prend appui la face d'émission comporte un trou et des moyens de raccordement pour la voie optique de calibration, ce trou débouchant en dehors de la face de réception du cube et en regard d'une surface diffusante de renvoi, incliné à 45" par rapport à l'axe du trou et par rapport à la face de calibration du cube;;
- le cube à séparation de faisceaux est maintenu élastiquement en appui dans l'équerre par une patte élastique qui s'étend depuis la branche de l'équerre contre laquelle la face d'émission du cube est en appui et l'arrête du cube opposée à celle correspondant à l'intersection des faces d'émission et d'analyse
- la surface diffusante est portée par la patte élastique
- le dispositif est utilisé en association avec une cible permettant d'assurer la réfection d'un faisceau réfléchi parallèle au faisceau laser incident, et le dispositif de mesure comporte un dispositif optique de mesure de l'écart latéral entre le faisceau laser de mesure et le faisceau réfléchi.
- l'optique unique conjuguée est un cube à séparation de faisceaux comportant
- une face d'émission en regard de laquelle est positionnée la voie optique d'émission ;
- une face de réception du faisceau réfléchi, parallèle à la face d'émission
- une face d'analyse en regard de laquelle est positionnée la voie optique de réception du faisceau réfléchi par la cible ; et
- un plan diagonal semi-réfléchissant de séparation des voies optiques d'émission et de réception sur lequel est situé le point d'intersection des voies optiques d'émission et de réception
- l'optique unique conjuguée est associée à au moins une lentille de conjugaison du point émetteur et du point récepteur au travers de l'optique conjuguée, avec un point situé au moins à la distance de mesure
- la lentille est une lentille asphérique,ou un doublet optimisé pour minorer les aberrations sphériques;
- la lentille est une lentille fixe permettant de conjuguer le point émetteur et le point récepteur avec un point situé à l'infini ou avec un point situé à la plus grande distance utile pour la plage de mesures du dispositif ;;
- la lentille est une lentille mobile permettant de réaliser la mise au point à la distance de mesure
- un diaphragme est agencé entre l'optique unique conjuguée et la voie optique de réception, et l'ouverture du diaphragme correspond au cône de réception déterminé par la lentille
- le dispositif comporte des moyens de calibration optique qui produisent un faisceau optique de calibration, et des moyens de commutation optique qui permettent de substituer temporairement le faisceau optique de calibration au faisceau réfléchi ;;
- le cube à séparation de faisceaux comporte une face de calibration parallèle à la face d'analyse, en regard de laquelle est positionnée une voie optique de calibration qui est alignée avec la voie optique de réception
- les moyens de commutation comportent un commutateur optique comportant au moins une première entrée d'un faisceau laser de mesure, une première sortie reliée à voie optique d'émission et une seconde sortie reliée à la voie optique de calibration, et le commutateur est susceptible de relier temporairement la seconde sortie à l'entrée, en remplacement de la première sortie, pour permettre d'effectuer une opération de calibration du dispositif de mesure
- la ligne à retard est constituée par au moins une fibre optique de transmission de grande longueur agencée entre la source d'émission du faisceau laser et le photorécepteur;;
- la ligne à retard à fibre optique est agencée entre la source d'émission du faisceau laser de mesure et l'optique unique conjuguée
- un premier tronçon de la ligne à retard à fibre optique est agencé entre la source d'émission du faisceau laser de mesure et l'optique unique conjuguée, et un second tronçon de la ligne à retard à fibre optique est agencé entre l'optique unique conjuguée et le photorécepteur
- la ligne à retard à fibre optique est agencée entre la source d'émission du faisceau laser de mesure et ladite au moins première entrée du commutateur optique;;
- le dispositif comporte des moyens de production d'un faisceau de pointage émis dans le visible, et il comporte des moyens de commutation optique qui permettent de substituer, temporairement, le faisceau optique de pointage au faisceau laser de mesure
- il comporte des moyens de commutation optique qui permettent de substituer simultanément et temporairement le faisceau de pointage au faisceau laser d'émission et le faisceau de calibration au faisceau réfléchi
- le commutateur optique comporte au moins une seconde entrée recevant le faisceau optique de pointage;
- les moyens de production du faisceau de pointage comportent une source de lumière rouge
- la source d'émission d'un faisceau laser de mesure est une diode laser, notamment une diode pulsée;;
- au moins un premier collimateur optique est interposé entre la diode laser et une fibre optique de raccordement de la diode à l'optique unique conjuguée
- la boucle comporte des moyens optiques d'atténuation de l'intensité du faisceau laser émis qui sont commandés par le système de traitement pour maintenir constant le niveau de l'impulsion reçue
- le dispositif d'atténuation est un atténuateur à cristaux liquides comportant deux filtres croisés de polarisation, et la dynamique d'atténuation de l'atténuateur, entre un état passant et un état bloqué, est commandée, en tension, de manière continue en fonction de l'amplitude d'un signal de commande produit par le système de traitement
- la diode d'émission laser émet un faisceau polarisé dans un plan et cette polarisation à l'émission est associée avec celle du premier filtre de l'atténuateur de manière à optimiser la transmission du filtre polarisant d'entrée de l'atténuateur ;;
- l'atténuateur est interposé entre ledit premier collimateur et un second collimateur disposé en amont de l'entrée de la fibre optique
- ladite fibre optique de raccordement est constituée par au moins un tronçon de la ligne à retard à fibre optique
- le boîtier comporte une équerre de support du cube à séparation de faisceaux, en forme de L, délimitant deux faces d'appui perpendiculaires contre lesquelles prennent respectivement appui la face d'émission et la face d'analyse du cube, et chacune des deux branches de l'équerre comporte un trou pour le passage respectivement de la voie optique d'émission et de la voie optique de réception
- chaque trou comporte des moyens de centrage pour le raccordement de voie optique d'émission et de la voie optique de réception, respectivement, et les axes des trous sont concourants en un point situé dans le plan diagonal semi-réfléchissant de séparation du cube
- la branche de l'équerre contre laquelle prend appui la face d'émission comporte un trou et des moyens de raccordement pour la voie optique de calibration, ce trou débouchant en dehors de la face de réception du cube et en regard d'une surface diffusante de renvoi, incliné à 45" par rapport à l'axe du trou et par rapport à la face de calibration du cube;;
- le cube à séparation de faisceaux est maintenu élastiquement en appui dans l'équerre par une patte élastique qui s'étend depuis la branche de l'équerre contre laquelle la face d'émission du cube est en appui et l'arrête du cube opposée à celle correspondant à l'intersection des faces d'émission et d'analyse
- la surface diffusante est portée par la patte élastique
- le dispositif est utilisé en association avec une cible permettant d'assurer la réfection d'un faisceau réfléchi parallèle au faisceau laser incident, et le dispositif de mesure comporte un dispositif optique de mesure de l'écart latéral entre le faisceau laser de mesure et le faisceau réfléchi.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui suit pour la compréhension de laquelle on se reportera aux dessins annexés dans lesquels
- La figure 1 est une vue schématique, en coupe longitudinale passant par le plan médian de la figure 2, qui illustre un exemple de réalisation des principaux composants optiques et opto-électroniques d'un dispositif de mesure réalisé conformément aux enseignements de l'invention ;
- la figure 2 est une vue de dessus de la figure l;;
- la figure 3 est une vue schématique en perspective, en section partielle selon le plan médian qui illustre l'agencement du cube à séparation de faisceaux dans sa monture
- la figure 4 est un schéma symétrique qui illustre l'agencement des différents sous-ensemble optiques et électroniques d'un dispositif de mesure selon l'invention;
- la figure 5 est un schéma qui illustre la conception d'un atténuateur optique à cristaux liquides; et
- la figure 6 est un schéma qui illustre la conception de moyens de mesure d'un écart latéral.
- La figure 1 est une vue schématique, en coupe longitudinale passant par le plan médian de la figure 2, qui illustre un exemple de réalisation des principaux composants optiques et opto-électroniques d'un dispositif de mesure réalisé conformément aux enseignements de l'invention ;
- la figure 2 est une vue de dessus de la figure l;;
- la figure 3 est une vue schématique en perspective, en section partielle selon le plan médian qui illustre l'agencement du cube à séparation de faisceaux dans sa monture
- la figure 4 est un schéma symétrique qui illustre l'agencement des différents sous-ensemble optiques et électroniques d'un dispositif de mesure selon l'invention;
- la figure 5 est un schéma qui illustre la conception d'un atténuateur optique à cristaux liquides; et
- la figure 6 est un schéma qui illustre la conception de moyens de mesure d'un écart latéral.
On a représenté aux figures 1 et 2 un boîtier 10 comportant un bâti prévu pour être habillé par un capot (non représenté).
Le bâti est constitué pour l'essentiel par une plaque de base 12 à partir de laquelle s'étendent à ses deux extrémités longitudinales opposées, deux plaques latérales 14 et 16.
Grâce à des entretoises verticales 18, une plaque horizontale de montage 20 est superposée à la plaque de base 12 et délimite avec cette dernière un logement 22.
La plaque latérale verticale 16 sert de support aux principaux composants optiques du dispositif de mesure selon l'invention tandis que la plaque latérale verticale 14 sert de support à des moyens de raccordement et d'affichage (non représentés) qui permettent notamment en alimentation en courant du dispositif de mesure 10, l'affichage des résultats de mesure et le raccordement du dispositif de mesure à des moyens d'analyse et de traitement des signaux représentatifs des mesures effectuées, ainsi que différents commutateurs de commande du dispositif.
La plaque latérale verticale 16 délimite, dans sa face avant 24, un logement 26 qui reçoit une bague 28 pour le montage et le positionnement dans son orifice central 30 d'une lentille asphérique de conjugaison 32 schématisée sur la figure 1.
Dans le cas où il est fait appel à une optique constituée par un doublet, une bague unique similaire à la bague 28 permet d'en assurer le montage.
La bague 28 est par exemple fixée sur la plaque latérale 16 par des vis 34.
Sur sa face arrière 36, la plaque latérale 16 comporte un évidement vertical 38 qui se prolonge par un trou cylindrique 40 débouchant dans la face avant 24 et dans la face arrière 36.
L'évidement 38 reçoit une monture 42 qui, comme on peut le voir aux figures 1 à 3, se présente sous la forme d'une équerre en L renversé.
L'équerre 42 comporte une branche ou plaque horizontale 44 et une branche ou plaque verticale 46.
Des vis de fixation 48 assurent la fixation et le montage précis de la monture 42 sur la plaque latérale 16.
L'équerre 42 délimite une face horizontale d'appui 50 et une face verticale d'appui 52 qui sont des faces planes usinées avec grande précision, parfaitement perpendiculaires entre elles, qui déterminent un angle droit 54 pour le positionnement précis d'un cube 56 à séparation de faisceaux.
Le cube à séparation 56, de structure connue, (également appelé 11BEAN-SPLITTER1') est un prisme optique à plan diagonal 58 semi-réfléchissant.
Le cube 56 comporte une face supérieure 60 qui constitue la face d'analyse au sens de l'invention et qui est en appui contre la face supérieure 50 de la monture 42.
Le cube 56 comporte une face latérale verticale 62, perpendiculaire à la face d'analyse 60, qui constitue la face d'émission au sens de l'invention et qui est en appui contre la face d'appui verticale 52 de la monture.
L'arrête 64 correspondant à l'intersection des faces 60 et 62 est reçue dans l'angle 54 de la monture 42.
Le plan diagonal semi-réfléchissant 58 s'étend en regard de l'arrête 64.
Le cube 56 comporte également une face verticale 66, parallèle à la face d'émission 62, qui constitue la face de réception du faisceau réfléchi au sens de l'invention.
Du point de vue fonctionnel optique, le cube 56 comporte enfin une face inférieure horizontale 68, parallèle à la face supérieure d'analyse 60, qui constitue la face de calibration au sens de l'invention.
Le cube 56 est maintenu en position dans l'angle 54 de l'équerre 42 par un support 70 qui est constitué pour l'essentiel par une patte déformable élastiquement 72 dont une extrémité 74 peut être fixée de manière réglable verticalement, par une vis 76, sur la partie inférieure de la face interne 52 de la branche verticale 46 et dont l'extrémité opposée comporte une cornière en L 78 dans laquelle est reçue l'arrête 80 du cube parallèle et opposée à l'arrête 64.
La conception de la patte 72 est telle qu'elle sollicite en permanence élastiquement le cube 56 en appui dans l'angle 54 de la monture.
Afin de constituer une voie optique d'émission, d'axe géométrique X, s'étendant à travers le cube 56, la branche verticale 46 comporte un premier trou débouchant taraudé 42 servant au vissage et au centrage d'un raccord 84 pour le raccordement d'une fibre optique d'émission
FOE.
FOE.
Pour la réalisation d'une voie optique de réception, la branche horizontale 44 de la monture 42 comporte un trou débouchant 86 pour la fixation et le centrage d'un raccord 88 dans lequel est intégré un photorécepteur, par exemple une photodiode, relié par un câble 90 de raccordement, à un ensemble de circuits de traitement (non représenté sur les figures 1 à 3).
L'axe géométrique Y de la voie optique de réception est concourant et perpendiculaire à l'axe X et leurs points d'intersection I se situe dans le plan semiréfléchissant 58.
La conception et l'agencement du cube à séparation de faisceaux 56 est telle qu'il laisse passer, avec une certaine occultation, un faisceau de mesure émis par une source laser S, provenant de la fibre FOE, qui sort du cube par la face 66 en direction de la cible (non représentée).
Tout faisceau réfléchi par la cible qui atteint la face de réception 66 du cube est renvoyé à angle droit par le plan diagonal semi-réfléchissant 58 selon la voie optique de réception d'axe Y, à travers la face d'analyse 60.
La branche verticale 46 de la monture 42 comporte un second trou taraudé 90 pour la fixation et le positionnement d'un raccord 92 permettant l'émission, selon une direction parallèle à l'axe X, d'un faisceau optique de calibration provenant d'une fibre optique de calibration FOC reliée au raccord 92.
Un miroir diffusant 94 est disposé en regard du trou taraudé 90, sur la patte 72 et il est orienté à 45.
de manière à renvoyer le faisceau optique de calibration à 45" verticalement vers le haut en direction de la face de calibration 68 pour constituer une voie optique de calibration d'axe vertical Y' sensiblement confondu avec l'axe Y de la voie optique de réception.
La fibre optique d'émission FOE est reliée à une première sortie S1 d'un commutateur optique 96 porté par la plaque de montage 20.
La fibre optique de calibration FOC est reliée à la seconde sortie S2 du commutateur 96.
Le commutateur 96 est un commutateur optique à deux voies et deux positions qui est commandé par un signal de commande qui lui est transmis par un câble 98 relié aux circuits de commande du système de traitement (non représenté).
Le commutateur 96 comporte une première entrée El qui est l'entrée du faisceau laser de mesure et une seconde entrée E2 qui est reliée, par une fibre optique
FOP, à une source 100 d'émission dans le visible d'un faisceau optique de pointage.
FOP, à une source 100 d'émission dans le visible d'un faisceau optique de pointage.
On a également représenté sur la figure 2 un câble 102 d'alimentation de la source 100.
En fonction du signal de commande qui lui est appliqué par le câble 98, le commutateur 96 est susceptible, dans une première position, de relier l'entrée El à la sortie S1 sans qu'aucun faisceau ne soit présent à la sortie S2 et, dans une deuxième position, de relier simultanément l'entrée E2 à la sortie S1 et l'entrée El à la sortie S2.
La première position du commutateur 96 est la position de mesure tandis que sa seconde position est la position temporaire de calibration et de pointage simultanés de la cible.
L'entrée El du commutateur 96 est reliée à une source d'émission laser S, (non représentée en détails sur les figures 1 et 2), par une fibre optique de grande longueur enroulée sur elle-même qui est disposée dans le logement 22 entre la plaque 20 et la plaque de base 12 et qui constitue une ligne à retard LAR à fibre optique 104.
Lorsque le commutateur optique 96 est dans sa position de mesure, le faisceau laser de mesure émis par la source S, après avoir cheminé par la ligne à retard
LAR, est transmis, selon la voie optique d'émission d'axe
X, à travers le cube 56, (en passant par le point émetteur I), en direction de la cible.
LAR, est transmis, selon la voie optique d'émission d'axe
X, à travers le cube 56, (en passant par le point émetteur I), en direction de la cible.
Le faisceau réfléchi par la cible pénètre dans le cube 56 par la face 66, et il est réfléchi par le plan diagonal 58 en direction du photodétecteur 88 en passant par le point de réception image de la cible qui est conjugué avec le point émetteur.
Ainsi, conformément aux enseignements de l'invention, la réalisation d'une optique unique conjuguée sous la forme d'un cube à séparation de faisceau 56, permet de s'affranchir des problèmes inhérents au positionnement relatif d'une optique d'émission et une optique de réception.
L'utilisation d'une lentille asphérique 32, en association avec le cube 56, est particulièrement avantageuse en ce qu'elle permet de conjuguer le point émetteur et le point récepteur au travers du prisme constitué par le cube 56 avec un point situé à l'infini ou avec un point situé à la plus grande distance utile pour la plage de mesures du dispositif, ceci dans le cas ou il est fait appel à une lentille fixe 32.
A titre de variante, si l'on prévoit l'utilisation d'une lentille mobile, on réalise la mise au point de cette lentille à la distance de mesure.
L'utilisation d'une lentille 32 permet d'obtenir une surface de réception suffisamment importante qui détermine un cône de réception sur le prisme, en association avec un diaphragme situé entre le cube-prisme 56 et le photorécepteur 88 et dont l'ouverture correspond au cône de réception de la lentille 32.
Le diaphragme peut être réalisé par exemple en apposant un vernis sur la face d'analyse 60.
Grâce à la conception de la monture selon l'invention, le diaphragme peut également être constitué par le diamètre du trou 86 par lequel le faisceau réfléchi et renvoyé par le plan diagonal 58 pénètre dans le photorécepteur 88.
Le choix d'une lentille à focale courte est un bon compromis à l'émission et à la réception dans la mesure où une telle lentille procure une profondeur de champ importante à la réception, en bénéficiant de sa forte ouverture.
L'utilisation d'une lentille asphérique en association avec le cube 56 est particulièrement avantageuse dans la mesure où elle permet de corriger de manière simple les aberrations dues à l'utilisation du cube 56, ainsi que les aberrations dues à la lentille asphérique elle-même. A titre de variante (non-représentée), la lentille asphérique peut être remplacée par un doublet optimisé pour minimiser les aberrations sphériques, le doublet étant alors associé à une lentille réductrice de champ, collée sur la face de sortie du cube.
Cette solution est beaucoup plus simple que s'il était fait appel à l'utilisation d'un miroir semiréfléchissant, à la place du cube, qui nécessiterait de réaliser le miroir lui-même sous la forme d'un prisme mince revêtu d'une couche réfléchissante semi-transparente afin de corriger l'aberration due au miroir luimême.
Afin d'éviter les réflexions parasites sur les faces de sorties du cube, il est préférable de prévoir des moyens d'occultation, par exemple sous la forme d'une tâche ou d'un trou au centre du cube ou par des usinages provoquant des diffusions dans des directions multiples au centre des deux faces de sortie.
Dans le cas de l'occultation, il faut prévoir celle-ci soit sur la surface d'émission, soit au milieu du plan diagonal de séparation.
En faisant appel à un cube simple semi-transparent, la perte par réflexion à l'aller et au retour est d'environ 50 %, ce qui aboutit à un rendement émissionréception de l'ordre de 25%.
Il est possible de remédier à cet inconvénient en prévoyant un cube en deux parties qui permettrait d'obtenir un rendement de l'ordre de 70 %.
L'état de la technique mentionnait déjà l'intérêt de la coaxialité des optiques d'émission et de réception, mais il était prévu de réaliser ces deux optiques sous la forme de deux lentilles.
L'utilisation du cube semi-transparent permet d'assurer non-seulement la coaxialité, mais le position nement relatif précis du point d'émission et du point de réception à l'aide d'une monture mécanique 42 d'usinage relativement simple qui reçoit le cube de séparation 56.
De plus, dans la conception selon l'état de la technique dans laquelle il était fait appel à deux optiques d'émission et de réception, il était impossible d'adapter la mise au point à différentes distances de la cible, et donc à différentes distances de mesure, simultanément pour les deux optiques de réception et d'émission.
Lorsqu'il est fait appel à une optique unique conjuguée, par exemple sous la forme du cube 56 associé à une lentille 32, le réglage commun de cette dernière est très simple et il n'affecte pas la qualité principale du dispositif, c'est-à-dire la coaxialité des optiques conjuguées de réception et d'émission et le positionnement relatif précis du point d'émission et du point de réception.
La réalisation des diaphragmes par perçage d'ouvertures dans les faces correspondantes de la monture du cube a pour avantage d'assurer une parfaite coaxialité du trou constituant le diaphragme avec le cylindre de référence recevant l'émetteur, le récepteur, et de plus la forme de chaque perçage détermine avec précision le contour du faisceau, de préférence cylindrique, par perçage d'un trou circulaire.
La réalisation de la ligne à retard de la boucle à effet Larsen sous la forme d'une ligne à retard LAR constituée par une fibre optique de grande longueur permet de s'affranchir des phénomènes de retards induits qui existent lorsque la ligne à retard est une ligne "électronique", c'est-à-dire réalisée au moyen de composants électroniques appartenant aux circuits du système de traitement du signal.
Dans l'exemple de réalisation qui vient d'être décrit, la ligne à retard est réalisée sous la forme d'un seul tronçon de fibre optique interposée entre la source
S et l'entrée El du commutateur optique 96.
S et l'entrée El du commutateur optique 96.
Selon une variante de réalisation (non représentée), il est possible de réaliser la ligne à retard sous la forme de deux tronçons de fibre optique le premier agencé entre la source S et le commutateur optique 96,et le second agencé dans la voie optique de réception entre le cube 56 et un photodétecteur ou photorécepteur qui, dans une telle variante, n'est plus agencé à proximité du cube 56 mais, comme la source laser S, sur la carte comportant les principaux composants et circuits électroniques de traitement du signal.
L'agencement selon l'invention qui vient d'être décrit permet également de réaliser une calibration optique du dispositif.
A cet effet, lorsque le commutateur 96 est dans sa position de calibration, on réalise, grâce à l'arrivée d'un faisceau de calibration qui attaque la face inférieure de calibration 68 du cube 56 après réflexion sur la surface diffusante 94, une cible "virtuelle".
La surface diffusante a pour fonction d'homogénéiser le faisceau émis par la fibre FOC par laquelle est transmis le faisceau de calibration.
La calibration optique selon l'invention est particulièrement avantageuse dans la mesure où elle ne fait appel à aucun composant électronique et dans la mesure où le trajet complet du faisceau de calibration, qui remplace temporairement le trajet du faisceau de mesure, est un trajet purement optique entre la source
S et la voie optique de réception.
S et la voie optique de réception.
Le trajet optique de calibration est constant et indépendant des circuits électroniques de traitement du signal.
Les moyens purement optiques pour la réalisation de la calibration du dispositif de mesure sont ainsi pratiquement insensibles aux phénomènes d'échauffement et n'apportent aucun phénomène de dérive dans le dispositif de mesure, qu'il s'agisse de la voie de calibration ou de la voie de mesure.
Conformément à un aspect de l'invention, on profite de la phase de calibration pour émettre en direction de la cible un faisceau optique de pointage qui est visible de façon à permettre à l'utilisateur de pointer la cible pour aligner la voie optique d'émission avec de la cible.
A cet effet, la sortie S1 du commutateur 96 est, lors de la phase de calibration, reliée à l'entrée E2 qui est elle-même reliée à la source 100.
La voie d'émission d'axe X émet donc alors un faisceau visible, par exemple de couleur rouge, qui transite par la fibre optique d'émission FOE.
Afin d'éviter une transmission du faisceau visible de pointage réfléchi par la cible dans la voie optique de réception, il est prévu d'interposer un filtre sur la voie optique de réception, par exemple entre le cube 56 le photodétecteur 88.
Le filtre utilisé est par exemple interposé dans un lamage 108 agencé dans le fond du perçage 86 (voir la figure 3 sur laquelle le filtre proprement n'est pas représenté).
L'agencement d'un filtre sur la voie de réception permet d'occulter le faisceau rouge de pointage ou de pointage, ainsi que la plupart des perturbations dues au spectre dans le visible, tout en laissant passer le faisceau utile de mesure émis par la source S dans l'infrarouge.
On a représenté à la figure 4 un schéma synoptique qui illustre l'agencement des principaux sous-ensembles optique et électronique d'un dispositif de mesure selon 1' invention.
La carte HF comporte notamment la source S d'émission du faisceau laser qui est par exemple réalisée sous la forme d'une diode laser émettant en lumière polarisée.
Conformément aux enseignements de l'invention, il est prévu d'interposer des moyens d'atténuation optique pour la modulation de l'intensité du faisceau émis par la source S, qui sont interposés dans la voie optique d'émission entre la source S et le bloc d'optique conjugué et de calibration optique.
Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, et comme cela est illustré sur le schéma de la figure 5, le bloc d'atténuation optique est un atténuateur 110 à cristaux liquides.
Un premier collimateur 112 est interposé entre la source S, constituée par une association en réseau de plusieurs diodes, et l'atténuateur 110.
Un second collimateur 114 est interposé entre l'atténuateur 110 et l'entrée de la fibre optique 104 constituant la ligne à retard LAR.
L'atténuateur à cristaux liquides comporte deux filtres polarisants croisés d'entrée 110A et de sortie ll0B.
Cet agencement préféré est particulièrement avantageux dans la mesure ou la diode laser émet une lumière polarisée et il est ainsi possible d'attaquer directement le polariseur d'entrée 110A dont on associe la polarisation à celle de la source de manière à optimiser la transmission par le polariseur d'entrée 110A.
L'atténuateur 110 est commandé en tension, par le circuit électronique principal, qui lui transmet un signal carré de quelques kHz et la dynamique d'atténua tion obtenue varie ainsi de manière continue en fonction de l'amplitude du signal carré de commande.
L'utilisation d'un tel type d'atténuateur permet d'obtenir un coefficient d'atténuation (entre le faisceau sortant et le faisceau rentrant dans l'atténuateur) de l'ordre de 1000 à 1500.
Le signal de commande permet de faire varier la dynamique d'atténuation entre l'état passant et l'état bloqué de l'atténuateur, une atténuation inhérente à la structure de l'atténuateur subsistant à l'état passant de celui-ci.
Comme dans le cas de la ligne à retard, les moyens d'atténuation sont purement optiques et ils n'induisent donc pas de retards dans la boucle du fait de leur fonctionnement propre, contrairement au cas d'atténuateurs "électroniques" associés aux amplificateurs du système du traitement.
L'agencement de moyens optiques d'atténuation dans la voie d'émission est particulièrement avantageux dans la mesure où ces mêmes moyens sont également présents en phase de calibration.
La réalisation préférée d'un atténuateur 110 sous la forme de filtres polarisants croisés à cristaux liquides est particulièrement avantageuse car il est alors possible d'utiliser une source multimodes.
Le schéma optique de la figure 6 illustre une variante de réalisation de l'invention qui permet d'associer à la mesure de distance une mesure de l'écart latéral de la cible lorsque cette dernière est réalisée sous la forme d'un rétroréflecteur, ou équivalent grâce auquel le faisceau réfléchi est parallèle au faisceau de mesure.
Sur ce schéma, on a illustré le plan de séparation 58 de l'optique unique conjuguée.
On a également schématisé un rétroréflecteur 120 qui renvoie un faisceau réfléchi parallèle au faisceau émis par la source S.
On a également représenté de manière schématique un récepteur R et une diode à quatre quadrants 122.
Un premier rideau rotatif R1, représenté en position ouvert, est agencé sur le trajet du faisceau de mesure et du faisceau réfléchi tandis qu'un second rideau rotatif R2, représenté en position fermée, est agencé entre le bloc optique et un miroir réfléchissant.
Le principe de la diode à quatre quadrants, ou d'une diode à transfert de charge est telle qu'elle comporte un disque récepteur en silicium divisé en quatre secteurs dont chacun est relié à une électrode de sortie.
Chaque courant parcourant l'une des sorties est représentatif du flux de lumière reçu sur le quadrant correspondant. L'équilibre des courants indique que le faisceau reçu sur la diode est centré en son centre C.
Chaque potentiel dépend de la distance séparant le spot lumineux qui atteint la diode à quatre quadrants de 1 'électrode correspondante.
Lorsque le rideau R1 est ouvert et que le rideau R2 est fermé, le dispositif est dans sa configuration permettant d'effectuer une mesure extérieure de distance ainsi qu'une mesure de l'écart latéral de la cible grâce à la diode 122.
Lorsque le rideau R1 est fermé et que le rideau R2 est ouvert, il est possible d'effectuer une calibration optique interne de la mesure de distance et de la référence de centrage du faisceau émis par rapport au centre C de la diode 122.
Claims (31)
1. Dispositif (10) de mesure de la distance d'une cible (120) du type comportant
- une source (S) d'émission d'un faisceau laser de mesure, modulé en intensité, en direction de la cible
- une optique d'émission
- une optique de réception
- un photorécepteur (88) qui reçoit une fraction de la lumière réfléchie par la cible, qui convertit l'intensité lumineuse en un signal électrique, et qui est placé, par l'optique de réception, au point image de l'impact du faisceau sur la cible
- et des moyens de détermination de la distance de la cible à partir de la mesure du temps de parcours aller-retour de la lumière émise, entre le dispositif de mesure (10) et la cible (120), par mesure de la période ou de la fréquence résultant d'un effet
Larsen entretenu dans une boucle comportant la source d'émission laser (S), le photorécepteur (88), une ligne à retard (LAR) et un système de traitement du signal délivré par le photorécepteur qui l'amplifie avec un gain contrôlé et qui commande la source d'émission laser de telle sorte que le signal qui s'autogénère et se propage indéfiniment dans la boucle soit un signal Larsen constitué d'impulsions dont la période de répétition correspond au délai de parcours de la boucle et dont la forme est déterminée par des éléments de filtrage de la boucle caractérisé en ce que l'optique d'émission et l'optique de réception sont réalisées sous la forme d'une optique unique conjuguée (56) agencée dans un boîtier qui assure le positionnement précis, par rapport à l'optique unique (56), d'une voie optique (X) d'émission du faisceau laser et d'une voie optique (Y) de réception du faisceau réfléchi par la cible.
2. Dispositif de mesure selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'optique unique conjuguée est un cube (56) à séparation de faisceaux comportant
- une face d'émission (62) en regard de laquelle est positionnée la voie optique d'émission
- une face (66) de réception du faisceau réfléchi, parallèle à la face d'émission (62)
- une face d'analyse (60) en regard de laquelle est positionnée la voie optique de réception du faisceau réfléchi par la cible ; et
- un plan diagonal semi-réfléchissant (58) de séparation des voies optiques d'émission et de réception sur lequel est situé le point (I) d'intersection des voies optiques d'émission et de réception.
3. Dispositif de mesure selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que l'optique unique conjuguée est associée à au moins une lentille (32) de conjugaison du point émetteur et du point récepteur au travers de l'optique conjuguée, avec un point situé au moins à la distance de mesure.
4. Dispositif de mesure la revendication 3, caractérisé en ce que la lentille (32) est une lentille asphérique.
5. Dispositif de mesure selon l'une des revendications 3 ou 4, caractérisé en ce que la lentille (32) est une lentille fixe permettant de conjuguer le point émetteur et le point récepteur avec un point situé à l'infini ou avec un point situé à la plus grande distance utile pour la plage de mesures du dispositif.
6. Dispositif de mesure selon l'une des revendications 3 ou 4, caractérisé en ce que la lentille est une lentille mobile permettant de réaliser la mise au point à la distance de mesure.
7. Dispositif de mesure selon l'une quelconque des revendications 3 à 6, caractérisé en ce qu'un diaphragme (86) est agencé entre l'optique unique conjuguée et la voie optique de réception, et en ce que l'ouverture du diaphragme correspond au cône de réception déterminé par la lentille (32).
8. Dispositif de mesure selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens (S, 92, 94) de calibration qui produisent un faisceau optique de calibration, et des moyens (96) de commutation optique qui permettent de substituer temporairement le faisceau optique de calibration au faisceau réfléchi.
9. Dispositif de mesure selon la revendication 8, prise en combinaison avec la revendication 2, caractérisé en ce que le cube à séparation de faisceaux (56) comporte une face de calibration (68) parallèle à la face d'analyse (60), en regard de laquelle est positionnée une voie optique de calibration (Y') qui est alignée avec la voie optique de réception (Y).
10. Dispositif de mesure selon l'une des revendications 8 ou 9, caractérisé en ce que les moyens de commutation comportent un commutateur optique (96) comportant au moins une première entrée (El) d'un faisceau laser de mesure, une première sortie (S1) reliée à voie optique d'émission et une seconde sortie (S2) reliée à la voie optique de calibration, et en ce que le commutateur (96) est susceptible de relier temporairement la seconde sortie (S2) à l'entrée (El), en remplacement de la première sortie (S1), pour permettre d'effectuer une opération de calibration du dispositif de mesure.
11. Dispositif de mesure selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la ligne à retard (LAR) est constituée par au moins une fibre optique de transmission (104) de grande longueur agencée entre la source (S) d'émission du faisceau laser et le photorécepteur (88).
12. Dispositif de mesure selon la revendication 11, caractérisé en ce que la ligne à retard à fibre optique (LAR) est agencée entre la source (S) d'émission du faisceau laser de mesure et l'optique unique conjuguée (56).
13. Dispositif de mesure selon la revendication 11, caractérisé en ce qu'un premier tronçon de la ligne à retard à fibre optique est agencé entre la source d'émission du faisceau laser de mesure et l'optique unique conjuguée, et en ce qu'un second tronçon de la ligne à retard à fibre optique est agencé entre l'optique unique conjuguée et le photorécepteur.
14. Dispositif de mesure selon la revendication 12 prise en combinaison avec la revendication 10, caractérisé en ce que la ligne à retard à fibre optique (LAR) est agencée entre la source (S) d'émission du faisceau laser de mesure et ladite au moins première entrée (El) du commutateur optique.
15. Dispositif de mesure selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens (100) de production d'un faisceau de pointage émis dans le visible, et en ce qu'il comporte des moyens (96) de commutation optique qui permettent de substituer temporairement le faisceau optique de pointage au faisceau laser de mesure.
16. Dispositif de mesure selon la revendication 15, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de commutation optique (96) qui permettent de substituer simultanément et temporairement le faisceau de pointage au faisceau laser d'émission et le faisceau de calibration au faisceau réfléchi.
17. Dispositif de mesure selon la revendication 16 prise en combinaison avec la revendication 10, caractérisé en ce que le commutateur optique (96) comporte une seconde entrée (E2) recevant le faisceau optique de pointage (FOP).
18. Dispositif de mesure selon l'une quelconque des revendications 15 à 17, caractérisé en ce que les moyens de production du faisceau de pointage comportent une source de lumière rouge (100).
19. Dispositif de mesure selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la source d'émission d'un faisceau laser de mesure (S) est une diode laser, notamment une diode pulsée.
20. Dispositif de mesure selon la revendication 19, caractérisé en ce qu'au moins un premier collimateur optique (112) est interposé entre la diode laser et une fibre optique (104) de raccordement de la diode à l'optique unique conjuguée (56).
21. Dispositif de mesure selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la boucle comporte des moyens optiques (110) d'atténuation de l'intensité du faisceau laser émis qui sont commandés par le système de traitement pour maintenir constant le niveau de l'impulsion reçue.
22. Dispositif de mesure selon la revendication 21, caractérisé en ce que le dispositif d'atténuation est un atténuateur à cristaux liquides (110) comportant deux filtres croisés de polarisation (llOA, 110B), et en ce que la dynamique d'atténuation de l'atténuateur (110), entre un état passant et un état bloqué, est commandée, en tension, de manière continue en fonction de l'amplitude d'un signal de commande produit par le système de traitement.
23. Dispositif de mesure selon la revendication 22, prise en combinaison avec l'une des revendications 19 ou 20, caractérisé en ce que la diode d'émission laser émet un faisceau polarisé dans un plan et en ce que cette polarisation à l'émission est associée avec celle du premier filtre (110A) de l'atténuateur (110) de manière à optimiser la transmission du filtre polarisant d'entrée (llOA) de l'atténuateur (110).
24. Dispositif de mesure selon la revendication 22 ou 23, prise en combinaison avec la revendication 20, caractérisé en ce que l'atténuateur (110) est interposé entre ledit premier collimateur (112) et un second collimateur (114) disposé en amont de l'entrée de la fibre optique (104).
25. Dispositif de mesure selon l'une des revendications 19 ou 24, caractérisé en ce que ladite fibre optique de raccordement est constituée par au moins un tronçon de la ligne à retard à fibre optique (LAR).
26. Dispositif de mesure selon la revendication 2, caractérisé en ce que le boîtier comporte une équerre (42) de support du cube à séparation de faisceaux (56), en forme de L, délimitant deux faces d'appui (52, 50) perpendiculaires contre lesquelles prennent respectivement appui la face d'émission (62) et la face d'analyse (60) du cube (56), et en ce que chacune des deux branches (46, 44) de l'équerre comporte un trou (82, 86) pour le passage respectivement de la voie optique d'émission et de la voie optique de réception.
27. Dispositif de mesure selon la revendication 26, caractérisé en ce que chaque trou comporte des moyens de centrage pour le raccordement de voie optique d'émission (84) et de la voie optique de réception (88), respectivement, et en ce que les axes des trous sont concourants en un point (I) situé dans le plan diagonal semi-réfléchissant (58) de séparation du cube.
28. Dispositif selon l'une des revendications 26 ou 27 prises en combinaison avec la revendication 9, caractérisé en ce que la branche (46) de l'équerre (42) contre laquelle prend appui la face d'émission (62) comporte un trou (90) et des moyens (92) de raccordement pour la voie optique de calibration, ce trou débouchant en dehors de la face (62) de réception du cube et en regard d'une surface diffusante de renvoi (94), inclinée à 45" par rapport à l'axe du trou et par rapport à la face de calibration (68) du cube.
29. Dispositif selon la revendication 28, caractérisé en ce que le cube à séparation de faisceaux (56) est maintenu élastiquement en appui dans l'équerre par une patte élastique (72) qui s'étend depuis la branche (46) de l'équerre contre laquelle la face d'émission (60) du cube est en appui, et l'arrête (80) du cube opposée à celle (64) correspondant à l'intersection des faces d'émission (60) et d'analyse (60).
30. Dispositif selon la revendication 29, caractérisé en ce que la surface diffusante (94) est portée par la patte élastique (72).
31. Dispositif de mesure selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il est utilisé en association avec une cible (120) permettant d'assurer la réflexion d'un faisceau réfléchi parallèle au faisceau laser incident de mesure, et en ce que le dispositif de mesure comporte un dispositif (122) de mesure de l'écart latéral entre le faisceau laser de mesure et le faisceau réfléchi.
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|---|---|---|---|
| FR9501850A FR2730818B1 (fr) | 1995-02-17 | 1995-02-17 | Telemetre laser a effet larsen comportant notamment une optique unique d'emission et de reception |
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| FR9501850A FR2730818B1 (fr) | 1995-02-17 | 1995-02-17 | Telemetre laser a effet larsen comportant notamment une optique unique d'emission et de reception |
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| FR2730818A1 true FR2730818A1 (fr) | 1996-08-23 |
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| FR (1) | FR2730818B1 (fr) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1998014149A1 (fr) * | 1996-09-30 | 1998-04-09 | Hytoenen Onni Ilmari | Procede et dispositif pour faciliter les deplacements d'un malvoyant |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| FR1503124A (fr) * | 1965-12-08 | 1967-11-24 | Asea Ab | Télémètre à laser |
| FR2337348A1 (fr) * | 1975-12-29 | 1977-07-29 | Kern & Co Ag | Dispositif de mesure de distance par voie electro-optique |
| GB2167262A (en) * | 1984-10-25 | 1986-05-21 | Canon Kk | Distance measurement |
| US5054911A (en) * | 1988-12-30 | 1991-10-08 | Kabushiki Kaisha Topcon | Light wave distance measuring instrument of the pulse type |
| FR2664062A1 (fr) * | 1990-07-02 | 1992-01-03 | Simeray Janick | Telemetre laser impulsionnel a effet larsen. |
-
1995
- 1995-02-17 FR FR9501850A patent/FR2730818B1/fr not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR2730818B1 (fr) | 1997-04-30 |
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