Brevet FR2176601A1 — publié le 19731102

La présente invention concerne les télémètres et plus particulièrement les télémètres à laser. On connait un télémètre à laser comportant un générateur laser capable d'émettre une impulsion de lumière cohérente vers une cible éloignée disposée dans un fond éclairé par exemple par la lumière du jour, un système optique convergent centré autour d'un premier axe pour recevoir la lumière provenant de cette cible, un dispositif de visée, constitué par exemple par un réticule, placé dans le plan focal du système optique convergent et centré autour du premier axe, un oculaire centré autour du premier axe pour observer les images de la cible et du fond formées au niveau du dispositif de visée dans le plan focal du système optique, un réflecteur sélectif placé entre le système optique convergent et le dispositif de visée, ce réflecteur réfléchissant suivant un second axe la lumière cohérente d'un écho de l'impulsion sur la cible et laissant passer la lumière du jour, un dispositif de réception comprenant un récepteur photosensible disposé sur ce second axe et un dispositif électronique relié au récepteur photosensible et au générateur laser pour mesurer le temps qui sépare le début de l'impulsion de son arrivée sur le récepteur. Dans un télémètre de ce type, il est difficile de régler avec une grande précision la position et l'inclinaison du réflecteur sélectif par rapport au prier axe. Il en résulte généralement un décentrage entre le second axe et la surface de réception du récepteur photosensible. Dans ces conditions, l'écho reçu sur le récepteur correspond à un point de la surface d'impact de l'impulsion laser différent du point de la cible visé dans l'oculaire à l'aide du dispositif de visée. Meme si, par rapport au télémètre, l'angle d'erreur entre ce point de la surface d'impact et le point de visée est très faible, la dis-tance de ce point de la surface d'impact au télémètre pet être très différente de celle du point visé.C'est le cas par exemple, lorsque ce point de la surface d'impact est situé sur un obstacle disposé entre la cible et le télémètre. Il en résulte alors une erreur inadmissible sur la distance à mesurer. La présente invention a pour but de pallier cet inconvénient. La présente invention a pour objet un télémètre pour la mesure de la distance d'une cible apte à renvoyer vers ce télémètre un écho d'une lumière monochromatique envoyée par ce télémètre vers cette cible et apte à envoyer vers ce télémètre une autre lumière comportant au moins une longueur d'onde différente de celle de ladite lumière monochromatique, télémètre comportant - un générateur capable d'émettre une impulsion de ladite lumière monochromatique vers cette cible, - un premier système optique convergent centré autour d'un premier axe pour recevoir l'écho de ladite impulsion sur ladite cible et-ladite autre lumière, - un dispositif de visée centré autour dudit premier axe et occupant une partie du plan de focalisation dudit premier systeme optique, - un séparateur dirigeant selon un deuxième axe la lumière monochromatique dudit écho ayant traversé ledit premier système optique et dirigeant selon un troisième axe l'autre lumière ayant traversé ce premier système optique, - un deuxième système optique convergeant, centré sur ledit deuxième axe pour recevoir la lumière monochromatique dudit écho provenant dudit séparateur, - un récepteur photosensible placé dans le plan de focalisation de ce deuxième système sur ledit deuxième axe, - un oculaire disposé sur ledit troisième axe pour recevoir ladite autre lumière provenant dudit séparateur, - un dispositif relié audit générateur et audit récepteur photosensible pour mesurer l'intervalle de temps compris entre le départ de ladite impulsion et la réception dudit écho sur ce récepteur photosensible, caractérisé par le fait que ledit séparateur est disposé entre ledit dispositif- de visée et ledit oculaire, - ledit dispositif de visée comporte une couronne comprise entre un cercle intérieur et un cercle extérieur, arrêtant ladite lumière monochromatique et ladite autre lumière, une surface circulaire axiale délimitée extérieurement par ce cercle intérieur, et laissant passer ladite lumière monochromatique et ladite autre lumière, et une surface périphérique délimitée intérieurement par ce cercle extérieur et laissant passer au moins ladite autre lumière, le champ dudit oculaire recouvrant lesdites surfaces circulaires axiale et périphérique de ce dispositif de visée, - et que ledit télémètre comporte des moyens pour empêcher la lumière monochromatique éclairant cette surface périphérique d'agir sur ledit récepteur photosensible. Des caractéristiques et avantages de la présente invention apparaitront au cours de la description suivante donnée en regard du dessin annexé à titre illustratif mais nullement limitatif dans lequel la figure 1 représente schématiquement un mode de réalisation du télémètre selon l'invention et la figure 2 est une vue en plan du dispositif de visée faisant partie du télémètre illustré dans la figure 1. Sur la figure 1 est représenté un télémètre comportant un générateur lumineux 1 tel qu'un laser comportant par exemple un matériau actif constitué d'un barreau de verre dopé au néodyme. Ce générateur 1 émet une impulsion 2 d'une lumière monochromatique de longueur d'onde 1,06 micron vers une cible éloignée non représentée. De la direction de cette cible parvient au télémètre une autre lumière comportant au moins une longueur d'onde différente de celle de la lumière monochromatique de l'impulsion 2, cette autre lumière étant par exemple la lumière du jour.Ce télémètre comporte, en outre, un système optique convergent 3 centré autour d'un axe 4 recevant un écho 5 de l'impulsion 2 sur la cible t l'autre lumière, un dispositif de visée 6 placé dans le plan focal du système optique 3 et centré autour de l'axe 4, et un oculaire 12 centré autour de l'axe 4 pour rece- voir l'autre lumière provenant du dispositif de visée 6. Ce télémètre comporte aussi un séparateur 7 disposé entre le dispositif de visée 6 et l'oculaire 12. Ce séparateur 7 est de préférence un réflecteur sélectif réalisé par exemple en un matériau transparent sur lequel ont été déposées des couches diélectriques ; il dirige selon un axe 8 la lumière monochromatique de l'écho 5 ayant traversé le système optique 3 et dirige selon un axe confondu avec l'axe 4 l'autre lumière ayant traversé le système optique 3, le séparateur 7 étant transparent à cette autre lumière. Ce télémètre comporte aussi, sensiblement centré autour de l'axe 8, un dispositif de réception recevant la lumière monochromatique de l'écho 5 provenant du séparateur 7. Ce dispositif de réception est constitué d'un système optique convergent 9 concentrant la lumière monochromatique provenant du séparateur 7 sur la surface sensible 10 d'un récepteur photosensible 11.Ce télémètre comporte enfin un dispositif 13 relié au générateur 1 et au récepteur photosensible Il pour mesurer l'intervalle de temps compris entre le départ de l'impulsion 2 et la réception de l'écho 5 sur le récepteur photosensible 11. Dans un autre mode de réalisation non représenté du télémètre selon l'invention, le séparateur est un réflecteur sélectif réalisé de manière connue réf lé- chissant l'autre lumière vers un oculaire et laissant passer la lumière monochromatique de l'écho de l'impulsion laser vers un dispositif de réception tout à fait identique au dispositif de réception représenté sur la figure 1, centré autour de l'axe du système optique convergent recevant l'écho de l'impulsion laser. Sur la figure 2 est représenté en plan le dispositif de visée 6 vu de bout sur la figure 1. Ce dispositif de visée 6 est constitué d'un disque réalisé en un matériau transparent tel que le verre, sur une face duquel est déposée une couronne 14 par exemple métallique, centrée autour de l'axe 4 de ce dispositif de visée. Cette couronne 14 est comprise entre un cercle intérieur 15 et un cercle extérieur 16 ; elle arrête la lumière monochromatique et l'autre lumière. Sur la meme face du dispositif de visée 6 peuvent également être déposées des bandes radiales telles que 17 et 18, disposées par exemple à angle droit, ces bandes étant opaques, comme la couronne 14, à la lumière monochromatique et à l'autre lumière. La surface axiale 19 du dispositif -6, comprise dans le cercle 15, laisse passer la lumière monochromatique et l'autre lumière. La surface périphérique 20 du dispositif 6, limitée intérieurement par le cercle 16, laisse passer au moins l'autre lumière, sauf évidemment au droit des bandes opaques 17 et 18. Le télémètre il lustré par les figures 1 et 2 fonctionne de la manière suivante Le système optique convergent 3 forme de la cible et des objets éclairés par l'autre lumière compris à l'intérieur d'un cône 21, une image dans le plan focal de ce système optique 3 au niveau du dispositif de visée 6. Le séparateur 7 laissant passer l'autre lumière, un observateur dont l'oeil est placé en 22 peut voir à travers l'oculaire 12 l'image du dispositif de visée superposée à celle de la cible et de ces objets. Le champ de cet oculaire couvre les surfaces axiale et périphérique du dispositif de visée 6. Le pointage de la cible s'effectue en alignant le point visé de celle-ci sur la surface axiale 19 figure 23 du dispositif de visée 6.Le système optique convergent 3 forme également de la cible illuminée par l'impulsion 2 une image 23 dans le plan focal de oe système optique 3, c'est-à-dire au niveau du dispositif de visée 6. En général, cette image 23 s'étend au moins sur les surfaces 19 et 14 et sur une partie de la surface 20 de ce dispositif de visée. Le système optique 9 forme de l'image 23, après réflexion sur le séparateur 7, une image dans le plan de focalisation de ce système optique 9, au niveau de la surface sensible 10 du récepteur photosensible 11. Le télémètre illustré par les figures 1 et 2 comporte des moyens pour empêcher la lumière monochromatique éclairant la surface périphérique 20 du dispositif de visée 6 d'agir sur la surface 10 du récepteur photosensible 11. Dans une mode de réalisation de ce télémètre, la surface périphérique 20 du dispositif de visée 6 comporte pour cela par exemple des couches diélectriques disposées sur sa surface, grâce auxquelles la lumière monochromatique frappant cette surface 20 est réfléchie, l'autre lumière passant sans absorption à travers cette surface 20. Dans ce mode de réalisation, il est possible de tolérer, entre l'axe 6 et le dispositif de réception, une erreur de centrage maximale égale I d + d r i 2 d étant le diamètre de la surface 10 et d celui de l'image du cercle 15 formée r i par le système optique 9 au niveau de la surface 10 du récepteur 11. Dans ce dernier mode de réalisation, la lumière monochromatique de l'écho 5 qui arrive sur la surface sensible du récepteur Il provient exclusivement de la surface axiale 19 du dispositif de visée et donc de la partie de la cible visée à l'aide de l'oculaire 12 : le dispositif de visée 6 constitue donc un diaphragme de réception sur le récepteur 11 de l'écho de l'impulsion 2 délivrée par le générateur 1. Le télémètre selon l'invention permet d'éliminer les échos parasites qui pourraient parvenir au télémètre d'une partie non visée de la cible et surtout d'obstacles ou d'objets divers situés, par rapport au télémètre, dans une direction voisine de celle de la partie visée de la cible. Ceci est un avantage important puisqu'il permet d'éviter les erreurs grossières sur la distance à mesurer, qu'on constate dans le télémètre selon l'art antérieur précédemment décrit. Ce résultat est obtenu même s'il existe un léger décentrage entre l'axe 8 et le dispositif de réception. La présente invention peut être appliquée aux télémètres lasers et notamment aux télémètres montés à bord d'engins tels que des chars ou des avions. Bien entendu l'invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et représentés qui n'ont été donnés qu'à titre d'exemple. En particulier, on peut, sans sortir du cadre de l'invention, changer certaines dispositions et remplacer certains moyens par des moyens équivalents. REVENDICATIONS 1/ Télémètre pour la mesure de la distance d'une cible apte à renvoyer vers ce télémètre un écho d'une lumière monochromatique envoyée par ce télémètre vers cette cible et apte à envoyer vers ce télémètre une autre lumière comportant au moins une longueur d'onde différente de celle de ladite lumière monochromatique, télémètre comportant - un générateur capable d'émettre une impulsion de ladite lumière monochromatique vers cette cible, - un premier système optique convergent centré autour d'un premier axe pour recevoir l'écho de ladite impulsion sur ladite cible et ladite autre lumière, - un dispositif de visée centré autour dudit premier axe et occupant une partie du plan de focalisation dudit premier système optique, - un séparateur dirigeant selon un deuxième axe la lumière monochromatique dudit écho ayant traversé ledit premier système optique et dirigeant selon un troisième axe l'autre lumière ayant traversé ce premier système optique, - un deuxième système optique convergeant, centré sur ledit deuxième axe pour recevoir la lumière monochromatique dudit écho provenant dudit séparateur, - un récepteur photosensible placé dans le plan de focalisation de ce deuxième système sur ledit deuxième axe, - un oculaire disposé sur ledit troisième axe pour recevoir ladite autre lumière provenant dudit séparateur, - un dispositif relié audit générateur et audit récepteur photosensible pour mesurer l'intervalle de temps compris entre le départ de ladite impulsion et la réception dudit écho sur ce récepteur photosensible, caractérise par le fait que - ledit séparateur est disposé entre ledit dispositif de visée et ledit oculaire, - ledit dispositif de visée comporte une couronne comprise entre un cercle intérieur et un cercle extérieur, arrêtant ladite lumière monochromatique et ladite autre lumière, une surface circulaire axiale délimitée extérieurement par ce cercle intérieur, et laissant passer ladite lumière monochromatique et ladite autre lumière, et une surface périphérique délimitée intérieurement par ce cercle extérieur et laissant passer au moins ladite autre lumière, le champ dudit oculaire recouvrant lesdites surfaces circulaires axiale et périphérique de ce dispositif de visée, - et que ledit télémètre comporte des moyens pour empêcher la lumière monochromatique éclairant cette surface périphérique d'agir sur ledit récepteur photosensible. 2/ Télémètre selon la revendication 1, caractérisé par le fait que ledit sépa- rateur est un réflecteur sélectif transparent à ladite autre lumière et comportant des moyens pour réfléchir ladite lumière monochromatique, ledit troisième axe étant confondu avec ledit premier axe. 3/ Télémètre selon la revendication 1, caractérisé par le fait que ledit séparateur est un réflecteur sélectif transparent à ladite- lumière monochromatique et comportant des moyens pour réfléchir ladite autre lumière, ledit second axe étant confondu avec ledit premier axe. 4/ Télémètre selon la revendication 1, caractérisé par le fait que lesdits moyens pour empêcher la lumière monochromatique éclairant ladite surface périphérique d'agir sur ledit récepteur photosensible sont constitués par des moyens pour que cette surface périphérique réfléchisse ladite lumière monochromatique. 5/ Télémètre selon la revendication 1, caractérisé par le fait que ledit générateur est un générateur laser.