Brevet FR2487970A1 — publié le 19820205

Les systèmes optiques de métrologie, particulièrement de métrologie angulaire, utilisent pour mesurer des angles de rotation de miroir des autocollimateurs visuels ou photo-électriques dont les principes et les réalisations sont connus. Dans le cas particulier de la métrologie angulaire pour mesure de rotations de miroirs, ces systèmes ont tous l'inconvénient d'avoir une amplitude de champ angulaire de mesure qui est inversement proportionnel à la distance de mesure, c'est-à-dire à la distance séparant l'objectif de sortie de l'autocollimateur, du miroir à mesurer. La présente invention a pour but de pallier cet inconvénient. En effet, dans le cas, par exemple, de mesures de rectitude de glissières de machines-outils, les bancs à mesurer peuvent atteindre et dépasser dix mètres, d'où l'intérêt de la présente invention. L'invention consiste à placer dans le faisceau optique entre autocollimateur et miroir un système optique afocal appelé relais pupillaire. Les caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description qui va suivre faite en regard du dessin annexé dont la figure unique est un schéma représentatif de l'application nouvelle constituée par l'invention. Dans la forme de réalisation schématisée à la figure du dessin, le système optique afocal RP est constitué d'une série de quatre lentilles LI, L2, L3, L4, toutes identiques, alignées dans un même tube et agencées de façon que l'ensemble restitue d'un objet à l'infini, une image également à l'infini, et de grossissement +1. En d'autres termes, tout rayon lumineux rentrant avec un angle a sur son axe de symétrie, sort avec le même angle et donc le même sens. Les distances focales et les positions respectives de ces quatre lentilles peuvent être facilement agencées suivant des lois connues de façon qu'un rayon passant par F1 foyer centré de L1 sorte en F'4 foyer postérieur de L4 en faisant un angle égal avec l'axe. Un tel système est déjà connu mais l'invention consiste en son application très particulière pour raccourcir une distance d'autocollimation. On voit en effet que si on place un miroir M en F'4 dont on veut mesurer la rotation par un autocollimateur visuel ou photo-électrique A, ledit autocollimateur étant centré sur l'axe connu du système optique afocal RP auquel il est fait appel conformément à l'invention, ledit système afocal exécute un transfert optique du miroir M de F'4 en F1 puisque toutes les rotations des rayons autour du point F'4 sont identiquement reproduites en F1. La distance d'autocollimation est donc réduite de la longueur F'4 F1 ce qui permet de conserver un champ de mesure important pour un miroir éloigné. On voit également, et c'est là un des aspects de l'invention, que si le tube contenant les quatre lentilles du système afocal RP considéré est rigide, une petite rotation quelconque de ce tube autour de trois axes orthogonaux de référence ne détruit pas la précision du report d'angle, du moment que le miroir M reste sensiblement en F'4. De plus, la longueur de ce tube peut, en calculant judicieusement les focales des lentilles, être suffisamment longue.Toutefois, si par exemple pour de grandes machines-outils (sans que ce domaine soit limitatif d'application de l'invention) on veut travailler à plus grande distance, l'invention prévoit, selon une forme de réalisation non représentée, d'aligner un certain nombre de dispositifs identiques, en assurant une coincidence très grossière F'4 avec F1 du tube suivant, et en assurant un alignement très approximatif (une erreur d'alignement n'entache pas la mesure). Ainsi, avec plusieurs tubes, on peut raccourcir de plusieurs mètres la distance d'autocollimation, et travailler, par exemple à dix mètres, avec un champ correspondant à un miroir placé à trois ou quatre mètres. Il est bien entendu que la présente invention n'a été décrite et représentée qutà titre d'exemple préférentiel et que l'on pourra apporter des équivalences dans ses éléments constitutifs sans, pour autant, sortir du cadre de ladite invention qui est défini dans les revendications qui suivent. REVENDICATIONS 1. - Procédé de métrologie angulaire de précision, à distance, caractérisé en ce qu'il consiste à utiliser au moins un système optique afocal (RP) de grandissement +1 pour assurer un transfert de pupille en particulier dans le cas de mesure d'angle de rotation de miroir (M) par autocol limiteur (A) en plaçant ledit miroir dans la pupille de sortie dudit système afocal. 2. - Ensemble optique pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend, outre le miroir (M) dont on veut mesurer la rotation, un autocollimateur (A) et un système optique afocal (RP) lequel est placé dans le faisceau optique existant entre ledit miroir et ledit autocollimateur. 3. - Ensemble optique selon la revendication 2, caractérisé en ce que le miroir (M) est placé au foyer postérieur (F'4) de la lentille (L4) du système optique afocal (RP) la plus proche dudit miroir. 4. - Ensemble optique selon l'une quelconque des revendications 2 et 3, caractérisé en ce que l'autocollimateur (A) est centré sur l'axe connu du système optique afocal (RP). 5. - Ensemble optique selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que le tube contenant les lentilles du système optique afocal (RP) est rigide et suffisamment long. 6. - Ensemble optique selon l'une quelconque des revendications 2 à 5, caractérisé en ce qu'il comprend suivant la distance existant entre l'autocollimateur (A) et le miroir (M) une série de systèmes optiques afocals (RP). 7. - Ensemble optique selon la revendication 6, caractérisé en ce que les systèmes optiques afocals (RP) de la série sont alignés, même de façon approximative, par coincidence, même très grossière, du foyer postérieur (F'4) de l'un avec le foyer antérieur (Fl) du suivant.