Brevet FR2570490A1 — publié le 19860321

TELEMETRE PORTATIF A COINCIDENCE D'IMAGE Le secteur technique de la présente invention est celui des appareils de mesure de la distance d'un point visé, du type comportant deux voies d'observation et un système de mélange de ces deux voies. I1 est bien connu de mesurer la distance d'un objet à l'aide d'appareil de télémètre par coïncidence d'images venant de deux voies d'observation. Ainsi, le brevet FR 2 234 548 décrit un télémètre à champs mélangés dans lequel un objet est observé à l'aide de deux équerres fixées sur une base. La mise au point et donc la mesure télémétrique est obtenue en manoeuvrant un diasporamètre qui agit sur les deux faisceaux venant des deux équerres. Ceci permet d'appliquer la même correction de l'anamorphose et des aberrations chromatiques. L'inconvénient de ce dispositif réside dans la complexité de réalisation étant donné qu'il faut s'arranger pour que les deux faisceaux traversent le diasporamètre et dans le fait que la coïncidence d'images est réalisée par rotation. Le but de la présente invention est de proposer un télémètre à coïncidence d'images du type portatif dans lequel cette coïncidence est réalisée par translation d'un système optique. L'invention a donc pour objet sur télémètre portatif à coïncidence d'images du type comportant une base référentielle sur laquelle est monté un premier moyen optique pour l'observation d'un objet selon une première ligne de visée, un second moyen optique pour l'observation dudit objet selon une seconde ligne de visée et un moyen de mise au point permettant de repérer l'éloignement de l'objet, caractérisé en ce que - le premier moyen optique comprend un objectif d'entrée, un premier et un second prismes de renvoi pour amener la première ligne de visée suivant un axe optique délimité par deux objectifs, - le second moyen optique comprend un objectif d'entrée une première équerre optique et une seconde équerre optique coopérant avec un prisme de renvoi pour amener la seconde ligne de visée suivant le même axe optique, - et le moyen de mise au point est constitué par des moyens de translation d'une des deux équerres optiques. Les deux prismes déviateurs peuvent être placés l'un sur le trajet du faisceau incident et l'autre sur le faisceau émergent par rapport à une équerre optique. Les moyens de translation et les prismes déviateurs peuvent être appliqués à la même équerre optique. Un prisme déviateur peut être placé sur le trajet du faisceau incident par rapport à l'objectif d'entrée selon la première ligne de visée. Le chemin optique délimité par les objectifs peut traverser le premier prisme de renvoi. Un avantage du télémètre selon l'invention réside dans la conception extrèmement simple. En effet, les éléments optiques sont en nombre réduit : 4 prismes, 2 objectifs notamment, et leur assemblage ne présente aucune difficulté particulière. Un autre avantage réside dans l'utilisation exclusive de prismes à réflexion totale, qui sont des invariants optiques pour une rotation autour d'un axe vertical. Un autre avantage réside dans l'encombrement très ré duit it et la masse très faible. D'autres avantages de la présente invention seront mieux compris à la lecture de la description d'un exemple particulier de réalisation donné en relation avec un dessin dans lequel - la figure 1 représente une coupe transversale du télémètre montrant son organisation interne. - la figure 2 représente une vue en perspective. - la figure 3 illustre le principe théorique du télémètre selon l'invention. Le télémètre représenté sur la fig. 1 comprend une base référentielle 1 par rapport à laquelle sont disposés tous les éléments optiques et mecaniques. Deux lignes de visée 2 et 3 sont matérialisées par deux moyens optiques. Le premier moyen optique comprend un objectif d'entrée 4, deux prismes 5 et 6 permettant de ramener un premier faisceau lumineux suivant l'axe optique 7 délimité par les deux objectifs 8 et 9. Les prismes 5 et 6 sont du type à réfléxion totale et invariants pour une rotation autour d'un axe vertical et sont placés de telle façon que le chemin optique 7 soit parallèle à la ligne de visée 2 pour une rotation autour d'un axe horizontal. Le second moyen optique comprend deux équerres optiques 10 et 12 de forme pentagonale, disposées suivant la base 1, entre lesquelles est placé un objectif 11 de focalisation ou d'entrée. Un prisme 13 coopère avec le prisme 6 pour amener un second faisceau suivant l'axe optique 7. Ainsi par translation de l'équerre 10 par rapport à la base 1, on réalise la coïncidence des deux images, l'équerre 12 étant fixe. Les prismes 6 et 13 sont placés de manière adjacente et le plan I d'intersection ou d'image comporte deux parties, l'une réfléchissante, et l'autre transparente, afin d'assurer respectivement la réflexion du premier faisceau et la transmission du second faisceau. On obtient alors deux demi-images congruentes. Un rotation du prisme 5 autour de l'axe optique 7 permet d'obtenir deux demi-images parallèles. Jusqu'au plan I, le nombre de réflexions du premier faisceau est de 3 ; cependant, il peut-être supérieur et impair afin d'obtenir au niveau de l'objectif 9 une image droite. Par contre, le nombre de réflexions du second faisceau est de 5 et peut être supérieur et impair pour conserver une image droite. Au delà du plan I les deux faisceaux sont confondus, et les défauts optiques et mécaniques rencontrés sur ce trajet sont transparents puisqu'ils affectent simultanément les deux faisceaux. Ce dispositif peut être complété par des prismes déviateurs pour corriger les défauts angulaires des différents prismes ainsi que l'annulation des erreurs de position lors de leur montage mécanique pour parfaire le réglage final du télémètre. Ainsi, un prisme déviateur 14 est placé sur le trajet du faisceau incident par rapport à l'équerre optique 10, par exemple au niveau de sa face d'entrée 10a. Un autre prisme déviateur 15 est placé sur le trajet du faisceau émergent de cette équerre optique par exemple au niveau de la face de sortie lOb. Ces deux prismes sont montés rotatifs par rapport à l'axe optique de l'équerre 10 et assurent chacun une déviation du faisceau lumineux d'un angle déterminé tout en imposant à ce faisceau d'être dans son plan de triangulation. Toutefois, 11 équerre 12 peut être rendue faiblement mobile en translation, de façon à parfaire le réglage et élargir les tolérances dimensionnelles acceptables sur les différents éléments optiques. De même, un prisme rotateur 16 peut être placé en amont de 11 objectif 4. Pour réduire l'encombrement du télémètre, on s'arrange pour que l1axe optique 7 traverse le prisme 5 et débouche au niveau d'un oculaire 21. Sur la fig. 2, on a représenté une réalisation pratique du télémètre où la base référentielle est matérialisée par la règlette 18 à une extrémité de laquelle est fixée la platine 17. Cette platine supporte les prismes 5, 6 et 13, l'équerre optique 12, les objectifs 4, 8, 9 et 11 et l'oculaire 21. Le prisme rotateur 16, placé en avant de objectif 4, est monté sur un support rotatif 22. L'objectif 11 est monté sur un support 23. Une platine 19 est montée mobile par rapport à la réglette 18. Cette platine supporte l'équerre 10 et les prismes rotateurs 14 et 15. Sous l'action d'un poussoir le curseur 20 coulisse sur la réglette avec rattrapage de jeu automatique par rapport à l'axe de la réglette. Le rayon émergent sort par la fenêtre 24. La platine 19 porte encore un doigt 25 mobile devant une double graduation 26 permettant de repérer l'éloignement de l'objet visé suivant une échelle de O à 100 mètres et de 100 à 500 mètres. Le passage d'une échelle à l'autre est réalisé par une rotation de 1800 du prisme 16 sur son support 22 modifiant la visée correspondante. Enfin, le télémètre peut être équipé soit d'une poignée 27 in clivée et monté directement sur un trépied de support dans le cas d'une utilisation en point fixe. Le principe de télémétrie appliqué dans l'invention est explicité sur la fig. 3 sur laquelle on a représenté uniquement les différents axes optiques. L'observation d'un objet à la distance de 100 m ou 500 m se fait sous un angle donné, déterminé par les direc tions fixes des deux lignes de visée. Les angles B et J ont les valeurs respectives de 2 et 3 milliradians. Echelle 8-lOOm : &alpha;1 = 5 milliradians Echelle 100-500m : 2 = 1 milliradian Compte tenu de la faible valeur de l'angle 0 tg &alpha;1 = 4,908878.10-3 et oil = 4,908874.10-3 Par suite b/d = tg &alpha;1 # &alpha;1 ce qui justifie l'utilisation d'une graduation linéaire sur la réglette. REVENDICATIONS 1 - Télémètre portatif à coïncidence d'images du type comportant une base référentielle (1) sur laquelle est monté un premier moyen optique pour l'observation d'un objet selon une première ligne de visée (2), un second moyen optique pour l'observation dudit objet selon une seconde ligne de visée (3) et un moyen de mise au point permettant de repérer l'éloigne-ment de l'objet, caractérisé en ce que - le premier moyen optique comprend un objectif d'entrée (4), un premier (5) et un second (6) prismes de renvoi pour amener la première ligne de visée suivant un chemin optique (7) de vision délimité par deux objectifs (8,9), - le second moyen optique comprend un objectif d'entrée (11), une première équerre optique (10) et une seconde (12) équerre optique coopérant avec un prisme de renvoi (13) pour amener la seconde ligne de visée suivant le même axe optique (7), - et le moyen de mise au point est constitué par des moyens de translation d'une des deux équerres optiques. 2 - Télémètre portatif selon la revendication 1, caractérisé en ce que deux prismes déviateurs (14, 15) sont placés l'un (14) sur trajet du faisceau incident et l'autre (15) sur le faisceau émergent par rapport à une équerre optique (10). 3 - Télémètre portatif selon la revendication 2, caractérisé en ce que les moyens de translation et les prismes déviateurs (14, 15) sont appliqués à la même équerre optique (10). 4 - Télémètre optique selon la revendication 1, 2 ou 3, caractérisé en ce qu'un prisme déviateur (16) est placé sur le trajet du faisceau incident par rapport à l'objectif d'entrée (4) selon la première ligne de visée. 5 - Télémètre optique selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'axe optique délimité par les objectifs (9,8) traverse le premier prisme (5) de renvoi. 6 - Télémètre optique selon l'une- quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'un objectif d'entrée (11) est placé sur le trajet optique reliant les deux équerres (10, 12) (à revoir). 7 - Télémètre optique selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le prisme de renvoi (13) est adjacent au prisme de renvoi (6) de telle façon que les rayons lumineux soient en réflexion totale. 8 - Télémètre portatif selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le nombre de réflexions selon la première ligne de visée (2) est impair et supérieur ou égal à 3 et celui selon la seconde ligne de visée (3) est impair et supérieur ou égal à 5. 9 - Télémètre portatif selon l'une quelconque des revendications 1 à 8 caractérisé en ce que le premier moyen optique (4,5,6,9,8,16), la seconde équerre optique (12) et le prisme derenvoi (13) sont insérés dans une platine (17) solidaire d'une réglette (18) matérialisant la base référentielle. 10 - Télémètre portatif selon la revendication 9, caractérisé en ce que la première équerre optique (11) et les prismes rotateurs (14, 15) sont insérés dans une platine (19) mobile en translation par rapport à la réglette (18) portant une graduation (26) sous l'action d'un curseur (20) de mise au point. 11 - Télémètre portatif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les prismes sont invariants dans une rotation autour d'un axe vertical.