Brevet FR2610107A1 — publié le 19880729

Appareillage pour la mesure de caractéristiques optiques par exemple photométriques et colorimétriques , d'un objet L'invention concerne un appareillage pour la mesure de caractéristiques optiques, par exemple photométriques et colorimétriques, d'un objet, notamment sa luminance. Les appareils destinés à ces applications, photomètres, colorimètres s luminancemètres, comportent de manière connue un organe de visualisation du résultat de la mesure, généralement électrique ou électronique (galvanomètre ou afficheur numérique par exemple), un détecteur de lumière, une chaîne de mesure destinée à transformer la grandeur de sortie du détecteur en une grandeur adaptée à la commande de l'organe de visualisation, et un appareillage optique destiné à transmettre au détecteur la lumière émise par l'objet qui est nécessaire à la mesure.Cet appareillage optique doit etre adapté à viser la surface à tester et seulement celle-ci, et à mettre au point sur celle-ci, sans englober dans le champ de vision les zones avoisinantes ; à cette fin, il est constitué d'un objectif de focale déterminée, d'un diaphragme de champ disposé sur le trajet du- faisceau lumineux transmis par l'objectif de telle sorte que cet objectif forme l'image de l'objet sur lui, et d'un oculaire de visée ; le rôle du diaphragme de champ, lequel est bien entendu percé d'un trou, est de laisser passer une partie du rayonnement à mesurer vers le détecteur, et de réfléchir une image dans l'oculaire pour permettre à l'opérateur d'effectuer des visées en vue de régler l'appareil. Toutes ces opérations sont délicates, car la technique actuelle est donc d'effectuer une mise au point sur l'objet à tester, et d'adapter, quand cela est possible, le diaphragme de champ à l'objet. Si l'on veut obtenir un autre angle de champ, on change l'objectif de la tête de l'appareil, puisqu'il est alors nécessaire de changer de distance focale d'objectif ; comme tout changement risque de dérégler le montage optique, et en conséquence de fausser la mesure, d'autant plus que les objectifs n'ont généralement pas des caractéristiques équivalentes, un nouvel étalonnage est indispensable à chaque fois. L'invention a pour but de remédier à ces inconvénients en créant un appareil au moyen duquel il est possible de conserver la mise au point et de choisir continûment le diaphragme de champ le mieux adapté, et éventuellement, au moyen de combinaisons optiques appropriées, d'observer l'image à mesurer en permanence tout en faisant varier la distance de mise au point et la focale résultante de la combinaison. Toutes ces opérations peuvent être effectuées sans démontages de l'objectif de tête ou des diaphragmes de champ qui obligent à chaque fois à effectuer un étalonnage photométrique. L'invention a également pour but de mettre en oeuvre une combinaison optique telle que l'image vue dans l'oculaire soit redressée avec un grandissement continûment variable. A cet effet, l'invention concerne un appareillage pour la mesure de caractéristiques optiques, par exemple photométriques et colorimétriques, notamment la luminance, d'un objet, du type comportant un dispositif optique pour former l'image de l'objet, un diaphragme de champ et un détecteur opto-électrique en alignement, ainsi qu'un oculaire de visée, appareillage caractérisé en ce que le dispositif optique est un dispositif à focale variable ayant une ouverture image constante quelles que soient la focale du dispositif optique et la distance de mise au point. Grâce à cela, les mises au point sont plus simples et plus rapides pour l'utilisateur, et il en résulte des gains de temps, de productivité et de fiabilité importants. Cependant, l'appareillage selon l'invention reste léger, portable, et d'un prix modéré. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention seront mieux compris à la lecture de la description qui suit, d'une forme de réalisation de l'invention donnée à titre d'exemple non limitatif et illustrée sur les dessins ci-joints dans lesquels: - la figure 1 représente schématiquement une forme de réalisation d'un appareillage optique selon l'invention associée à un détecteur de lumière, et - la figure 2 montre schématiquement une variante de l'appareillage de la figure 1. L'appareillage représenté sur la figure 1 comporte, selon l'invention, un dispositif optique à focale variable sous la forme d'un objectif à focale variable 1, un diaphragme de champ 2 séparateur de faisceaux, et un détecteur opto-électrique 3, en alignement sur un même axe optique, ainsi qu'un oculaire d'observation 4 dont l'axe optique est ici perpendiculaire à celui de l'ensemble objectif-diaphragiae-de'tec- teur mais pouvant être incliné différemment en fonction de la position du diaphragme. L'objectif à focale variable 1 est réglé pour former une image d'un objet observé (non représenté) sur le diaphragme 2, lequel, percé d'un trou, laisse passer une partie du rayonnement, qui excite le détecteur 3, lequel délivre en sortie un signal électrique. Une autre partie du rayonnement est réfléchie, sous la forme d'une image, dans l'oculaire 4, ce qui permet à l'opérateur d'effectuer la visée. L'objectif à focale variable 1 est choisi de telle sorte qu'il présente une ouverture image constante pour toutes les distances et toutes les focales, afin que le flux lumineux reste alors aussi constant que possible. Ainsi, le flux lumineux transmis par l'objectif est seulement proportionnel à la luminance du faisceau. On peut ainsi effectuer dans l'oculaire une mise au point sur un objet de manière continue par exemple dans la gamme de 500 mm à l'infini (celle de l'objectif choisi), et faire varier en continu la focale, par exemple dans la gamme de 70 à 210 mm (amplitude de l'objectif à focale variable) ce qui permet une manipulation réduite à l'essentiel, sans changement d'objectif et sans recalibrage du photomètre en cours de manipulation, donc facile même pour un utilisateur non spécialisé ; de plus, il est ainsi possible de faire des mesures absolues puisque seule la surface à tester est visée, l'environnement n'étant plus inclus dans la mesure, et cela plus rapidement et de manière plus fiable. L'appareillage représenté sur la figure 2 pré sente les mêmes avantages, mais une gamme de focales plus étendue. En effet, cet appareillage comporte en plus une optique relais 5 constituée d'une ou plusieurs lentilles, dont l'axe optique est dans l'alignement objectif 1 - diaphragme 2 - détecteur 3, et située entre l'objectif et le diaphragme pour former avec l'objectif le dispositif optique à focale variable, de telle sorte que l'image de l'objectif se forme dans un plan image qui n'est autre que le plan objet de l'optique relais, et que ce soit l'image transmise par l'optique relais qui se forme sur le diaphragme de champ. Le reste de l'appareillage est identique a ce qui a été décrit pour la figure 1, et les mêmes organes sont donc repérés par le même numéro. Ainsi, l'appareillage de la figure permet de choisir une focale de façon continue dans la gamme d'amplitudes de l'objectif à vocale variable (entre fl et f2 = m.fl), et l'optique relais, qui est un multiplicateur de focales de coefficient k, permet une variation dans la gamme k.fl à k.f2 = k.m.fl. L'amplitude de mise au point sur l'objet reste celle de l'objectif à focale variable. L'objectif à focale variable 1 et l'optique relais 5 sont choisis de telle façon quei l'ouverture image de l'optique relais 5 reste constante. A titre indicatif, si l'on choisit un objectif à focale variable de 70 à 210 mm, trois optiques relais de coefficient multiplicateur respectif - 1/3, - 1, et - 3, et un diaphragme de champ permettant un champ de mesure de 1" pour une focale de 70 mm, on obtient le tableau suivant donnant, en fonction de la focale de l'objectif à focale variable et du coefficient multiplicateur (grandissement) de l'optique relais, la focale résultante et le champ de mesure:: Focale du zoom 70 mm 140 mm 210 mm Grandissement - 1/3 23 mm 46 mm 70 mm 3 1 5 1" - 1 70 mm 160 mm 210 mm 1" 30' 20' - 3 210 mm 420 mm 630 mm 20' 10' 6' Les optiques relais 5 sont adaptées à être disposées sélectivement dans le faisceau lumineux pour pouvoir être utilisées successivement, et choisies pour obtenir une ouverture image globale avec l'objectif qui soit constante. A cet effet, elles sont montées par exemple sur un barillet révolver de manière à pouvoir être interchangées dans le faisceau par rotation. On peut prévoir également des lentilles de champ 6 (une par optique relais) entre l'objectif à focale variable et cette optique relais, pour les conjugaisons de pupilles ; les lentilles de champ peuvent être montées sur le même barillet que leur optique relais respective, et sont disposées dans le plan de l'image intermédiaire formée par l'objectif à focale variable. Sur le plan pratique. l'appareillage selon l'invention : objectif à focale variable 1, éventuellement optique relais 5 formant avec lui le dispositif optique à focale variable, diaphragme de champ 2 (miroir troué ou analogue, par exemple lame semi-transparente), et oculaire 4 de visée réflex pour suivre la mise au point, en vue d'être adaptable à tous les luxmètres, photomètres, etc..., comporte un boîtier ayant comme interface mécanique, un dispositif de fixation rapide approprié (non représenté sur les dessins) à l'appareil auquel il doit être adapté. Bien entendu, l'invention, applicable notamment mais non exclusivement au domaine de l'industrie des matières plastiques et des colorants, n'est pas limitée à la forme de réalisation ci-dessus décrite et représentée, et on pourra en prévoir d'autres formes de réalisation sans sortir de son cadre. REVENDICATIONS 1. Appareillage pour la mesure de caractéristiques optiques, par exemple photométriques et colorimétriques, notamment la luminance, d'un objet, du type comportant un dispositif optique pour former l'image de l'objet, un diaphragme de champ (2) et un détecteur opto-électrique (3) en alignement, ainsi qu'un oculaire (4) de visée, appareillage caractérisé en ce que le dispositif optique est un dispositif à focale variable (1) (1, 5) ayant une ouverture image constante quelles que soient la focale du dispositif optique et la distance de mise au point. 2. Appareillage selon la revendication 1, carac térisé en ce que le dispositif optique à focale variable comporte un objectif à focale variable (1) et une optique relais (5). 3. Appareillage selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'optique relais (5) comporte au moins une lentille, et en ce que son plan objet est le plan image de l'objectif à focale variable (1). 4. Appareillage selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comporte plusieurs optiques relais montées sur un barillet révolver de manière à pouvoir être insérées successivement dans le faisceau par rotation. 5. Appareillage selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qutil comporte des lentilles de champ (6) pour les conjugaisons de pupilles. 6. Appareillage selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il comporte un boîtier ayant un dispositif de fixation rapide.