Brevet FR2674022A1 — publié le 19920918

APPAREIL OPTIQUE DE MESURE POUR ELEMENT OPTIQUE DE REVOLUTION, ET SON PROCEDE DE REGLAGE L'invention concerne un appareil optique de mesure pour élément optique de révolution et son procédé de réglage. Par élément optique, on entend soit une surface optique soit un groupe optique. Les appareils optiques de mesure de surfaces optiques comportent un banc optique sur lequel se trouvent, de part et d'autre d'un adaptateur d'ouverture, d'un côté l'élément optique à mesurer, et de l'autre une centrale d'acquisition qui émet un faisceau d'éclairement vers l'élément à mesurer et reçoit après réflexion sur ledit élément, un faisceau dit d'acquisition. Les informations extraites par la centrale de ce faisceau d'acquisition sont transformées en signaux codés transmis à une unité de traitement informatique. L'élément optique à mesurer est porté et maintenu par un dispositif d'alignement, dont la position sur le banc optique est réglable. Le dispositif d'alignement est susceptible de déplacer l'élément optique à mesurer selon trois axes perpendiculaires : un axe OX parallèle à l'axe optique de l'appareil de mesure, c'est-à-dire parallèle à la direction longitudinale du banc optique, un axe OZ vertical, et un axe OY perpendiculaire au plan défini par les deux axes OX et OZ. Pour effectuer la mesure, il faut que l'axe optique de l'élément optique à mesurer soit amené en coïncidence avec l'axe optique de l'appareil de mesure. Dans le cas d'une surface optique sphérique, tout rayon de la surface sphérique peut constituer un axe optique pour la surface à mesurer. Pour placer la surface en autocollimation à l'aide du dispositif d'alignement, on peut se contenter de trois degrés de liberté, correspondant à des déplacements selon les trois axes OX, OY, OZ. Dans le cas de surfaces optiques de révolution asphériques, il est nécessaire d'avoir cinq degrés de liberté pour placer l'axe optique de la surface à mesurer en coïncidence avec l'axe optique de l'appareil de mesure, et pour assurer le réglage longitudinal. Les deux degrés de liberté supplémentaires correspondent à des rotations autour d'axes en y et z, respectivement. Dans les appareils de type connu, la surface optique à mesurer est placée sur une plaque sensiblement carrée, dont deux côtés perpendiculaires tiennent lieu d'axes de rotation en y et z, décalés par rapport aux axes OY et OZ. Deux vis sont prévues pour assurer chacune la rotation de la plaque par rapport à l'un des axes. De ce fait, les rotations détruisent les réglages de centrage. Dans ce type d'appareil on fait un centrage par déplacement sur les axes OY et OZ, puis un réglage en rotation autour des axes en y et z, puis un réglage de distance sur l'axe OX, puis un recentrage qui détruit le réglage en rotation, puis un réglage en rotation qui détruit le centrage, et ainsi de suite par approximations successives. Un tel réglage est long et itératif. L'un des buts de la présente invention est de proposer un appareil dont le réglage soit rapide et relativement aisé. Un autre but de l'invention est de proposer un dispositif d'alignement qui permette de réduire sensiblement le nombre des opérations de réglage. L'invention a pour objet un appareil optique de mesure pour élément optique de révolution, caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif d'alignement de l'élément optique comprenant un manchon susceptible de pivoter autour de deux axes perpendiculaires de réglage par rotation dont le point de concours se trouve au centre du manchon, et une pointe matérialisant ce point de concours des deux axes de façon que le sommet de l'élément optique à mesurer soit centré par mise au contact de la pointe. L'invention a également pour objet un dispositif d'alignement pour l'élément optique de révolution, dans un appareil optique de mesure, du type comportant : un bloc de réglage par translation selon trois axes orthogonaux ; deux axes perpendiculaires de réglage par rotation ; et un système de serrage de ltélément optique à mesurer caractérisé en ce qu'il comporte - un manchon susceptible de pivoter autour des deux axes perpendiculaires de réglage par rotation dont le point de concours se trouve au centre du manchon - et une pointe matérialisant le point de concours des deux axes de réglage par rotation - le système de serrage de l'élément optique étant susceptible de coulisser dans le manchon pour amener le sommet de l'élément optique au contact de la pointe, de façon à réaliser le centrage de l'élément optique - de sorte que l'alignement de l'élément optique avec l'axe optique de l'appareil optique de mesure soit réalisé par rotation autour des deux axes de réglage par rotation, sans détruire le centrage de l'élément optique. Selon d'autres caractéristiques de l'invention - le manchon est susceptible de pivoter directement autour de l'axe horizontal de réglage par rotation - le manchon est porté par un étrier susceptible de pivoter autour de l'axe vertical de réglage par rotation - l'étrier est porté par le bloc de réglage en translation - la pointe matérialisant le point de concours des deux axes de réglage par rotation est recouverte d'une matière plastique pour éviter toute détérioration de l'élément optique - la pointe matérialisant le point de concours des deux axes de réglage par rotation est portée par un support amovible. L'invention a enfin pour objet un procédé de réglage d d'un appareil optique de mesure d'éléments optiques, du type dans lequel un réglage par translations est effectué selon trois axes perpendiculaires, et un réglage par rotations est effectué autour des deux axes perpendiculaires, caractérise en ce que, préalablement auxdits réglages par translations et par rotations, on amène le sommet de l'élément optique en coïncidence avec le point de concours des deux axes de réglage par rotations, puis on procède au centrage de l'élément optique par rapport à l'axe optique de l'appareil au moyen du réglage par translations selon les trois axes perpendiculaires, et enfin ou procède à l'alignement de l'élément optique sur l'axe optique de l'appareil au moyen du réglage par rotations autour des deux axes perpendiculaires. D'autres caractéristiques ressortent de la description qui suit faite avec référence au dessin annexé sur lequel on peut voir Fig. 1 : une vue d'ensemble d'un appareil optique de mesure Fig. 2 : une représentation schématique d'un dispositif d'alignement de type connu à plaque carrée Fig. 3 : une représentation schématique d'un dispositif d'alignement selon l'invention Fig. 4 : une vue schématique en coupe longitudinale dans le plan des axes OX et OZ du dispositif de la Fig. 3. En se reportant à la Fig. 1, on voit qu'un appareil de mesure d'éléments optiques comprend un banc optique 21, portant : une règle optique 22 ; une centrale d'acquisition 23, reliée à une armoire 24 contenant une unité de traitement informatique et tous les périphériques nécessaires ; un adaptateur d'ouverture 25 ; et un dispositif d'alignement 26 portant l'élément optique 1 à mesurer. En se reportant à la Fig. 2, on voit que la surface optique à mesurer 1 est placée au centre d'une plaque 2 de support, elle-même portée par un bloc 3 lié à un repère à trois axes orthogonaux OX, OY, OZ. Le bloc est susceptible d'être déplacé en translation selon les trois axes OX, OY, OZ. La plaque 2 présente dans deux de ses angles deux vis 4 et 5 susceptibles d'assurer son pivotement par rapport aux axes Py et Pz respectivement, le point P étant le seul point de la plaque 2 qui soit fixe par rapport au bloc 3. Avec cette disposition, tout réglage en rotation, autour de l'axe Py par la vis 4, ou autour de l'axe Pz par la vis 5, détruit le centrage, réalisé préalablement par déplacement au moyen du bloc 3 selon les axes OX, OY et OZ. Sur les Fig. 3 et 4, on voit un exemple de réalisation d'un dispositif d'alignement selon l'invention. L'élément optique, par exemple une surface de révolution asphérique 1, est tenu par un système de serrage 6 concentrique à trois doigts, conventionnel et non représenté en détail. Ce système de serrage est susceptible de coulisser dans un manchon 7 cylindrique creux et tenu par un anneau 8. L'ensemble du manchon 7 et de l'anneau 8 est susceptible de pivoter autour d'un axe y'y porté par un étrier 9. L'ensemble du manchon 7, de l'anneau 8 et de l'étrier 9 est susceptible de pivoter autour d'un axe OZ, qui est l'axe vertical du repère orthogonal lié au bloc 3. Dans la disposition selon l'invention, les deux axes y'y et OZ se coupent au centre du manchon 7. Le point géométrique correspondant est matérialisé, selon l'invention, par une pointe 10, portée par un support amovible 11, et dont l'extrémité est recouverte d'une matière plastique pour éviter toute détérioration accidentelle de la surface optique à mesurer. Le support amovible 11 est par exemple un disque ajouré permettant de voir la pointe 10, et dont la position est bien définie par rapport au manchon 7. Selon l'invention, la surface asphérique de révolution 1 est mise en place dans le système de serrage 6 lorsque celui-ci est reculé au maximum dans le manchon 7. Puis, le système de serrage 6 est déplacé par coulissement dans le manchon 7 jusqu'd ce que le sommet de la surface 1 soit au contact de la pointe 10. Ce sommet est le point de contact de l'axe de révolution de la surface avec la surface elle-même. La surface optique 1 est alors centrée par rapport au point de concours des axes de rotation y'y et OZ. Au moyen du bloc de réglage 3, elle est ensuite centrée par rapport à l'axe optique de l'appareil optique de mesure, par translation de l'ensemble du manchon 7, de l'anneau 8 et de l'étrier 9, le long des axes OX, OY et OZ. Elle est ensuite alignée par rotation de l'étrier 9 autour de l'axe OZ, et du manchon 7 autour de l'axe y'y. Ces deux derniers réglages par rotation se font autour de deux axes, OZ et y'y, qui passent par le sommet de la surface optique 1 à mesurer et qui par conséquent, ne détruisent pas son centrage. Le réglage de l'appareil de mesure est ainsi nettement plus rapide que le réglage itératif des appareils connus. REVENDICATIONS 1. Appareil optique de mesure pour élément optique de révolution, caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif d'alignement de l'élément optique comprenant un manchon (7) susceptible de pivoter autour de deux axes perpendiculaires de réglage par rotation (OZ, y'y) dont le point de concours se trouve au centre du manchon (7), et une pointe (10) matérialisant ce point de concours des deux axes (OZ, y'y) de façon que le sommet de l'élément optique (1) à mesurer soit centré par mise au contact de la pointe (10) 2.Dispositif d'alignement pour l'élément optique de révolution, dans un appareil optique de mesure, du type comportant : un bloc de réglage par translation selon trois axes orthogonaux OX, OY, OZ ; deux axes perpendiculaires de réglage par rotation ; et un système de serrage de l'élément optique à mesurer ; caractérisé en ce qu'il comporte - un manchon (7) susceptible de pivoter autour des deux axes perpendiculaires de réglage par rotation (OZ, y'y) dont le point de concours se trouve au centre du manchon (7) - et une pointe (10) matérialisant le point de concours des deux axes de réglage par rotation (OZ, y'y) ; - le système de serrage (6) de l'élément optique (1) étant susceptible de coulisser dans le manchon (7) pour amener le sommet de l'élément optique (1) au contact de la pointe (10), de fagon à réaliser le centrage de l'élément optique ; - de sorte que l'alignement de l'élément optique (1) avec l'axe optique de l'appareil optique de mesure soit réalisé par rotation autour des deux axes de réglage par rotation (OZ, y'y) sans détruire le centrage de l'élément optique (1). 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que le manchon (7) est susceptible de pivoter directement autour de l'axe horizontal de réglage par rotation (y'y). 4. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que le manchon (7) est porté par un étrier (9) susceptible de pivoter autour de l'axe vertical de réglage par rotation (OZ). 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'étrier (9) est porté par le bloc de réglage en translation (3) 6. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que la pointe (10) matérialisant le point de concours des deux axes de réglage par rotation (OZ, y'y) est recouverte d'une matière plastique pour éviter toute détérioration de l'élément optique (1). 7. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que la pointe (10) matérialisant le point de concours des deux axes de réglage par rotation (OZ, y'y) est portée par un support (11) amovible. 8. Procédé de réglage d'un appareil optique de mesure d'éléments optiques, du type dans lequel un réglage par translations est effectué selon trois axes perpendiculaires (OX, OY, OZ), et un réglage par rotations est effectué autour des deux axes perpendiculaires (OZ, y'y), caractérisé en ce que, préalablement auxdits réglages par translations et par rotations, on amène le sommet de l'élément optique (1) en coïncidence avec le point de concours des deux axes de réglage par rotations (OZ, y'y), puis on procède au centrage de l'élément optique (1) par rapport à l'axe optique de l'appareil au moyen du réglage par translations selon les trois axes perpendiculaires (OX, OY, OZ), et enfin ou procède à l'alignement de l'élément optique (1) sur l'axe optique de l'appareil au moyen du réglage par rotations autour des deux axes perpendiculaires (OZ, y'y)