Brevet FR2780793A1 — publié le 20000107

D E S C R I P T I 0 N L'invention concerne un dispositif laser de mesure de distance, ayant une optique émettrice et une optique réceptrice séparées, ainsi qu'au moins un dispositif d'observation de cible monoculaire. Le grand nombre de dispositifs laser de mesure de distance connus est construit selon le principe suivant. Un faisceau de rayons laser collimaté est généré et est dirigé, par l'intermédiaire d'une optique émettrice, sur une cible éloignée. La lumière laser réfléchie depuis la cible est captée par l'optique réceptrice et est dirigée sur un détecteur. L'optique réceptrice est usuellement également utilisée pour procéder à l'observation de cibles ou de mires. Un tel appareil est connu, par exemple, par DE 41 35 615 A1. Un appareil d'observation binoculaire, équipé d'un dispositif laser de mesure de distance, est connu par DE 37 04 848 Ai. En particulier, pour de petites cibles ou mires, il est nécessaire de bien collimater le faisceau des rayons laser. On vise à ce que la taille, fonction de la distance, de la tache laser, soit de plus petites dimensions que l'aire de la section transversale de la cible ou de la mire à mesurer, pour obtenir tant une intensité de lumière aussi élevée que possible sur la cible, qu'également une influence sélective, sur le faisceau de rayons émis, par la cible utilisée pour la mesure. Les paramètres optiques de l'optique émettrice déterminent la divergence du faisceau de rayons émis. L'intensité de la lumière laser, réfléchie par la cible et qui arrive sur le détecteur, dépend des paramètres optiques de l'optique réceptrice, et précisément essentiellement de son diamètre. Les paramètres optiques de l'optique émettrice et de l'optique réceptrice influent de ce fait directement sur la portée maximale du dispositif laser de mesure de distance. Une augmentation de la portée peut être obtenue soit en augmentant la puissance laser, soit en agrandissant l'optique émettrice et l'optique réceptrice. La puissance laser maximale est, d'une part, limitée par des prescriptions concernant la sécurité des yeux et, en outre, est limitée par la capacité de la source d'énergie utilisée pour le fonctionnement du laser. La nature peu maniable ou encombrante et l'augmentation du poids s'opposent à l'augmentation des dimensions des optiques. Les coûts techniques qui sont liés à l'obtention d'une plus grande portée ont mené à ce que des dispositifs laser de mesure de distance de conception spéciale soient développés et optimisés pour des plages de portées différentes. Les applicateurs de tels appareils doivent de ce fait, selon la portée de mesure requise, décider entre des appareils différents et éventuellement acquérir plusieurs de ces appareils. La disponibilité à la mise en oeuvre des appareils dépend en plus également des conditions atmosphériques, qui peuvent entraver la transmission du rayonnement optique. Un appareil conçu pour de grandes portées peut de ce fait, dans des conditions défavorables, ne plus pouvoir être utilisé que pour de courtes distances, pour lesquelles l'appareil ayant été conçu pour ces portées n'a déjà pas pu fonctionner. Il est cependant désavantageux que, pour l'observation d'une cible ou d'une mire, on ne dispose en permanence que du champ de vision limité, conçu pour des cibles plus éloignées. Les applicateurs malgré cela, dans le doute, doivent décider d'acquérir un appareil techniquement plus complexe et, ainsi, plus coûteux. L'invention a de ce fait comme but de créer un dispositif laser de mesure de distance qui permette de manière économique d'augmenter la portée, en particulier pour de petites cibles, sans dégrader notablement la maniabilité et la sécurité pour les yeux. Ce problème est résolu, pour un dispositif laser de mesure de distance du type cité au début, par le fait qu'une optique télescopique, pouvant être montée devant l'optique émettrice, réduisant la divergence du faisceau de rayons émis, une optique télescopique, pouvant être montée devant l'optique réceptrice et ayant un angle d'ouverture adapté à la divergence du faisceau de rayons émis, et un cadre support commun, pouvant être couplé côté avant au boîtier du dispositif laser de mesure de distance, sont prévus pour les optiques télescopiques. Les paramètres optiques des optiques télescopiques sont à choisir, de manière appropriée, de manière que l'ouverture numérique de l'optique émettrice et réceptrice ne soit pas dégradée. L'ouverture numérique des optiques télescopiques 5, 6; 7, 8 est chaque fois adaptée à celle de l'optique émettrice 2 et de l'optique réceptrice 3. Il est également avantageux que le grossissement des deux optiques télescopiques soit identique. L'invention part d'une configuration de base du dispositif de mesure de distance et provoque l'augmentation de la portée, en cas de besoin, en faisant appel à une optique télescopique pouvant être, au choix, montée à l'avant. Une telle optique télescopique est connue certes en soi par le document, ,Die Fernrohre und Entfernungsmesser, Dr. A. Kôning, (1937), page 95, cependant, dans ce document, on ne traite que sous le point de vue d'une modification du grossissement. Les effets positifs obtenus sur l'équilibrage d'intensité dans le faisceau de rayons émis et reçu ne peuvent être trouvés sans difficulté. Ils sont d'une importance cependant déterminante pour l'obtention d'une augmentation de la portée, en particulier lorsque l'on a affaire à des petites cibles ou mires. Lorsque l'on vise des cibles plus distantes, la modification de grossissement est certes un effet annexe avantageux, mais semble ainsi cependant n'exercer d'influence que de manière primaire sur l'observation de la cible avec le dispositif laser de mesure de distance. L'effet de l'optique télescopique, placée devant l'optique émettrice, réside en ce que, grâce à diminution de la divergence du faisceau de rayons émis, la densité d'énergie arrivant sur la cible est augmentée. L'augmentation de l'intensité lumineuse obtenue, au moyen de l'optique télescopique, pour une même ouverture numérique, du système émetteur constitué, est proportionnelle au carré du grossissement télescopique. Ceci signifie dans la pratique que, depuis la cible la plus distance, on reçoit à peu près la même intensité lumineuse réfléchie que celle qu'on recevra d'une cible plus proche si l'on n'avait pas l'optique télescopique. La diminution, qui varie avec le carré de la distance visà-vis de la cible, de l'intensité de dispersion réfléchie, est compensée par l'effet apporté par l'optique télescopique. L'optique télescopique placée devant l'optique réceptrice agit comme le ferait un agrandissement du diamètre de l'élément optique et augmente ainsi l'intensité du rayonnement laser réfléchi, capté. Dans la pratique, cette disposition signifie une augmentation de la plage d'éloignement, d'environ la racine carrée à partir du grossissement télescopique pour de petites cibles et d'environ le grossissement télescopique pour de grandes cibles. Si le grossissement télescopique utilisé devant l'optique émettrice et celui utilisé devant l'optique réceptrice sont choisis d'une égale valeur, la modification de la divergence du faisceau de rayons émis, en liaison avec la modification du champ de vision de l'optique réceptrice, ne provoque globalement aucune modification par rapport aux conditions d'émission/réception de l'appareil de base utilisé sans optique télescopique. L'augmentation obtenue, selon l'invention, de la portée est égale au produit des valeurs venant du grossissement télescopique de l'optique émettrice et de l'optique réceptrice. Si le grossissement télescopique est choisi de même valeur dans les deux systèmes optiques, alors l'orientation mutuelle des axes optiques de l'appareil de base et de l'optique télescopique mise à l'avant n'est pas critique. Même de faibles écarts angulaires entre les axes optiques n'influent pas sur l'augmentation de la portée. Des exemples de réalisation du dispositif laser de mesure de distance ont été représentés schématiquement dans le dessin. Ils sont décrits plus en détail ci-après à l'aide des figures. Dans le dessin: la figure 1 représente un dispositif laser de mesure de distance monoculaire, et la figure 2 représente un dispositif laser de mesure de distance binoculaire. Sur la figure 1 a été représentée la structure de base d'un dispositif laser de mesure de distance 1 équipé d'une optique émettrice 2 et d'une optique réceptrice 3 séparées, ainsi que d'un dispositif d'observation monoculaire de cible. L'optique réceptrice 3 sert également alors à l'observation de cible par l'oculaire 4. On assure, par un diviseur de rayon approprié, non représenté, que le rayonnement laser n'arrive pas dans l'oculaire 4. Le système télescopique 5, 6; 7, 8 monté à l'avant est disposé dans un cadre support 9 commun, qui peut être couplé au boîtier 10 du dispositif laser de mesure de distance 1. Dans l'exemple représenté, le cadre support 9 est enfilé sur le boîtier 10. D'autres possibilités de fixation à possibilité de désolidarisation sont dans le cadre de la connaissance de l'homme de l'art. Le grossissement de la représentation donné par l'optique télescopique 5, 6 placée devant l'optique émettrice 2 se distingue de celui de l'optique télescopique 7, 8 placé devant l'optique réceptrice 3, pour obtenir une adaptation optimale aux paramètres optiques de l'appareil de base. Les ouvertures des deux systèmes optiques sont également conçues l'une en fonction de l'autre. Ceci mène, comme on peut le voir, à des dimensions géométriques différentes pour les optiques télescopiques. Le calcul des paramètres optiques est du ressort des connaissances de l'homme de l'art usuel. Au lieu du type de Galilée représenté, utilisant une lentille positive 5, 7 côté objet et une lentille négative 6, 8 côté image, on peut choisir également un système inverseur d'image constitué de deux lentilles positives. Sur la figure 2, est représentée la structure de base d'un système binoculaire. Du fait que l'optique émettrice 2 et l'optique réceptrice 3 de l'appareil de base sont identiques, on peut utiliser également des optiques télescopiques 7, 8 de construction identique. Comme déjà mentionné, concernant l'orientation des axes optiques de l'optique télescopique par rapport à ceux de l'optique émettrice et réceptrice, on peut autoriser certaines tolérances au niveau de l'alignement et de l'inclinaison, ceci dans de faibles limites. De ce fait, aucune exigence élevée n'est imposée au couplage mécanique établi entre le cadre support et le boîtier de l'appareil de base. R E V E N D I C A T IONS 1. Dispositif laser de mesure de distance, équipé d'une optique émettrice et d'une optique réceptrice séparées ainsi qu'au moins d'un dispositif d'observation de cible monoculaire, caractérisé par une optique télescopique (5, 6), pouvant être montée devant l'optique émettrice (2), réduisant la divergence du faisceau de rayons émis, une optique télescopique (7, 8), pouvant être montée devant l'optique réceptrice (3) et ayant un angle d'ouverture adapté à la divergence du faisceau de rayons émis, et un cadre support (9) commun, pouvant être couplé côté avant au boîtier (10) du dispositif laser de mesure de distance (1), sont prévus pour les optiques télescopiques (5, 6; 7, 8). 2. Dispositif laser de mesure de distance selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'ouverture numérique des optiques télescopiques (5, 6; 7, 8) est chaque fois adaptée à celle de l'optique émettrice (2) et de l'optique réceptrice (3). 3. Dispositif laser de mesure de distance selon la revendication 1, caractérisé en ce que le grossissement des deux optiques télescopiques est identique.