Brevet FR2889596A3 — publié le 20070209

FR 2889596 A3 20070209 FR 0607186 A 20060807 La présente invention concerne un télémètre optique, en particulier, un télémètre optique qui détermine la distance devant être mesurée en mesurant la différence entre la lumière de mesure émise et la lumière de mesure renvoyée par l'objet mesuré. Pour les activités de mesure terrestre, technique et autres activités de mesure souvent effectuées dans la vie quotidienne, le télémètre optique est de plus en plus largement utilisé. Le brevet européen codétenu EP 00701702 B1 publié le 5 février 1997 décrit un télémètre optique qui émet une lumière de mesure visible vers un objet mesuré, reçoit la lumière de mesure réfléchie renvoyée par l'objet mesuré, et mesure ensuite la différence entre elles pour déterminer la distance entre le télémètre et l'objet mesuré. Afin de résoudre le problème lié au fait qu'une image formée par la lumière de mesure réfléchie renvoyée par un objet à courte distance après passage à travers la lentille d 'objectif réceptrice peut être déviée à partir du point focal de la lentille d'objectif réceptrice, le brevet EP 00701702 B1 indique deux solutions, une consistant à utiliser une structure mécanique pour entraîner le déplacement de la surface réceptrice de lumière dans la surface de focalisation de la lentille d 'objectif réceptrice; l'autre consistant à utiliser la surface réceptrice de lumière, à ajouter un élément de déflexion optique à une position approprié avant ou après la lentille d 'objectif réceptrice, de sorte à dévier la lumière réfléchie à courte distance vers la surface de réception de lumière. Cependant, l'utilisation de la structure mécanique ainsi que l'ajout de l'élément de déviation optique peuvent compliquer la structure du télémètre, et de ce fait, rendre sa fabrication plus difficile. La présente invention a pour objet de proposer un télémètre optique de structure simple et facile à fabriquer. Pour réaliser l'objet ci-dessus, le télémètre optique selon la présente invention comprend un émetteur de lumière pour émettre une lumière de mesure, un système de lentille d'objectif d'alignement pour aligner la lumière de mesure émise par ledit émetteur de lumière, un système de lentille d'objectif de réception pour recevoir et faire converger la lumière de mesure réfléchie, un récepteur de lumière pour recevoir la lumière de mesure réfléchie traversant le système de lentille d'objectif de réception et produisant un signal électrique correspondant, et un circuit de contrôle et d'analyse qui contrôle la lumière émise par ledit émetteur de lumière, analyse et traite le signal électrique produit par le récepteur de lumière de sorte à déterminer la distance à mesurer, le système de lentille d'objectif de réception comprend une première partie optique qui reçoit une lumière de mesure réfléchie d'un objet mesuré à longue distance et la représente sous forme d'image sur la surface de réception de lumière du récepteur de lumière, et une seconde partie optique qui reçoit une lumière de mesure réfléchie d'un objet mesuré à courte distance et la fait converger et la projette sur la surface de réception de lumière du récepteur de lumière Le système de lentille d'objectif de réception est divisé en une première et une seconde parties optiques pour recevoir la lumière de mesure réfléchie à longue distance et courte distance, respectivement, de sorte à éviter le déplacement de la surface de réception de lumière ou l'ajout d 'un autre élément de déflexion optique dans le trajet de lumière de réception, simplifier la structure interne du télémètre optique, réduire la difficulté de fabrication et permettre d 'obtenir un rendement à grande échelle. En tant que télémètre optique amélioré selon la présente invention, l'axe optique de la première partie optique dudit système de lentille d'objectif de réception est parallèle à l'axe optique dudit système de lentille d 'objectif d'alignement. En tant qu'autre télémètre optique amélioré selon la présente invention, la surface de réception de lumière dudit récepteur de lumière est fixée au point focal de la première partie optique dudit système de lentille d'objectif de réception. En tant que télémètre optique amélioré selon la présente invention, les première et seconde parties optiques dudit système de lentille d 'objectif de réception ne se chevauchent pas l'une l'autre. En tant qu'autre télémètre optique amélioré selon la présente invention, les deux parties optiques dudit système de lentille d'objectif de réception sont divisées en deux lentilles séparées l'une de l'autre. En tant qu'autre télémètre optique amélioré selon la présente invention, le système de lentille d'objectif de réception peut également être une lentille complexe. La figure 1 est une représentation schématique du télémètre optique selon la présente invention. La figure 1 montre un mode de réalisation préféré du télémètre optique selon la présente invention. Dans le mode de réalisation préféré, le télémètre optique comprend un émetteur de lumière 1, un système de lentille d'objectif d 'alignement 2, un système de lentille d 'objectif de réception 3, un récepteur de lumière 4 et un circuit de contrôle et d'analyse 5. L'émetteur de lumière 1 est de préférence un émetteur de lumière visible tel qu'une diode laser à semi-conducteur. Dans d'autres modes de réalisation, l'émetteur de lumière 1 peut également être une source de lumière appropriée. Le circuit de contrôle et d'analyse 5 contrôle le temps d'émission de lumière de l'émetteur de lumière 1 et la performance, telle que la fréquence, l'intensité et similaire, du faisceau lumineux émis à partir de celui-ci. L'émetteur de lumière se trouve sur l'axe optique 21 du système de lentille d'objectif d'alignement 2. Le faisceau de lumière de mesure divergent 11 émis par l'émetteur de lumière 1 devient un faisceau de lumière de mesure aligné 12 après passage à travers le système de lentille d 'objectif d'alignement 2. Le faisceau de lumière de mesure aligné 12 35 est diffusé sur la surface de l'objet mesuré 6, où une partie de la lumière de mesure est réfléchie sur le système de lentille d'objectif de réception 3. L'objet mesuré à longue distance peut être considéré comme se situant à une distance infinie, dans ce cas, le faisceau lumineux de mesure réfléchi reçu par le système de lentille d'objectif de réception 3 est un faisceau lumineux parallèle. Le système de lentille d'objectif de réception 3 inclut une première partie optique 31 pour recevoir le faisceau lumineux de mesure réfléchi parallèle 311 d'un objet mesuré à longue distance. La première partie optique 31 a un axe optique 312 parallèle à l'axe optique 21 du système de lentille d'objectif d'alignement 2. Le faisceau lumineux de mesure réfléchi parallèle 311 devient un faisceau lumineux convergent 313 et est représenté sous forme d'image au niveau du point focal 314 de la première partie optique 31 après passage à travers la première partie optique 31 du système de lentille d'objectif de réception 3. Plus la distance est longue, plus la lumière de mesure réfléchie reçue par la première partie optique 31 est faible, et ainsi la surface de réception de lumière 41 du récepteur de lumière 4 est prévue au niveau du point focal 314 de la première partie optique 31 pour recevoir de façon suffisante la lumière de mesure réfléchie à une longue distance. Le récepteur de lumière 4 reçoit la lumière de mesure réfléchie, la convertit en un signal électrique et la transmet au circuit de contrôle et d'analyse 5, de sorte que le circuit de contrôle et d'analyse 5 analyse la différence entre la lumière de mesure reçue par le récepteur de lumière 4 et la lumière de mesure émise par l'émetteur de lumière 1 pour déterminer la distance mesurée en fonction de cette différence. Comme le sait l'homme du métier, une telle différence peut être une différence de temps ou une différence de phase. Le récepteur de lumière 4 inclut un dispositif de conversion photovoltaïque tel qu'une photodiode PIN et similaire. Dans ce mode de réalisation préféré, la surface de réception de lumière du récepteur de lumière est la surface photosensible du dispositif de conversion photovoltaïque. Cependant, dans d'autres modes de réalisation, elle peut également être la surface de réception de lumière d'un dispositif de guidage de lumière (par exemple, fibre de guidage de lumière) pour guider un faisceau lumineux vers la surface photosensible du dispositif de conversion photovoltaïque. Pour le système de lentille d'objectif de réception 3, le faisceau lumineux de mesure réfléchi 321 d'un objet mesuré à courte distance (comme figure incliné première première lumineux 321, son 314 de la première partie optique 31 à la fois dans la direction de l'axe optique 312 et verticalement par rapport à celui-ci. A cette fin, le système de lentille d'objectif de réception 3 comprend en outre une autre seconde partie optique 32 pour recevoir un faisceau la ligne discontinue représentée sur la 1) est un faisceau lumineux divergent par rapport à l'axe optique 312 de la partie optique 31; ainsi, si la partie optique 31 reçoit le faisceau de mesure réfléchi à courte distance image formée sera déviée du point focal lumineux de mesure réfléchi à courte distance 321. La seconde partie optique 32 est située sur le côté de la première partie optique 31 et n'est pas couverte par la première partie optique 31. Le faisceau lumineux de mesure réfléchi à courte distance 321 converge pour devenir le faisceau lumineux 322 après passage à travers la seconde partie optique 32. Etant donné que l'intensité de la lumière réfléchie à courte distance est suffisamment importante, un signal électrique avec une intensité suffisante peut être produit si seule une partie du faisceau lumineux 322 est projetée sur la surface de réception de lumière 41, où le faisceau lumineux 322 est focalisé, peut changer fortement lors de la mesure de distances différentes à l'intérieur d'une plage de courte distance; ainsi, il peut répondre aux exigences de mesure si seule la seconde partie optique 32 est pré-conçue et ajustée de sorte que le faisceau lumineux 322 à l'intérieur de la plage de courte distance est toujours focalisé à un emplacement approprié avant ou après la surface de réception de lumière 41. Dans ce mode de réalisation, la première partie optique 31 et la seconde partie optique 32 du système de lentille d'objectif de réception 3 sont formées ensemble en une lentille complexe. Dans d'autres modes de réalisation, la première partie optique 31 et la seconde partie optique 32 du système de lentille d'objectif de réception 3 peuvent également être deux lentilles séparées l'une de l'autre. Pour éviter l'ajout de moyens mécaniques pour déplacer la surface de réception de lumière du récepteur de lumière ou autre élément optique pour dévier à nouveau le faisceau lumineux, le système de lentille d'objectif de réception est divisé en deux parties pour recevoir la lumière de mesure réfléchie à longue distance et courte distance de sorte à simplifier la structure interne du télémètre optique, réduire la difficulté de fabrication et aider à obtenir un champ à grande échelle. Le mode de réalisation préféré ci-dessus et le dessin servent uniquement à décrire et illustrer le principe et la conception de la présente invention, et non à limiter la portée de la présente invention. Il doit être entendu par l'homme du métier que d'autres modifications et changements peuvent être apportés au télémètre invention portée de optique associé à la sans s'écarter de l'esprit la présente invention tels que définis présente et de la par les revendications annexées. R E V E N D I C A T I O N S 1. Télémètre optique, comprenant. un émetteur de lumière (1) pour émettre une lumière de mesure, un système de lentille d'objectif d'alignement (2) pour aligner la lumière de mesure émise par ledit émetteur de lumière, un système de lentille d'objectif de réception (3) pour recevoir et faire converger la lumière de mesure réfléchie, un récepteur de lumière (4) pour recevoir la lumière de mesure réfléchie traversant le système de lentille d'objectif de réception et produisant un signal électrique correspondant, et un circuit de contrôle et d'analyse (5) pour contrôler la lumière émise par ledit émetteur de lumière, et analyser et traiter le signal électrique produit par ledit récepteur de lumière, de sorte à déterminer la distance mesurée, caractérisé en ce que ledit système de lentille d'objectif de réception (3) comprend une première partie optique (31) pour recevoir la lumière de mesure réfléchie d'un objet mesuré à longue distance et la faire converger et la projeter sur la surface de réception de lumière du récepteur de lumière (4), et une seconde partie optique (32) pour recevoir la lumière de mesure réfléchie d'un objet mesuré à courte distance et la faire converger et la projeter sur la surface de réception de lumière dudit récepteur de lumière (4). 2. Télémètre optique selon la revendication 1, dans lequel l'axe optique de la première partie optique (31) dudit système de lentille d 'objectif de réception (3) est parallèle à l'axe optique dudit système de lentille d 'objectif d'alignement (2). 3. Télémètre optique selon la revendication 1, dans lequel la surface de réception de lumière dudit récepteur de lumière (4) est fixée au point focal de la première partie optique (31) dudit système de lentille d'objectif de réception (3). 4. Télémètre optique selon la revendication 1, dans lequel l'émetteur de lumière (1) est un 15 émetteur de lumière visible. 5. Télémètre optique selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les première et seconde parties optiques dudit système de lentille d'objectif de réception (3) ne se chevauchent pas l'une l'autre. 6. Télémètre optique selon la revendication 5, dans lequel les deux parties optiques dudit système de lentille d'objectif de réception (3) sont divisées en deux lentilles séparées l'une de l'autre. 7. Télémètre optique selon la revendication 5, dans lequel ledit système de lentille d 'objectif de réception (3) peut également être une lentille complexe.