Brevet FR2897697A1 — publié le 20070824

Monture d'optique L'invention concerne une monture d'optique pour composants optiques tels que lentilles ou séparateurs de faisceaux, en particulier pour une optique de collimation de diodes laser ainsi que pour un séparateur de faisceau d'appareils laser multidirectionnels. Les appareils laser multidirectionnels sont utilisés pour générer des points ou des traits précis de lumière laser, par exemple dans les métiers annexes du bâtiment où ils sont exposés à une plage de températures de -20 C à 60 C ainsi qu'à de multiples secousses mécaniques. La stabilité thermique et mécanique du lieu de rangement des composants optiques que sont l'optique de collimation de diodes laser et le séparateur de faisceau est essentielle à la stabilité de l'ensemble du système. Par exemple, la dérive angulaire d'origine thermique doit être inférieure à 0,3"/K et leur stabilité à long terme doit être garantie. Habituellement, les lentilles sont collées dans des montures appropriées. En raison du coefficient de dilatation thermique de l'adhésif et des propriétés de fluage de celui-ci, cette méthode ne convient pas aux conditions ci-dessus. Les solutions de fixation par bague vissée, par bague de serrage ainsi que par ajustement serré ne conviennent pas non plus compte tenu des déformations induites par les efforts. Selon le document DE19924849, dans une monture d'optique pour composants optiques, la lentille est plaquée contre un rebord d'application par une bague élastique, ou par un fourreau élastique, et, selon le document DE8625896U, elle l'est par un ressort à lame annulaire. Selon les documents DE10043344 et DE19632267, une monture d'optique pour composants optiques comporte, dans la lentille, une gorge annulaire périphérique dans laquelle pénètrent, de manière radialement élastique, une pluralité de segments libres dont une des extrémités est conformée en collet et qui sont disposés sur un support d'optique pourvu d'un rebord de butée orienté axialement pour créer une butée axiale. Chacun des segments libres formant collets exerce sur le composant optique, indépendamment des autres segments, une force radiale qui n'est transmise que directement par l'intermédiaire du composant optique, ce qui peut provoquer des déformations locales du composant optique. De plus, la réalisation de gorges annulaires présentant la précision requise est difficile et peu économique. L'invention a pour but de monter des composants optiques sans adhésif ni déformation. L'invention a pour objet une monture d'optique pour un composant optique pourvu d'un profil de bord radial par rapport à l'axe optique, comprenant un support d'optique rigide qui comporte un rebord de butée orienté axialement, apte à recevoir le composant optique en butée axiale, et au moins un moyen élastique radial qui est disposé radialement à l'extérieur par rapport au rebord de butée, s'étend axialement côté composant et est bombé radialement vers l'intérieur. Grace au manchon enveloppant à périphérie fermée les forces radiales du moyen élastique radial sont partiellement absorbées et transmises mutuellement à l'intérieur du manchon enveloppant par des forces annulaires. En cas de montage par friction du composant optique, on évite ainsi les déformations locales. Le manchon enveloppant radialement plus large ne déforme pas non plus le composant optique lors de l'assemblage. Lors de l'assemblage, le composant 2 peut toucher le rebord de butée 5 ou se trouver à faible distance de celui-ci. Ces mesures permettent concrètement d'atteindre la dérive angulaire d'origine thermique requise de moins de 0,3"/K et une stabilité à long terme sur une plage de températures de - 20 C à 60 C et en présence de multiples secousses mécaniques. De manière avantageuse, le moyen élastique radial est une membrane élastique à périphérie fermée ou ouverte, de sorte que la force radiale agissant sur le profil de bord est répartie de manière au moins partiellement périphérique et continue, ce qui convient particulièrement bien aux lentilles. Selon une variante avantageuse, le moyen élastique radial est constitué d'au moins deux segments élastiques individuels répartis en périphérie, de sorte qu'il existe, entre les segments élastiques, des espaces libres au moins partiellement périphériques à travers lesquels peuvent sortir par exemple les faisceaux partiels d'un séparateur de faisceau réfléchis perpendiculairement à l'axe optique. De manière avantageuse, la membrane élastique, respectivement le segment élastique comporte, de manière axialement centrée, une zone de contact à intérieur axialement rectiligne destinée à la mise en contact radiale par friction du composant optique et limitée axialement des deux côtés par des zones élastiques de configuration plus mince, lesquelles présentent, en termes de flexion dans la direction radiale, un moment réduit de résistance à la flexion qui est proportionnel au cube de leur épaisseur. De manière avantageuse, la monture d'optique est conçue d'un seul tenant, de sorte qu'elle est économique à réaliser sous la forme d'une pièce moulée par injection, par exemple en polyoxyméthylène (POM). De manière avantageuse, le manchon enveloppant à périphérie fermée est conformé en manchon enveloppant cylindrique fermé, de sorte que celui-ci est conçu de manière optimale pour des composants circulaires comme des lentilles. Grâce à cette symétrie de révolution, il n'existe pas de disparité entre les forces apparaissant sur la circonférence de la lentille. Selon une variante avantageuse, le manchon enveloppant à périphérie fermée est conformé en manchon enveloppant profilé fermé non rond, par exemple carré, de sorte qu'il est conçu de manière optimale pour des composants non ronds comme des séparateurs de faisceaux en forme de pyramides tronquées. Avec une symétrie de révolution appropriée en nombres entiers, il n'existe pas de disparité entre les forces apparaissant sur la circonférence de la lentille. L'invention sera exposée en détail en référence à un exemple de réalisation avantageux avec, sur : la figure 1 une monture d'optique pour un composant optique en coupe longitudinale la figure 2 une variante en vue en perspective la figure 3 une variante en vue en perspective 15 Selon la figure 1, une monture d'optique à symétrie de révolution 1 conçue d'un seul tenant en polyoxyméthylène (POM) et destinée à un composant optique 2 en forme de lentille ronde pourvu d'un profil de bord 4 radial par rapport à l'axe optique A comprend un support d'optique 20 rigide 3 qui comporte un rebord de butée orienté axialement 5, apte à recevoir le composant optique 2 en butée axiale, et une membrane élastique 6 qui est disposée radialement à l'extérieur par rapport au rebord de butée 5, s'étend axialement côté composant et est bombée 25 radialement vers l'intérieur et qui se prolonge à distance axiale par un manchon enveloppant à périphérie fermée 7 dont le profil intérieur en forme de surface périphérique de cylindre intérieur 8 est plus large radialement que le profil de bord en forme de surface périphérique 30 cylindrique 4 de diamètre R. La membrane élastique 6 comporte, de manière axialement centrée, une zone de contact à intérieur axialement rectiligne 9 destinée à la10 mise en contact radiale par friction du composant optique 2 et limitée axialement des deux côtés par des zones élastiques de configuration plus mince 10. Selon la figure 2, une monture d'optique 1' à axe optique A analogue à la figure 1 comprend un support d'optique rigide 3 qui comporte un rebord de butée orienté axialement 5 ainsi que, à la différence de la figure 1, quatre segments élastiques individuels 6' qui sont disposés radialement à l'extérieur par rapport au rebord de butée 5, sont répartis en périphérie, s'étendent axialement côté composant et sont bombés radialement vers l'intérieur et qui, à nouveau comme sur la figure 1, se prolongent à distance axiale par un manchon cylindrique enveloppant à périphérie fermée 7 pourvu d'un profil intérieur à surface périphérique de cylindre intérieur 8. Les segments élastiques 6' comportent chacun, de manière axialement centrée, une zone de contact à intérieur axialement rectiligne 9 limitée axialement des deux côtés par des zones élastiques de configuration plus mince 10. Selon la figure 3, à la différence de la figure 2, une monture d'optique à quadruple symétrie de révolution 1" pour un composant optique 2' en forme de séparateur de faisceau carré à axe optique A comporte un manchon enveloppant profilé fermé presque carré 7'. REVENDICATIONS 1. Monture d'optique pour un composant optique (2) pourvu d'un profil de bord (4) radial par rapport à l'axe optique (A), comprenant un support d'optique rigide (3) qui comporte un rebord de butée orienté axialement (5), apte à recevoir le composant optique (2) en butée axiale, et au moins un moyen élastique radial qui est disposé radialement à l'extérieur par rapport au rebord de butée (5), s'étend axialement côté composant et est bombé radialement vers l'intérieur, caractérisée en ce que le moyen élastique radial se prolonge à distance axiale par un manchon enveloppant à périphérie fermée dont le profil intérieur (8) est plus large radialement que le profil de bord (4). 2. Monture d'optique selon la revendication 1, caractérisée en ce que le moyen élastique radial est une membrane élastique (6). 3. Monture d'optique selon la revendication 1, caractérisée en ce que le moyen élastique radial est constitué d'au moins deux segments élastiques individuels répartis en périphérie (6'). 25 4. Monture d'optique selon une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que le moyen élastique radial comporte, de manière axialement centrée, une zone de contact à intérieur axialement rectiligne (9) destinée 30 à la mise en contact radiale par friction du composant optique (2) et limitée axialement des deux côtés par des zones élastiques de configuration plus mince (10).20 5. Monture d'optique selon une des revendications 1 à 4, caractérisée par une conception d'un seul tenant. 6. Monture d'optique selon une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le manchon enveloppant à périphérie fermée est conformé en manchon enveloppant cylindrique fermé (7). 7. Monture d'optique selon une des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que le manchon enveloppant à périphérie fermée est conformé en manchon enveloppant profilé fermé non rond (7').