Brevet FR2904106A1 — publié le 20080125

Émetteur de rayonnement laser portatif autonivelant avec rayon d'aplomb L'invention concerne un émetteur de rayonnement laser portatif qui émet dans au moins deux directions axiales, y 15 compris l'aplomb, et est conçu pour se mettre automatiquement de niveau sous l'action de la force de gravité, en particulier un émetteur de rayon d'aplomb ou un émetteur de rayonnement laser multiaxial. 20 Les émetteurs de rayon d'aplomb ou les émetteurs de rayonnement laser multiaxial portatifs, à rayons ponctuels ou rayons croisés visibles, immobiles et autonivelants par la seule force de gravité, auxquels se limite la présente invention servent en particulier dans le secteur du 25 bâtiment pour réaliser des repérages stables par rapport à une origine de coordonnées et une orientation de coordonnées d'un système local temporaire de coordonnées cartésiennes. L'invention ne concerne donc explicitement pas des émetteurs de rayonnement laser à faisceaux laser 30 déviés de manière active et mobile, comme par exemple des lasers rotatifs, car leur stabilité à long terme n'est pas suffisante. 1 2904106 2 On connaît, d'après le document DE20100041U, un émetteur de rayon d'aplomb à orientation selon le champ gravitationnel terrestre et à rayon ponctuel vertical orienté vers le haut. La source de rayonnement laser est 5 disposée au-dessous de la pointe d'accrochage. On connaît, d'après le document EP0715707, un laser multiaxial à orientation selon le champ gravitationnel terrestre. Deux des cinq rayons ponctuels définissent un plan horizontal, respectivement vertical d'un demi-volume. D'après le document US5539990, des faisceaux de rayonnement conformés en éventails horizontal et vertical plats sont émis multiaxialement sous forme de rayons croisés et non de rayons ponctuels. De plus, les deux variantes de rayons sont englobées par la notion de rayon axial. D'après le document US5144487, dans un émetteur de rayonnement laser multiaxial à cinq rayons, il est prévu dans la partie haute du boîtier portatif un joint à cardan biaxe sur lequel la source de rayonnement laser située au-dessous est accrochée, conjointement avec le séparateur de faisceau, avec un support ponctuel et de manière mobile et autonivelante par gravité. Si, en utilisation normale, l'émetteur de rayonnement laser multiaxial est posé en un point de consigne sur une surface de base grossièrement nivelée, le point d'aplomb du rayon d'aplomb du système de coordonnées cartésiennes sur la surface de base s'écarte du point de consigne selon une distance de correction en fonction de l'angle de correction autonivelé. Si la distance de correction n'est pas suffisamment petite, l'émetteur de rayonnement laser multiaxial doit être déplacé et à nouveau s'autoniveler. 2904106 3 De plus, d'après le document EP1026476, dans un émetteur de rayonnement laser multiaxial à deux rayons sans rayon d'aplomb, est disposé, sur un axe monté en porte-à-faux 5 environ à mi-hauteur du boîtier, un joint à cardan biaxe sur lequel deux sources de rayonnement laser disposées au-dessous et perpendiculaires entre elles sont accrochées avec un support ponctuel et de manière mobile et autonivelante par gravité. 10 L'invention a donc pour but de réduire la distance de correction du rayon d'aplomb dans un émetteur de rayonnement laser portatif autonivelant. 15 Un émetteur de rayonnement laser autonivelant comporte donc un boîtier portatif dans lequel un module de rayonnement est monté, à pivotement bidimensionnel autonivelant par la seule force de gravité orientée vers le bas, sur un point d'appui disposé dans une zone d'un 20 tiers à deux tiers de la hauteur du boîtier et émet au moins deux rayons axiaux, y compris un rayon d'aplomb, dans des directions axiales, dans le module de rayonnement étant disposées au moins une première source de rayonnement, située au-dessus du point d'appui, et au 25 moins une seconde source de rayonnement, située au-dessous du point d'appui. Un émetteur de rayonnement laser conformé par exemple en émetteur de rayon d'aplomb émet ainsi, avec la première 30 source de rayonnement, un rayon axial verticalement vers le haut et, avec la seconde source de rayonnement, un rayon axial verticalement vers le bas. Étant donné que la première source de rayonnement est disposée au-dessus du 2904106 4 point d'appui, son espace libre peut être utilisé pour raccourcir la hauteur du point d'appui dans le boîtier. Comme, avec un angle de correction donné, la distance de correction est, pour des raisons trigonométriques, 5 proportionnelle à la hauteur du point d'appui au-dessus de la surface de base sur laquelle l'émetteur de rayonnement laser avec le boîtier est posé, cette distance de correction est raccourcie. 10 De manière avantageuse, le module de rayonnement est monté sur le point d'appui par l'intermédiaire d'un joint à cardan biaxe, ce qui crée un moyen d'appui à frottement minime, sans rétroaction et suffisamment robuste, avec des degrés de liberté de pivotement bidimensionnels. 15 De manière avantageuse, l'émetteur de rayonnement laser comporte au moins trois rayons axiaux orientés dans des directions axiales perpendiculaires entre elles, ce qui crée un émetteur de rayonnement laser multiaxial qui 20 définit un système de coordonnées cartésiennes. De manière avantageuse, un émetteur de rayonnement laser multiaxial comporte au moins cinq rayons axiaux, ce qui crée de manière cartésienne un demi-volume complet. 25 De manière avantageuse, au moins deux sources de rayonnement émettent chacune, dans une direction axiale commune, un faisceau de rayons lumineux conformé en éventail plat, les faisceaux étant perpendiculaires entre 30 eux, ce rayon axial étant conformé en rayon croisé. De manière avantageuse, au moins une source de rayonnement comporte une optique de collimation avec diode laser et 2904106 5 lentille de collimation, ce qui génère des faisceaux laser fortement focalisés qui restent visibles. De manière avantageuse, au moins une source de rayonnement 5 comporte un séparateur de faisceau pour produire plusieurs rayons axiaux perpendiculaires entre eux, de sorte que le nombre d'optiques de collimation requises est inférieur à celui des directions axiales. 10 L'invention sera exposée plus en détail en référence à un exemple de réalisation avantageux. Sont montrés sur : la figure 1, un émetteur de rayonnement laser 15 la figure 2, un module de rayonnement en coupe longitudinale. Selon la figure 1, un émetteur de rayonnement laser autonivelant 1 comporte un boîtier portatif sensiblement 20 prismatique 2 posé sur une surface de base 3 légèrement inclinée. Sur le point d'appui 4 disposé à la moitié de la hauteur H du boîtier 2 est monté à pivotement un module de rayonnement 5 qui émet cinq rayons axiaux visibles 7 dans des directions axiales perpendiculaires entre elles, y 25 compris un rayon d'aplomb 6. L'émetteur de rayonnement laser 1 forme en même temps, avec le rayon d'aplomb 6 dirigé vers le bas et avec le rayon axial 7 dirigé vers le haut, un émetteur de rayon d'aplomb et, conjointement avec les rayons axiaux horizontaux, un émetteur de rayonnement 30 laser multiaxial. Dans une direction axiale (vers la gauche sur la figure), le rayon axial 7 est conformé en rayon croisé constitué de deux faisceaux de rayonnement déployés en éventail horizontalement, respectivement 2904106 6 verticalement, et, dans toutes les autres directions axiales, en rayon ponctuel. Le module de commande 5 est dévié de manière autonivelante vers le rayon d'appui non nivelé A selon un angle de correction a par la seule force 5 de gravité G orientée vers le bas, le rayon d'aplomb 6 étant déplacé sur la surface de base 3 d'une distance de correction X par rapport au rayon d'appui A qui, lors de la pose en un point de consigne S a servi à positionner l'émetteur de rayonnement laser multiaxial 1. 10 Selon la figure 2, dans le module de rayonnement 5 monté à pivotement sur le boîtier 2 par l'intermédiaire d'un joint à cardan biaxe 9, une première source de rayonnement 8a est disposée au-dessus du point d'appui 4 et une seconde 15 source de rayonnement 8b est disposée au-dessous du point d'appui 4. Les deux sources de rayonnement 8a, 8b se composent chacune d'une optique de collimation 10 avec diode laser 11 et lentille de collimation 12 ainsi que d'un séparateur de faisceau 13. Revendications 1 Émetteur de rayonnement laser autonivelant, comprenant un boîtier portatif (2) dans lequel un module de rayonnement (5) est monté, à pivotement bidimensionnel autonivelant par la seule force de gravité (G) orientée vers le bas, sur un point d'appui (4) disposé dans une zone d'un tiers à deux tiers de la hauteur (H) du boîtier et émet au moins deux rayons axiaux (7), y compris un rayon d'aplomb (6), dans des directions axiales, caractérisé en ce que dans le module de rayonnement (5) sont disposées au moins une première source de rayonnement (8a), située au-dessus du point d'appui (4), et au moins une seconde source de rayonnement (8b), située au-dessous du point d'appui (4). 2. Émetteur de rayonnement laser selon la revendication 1, caractérisé en ce que le module de rayonnement (5) est monté sur le point d'appui (4) par l'intermédiaire d'un joint à cardan biaxe (9). 3. Émetteur de rayonnement laser selon la revendication 1 ou 2, caractérisé par au moins trois rayons axiaux (7) orientés dans des directions axiales perpendiculaires entre elles. 4. Émetteur de rayonnement laser selon la revendication 3, caractérisé par cinq rayons axiaux (7). 5. Émetteur de rayonnement laser selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce qu'au moins deux sources de rayonnement (8a, 8b) émettent chacune, dans une 2904106 8 direction axiale commune, un faisceau de rayons lumineux conformé en éventail plat, les faisceaux étant perpendiculaires entre eux. 5 6. Émetteur de rayonnement laser selon une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'au moins une source de rayonnement (8a, 8b) comporte une optique de collimation (10) avec diode laser (11) et lentille de collimation (12). 10 7. Émetteur de rayonnement laser selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'au moins une source de rayonnement (8a, 8b) comporte un séparateur de faisceau (13) pour produire plusieurs rayons axiaux.