Brevet FR2911692A1 — publié le 20080725

TELEMETRE LASER La présente invention est relative à un télémètre et, plus particulièrement, un télémètre laser servant à mesurer une distance à l'aide d'ondes lumineuses. Les télémètres laser offrent les avantages d'être commodes à utiliser, très précis et rapides, si bien qu'ils ont été largement employés dans diverses applications, notamment en architecture, en prospection et autres. Un télémètre laser selon la technique antérieure comprend un dispositif générateur de laser, une lentille collimatrice placée à une extrémité émettrice du dispositif générateur de laser pour convertir en faisceau de mesure à collimation un faisceau laser généré par le dispositif générateur de laser, une lentille réceptrice disposée sur un côté du dispositif générateur de laser pour recevoir un faisceau de mesure réfléchi par un objet à mesurer et pour focaliser ledit faisceau sous la forme d'une image, un détecteur optoélectronique disposé dans le télémètre pour recevoir l'image du faisceau de mesure réfléchi et pour y convertir des signaux optiques en signaux électriques correspondants qui sont traités pour obtenir un résultat de télémétrie. En fait, le résultat de télémétrie dérivé des signaux électriques convertis à partir des signaux optiques reçus par le détecteur optoélectronique contient encore une distance sur laquelle le faisceau de mesure est émis dans le télémètre. En outre, pendant la télémétrie, la précision du résultat de la mesure est directement affectée par des erreurs liées à la dérive de signaux électriques transportés dans le circuit, lesquelles sont provoquées par l'auto-échauffement de composants électroniques du circuit et par des influences de la température ambiante. Par conséquent, une distance interne de référence ayant une longueur connue est prévue dans le télémètre pour améliorer la précision de la mesure, et un élément réflecteur est disposé sur un trajet optique du faisceau de mesure à collimation. Lors de la mesure d'une distance externe, l'élément réflecteur est en position de non blocage de façon que le faisceau de mesure à collimation puisse être projeté hors du télémètre. Lors de la mesure de la distance interne de référence, l'élément réflecteur est en position de blocage pour réfléchir le faisceau de mesure à collimation dans le télémètre afin de former un trajet optique interne. Un bouton directement relié à l'élément réflecteur est prévu dans le télémètre laser classique pour qu'un utilisateur puisse modifier manuellement les positions de l'élément réflecteur, ce qui est très malcommode. Dans certains autres télémètres optiques, un moteur est prévu pour faire pivoter l'élément réflecteur, et il faut prévoir une source d'énergie pour fournir du courant de façon continue au moteur afin que l'élément réflecteur puisse être maintenu dans une position voulue lorsque l'élément réflecteur pivote pour venir dans la position voulue, ce qui consomme beaucoup d'énergie et est particulièrement préjudiciable au télémètre qui est principalement alimenté par des piles. De plus, le télémètre laser est tellement sensible que le courant fourni de façon continue au moteur affecte le résultat des mesures et réduit fortement la précision des mesures. La présente invention vise à éliminer les inconvénients de la technique antérieure pour proposer un télémètre laser compact, consommant peu d'énergie et réalisant des mesures précises, grâce à l'amélioration d'une structure d'entraînement en rotation pour un élément réflecteur. Pour atteindre cet objectif, la présente invention propose un télémètre laser comprenant un dispositif générateur de laser, une lentille collimatrice disposée dans une direction d'une extrémité émettrice du dispositif générateur de laser pour convertir en faisceau de mesure à collimation un faisceau laser généré par le dispositif générateur de laser, une lentille réceptrice pour recevoir un faisceau de mesure réfléchi par un objet à mesurer et pour focaliser ledit faisceau sous la fotme d'une image, un détecteur optoélectronique est disposé dans le télémètre pour recevoir le faisceau de mesure réfléchi, un élément réflecteur monté de manière à pouvoir être tourné sur un trajet optique du faisceau de mesure à collimation par l'intermédiaire d'un arbre rotatif et pouvant tourner jusqu'à une position de blocage et une position de non blocage autour de l'arbre rotatif. En outre, un organe de transmission se trouve à une extrémité de l'élément réflecteur, et l'organe de transmission est écarté par rapport à un axe de l'arbre rotatif, et une vis sans fin est reliée à un moteur. L'organe de transmission est en prise avec une denture de la vis sans fin. Comme l'engagement de la denture de la vis sans fin et de l'organe de transmission présente un moyen d'auto-verrouillage, lorsque l'élément réflecteur atteint une position prédéterminée, il peut être maintenu dans cette position sans que du courant ne soit fourni de façon continue au moteur. On évite ainsi que la précision 3 des mesures soit influencée par le courant fourni de façon continue au moteur pendant le processus de mesure ; en outre, on consomme beaucoup moins d'énergie, ce qui est particulièrement avantageux pour un télémètre laser portatif qui dépend surtout d'une alimentation par piles. Ledit détecteur optoélectronique peut être situé à un foyer de ladite lentille réceptrice. Une extrémité de ladite vis sans fin peut être directement reliée à un arbre de sortie dudit moteur. Ledit organe de transmission dudit élément réflecteur peut être une tige qui 0 est insérée dans une partie évidée de ladite denture de ladite vis sans fin. Ledit organe de transmission dudit élément réflecteur peut comporter une gorge en prise avec une partie saillante de ladite denture de ladite vis sans fin. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée d'un 15 mode de réalisation pris à titre d'exemple non limitatif et illustré par les dessins annexés, sur lesquels : la figure 1 est une vue en perspective d'un mode de réalisation de la présente invention ; la figure 2 est une vue en perspective d'un élément réflecteur représenté sur 20 la figure 1, disposé sur un trajet optique interne ; et la figure 3 est une vue en perspective d'un élément réflecteur représenté sur la figure 1, disposé hors d'un trajet optique externe. Dans un télémètre laser selon un mode de réalisation de la présente 25 invention, représentée sur la figure 1, un module 4 de DL (diodes laser) pour émettre un faisceau de mesure 2 à collimation est monté de manière fixe à une extrémité d'un support 1. Un dispositif générateur de laser est monté dans le module 4 de DL et une lentille collimatrice est disposée dans une direction d'une extrémité émettrice du dispositif générateur de laser. Il apparaît que le dispositif générateur de laser et la 30 lentille collimatrice peuvent être montés directement sur le support. Une lentille réceptrice 9 disposée sur un côté du module 4 de DL est montée à une extrémité avant du support 1, et un détecteur optoélectronique 3 situé à un foyer de la lentille réceptrice 9 est monté à une extrémité arrière du support 1. Dans le mode de réalisation, la lentille réceptrice 9 fait partie d'une lentille convexe, alors que dans 35 d'autres modes de réalisation la lentille réceptrice 9 peut être une autre lentille appropriée. Le détecteur optoélectronique peut être une photodiode à avalanche, ou une photodiode PIN, ou d'autres éléments ou dispositifs de détection. Dans d'autres modes de réalisation encore, le dispositif générateur de laser et/ou la lentille collimatrice peuvent être disposés sur l'axe optique de la lentille réceptrice 9. Dans le mode de réalisation, un élément réflecteur 7 est monté pivotant pour pouvoir être placé sur un trajet optique d'émission du faisceau de mesure 2 à collimation. Une partie d'extrémité de l'élément réflecteur 7 qui sert d'arbre rotatif 71 est montée sur le support 1. Un bras d'entraînement 72 fait saillie latéralement depuis le bas de l'arbre rotatif 71, et une tige 73 disposée à une extrémité saillante du bras d'entraînement 72 est insérée dans une partie évidée d'une denture d'une vis sans fin 6. 11 apparaît que la tige 73 est séparée d'un axe de l'arbre rotatif 71 par un intervalle. Une extrémité de la vis sans fin est directement couplée à un arbre de sortie d'un moteur 8, et l'axe de la vis sans fin 6 est parallèle à la direction d'émission du faisceau de mesure à collimation 2. Dans d'autres modes de réalisation, la vis sans fin peut être couplée de manière indirecte avec le moteur du fait de l'engagement d'un moyen de transmission. La tige 73 se déplace dans la partie évidée de la denture de la vis sans fin 6 tandis que la vis sans fin 6 est entraînée en rotation par le moteur 8. Puisqu'il y a un intervalle entre la tige 73 et l'axe de l'arbre rotatif 71, le mouvement de la tige 73 fait tourner l'élément réflecteur 7 autour de l'arbre rotatif 71. L'élément réflecteur 7 tourne entre une position de blocage A représentée sur la figure 2 et une position de non blocage B représentée sur la figure 3 lorsque le moteur 8 tourne dans un sens positif ou un sens négatif. Le moteur 8 s'arrête lorsque l'élément réflecteur 7 atteint la position A ou la position B et l'élément réflecteur 7 reste dans cette position en raison de la caractéristique d'auto-verrouillage de l'engagement entre la denture de la vis sans fin et la tige 73. Le moteur 8 est redémarré lorsque la position de l'élément réflecteur 7 doit être modifiée. Lorsque l'élément réflecteur 7 est dans la position de blocage A, il bloque le faisceau de mesure 2 à collimation et réfléchit ledit faisceau vers un élément réflecteur 11 situé sur le support 1, de façon que le faisceau de mesure 2 à collimation soit ensuite à nouveau réfléchi par le moyen réflecteur 11 pour atteindre le détecteur optoélectronique 3, ce qui crée un trajet optique interne. Lorsque l'élément réflecteur 7 est dans la position de non blocage B, le faisceau de mesure 2 à collimation est projeté directement hors du télémètre laser, ce qui crée un trajet optique externe. Puisque l'engagement de la denture de la vis sans fin et de la tige 73 présente la caractéristique d'auto-verrouillage, lorsque l'élément réflecteur atteint la position prédéterminée A ou B, l'élément réflecteur peut être maintenu dans cette position sans que de l'énergie ne soit fournie de façon continue au moteur, une télémétrie est alors réalisée. On évite ainsi que la précision de la mesure ne soit affectée par le courant fourni de façon continue au moteur pendant le processus de mesure, et le télémètre consomme beaucoup moins d'énergie, ce qui est particulièrement avantageux pour un télémètre laser portatif qui dépend principalement de son alimentation par des piles. L'homme du métier comprendra aisément que la tige servant d'organe de transmission entre l'élément réflecteur et la vis sans fin peut être remplacée par d'autres organes à profil et forme différents, par exemple, une gorge en V formée à l'extrémité saillante du bras d'entraînement peut être conçue pour coopérer avec la partie saillante de la denture de la vis sans fin, ce qui remplit la même fonction que l'engagement de la tige et de la partie évidée de la denture. Un moteur de petite taille peut être utilisé dans la présente invention pour rendre le télémètre laser plus compact, léger et portatif.20 REVENDICATIONS 1 Télémètre laser, comprenant : un dispositif générateur de laser, une lentille collimatrice disposée dans une direction d'une extrémité émettrice dudit dispositif générateur de laser pour convertir en faisceau de mesure à collimation (2) un faisceau laser généré par ledit dispositif générateur de laser, une lentille réceptrice (9) pour recevoir un faisceau de mesure réfléchi par un objet à mesurer et pour focaliser ledit faisceau sous la forme d'une image, un détecteur optoélectronique (3) disposé dans ledit télémètre pour recevoir ledit faisceau de mesure réfléchi, un élément réflecteur (7) monté de façon à pouvoir être tourné sur un trajet optique du faisceau de mesure à collimation (2) par l'intermédiaire d'un arbre rotatif (71), ledit élément réflecteur étant adapté pour tourner jusqu'à une position de blocage et une position de non blocage autour dudit arbre rotatif (71), dans lequel un organe de transmission (73) se trouve à une extrémité dudit élément réflecteur (7), ledit organe de transmission est écarté par rapport à un axe dudit arbre rotatif (71), une vis sans fin (6) est reliée à un moteur électrique (8), ledit organe de transmission (73) est en prise avec une denture de ladite vis sans fin (6). 2. Télémètre laser selon la revendication 1, dans lequel ledit détecteur optoélectronique (3) est situé à un foyer de ladite lentille réceptrice (9). 3. Télémètre laser selon la revendication 1, dans lequel une extrémité de ladite vis sans fin (6) est directement reliée à un arbre de sortie dudit moteur (8). 4. Télémètre laser selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel ledit organe de transmission (73) dudit élément réflecteur (7) est une tige qui est insérée dans une partie évidée de ladite denture de ladite vis sans fin (6). 5. Télémètre laser selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel ledit organe de transmission (73) dudit élément réflecteur (7) comporte une gorge en prise avec une partie saillante de ladite denture de ladite vis sans fin (6). 6