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Page 1: FFRROOOGGGEEERRR LL.. S SSTTTAAUUUFFFFFFEEERRR

FFF...RRROOOGGGEEERRR

LLL... SSSTTTAAAUUUFFFFFFEEERRR

Page 2: FFRROOOGGGEEERRR LL.. S SSTTTAAUUUFFFFFFEEERRR

TABLE DES MATIERES

TABLE DES MATIERES .............................................................................................................................. 2

NORMALISATION ....................................................................................................................................... 3

LISTE DES PRINCIPAUX REGLAGES ...................................................................................................... 4

LISTE DES METHODES DE REGLAGE .................................................................................................... 5

METHODES POSSIBLES PAR REGLAGE ................................................................................................. 6

PROCEDURES DE REGLAGE..................................................................................................................... 7

METHODE Foc1 : Focalisation par comparaison.................................................................................... 7 1.. Focalisation d'une lunette : ......................................................................................................................... 7 2.. Focalisation d'un collimateur : .................................................................................................................... 8

Méthode Foc 2 : Focalisation par autofocalisation ................................................................................... 9 Méthode Foc 3 : Focalisation par la méthode des trois ............................................................................. 9 Méthode Foc 4 : Focalisation avec une équerre optique ......................................................................... 11 Méthode Foc 5 : Focalisation par la méthode de Bates (schearing) ........................................................ 12 Méthode Col 1 : Collimation par comparaison ....................................................................................... 13

1.. Axe optique (d'un collimateur ou d'une lunette) parallèle à un plan ........................................................... 13 2.. axe optique (d'une lunette ou d'un collimateur) parallèle à un axe mécanique ............................................ 13

2.1.. Réglage d'une lunette ....................................................................................................................... 14 2.2.. Réglage d'un collimateur .................................................................................................................. 14

Méthode Col 3 : Collimation par la méthode des trois ........................................................................... 14 1.. axe optique parallèle à un plan ................................................................................................................. 15 2.. Axe optique parallèle à un axe mécanique ................................................................................................ 16

Méthode Col 6 : Collimation par la méthode par tourillonnement .......................................................... 16 METHODE Col 8 : Collimation par retournement ................................................................................. 17 Méthode Col 9 : Collimation par autocollimation .................................................................................. 19

1.. avec un trièdre trirectangle (coin de cube) ................................................................................................. 19 2.. Avec une lunette outillage ........................................................................................................................ 19

Méthode Ce 1: Centrage par comparaison ............................................................................................ 20 Méthode Ce 6 : Centrage par tourillonnement ....................................................................................... 20 Méthode Ce 10 : Centrage par double lecture ....................................................................................... 21 METHODE Or 1 : Orientation par comparaison Rz objet....................................................................... 23

1.. Objet à distance finie ............................................................................................................................... 23 2.. Objet à l'infini .......................................................................................................................................... 24

METHODE Or 3 : Orientation par la méthode des trois ......................................................................... 24 METHODE Or 7 : Orientation par défilement ........................................................................................ 26 METHODE Or 8 : Orientation par retournement ................................................................................... 27 METHODE Bas 1 : Basculement par comparaison ................................................................................. 28 METHODE Bas 10 : Basculement par lectures multiples ........................................................................ 28 METHODE Gr 1 : Grandissement de l'image par comparaison .............................................................. 29 AUTOCOLLIMATIONS SUR MIROIRS PLANS ..................................................................................... 30

1.. un seul miroir plan ................................................................................................................................... 30 1.1.. miroir perpendiculaire à un axe mécanique ...................................................................................... 30 1.2.. miroir parallèle à un axe mécanique .................................................................................................. 31

2.. dièdres..................................................................................................................................................... 32 2.1.. dièdres à 180° .................................................................................................................................. 33 2.2.. dièdres à 90° .................................................................................................................................... 34 2.3.. dièdres à 60° .................................................................................................................................... 35 2.4.. généralisation................................................................................................................................... 35

3.. trièdre...................................................................................................................................................... 36 ORDONNANCEMENT DES REGLAGES ............................................................................................... 39

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réglages et mesurages optiques 11004 page 3

NORMALISATION

Toute l’étude qui suit dans ce document est définie par la normalisation suivante :

En prenant comme convention que la lumière se déplace de la gauche vers la droite,

toutes les notations se feront dans le repère orthonormé x, y, z où :

- z : sens de la propagation de la lumière ;

- Rz : rotation autour d’un axe parallèle àz ;

- Tz : translation suivant l’axe z ;

- Idem pour les axes x et y soit Rx, Ry, Tx, Ty

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réglages et mesurages optiques 11004 page 4

LISTE DES PRINCIPAUX

REGLAGES

On ne considère que les instruments qui génèrent des images, et donc les réglages

relatifs aux images et directions de pointage de ces instruments.

Réglage

Effet sur l'image

Focalisation Tz image (récepteur, système optique, objet…)

Collimation

Rx, Ry direction de pointage

Souvent axe optique à régler parallèle à :

- référence optique

- référence mécanique

Centrage Tx, Ty image

Orientation (déversement

image) Rz image

Basculement Rx, Ry image

Grandissement xy image

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réglages et mesurages optiques 11004 page 5

LISTE DES METHODES DE

REGLAGE

1 Par comparaison

2 Par autofocalisation

3 Par la méthode des trois

4 Avec une équerre optique

5 Par la méthode de Bates (shearing)

6 Par tourillonnement (Rx et Ry et par rapport au plan Rx seul)

7 Par défilement

8 Par retournement

9 Par autocollimation

10 Double lecture (deux viseurs couramment à 90° ou 180°)

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réglages et mesurages optiques 11004 page 6

METHODES POSSIBLES PAR

REGLAGE

10 double lecture

Ce 10 Bas 10

9 autocollimation

Col 9

8 retournement

Col 8 Or 8

7 défilement

Or 7

6 tourillonnement

Col 6 Ce 6

5 Bates

Foc 5

4 équerre optique

Foc 4

3 des trois

Foc 3 Col 3 Or 3

2 autofocalisation Foc 2

1 comparaison

Foc 1 Col 1 Ce 1 Or 1 Bas 1 Gr 1

Focalisa-

tion

Collima-

tion Centrage

Orienta-

tion

Bascule-

ment

Grandis-

sement

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réglages et mesurages optiques 11004 page 7

PROCEDURES DE REGLAGE

METHODE Foc1 : Focalisation par comparaison

1.. Focalisation d'une lunette :

par comparaison avec un collimateur étalon (déjà focalisé à l'infini)

En observant dans la lunette, on doit voir R’ et T nets simultanément. Pour vérifier que

R’ et T sont dans un même plan, plusieurs méthodes sont possibles:

- par absence de parallaxe : en déplaçant l'œil derrière l’oculaire, R’ ne se déplace pas

par rapport à T.

Avantage de la méthode : facile à mettre en œuvre

Inconvénient: on peut très difficilement quantifier le défaut

- en plaçant une lunette auxiliaire derrière l’oculaire de la lunette :

Collimateur étalon Lunette à régler

Lunette auxiliaire

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réglages et mesurages optiques 11004 page 8

En déplaçant l’oculaire de la lunette à régler, on cherche à observer R’’ et S nets

simultanément, noter alors la valeur en dioptrie affichée sur l’oculaire (P1). Recommencer la

même opération pour voir nets T’ et S simultanément (P2).

La différence des valeurs P2-P1 donne la valeur de défocalisation en dioptrie oculaire

de la lunette à régler.

2.. Focalisation d'un collimateur :

par comparaison avec une lunette étalon (déjà focalisé à l’infini)

En observant dans la lunette, on doit voir R’ et T nets simultanément. Pour vérifier

plusieurs méthodes sont possibles :

- par absence de parallaxe : en déplaçant l'œil derrière l’oculaire, R’ ne se déplace pas

par rapport à T.

Avantage de la méthode : facile à mettre en œuvre

Inconvénient: on peut très difficilement quantifier le défaut

- en plaçant une lunette auxiliaire derrière l’oculaire de la lunette :

En déplaçant l’oculaire de la lunette étalon, on cherche à observer R’’ et S nets

simultanément, noter alors la valeur en dioptrie affichée sur l’oculaire (P1). Recommencer la

même opération pour voir nets T’ et S simultanément (P2).

Collimateur à régler Lunette étalon

Lunette auxiliaire

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réglages et mesurages optiques 11004 page 9

La différence des valeurs P2-P1 donne la défocalisation des deux réticules (R’ et T) en

dioptrie oculaire de la lunette étalon . Par un calcul simple, on peut déterminer à quelle

distance est rejetée l’image donnée par le collimateur. (Formule de Newton: xx'=-f'2)

Méthode Foc 2 : Focalisation par autofocalisation

En plaçant derrière l’objectif d'un collimateur (ou d'une lunette) un miroir plan M (il

doit être plan à mieux que /4 en pic-vallée) et en éclairant le réticule, on observe l’image de

retour qui doit être focalisée dans le plan du réticule.

Cette méthode à l'inconvénient de la difficulté de montage, car l'émission et la

réception se situent dans la même zone.

Mais la méthode est très précise puisque le défaut lu est le double du défaut de

l’instrument.

Méthode Foc 3 : Focalisation par la méthode des trois

Cette méthode est utilisée lorsque l’on ne dispose pas de collimateur étalon.

La méthode des trois est longue et délicate à mettre en œuvre, car il faut bien définir

le sens des défauts sur chaque instrument.

Il faut trois instruments aux caractéristiques identiques. (focales et pupilles objectif voisines)

Remarque : L1,L2,L3 3 lunettes ou 2 lunettes et un collimateur.

L1 L2 L3

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réglages et mesurages optiques 11004 page 10

a) Focaliser L2 en fonction de L1

b) Focaliser L3 en fonction de L1

L1 L3

F'1 F'3

R1 R'1

R3

c) Comparer L2 et L3

d) Corriger de la moitié de l’erreur sur L3 par exemple (ou L2), en mettant R3 en F’3.

e) Corriger l’autre moitié de l’erreur sur L2 (ou L3), en mettant R2 en F2.

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réglages et mesurages optiques 11004 page 11

f) Régler L1 en fonction de L2 en mettant R1 en F’1.

g) Par sécurité comparer L3 et L1

Si l’on n’observe pas de défauts, cela signifie que les trois lunettes sont réglées.

Si l’on observe un défaut, reprendre les réglages à partir de d) (seuls les numéros des

lunettes changent)

Méthode Foc 4 : Focalisation avec une équerre optique

Si un collimateur (ou une lunette) est bien réglé, le faisceau de lumière émergent de

l'objectif, qui passe par le centre du réticule, est un faisceau cylindrique.

En translatant une équerre optique suivant x en sortie de l'objectif, on vérifie aisément

la cylindricité de ce faisceau. Il faut que la pupille d'entrée de l'équerre soit plus petite que la

pupille de sortie de l'objectif à contrôler, mais aussi grande que celle de l'objectif de la lunette

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réglages et mesurages optiques 11004 page 12

d'observation. On déplace l'équerre le long de l'objectif et on vérifie que l'image du centre du

réticule R" n'est pas déviée par rapport au réticule T de la lunette.

Un dépointage T'x indique un défaut de focalisation. Un défaut T'y traduit seulement

un défaut de la platine de translation de l'équerre.

Cette méthode est bien appropriée pour les très grandes pupilles mais la précision est

médiocre car limitée par le pouvoir séparateur de la lentille d’observation + equerre.

Méthode Foc 5 : Focalisation par la méthode de Bates (schearing)

Cette méthode n'est applicable que dans le cas de faisceau de lumière cohérente

(laser). On place dans le faisceau à contrôler (est-il focalisé à l'infini ?) un interféromètre de

Bates (ou interféromètre de shearing). Cet interféromètre crée un système de franges

d'interférence droites. L'orientation de ces franges donne l'indication de focalisation. Cet

interféromètre dédouble deux fois la source :

- dédoublement linéaire constant, par l'épaisseur de la lame à 45°.

- dédoublement angulaire constant, d'axe perpendiculaire au précédent, par le prisme

de la lame (angle très faible).

Quand les deux sources secondaires sont à l’infini, le dédoublement angulaire prévaut

(franges parallèles à l’arête du prisme)

Quand les sources se rapprochent, le dédoublement linéaire prend de l’importance, les franges

tournent au maximum de 90°.

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On observe le système de franges suivant :

Méthode Col 1 : Collimation par comparaison

1.. Axe optique (d'un collimateur ou d'une lunette) parallèle à un plan

En posant notre lunette sur un marbre (qui définit le plan), on doit pointer l’image donnée par

un collimateur. Ce collimateur de référence a son axe optique parallèle au marbre.

On peut de la même façon régler un collimateur avec une lunette réglée, de référence.

2.. axe optique (d'une lunette ou d'un collimateur) parallèle à un axe mécanique

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réglages et mesurages optiques 11004 page 14

Pour matérialiser l’axe mécanique, il faut placer les portées cylindriques de la lunette

(ou du collimateur) sur deux vés.

2.1.. Réglage d'une lunette

Il faut que l'outillage utilisé (un collimateur et deux vés) soit réglé de telle façon que

l'axe mécanique défini par les vés soit parallèle à l'axe optique du collimateur de référence.

Si ensuite on règle l'axe optique de la lunette posée sur ses portées cylindriques

parallèle à l'axe optique du collimateur, l'axe optique de la lunette sera parallèle à son axe

mécanique.

2.2.. Réglage d'un collimateur

Il faut que l'outillage utilisé (une lunette et deux vés) soit réglé de telle façon que l'axe

mécanique défini par les vés soit parallèle à l'axe optique de la lunette de référence.

Si ensuite on règle l'axe optique du collimateur parallèle à l'axe optique de la lunette,

l'axe optique du collimateur sera parallèle à l'axe mécanique.

Méthode Col 3 : Collimation par la méthode des trois

La méthode des trois est longue et délicate à mettre en œuvre, car il faut bien définir le

sens des défauts sur chaque instrument. Elle sera donc déconseillée.

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réglages et mesurages optiques 11004 page 15

1.. axe optique parallèle à un plan

(R direction de pointage)

Il faut trois instruments aux caractéristiques optiques identiques qui seront placés deux

à deux sur un seul marbre.

a) Régler L2 en fonction de L1 ; L1 référence provisoire

b) Régler L3 en fonction de L1 ; L1 référence provisoire

c) Comparer L2 et L3

d) Corriger de la moitié de l’erreur observée sur L2 L2 parallèle à P

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réglages et mesurages optiques 11004 page 16

e) Corriger de l’autre moitié de l’erreur sur L3 L3 parallèle à P L2 L3

f) Régler L1 en fonction de L2 L1 parallèle à P.

g) Comparer L3 et L1. Si une erreur supérieure à la tolérance subsiste,

reprendre à c).

Remarque : on ne peut pas régler par cette méthode 3 collimateurs, mais soit 3 lunettes, soit

un collimateur et deux lunettes.

2.. Axe optique parallèle à un axe mécanique

(Rx et Ry direction de pointage)

Le principe est le même que précédemment sauf que les lunettes ne sont pas posées

sur un marbre mais sur des vés.

Cette méthode est avantageusement remplacée par la suivante.

Méthode Col 6 : Collimation par la méthode par tourillonnement (Rx et Ry de la direction de pointage) Axe optique parallèle à l’axe mécanique

Placer les portées cylindriques de la lunette à régler sur deux vés (pour matérialiser

l’axe mécanique).Installer en face un collimateur. Si l’on fait pivoter cette lunette autour de

son axe mécanique, en appliquant la méthode décrite ci dessous, le réglage sera réalisé.

a) Les éléments sont placés en position quelconque

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réglages et mesurages optiques 11004 page 17

b) La lunette et le collimateur sont pointés soit par mouvement du

collimateur, ou de l'ensemble vés + lunette.

c) Faire pivoter la lunette de 180° sur les vés, donc autour de son axe

mécanique et observer le défaut

d) Rattraper de la moitié de l’erreur en déplaçant les vés pour que l’axe

mécanique soit parallèle à l’axe optique de la lunette

e) Rattraper de la moitié de l’erreur sur le moyen de réglage de la lunette

(les trois axes deviennent parallèles mais pas confondus)

f) Pour vérification reprendre au c) jusqu’à obtenir un réglage dans les

tolérances

METHODE Col 8 : Collimation par retournement (R direction de pointage) axe optique parallèle au plan P

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réglages et mesurages optiques 11004 page 18

Placer de part et d’autre d’un marbre deux lunettes outillages qui doivent être pointées

l’une dans l’autre. La lunette à régler est transformée en collimateur en lui ajoutant un

système éclairant derrière l’oculaire. Opérer de la façon suivante:

a) Placer le marbre, les deux lunettes et pointer les deux lunettes outillage

b) Placer la lunette à régler et la pointer sur l’une des deux lunettes

outillage

c) Retourner la lunette et observer le défaut

d) Corriger de la moitié de l’erreur observée par le marbre

e) Corriger l’autre moitié de l’erreur par le moyen de réglage de la lunette

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réglages et mesurages optiques 11004 page 19

f) Les axes optiques et le marbre doivent être maintenant parallèles. Pour

vérification reprendre au c) jusqu’à obtenir un réglage dans la tolérance.

Remarque: dans certaines configurations, le marbre n'est pas réglable, et la correction du

défaut en d) se fait par les deux lunettes outillage. Penser alors à repointer la 2ème

lunette

outillage dans la première.

Méthode Col 9 : Collimation par autocollimation

Définition d'une autocollimation :

C'est la collimation d'un instrument possédant deux directions de pointage (directions de

pointage de la partie collimateur et de la partie lunette parallèles et même confondues).

1.. avec un trièdre trirectangle (coin de cube)

Avec un trièdre on sait que le rayon émergent est parallèle au rayon incident quelque soit

l'inclinaison du rayon incident.

Cette méthode permet de vérifier les lunettes autocollimatrices, de sorte que leurs deux

directions de pointages soient parallèles et même confondues.

Le conjugué T" doit être confondu avec R.

2.. Avec une lunette outillage

La lunette outillage n'a pas besoin de posséder de réticule, mais doit avoir une pupille et un

grossissement suffisants pour que les images des réticules des parties collimateur et lunette de

la lunette autocollimatrice soient réglables dans les tolérances.

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réglages et mesurages optiques 11004 page 20

On vérifie dans la lunette outillage que T" et R" sont confondus (dans les tolérances).

Méthode Ce 1: Centrage par comparaison

Il faut mettre P' confondu avec R, c'est à dire mettre P sur le direction de pointage du

viseur de référence

Méthode Ce 6 : Centrage par tourillonnement

On veut centrer un point sur un axe mécanique.

a) Pointer le viseur sur P

b) Faire tourner P autour de son axe mécanique de 180° et observer le

défaut v et h.

LAC

Viseur de référence

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réglages et mesurages optiques 11004 page 21

c) Corriger de v/2 et de h/2 en translatant le viseur

P

P'

R

d) Corriger de v/2 et h/2 par le moyen de réglage approprié (le point P est

amené sur son axe mécanique).

e) Reprendre à b) jusqu'à obtenir un réglage dans les tolérances.

Méthode Ce 10 : Centrage par double lecture

Il s'agit ici de centrer des cercles gradués sur leur axe mécanique.

Au départ les deux viseurs ne sont pas opposés par rapport à l'axe mécanique. Les

défauts de centrage sont faibles par rapport à la taille des graduations.

a) Mettre chacun des viseurs sur le 0° et le 180° (ou deux valeurs diamétralement opposées).

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réglages et mesurages optiques 11004 page 22

b) Faire pivoter le cercle gradué de 180° autour de son axe.

On observe le défaut n graduations (n=2x)

c) Corriger de x par le viseur V2

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réglages et mesurages optiques 11004 page 23

d) Corriger de x en recentrant le cercle gradué. Attention à vérifier que V1 reste toujours sur

son repère gradué 180°.

e) reprendre ce processus pour centrer le cercle sur l'autre axe (90° et 270° par exemple).

i) reprendre à a) jusqu'à ce que le centrage (dans les deux directions) soient dans les

tolérances.

METHODE Or 1 : Orientation par comparaison Rz objet

1.. Objet à distance finie

L'objet est orienté par comparaison avec le réticule d'un viseur préalablement orienté,

de référence.

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réglages et mesurages optiques 11004 page 24

2.. Objet à l'infini

Soit un marbre matérialisant le plan d’appui et un collimateur dont le fil horizontal est

parfaitement parallèle à ce marbre. En plaçant la lunette sur le même marbre, il faudra alors

régler le fil horizontal du réticule de la lunette parallèle à celui du collimateur.

Le réglage d'un collimateur est identique. Il suffit de remplacer le collimateur de

référence par une lunette de référence.

On peut aussi orienter un fil vertical par cette méthode.

METHODE Or 3 : Orientation par la méthode des trois

La méthode des trois est longue et délicate à mettre en œuvre, car il faut bien définir le

sens des défauts sur chaque instrument.

Il faut trois instruments aux caractéristiques optiques identiques.

a) régler L2 en fonction de L1

b) régler L3 en fonction de L1

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réglages et mesurages optiques 11004 page 25

c) comparer L2 et L3 et observer le défaut

L2 L3

d) corriger de /2 grâce au moyen de réglage de L2

e) corriger de grâce au moyen de réglage de L3

f) régler L1 en fonction de L2

g) comparer L1 et L3 à titre de vérification

L3 L1

Reprendre à d) jusqu’à obtenir un réglage dans les tolérances.

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F. ROGER & L. STAUFFER

réglages et mesurages optiques 11004 page 26

METHODE Or 7 : Orientation par défilement

Seul le fil parallèle au marbre peut être orienté. Cette méthode n’est pas adaptée au

réglage du fil perpendiculaire au marbre.

En plaçant une lunette sur un marbre en face d'un collimateur de référence, et en la

faisant pivoter autour d’un axe perpendiculaire au plan, l’image donnée par le collimateur

dans la lunette décrit alors une droite parallèle au plan. La trajectoire de l'image du réticule

collimateur doit être parallèle ou confondue avec le fil horizontal du réticule lunette.

a) Pointer la lunette sur le bord du réticule du collimateur

b) Faire défiler l’image du collimateur

c) Rattraper de d/2 en repointant en hauteur la lunette (R lunette)

d) Rattraper de d/2 par le moyen de réglage approprié

e) Pour vérification reprendre au b) jusqu’à obtenir un réglage dans la

tolérance.

Pour le réglage d'un collimateur, c'est le collimateur qui pivotera autour d'un axe

perpendiculaire au plan d'appui et on observe son image dans une lunette.

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F. ROGER & L. STAUFFER

réglages et mesurages optiques 11004 page 27

METHODE Or 8 : Orientation par retournement

Cette méthode s'applique dans le cas d'objet à distance finie.

Cette méthode permet d'orienter un objet par rapport à un plan (perpendiculaire ou

parallèle) ou à un axe de rotation (perpendiculaire ou parallèle).

Cas d'un objet perpendiculaire ou parallèle à un plan.

Il faut placer cet objet sur un plan et l'observer grâce à un viseur.

a) Rendre un des fils du viseur parallèle à l'objet à orienter

b) Retourner l'objet (rotation de 180° autour d'un axe perpendiculaire au plan d'appui).

Observer le défaut

c) Corriger de par le moyen de réglage approprié.

d) corriger de /2 par le viseur en revenant au a), puis reprendre jusqu'à ce que l'erreur

observée soit plus petite ou égale que la tolérance admise.

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réglages et mesurages optiques 11004 page 28

METHODE Bas 1 : Basculement par comparaison

Un basculement de l’image autour des axes x et y provoque une défocalisation sur les

bords de l’image.

Il faut donc vérifier, en utilisant la méthode de focalisation par comparaison (lunette

ou collimateur), que l’on observe l’image et la référence nettes sur tout le champ.

Image non basculée

Cette méthode n'est pas quantitative, et reste limitée à la mise en évidence de gros

défauts.

METHODE Bas 10 : Basculement par lectures multiples

Cette méthode est adaptée aux grandes images, par exemple dans le cas des appareils

photos. La lecture de focalisation locale se fait sur un écran ou un dépoli…

Une loupe ou un viseur sert à quantifier les défauts de focalisation locale.

Plan réticule

de référence

Plan image

Basculement sur deux axes de

l'image par rapport au

réticule.

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réglages et mesurages optiques 11004 page 29

On mesure en dioptries ou en millimètres la distance entre la référence (dépoli par

exemple) et le plan de l'image, et ce pour différents points du dépoli (au moins trois points).

Corriger en basculant l'image ou la référence jusqu'à focalisation dans les tolérances,

et en tous points de l'image.

METHODE Gr 1 : Grandissement de l'image par comparaison

Ce réglage équivaut à régler la distance focale de l'objectif qui forme l'image à régler

en grandissement.

1.. Utiliser un objet de référence (micromètre gradué par exemple) pour un objet à distance

finie.

Mesurer directement la taille de l'image et calculer le grandissement. Régler en

conséquence.

2.. Utiliser un collimateur dont le micromètre et sa focale sont connus. On crée ainsi un objet

à l'infini d'un certain angle apparent. Le conjuguer à travers le système à régler.

3.. Utiliser un collimateur monté sur une platine de rotation par exemple. La rotation du

collimateur engendre un objet à l'infini d'un angle apparent connu.

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réglages et mesurages optiques 11004 page 30

AUTOCOLLIMATIONS SUR MIROIRS PLANS

1.. un seul miroir plan

On observe dans la lunette autocollimatrice un seul retour.

1.1.. miroir perpendiculaire à un axe mécanique

Pour faire ce réglage on utilise une lunette autocollimatrice.

a) Placer la lunette autocollimatrice perpendiculaire au miroir à régler

b) Faire pivoter le miroir de 180° autour de son axe mécanique

On observe que le miroir a pivoté d’un angle 2. Les rayons réfléchis

subissent donc une rotation de 4 .

c) corriger de la moitié de l’erreur (v/2 et de h/2) en faisant pivoter l’axe de

rotation du miroir d’un angle .

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réglages et mesurages optiques 11004 page 31

d) corriger de v/2 et de h/2 par le moyen de réglage approprié : le miroir par

rapport à son axe (le miroir devient alors perpendiculaire à son axe de

rotation).

e) reprendre au b). Si l’erreur observée est plus petite ou égale à la

tolérance, on peut considérer que le miroir est réglé sinon continuer la

procédure.

1.2.. miroir parallèle à un axe mécanique

Pour faire ce réglage on utilise deux lunettes autocollimatrices.

a) Pointer les deux lunettes autocollimatrices entre elles.

b) Placer le miroir à régler perpendiculaire à la lunette autocollimatrice

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réglages et mesurages optiques 11004 page 32

c) Faire pivoter le miroir de 180° autour de son axe mécanique

On observe que le miroir a pivoté d’un angle 2. Les rayons réfléchis

subissent donc une rotation de 4 . On observe ce défaut dans la 2nd

lunette

autocollimatrice.

d) corriger de v/2 en faisant pivoter l’axe de rotation du miroir d’un angle

.

e) corriger de v/2 et de h/2 par le moyen de réglage approprié (le miroir

devient alors parallèle à son axe mécanique

f) reprendre au c). Si l’erreur observée est plus petite ou égale à la

tolérance, on peut considérer que le miroir est réglé sinon continuer la

procédure.

2.. dièdres

Un dièdre est constitué de deux miroirs plans.

On observe deux retours dans la lunette autocollimatrice.

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réglages et mesurages optiques 11004 page 33

2.1.. dièdres à 180°

ou :

1 réflexion; 2 retours (M1, M2). Les deux retours sont parallèles.

Si le dièdre fait un angle 180° + :

L’angle entre les deux retours fait 2. Dans le plan focal image de la lunette autocollimatrice,

les deux retours sont distants de: d = 2 f’.

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réglages et mesurages optiques 11004 page 34

2.2.. dièdres à 90°

2 réflexions; 2 retours (M1M2 et M2M1). Les deux retours sont parallèles.

Si le dièdre fait un angle de 90° + :

L’angle entre les deux retours fait 4. Dans le plan focal image de la lunette autocollimatrice,

les deux retours sont distants de: d = 4 f’.

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réglages et mesurages optiques 11004 page 35

2.3.. dièdres à 60°

3 réflexions; 2 retours (M1M2M1, M2M1M2). Les deux retours sont parallèles

Si le dièdre fait un angle de 60° + :

L’angle entre les deux retours fait 6. Dans le plan focal image de la lunette autocollimatrice,

les deux retours sont distants de: d = 6 f’.

2.4.. généralisation

Si l’angle du dièdre = 180°/n (n étant un nombre entier) :

- l’angle entre les deux retours est égal à 2n ;

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réglages et mesurages optiques 11004 page 36

- si n est pair les conjugués ne tournent pas autour de l’axe du dièdre ;

- si n est impair les conjugués tournent autour de l’axe du dièdre.

3.. trièdre

Un trièdre équivaut à un dièdre à 90° incliné et réfléchi par un miroir plan (forme de

« coin de cube »)

On observe 6 retours, donnés chacun par une pupille élémentaire.

6 pupilles : M1M’2

M1M’3

M2M’1

M2M’3

M3M’1

M3M’2

vue de face vue de côté

M'3

M'2

M3

M1

M2

M'1

M'3

M'2

M'1

Les six retours sont fusionnés au centre comme sur la vue ci-dessus.

Les six retours se décomposent de la façon suivante :

A M1M2M3

B M1M3M2

C M2M1M3

D M2M3M1

E M3M1M2

F M3M2M1

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réglages et mesurages optiques 11004 page 37

Lorsque l’un des dièdres du trièdre ne fait plus un angle à 90° mais 90° + , alors on

observe :

Supposons maintenant que le dièdre M1-M2 s’ouvre d’un angle . L’angle entre les

retours donnés par ce dièdre est de 4. Les six retours ne sont plus fusionnés et on observe

deux images distinctes symétriques de l’arête M1M2 et constituées chacune de trois retours:

Supposons maintenant que le dièdre M2-M3 s’ouvre d’un angle . L’angle entre les

retours donnés par ce dièdre est de 4. Les six retours ne sont plus fusionnés et on observe

quatre images distinctes :

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réglages et mesurages optiques 11004 page 38

Supposons maintenant que le dièdre M3-M1 s’ouvre d’un angle . L’angle entre les

retours donnés par ce dièdre est de 4. Les six retours ne sont plus fusionnés et on observe six

images distinctes :

Remarque : les retours sont toujours en symétrie ponctuelle par rapport au point O

nombre de retours distincts pairs.

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réglages et mesurages optiques 11004 page 39

ORDONNANCEMENT DES REGLAGES

Pour établir l’ordre des réglages à appliquer au réglage d’un système, on peut utiliser

le tableau et la méthode suivante.

Moyen

de réglage

Charge

Ordre

des

réglages

Ordre des

préréglages

éventuels

X

X

X

X

X

X

X

X

X

Noter dans la colonne, « Charge » les charges de réglage du système. (un exemple est traité

dans ce manuel et les parties grisées sont les parties qui sont traitées dans le chapitre)

Moyen

de réglage

Charge

Ordre

des

réglages

Ordre des

préréglages

éventuels

A : focalisation objectif X B : focalisation oculaire X C : orientation réticule X D : collimation par rapport à

l’axe mécanique X

X X X X X

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réglages et mesurages optiques 11004 page 40

Dans la ligne Moyen, noter le moyen de réglage de chaque charge, dans le même ordre pour

que la charge et le moyen soient en relation directe par les croix déjà en place sur le tableau.

Moyen

de réglage

Charge Tz

ob

ject

if

Tz

réti

cule

Rz

réti

cule

Txy

rét

icu

le

Ordre

des

réglages

Ordre des

préréglages

éventuels

A : focalisation objectif X B : focalisation oculaire X C : orientation réticule X D : collimation par rapport à l’axe

mécanique X

X X X X X

Pour chacun des moyens de réglage il faut rechercher les effets parasites :

Quelles charges seront détruites si le moyen de réglage est utilisé ? Faire l’étude pour chaque

charge en comparant la quantité de défaut engendré par le moyen et la tolérance de la charge

susceptible d’être détruite.

Moyen

de réglage

Charge Tz

ob

ject

if

Tz

rét

icu

le

Rz

réti

cule

Tx

y ré

ticu

le

Ordre des

réglages

Ordre des

préréglages

éventuels

A : focalisation objectif X B : focalisation oculaire X C : orientation réticule X D : collimation par rapport à l’axe

mécanique X

X X X X X

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réglages et mesurages optiques 11004 page 41

Si le défaut engendré par action sur le moyen de réglage est négligeable au regard de la

tolérance de la charge, on considère qu’il n’y a pas effet parasite, sinon dans les autres cas, on

considère qu’il y a effet parasite et on le note dans la case appropriée par « / ».

Moyen

Charge Tz

ob

ject

if

Tz

réti

cule

Rz

réti

cule

Tx

y ré

ticu

le

Ordre

des

réglages

Ordre des

préréglages

éventuels

A : focalisation objectif X / B : focalisation oculaire X C : orientation réticule / X D : collimation par rapport à

l’axe mécanique / / / X

X X X X X

Cette partie traitée (c’est la plus importante et la plus délicate à effectuer), il reste à trouver

l’ordre des réglages (et éventuellement des préréglages : par exemple on ne peut pas orienter

un réticule si la focalisation objectif n’est pas faite, même si le réglage de focalisation sera

repris par la suite).

Le premier réglage à opérer est le réglage qui ne peut pas être déréglé par le suite à cause d’un

effet parasite. Il suffit donc de sélectionner une ligne sur laquelle il n’y a pas d’effet parasite.

Moyen

de réglage

Charge Tz

ob

ject

if

Tz

réti

cule

Rz

réti

cule

Tx

y ré

ticu

le

Ordre

des

réglages

Ordre des

préréglages

éventuels

A : focalisation objectif X / B : focalisation oculaire X 1 C : orientation réticule / X D : collimation par rapport à

l’axe mécanique / / / X

X X X X X

On sait que l’on n’utilisera plus le moyen de réglage de cette charge, et donc que les effets

parasites dus à ce moyen de réglage n’ont plus raison d’être et il faut donc les supprimer.

Page 42: FFRROOOGGGEEERRR LL.. S SSTTTAAUUUFFFFFFEEERRR

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réglages et mesurages optiques 11004 page 42

Moyen

de réglage

Charge Tz

ob

ject

if

Tz

réti

cule

Rz

réti

cule

Tx

y ré

ticu

le

Ordre

des

réglages

Ordre des

préréglages

éventuels

A : focalisation objectif X B : focalisation oculaire X 1 C : orientation réticule X D : collimation par rapport à

l’axe mécanique / / X

X X X X X

On se pose la même question que précédemment : quelle ligne n’a pas (ou plus) d’effet

parasite ?

Moyen

de réglage

Charge Tz

ob

ject

if

Tz

réti

cule

Rz

réti

cule

Tx

y ré

ticu

le

Ordre

des

réglages

Ordre des

préréglages

éventuels

A : focalisation objectif X B : focalisation oculaire X 1 C : orientation réticule X D : collimation par rapport à

l’axe mécanique / / X

X X X X X

Page 43: FFRROOOGGGEEERRR LL.. S SSTTTAAUUUFFFFFFEEERRR

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réglages et mesurages optiques 11004 page 43

Dans notre cas, on voit que deux charges sont dans ce cas. On peut normalement les faire

dans l’ordre que l’on désire sauf qu’il est impossible, ici, de régler l’orientation du réticule si

la focalisation objectif n’est pas faite. On fera donc le choix suivant :

Moyen

de réglage

Charge Tz

ob

ject

if

Tz

réti

cule

Rz

réti

cule

Tx

y ré

ticu

le Ordre

des

réglages

Ordre des

préréglages

éventuels

A : focalisation objectif X 2A B : focalisation oculaire X 1 C : orientation réticule X 2B D : collimation par rapport à

l’axe mécanique / / X

X X X X X

Le réglage 2A devant être réaliser avant le 2B.

Elimer les effets parasites

Moyen

de réglage

Charge Tz

ob

ject

if

Tz

réti

cule

Rz

réti

cule

Tx

y ré

ticu

le

Ordre

des

réglages

Ordre des

préréglages

éventuels

A : focalisation objectif X 2A B : focalisation oculaire X 1 C : orientation réticule X 2B D : collimation par rapport à

l’axe mécanique O X

X X X X X

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réglages et mesurages optiques 11004 page 44

Puis continuer ainsi jusqu’à établissement complet de l’ordre des réglages.

Moyen

de réglage

Charge Tz

ob

ject

if

Tz

réti

cule

Rz

réti

cule

Tx

y ré

ticu

le

Ordre

des

réglages

Ordre des

préréglages

éventuels

A : focalisation objectif X 2A B : focalisation oculaire X 1 C : orientation réticule X 2B D : collimation par rapport à

l’axe mécanique O X 4

X X X X X