FR2611263A1 - Dispositif pour mesurer des dimensions - Google Patents

Abstract

DISPOSITIF POUR PRODUIRE, DETECTER ET CARACTERISER UNE IMAGE DE TRAME DU CONTOUR D'UN OBJET, DANS LEQUEL UN ETROIT FAISCEAU DE LUMIERE CONCENTREE 1 EST EMIS EN DIRECTION D'UN DEFLECTEUR 3 PROVOQUANT UN BALAYAGE REPETE DE CE FAISCEAU 1 EN TRAVERS D'UN PLAN PAR LEQUEL PASSE L'OBJET; LES RAYONS LUMINEUX NON MASQUES PAR L'OBJET SONT RECUS ET TRANSFORMES OPTOELECTRIQUEMENT EN SIGNAUX ELECTRIQUES, LESQUELS SONT TRAITES POUR FOURNIR UNE EXPRESSION CARACTERISTIQUE DU CONTOUR DE L'OBJET. UN RETROREFLECTEUR 5 EST DISPOSE DE TELLE MANIERE QUE LES RAYONS LUMINEUX 10 NON MASQUES PAR L'OBJET SONT RENVOYES EN TRAVERS DU PLAN DE L'OBJET AVEC UN DEUXIEME ANGLE D'OUVERTURE EGAL OU SUPERIEUR AU PREMIER ANGLE D'OUVERTURE, ET UN DETECTEUR 11 RECOIT LES RAYONS LUMINEUX REFLECHIS 10 ET LES TRANSFORME EN SIGNAUX, DE PREFERENCE POUR FORMER UN TRAIN D'IMPULSIONS SUCCESSIVES.

Description

Dispositif pour mesurer des dimensions

La présente invention concerne un dispositif pour produi-

re, détecter et caractériser une image de trame du con-

tour d'un objet, dans lequel un étroit faisceau de lumiè-

re concentrée est émis avec un premier angle d'ouverture en direction d'un déflecteur de faisceau lumineux provo- quant un balayage répété du faisceau lumineux dans un plan à travers lequel l'objet passe, et dans lequel les rayons lumineux non masqués par cet objet sont reçus

et transformés par voie optoélectrique en signaux élec-

O10 triques qui sont caractéristiques des portions incrémen-

tales d'une image de trame de l'objet, ces signaux étant traités pour procurer une expression caractéristique

du contour de l'objet.

Le brevet US n 4 055 834 décrit un dispositif du type mentionné cidessus, dans lequel l'étroit faisceau de lumière concentrée est un faisceau laser et dans lequel

le déflecteur du faisceau lumineux est un miroir tournant.

Les rayons lumineux non masqués par l'objet sont, selon le brevet US précité, reçus par une colonne de détection de lumière comportant un nombre déterminé de fibres optiques disposées l'une au-dessus de l'autre à égale distance, les extrémités réceptrices de lumière respectives de ces fibres étant disposées, à égale distance les unes des autres, affleurant cette colonne de détection de lumière et les extrémités émettrices de lumière respectives

étant rassemblées dans un moyen optoélectrique commun.

Toutefois, cette colonne de détection connue est coûteuse et on doit la régler de façon très soigneuse pour être sûr que le faisceau laser puisse frapper chaque extrémité individuelle de réception de lumière des fibres optiques respectives. C'est ainsi un but de la présente invention d'améliorer le dispositif précédemment connu par une simplification technique de ce dispositif sans détériorer le résultat de la détection, et de rendre moins coûteux le dispositif

tout entier.

Selon l'invention, le dispositif mentionné ci-dessus se caractérise par le fait qu'on prévoit un rétroréflecteur disposé de telle manière que les rayons lumineux non masqués par l'objet sont renvoyés dans ce plan et qu'un détecteur détecte les rayons lumineux réfléchis et les

transforme en signaux électriques.

L'invention sera mieux comprise à la lecture détaillée, donnée ci-après à titre d'exemple seulement, de plusieurs réalisations préférées, en liaison avec le dessin joint, sur lequel: - la figure 1 montre une première réalisation du dispositif selon la présente invention, avec un premier type de rétroréflecteur; - la figure 2 illustre une variante du rétroréflecteur de la figure 1; - la figure 2A montre une variante de la figure 1, équipée du rétroréflecteur selon la figure 2; - la figure 3 est une vue en plan schématique, donnée

comme réalisation non limitative, du trajet de déplace-

ment d'un objet qui doit passer devant le dispositif de la figure 1 (et de la figure 2); - la figure 4 montre une variante du dispositif de la

figure 1 (et de la figure 2), avec le trajet de déplace-

ment d'un objet qui doit passer devant le dispositif selon l'invention; la figure 5 montre les rayons lumineux émis par le déflecteur de rayons lumineux, et les rayons lumineux réfléchis arrivant au niveau des moyens de détection de la lumière: - la figure 6 montre une variante de la réalisation de la figure 5; - la figure 7 montre une variante de la réalisation de la figure 6; - la figure 8 montre une variante schématique dans lequel le plan de balayage du faisceau lumineux se déplace dans un deuxième plan perpendiculaire au plan de balayage; - la figure 9 est une variante du dispositif de la figure 8; et - la figure 10 est une variante du dispositif des figures 1 et 4, utilisant un élément optique collimateur amenant les rayons lumineux à passerpratiquement parallèles

l'un à l'autre, en travers de la zone d'exploration.

Un étroit faisceau de lumière 1 est émis par une source lumineuse 2, qui fonctionne en un mode continu dans la réalisation représentée sur la figure 1. La source lumineuse peut être un laser, une diode électroluminescente, ou une autre source de lumière qui n'est pas un laser. Comme exemple de lasers à mentionner, on peut citer une diode laser, un laser à l'état solide, un laser à colorants, un laser à gaz. Si on utilise une diode laser, une diode électroluminescente ou une autre source lumineuse qui

n'est pas un laser, on doit prévoir une lentille collima-

trice en avant de la source lumineuse pour être sQr que ce qui est émis par cette source lumineuse 2 est un étroit faisceau de lumière concentrée. On fait balayer au faisceau de lumière un angle d à l'aide d'un déflecteur de lumière 3, équipé de miroirs tournants. Sur le dessin, le déflecteur de lumière comporte quatre faces de miroir, mais on peut

26 1 1263

aussi bien utiliser un nombre de faces de miroir supérieur ou inférieur. Le déflecteur de lumière 3 est entraîné

par un moteur 4, dont la vitesse est réglable.

Dans une variante de la solution de la figure 1, le miroir

peut osciller au lieu de tourner.

Comme on le voit sur la figure 1, le faisceau lumineux 1 est renvoyé par le déflecteur de lumière 3 sous la forme d'un étroit faisceau de lumière concentrée 1', qui est dirigé sur un rétroréflecteur 5. Dans la réalisation de la figure 1, le rétroréflecteur comporte une multiplicité d'étroites bandes non réfléchissantes 6 qui sont disposées à égale distance les unes des autres. En haut et en bas, le rétroréflecteur comporte des zones non réfléchissantes, repérées respectivement 7 et 8. Le but de ces zones non réfléchissantes 7 et 8 est évidemment de définir le début

et la fin de la portion active (bandes 9) du rétroréflec-

teur 5.

Le rétroréflecteur 5 peut être cn un matériau réfléchissant conventionnel, sur lequel sont formées ces bandes 6 et les zones non réfléchissantes 7, 8. Le but des bandes 6 est de former des bandes intermédiaires correspondantes 9, qui sont réfléchissantes, de sorte que les rayons lumineux réfléchis 10 arrivent sur un détecteur optoélectrique 11 de manière intermittente, du fait que le faisceau lumineux de balayage 1' n'est réfléchi que par les bandes 9. Il est bien entendu que le dispositif apparaissant sur les figures 1 et 4, dans le brevet US n 4 055 834 peut, de

cette manière,être remplacé par le dispositif décrit ci-

dessus. Les dispositifs de ce brevet US, qui sont décrits en liaison avec les figures 6a,6b,7,8,10,11,12 (y compris la sortie de la photodiode représentée), et avec les figures 13 et 14 de cette spécification, peuvent évidemment être utilisés en liaison avec la présente invention, avec d'autres

unités de traitement de signaux pour les signaux apparais-

sant à la sortie 12 du photodétecteur optoélectrique 11.

Comme on le voit sur la figure 1, les rayons lumineux réfléchis 10 viennent frapper le détecteur 11 avec un angle d'ouverture plus grand que celui du faisceau lumineux 1', tel qu'il est émis par le déflecteur de lumière 3.

L'angle d'ouverture du faisceau lumineux 10 est suffisam-

ment grand pour que, même si le déflecteur de lumière 3 masque une partie du cône de lumière 10, une portion du faisceau lumineux 10 vient encore frapper le détecteur 11. Ce détecteur 11 doit voir une surface réceptrice de lumière suffisante pour être sûr qu'au moins une portion du faisceau lumineux 10 est reçue. A cet égard, on se reportera à la figure 5. Sur le détecteur 11, qui peut être de toute réalisation conventionnelle et, de ce fait, n'est indiqué que schématiquement, la lumière du faisceau lumineux 10 qui frappe le détecteur 11 est indiquée par

de courtes flèches, en trait plein et en tirets respecti-

vement, repérées entre 13 et 13', respectivement. Même si le déflecteur de lumière 3 masque (voir repères 14,14') une partie des rayons lumineux réfléchis 10, une portion

considérable de ces rayons réfléchis 10 vient encore frap-

per le détecteur 11.

Lorsque le détecteur 11 est ainsi placé à l'arrière du déflecteur 3, comme on le voit sur les figures 1 et 5, ce détecteur 11 détectera quels rayors lumineux 1', dirigés sur les bandes réfléchissantes du rétroréflecteur, sont réfléchis en tant que rayons lumineux 10. Le fait que le faisceau lumineux 10 a un angle d'ouverture plus grand (du fait des propriétés intrinsèques du rétroréflecteur) que le rayon lumineux 1' qui tombe sur le rétroréflecteur, n'est pas un inconvénient de l'invention, mais est au contraire une caractéristique essentielle de celle-ci, car un faisceau lumineux de retour trop étroit serait masqué presque complètement par le déflecteur 3 sur les réalisations représentées sur-les figures 1 et 5. C'est donc une condition préalable pour la réalisation de la

26 1 1263

figure 5 que le deuxième angle d'ouverture soit suffisamment grand. Si ce deuxième angle d'ouverture n'est pas suffisamment grand, ou s'il ne convient pas, pour toute autre raison appro- priée, pour placer le détecteur très près derrière le déflecteur, on peut utiliser une concept analogue à celui représenté sur la figure 6. Dans cette modification de la disposition du détecteur et du déflecteur de lumière, on place en oblique sur le trajet du faisceau lumineux

1' un élément de fractionnement du faisceau 15. Le détec-

teur 11 est disposé de telle sorte que les rayons 10, réfléchis par le rétroréflecteur, sont déviés, par exemple de 90 , en direction du détecteur 11, formant ainsi un faisceau lumineux réfléchi dévié 10'. Une partie du faisceau

lumineux réfléchi passera à travers l'élément de fraction-

nement du faisceau 15 sous forme d'un faisceau lumineux

", qui est inutilisé.

En conséquence, une partie du faisceau lumineux de balayage 1' sera déviée, de façon appropriée de 90 , à l'aide de l'élément de fractionnement du faisceau 15, formant un

faisceau lumineux 1", tandis qu'une autre portion du fais-

ceau lumineux de balayage 1' passera à travers l'élément de fractionnement du faisceau 15 sous forme d'un faisceau lumineux 1''' dans la direction du rétroréflecteur. Il est approprié de disposer l'élément de fractionnement du faisceau 15 à égale distance du déflecteur de faisceau

et du détecteur 11.

La figure 7 montre une modification du concept de la figure 6. Un miroir oblique 16 est muni d'une fente 17, à travers laquelle peut passer le faisceau lumineux de balayage

1'. Les rayons lumineux 10, réfléchis par le rétroréflec-

teur, seront déviés en direction du détecteur 11 par le miroir oblique 16, de préférence d'un angle de 90 . De cette manière, le détecteur 11 peut recevoir sensiblement toute la lumière réfléchie 10. Dans le concept de la figure 7, l'intensité lumineuse nécessaire du faisceau lumineux 1' est moindre que dans le cas du faisceau lumineux 1'

de la figure 6.

Le détecteur optoélectrique 11 émet, à sa sortie mentionnée 12, des signaux caractéristiques répétés des portions incrémentales d'une image de trame d'un objet 18 (voir figures 3 et 4) passant dans le plan de détection 19 du

dispositif (voir figures 3 et 4). Les signaux caractéristi-

ques se présentent généralement sous la forme de trains

d'impulsions, les impulsions survenant avec la même fréquen-

ce que les rayons lumineux renvoyés par réflexion sur

le rétroréflecteur 5.

Le traitement des signaux lui-même peut s'effectuer de la même manière qu'il est décrit dans le brevet US n 4 055 834, mentionné ci-dessus, avec les mêmes unités

qu'il est indiqué dans cette spécification. A titre d'illus-

tration supplémentaire, ce brevet US n 4 055 834 est

ainsi inclus dans la présente description, en liaison

avec les descriptions de cette spécification, en liaison

avec les figures 6 à 14, à l'exception de la figure 12,

pour laquelle la description n'est concernée que par ce

qui apparaît dans le traitement des signaux en provenance du détecteur optoélectrique. Pour des raisons de simplicité, les circuits de traitement des signaux concernés par le présent dispositif ne sont en général indiqués que par le repère 20 (voir figure 1), du fait qu'on peut monter

une unité de programmation 21 pour ces circuits de traite-

ment des signaux. La communication entre les unités 20

et 21 se fait par un bus de données 22. L'unité de traite-

ment des signaux 20 est raccordée à un panneau de visuali-

sation et/ou de commande 23, par l'intermédiaire d'un bus de données 24. Le raccordement des signaux entre la sortie 12 du détecteur 11 et l'unité de traitement des signaux

se fait par la liaison 25.

Dans les figures 3 et 4, on désigne de façon générale sous le repère 26 ce qui est contenu dans l'émetteur de faisceau lumineux 2, les unités de traitement des signaux ,21 et 23 avec les lignes de transmission associées22,24 et 25, ainsi que dans le détecteur 11, le déflecteur de lumière 3, éventuellement avec l'élément de fractionnement du faisceau 15 sur la figure 6 ou le miroir 16 sur la figure 7. Dans la réalisation de la figure 4, le faisceau lumineux 1' effectue un balayage en direction d'un miroir oblique 27, après quoi ce faisceau lumineux 1' est dévié en direction du rétroréflecteur 5. Les rayons lumineux 1' qui ne sont pas masqués par l'objet 18 passant dans

la zone de détection 19 sont réfléchis par le rétroréflec-

teur sous forme de rayons lumineux 10. L'unité 26, sur

les figures 3 et 4, peut éventuellement être réali-

sée de telle manière que l'équipement de traitement et de commande des signaux 20,21 et 23 est réalisé sous forme d'une unité séparée à un emplacement éloigné de l'appareil représenté schématiquement sur les figures 3 et 4. Sur la figure 4, l'objet 18, par exemple un récipient contenant un liquide, est introduit en A et quitte le dispositif en B. Du fait d'une surface de déviation 28, l'objet 18

est introduit sur un carrousel 29 et passe ensuite à tra-

vers un plan de détection 19, comme indiqué ci-dessus,

d'o l'objet 18 est guidé hors du dispositif par l'inter-

médiaire d'une plaque de guidage 30 et, si on le désire,

d'un autre transporteur (non représenté) disposé à l'exté-

rieur du carrousel 29. Il est toutefois bien entendu que la présente invention n'est d'aucune manière limitée au transport de l'objet le long du trajet A-B à l'aide d'un

carrousel, une réalisation selon la figure 3 avec un trans-

porteur 31 étant également possible. Toutefois, la réalisa-

tion représentée sur la figure 4 permet de réduire à une valeur relativement faible l'angle de déflection c par rapport à l'émetteur de lumière 2. Le trajet de la lumière du faisceau 1' peut ainsi être augmenté à l'aide du miroir 27, d'o il résulte une moindre sensibilité à l'erreur de parallaxe, c'est-à-dire une moindre sensibilité à la

distance de passage entre l'objet 18 et le rétroréflecteur.

Si l'unité 26 est placée directement dans la position du miroir 27 et si ce dernier est enlevé, il en résulte

un angle e plus grand et une plus grande erreur de paral-

laxe avec la même hauteur du rétroréflecteur.

La description ci-dessus est basée sur l'hypothèse que

le faisceau lumineux de balayage émis 1' est un faisceau de lumière continue venant frapper un rétroréflecteur du type représenté sur la figure 1, c'est-à-dire avec

le matériau réfléchissant revêtu d'une multi-

plicité d'étroites bandes non réfléchissantes 6 disposées

en travers de la direction de balayage du faisceau 1'.

Dans la réalisation de la figure 1, le matériau réfléchis-

sant est représenté sous la forme d'une bande. Il est toutefois bien entendu que le matériau réfléchissant peut avoir toute dimension désirée dans la direction verticale et dans la direction horizontale et que la réalisation

de la figure 1 ne doit ainsi d'aucune manière être consi-

dérée comme limitant l'invention.En variante à la réalisa-

tion de la figure 1, comportant un matériau réfléchissant revêtu d'une multiplicité d'étroites bandes non réfléchissantes, l'invention suggère d'utiliser un rétroréflecteur en un matériau réfléchissant non traité,

comme il est indiqué sur la figure 2 par le repère 32.

Si l'on désire utiliser un faisceau de lumière continue 1 en provenance d'un émetteur de lumière 2 dans le cas d'unrétroréflecteur du type représenté sur la figure 2, il est nécessaire de prévoir un réseau transversal 33

(représenté en trait mixte sur la figure 3 et en perspec-

tive sur la figure 2A). Un tel réseau comporte des bandes alternativement opaques et transparentes 34 et 35. Ces bandes, ainsi que les zones de blocage supérieure 36 et

inférieure 39, ont en fait la même fonction que le rétro-

réflecteur spécialement réalisé 5 de la figure 1.

De cette manière, les rayons lumineux 1' venant frapper le rétroréflecteur 32 seront intermittents et les rayons lumineux réfléchis (non représentés) sur la figure 2A, passant à travers le réseau 33, viendront frapper le détecteur 11 de la manière décrite ci-dessus. Ainsi, avec une réalisation telle que celle représentée sur la figure 2A, il est possible d'utiliser un rétroréflecteur 32 qui ne nécessite aucun traitement spécial. Le réseau 33 peut être formé avec une résolution dépendant des spécifications

de la détection.

Avec la réalisation représentée en liaison avec le rétroré-

flecteur 32 de la figure 2 et avec les mêmes approches techniques que celles définies ci-dessus en liaison avec les figures 1, 3 à 7, il peut être avantageux d'utiliser une lumière pulsatoire 1 pour le faisceau lumineux de balayage 1'. Dans une telle réalisation, on peut utiliser

par exemple, une diode laser pouvant être commandée, équi-

pée d'une lentille collimatrice. A cet égard, une liaison de commande 38 (voir figure 1) est nécessaire entre l'unité de traitement des signaux 20 et l'émetteur de lumière 2. Le circuit de traitement des signaux 20 peut ainsi déterminer la fréquence de pulsations du faisceau lumineux 1. Il est toutefois important que le moteur 4 du miroir

tournant 3 ait une vitesse de rotation connue constante.

Ceci peut être obtenu en utilisant des moteurs d'un type connu en soi, possédant ces caractéristiques. Une autre

possibilité, dans le cas o la lumière 1 n'est pas pulsa-

toire, est de mesurer la force du signal reçu à intervalles de temps prédéterminés. Dans ce cas, on doit exiger les

mêmes caractéristiques du moteur 4.

La figure 8 montre comment on peut réaliser un balayage bidimensionnel. Il est approprié d'utiliser un faisceau lumineux pulsatoire 1', dévié, comme mentionné ci-dessus, par un déflecteur de faisceau lumineux 3, constitué

par un ensemble de miroirs entraîné en rotation par un moteur 4. Le fais-

ceau lumineux de balayage 1' frappe un miroir 27' et est dévié en direction d'un rétroréflecteur 32. A cet égard, on doit se reporter à la réalisation représentée sur la figure 4, avec un miroir 27 fixe. Si le miroir 27 avait été mobile autour d'un axe perpendiculaire au plan du dessin, on pourrait obtenir la même réalisation que celle de la figure 8. Ainsi, sur la figure 8, le miroir est repéré en 27' et la double flèche 39 indique que le miroir

peut pivoter vers l'avant et vers l'arrière. Dans la réali-

sation de la figure 8, le faisceau lumineux de balayage 1' se déplace dans la direction de la flèche 40, tandis que le basculement du miroir 27' fait que le faisceau lumineux apparaissant sous forme d'une ligne en tirets 41 sur le rétroréflecteur 32 se déplace vers le haut et vers le bas dans la direction de la double flèche 42 sur le rétroréflecteur 32. On obtient de cette manière une trame à points sur le rétroréflecteur 32. Lorsqu'un objet passe sur le trajet du faisceau lumineux de balayage 1', il se forme ainsi sur le rétroréflecteur 32 une image de trame par points du contour de cet objet, cette image étant renvoyée par réflexion sur le rétroréflecteur 32

sous forme de rayons 10 qui se déplacent par l'intermé-

diaire du miroir 27'jusqu'au détecteur de lumière 11.

Du fait de l'angle d'ouverture du faisceau lumineux 10, l'unité de déflexion 3 n'aura, comme mentionné ci-dessus,

aucun effet de masquage significatif vis-à-vis de la détec-

tion au niveau du détecteur 11. Un autre traitement des

signaux arrivant du détecteur 11 est effectué, comme men-

tionné ci-dessus en liaison avec les figures précédentes.

Bien entendu, la vitesse de basculement du moteur 43 com-

mandant le miroir 27' et la vitesse de rotation des miroirs 3 doivent être connues de l'unité de traitement des signaux 20. La figure 9 montre une variante de la réalisation de la figure 8, avec une bouteille 18 se déplaçant sur une bande transporteuse 31. Un faisceau lumineux 1 est émis d'un émetteur de lumière 2 et est dévié par un déflecteur de lumière 3 entraîné par un moteur 4. Il est également prévu un détecteur 11 avec un amplificateur associé 11' (non

représenté sur les figures précédentes). Dans la réalisa-

tion représentée sur la figure 9, le faisceau lumineux de balayage 1' est amené à tracer des lignes pointillées horizontales 41 sur le rétroréflecteur. Au lieu d'un miroir

basculable 27 (figure 8), il est suggéré d'avoir un déflec-

teur lumineux monté à basculement comme l'indique la double

flèche 44. Lorsque le déflecteur 3,4 bascule, comme l'indi-

que la double flèche 44, les lignes 41 sont amenées à

se déplacer vers le haut et vers le bas sur le rétroré-

flecteur 32. Un tel mouvement de basculement peut, si on le désire, être provoqué par un moteur pas-à-pas 45 qui est raccordé au déflecteur de lumière à l'aide d'une courroie 46 qui se déplace alternativement vers l'avant

et vers l'arrière.

Dans la réalisation représentée sur la figure 10, les rayons lumineux doivent traverser la zone de détection en étant sensiblement parallèles l'un à l'autre. Selon l'invention, il est suggéré d'utiliser un élément optique de collimation 47 d'un type connu en soi, par exemple une lentille holographique dans ce cas. L'avantage de

cette réalisation est l'indépendance complète de la dis-

tance de l'objet au rétroréflecteur 5, 32 (erreur de paral-

laxe) du fait que les rayons lumineux 10' sont sensiblement parallèles dans la zone de détection. Dans la réalisation représentée sur la figure 10, les mêmes considérations

concernant les figures précédentes sont valables, c'est-

à-dire que cette réalisation peut être utilisée pour des images de trame à une dimension ou à deux dimensions, comme en liaison avec les figures 8 et 9, et avec une lumière continue ou pulsatoire, en fonction du type de

rétroréflecteur (voir figures 1, 2, 2A, 3 à 7).

C'est un avantage considérable de la présente invention

que le rétroréflecteur puisse être en un matériau réflé-

chissant qui soit un produit connu. Ainsi, on peut obtenir

un rétroréflecteur très bon marché. Un avantage du rétroré-

flecteur est qu'il réfléchit toujours la lumière dans la même direction principale que celle selon laquelle il reçoit la lumière.

Une variante aux moyens de déflection de la lumière repré-

sentés et décrits est l'utilisation d'un déflecteur holo-

graphique à la place d'un miroir tournant ou oscillant.

Ainsi, le déflecteur de lumière dans ce contexte peut être tout élément technique réalisable à l'aide duquel

on peut obtenir l'effet technique représenté et décrit.

En liaison avec la figure 10, on doit mentionner que l'élé-

ment optique de collimation 47 peut, si on le désire,

être une lentille courante, même si une lentille hologra-

phique ou une lentille de Fresnel peut être plus appro-

priée. La réalisation de la figure 10 permet d'éliminer l'erreur de parallaxe qui peut se présenter dans certaines réalisations, notamment dans celles représentées sur les figures 1, 3, 8 et 9. Afin d'assurer la détection la moins ambiguë possible, il est ainsi important que les objets à mesurer de la façon décrite en liaison avec les figures 1 à 4, 8 et 9, passent devant le rétroréflecteur à une

distance spécifique.

D'autres modifications des dispositifs représentés et

décrits, ainsi que des équivalents techniques de ceux-

ci, sont possibles en restant dans le domaine de l'inven-

tion, le dispositif représenté et décrit ici ne servant qu'à illustrer l'idée inventive et ne devant, en aucun

cas, être considéré comme limitant l'invention.

Grâce à la présente invention, on peut éviter l'utilisation d'une colonne de détection à fibres optiques relativement coûteuse et le réglage critique de cette colonne, en même temps qu'on peut utiliser des diodes laser qui peuvent être commandées et ont une durée de vie plus longue que les lasers à gaz conventionnels, outre qu'elles sont moins coûteuses que ceux-ci; de ce fait, la présente invention

peut être mise en oeuvre à un coût considérablement infé-

rieur à la technique décrite dans le brevet US n 4 055 834 mentionné cidessus. Dans le présent dispositif, il n'y a de composants actifs que sur un seul côté du transporteur, à savoir le laser, le déflecteur de faisceau lumineux et le moteur associé, et le détecteur 11. En conséquence, le dispositif selon la présente invention est particulièrement simple et peu

coûteux à produire, et il peut également être très compact.

Du fait que les composants ne sont prévus que sur un seul

côté du transport, ils sont indépendants des vibrations.

En effet, il y a souvent des vibrations, notamment dans le cas d'un transporteur. Toute petite vibration du

rétroréflecteur n'a aucune importance sur son fonctionne-

ment. Le réglage du présent dispositif est plus simple, tout

d'abord et principalement du fait que le matériau réflé-

chissant à balayer peut avoir une largeur arbitraire.

Lorsque le laser, le déflecteur et le détecteur sont dispo-

sés sur un seul côté du transporteur, on élimine la néces-

sité d'avoir un bâti rigide reliant le laser et le déflec-

teur avec le détecteur, comme dans le brevet US mentionné ci-dessus. Le réflecteur renvoit toujours le faisceau lumineux reçu dans exactement la même direction qu'il l'a reçu. Le rétroréflecteur peut être de tout type connu, par exemple ce qu'il est convenu d'appeler un réflecteur

sphérique ou prismatique.

Claims (17)

Revendications

1. - Dispositif pour produire, détecter et caractériser une image de trame du contour d'un objet (18), dans lequel un étroit faisceau de lumière concentrée (11) est émis

avec un premier angle d'ouverture en direction d'un déflec-

teur de faisceau lumineux (3), qui provoque un balayage répété de ce faisceau lumineux dans un plan (19) à travers lequel l'objet (18) est guidé, et dans lequel les rayons lumineux (10) qui ne sont pas masqués par cet objet sont

reçus et sont transformés par voie optoélectrique en si-

gnaux électriques caractéristiques des portions incrémen-

tales d'une image de trame de l'objet (18), ces signaux électriques étant traités afin de présenter une expression caractéristique du contour de l'objet (18), caractérisé en ce qu'il est prévu un rétroréflecteur (5,32), de telle

manière que les rayons lumineux (10) non masqués par l'ob-

jet (18) sont renvoyés par réflection dans ce plan (19) et en ce qu'un détecteur (11) reçoit les rayons lumineux

réfléchis (10) et les transforment en signaux électriques.

2. - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le rétroréflecteur (5) comporte une multiplicité d'étroites bandes non réfléchissantes, séparées les unes des autres, prévues en travers d'une portion principale

de la surface du rétroréflecteur.

3. - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé

en ce qu'un réseau (33) comportant une multiplicité d'étroi-

tes bandes alternativement non réfléchissantes (34) et transparentes (35), orientées dans le même sens, est prévue

sur le trajet de rayonnement du faisceau lumineux de ba-

layage.

4. - Dispositif selon une ou plusieurs des revendications

précédentes, caractérisé en ce qu'un détecteur de faisceau

lumineux (11) est disposé derrière le déflecteur de fais-

ceau lumineux (3), vu dans la direction des rayons lumineux réfléchis, ce déflecteur (3) étant réalisé et dimensionné et le détecteur (11) étant disposé de telle manière que le déflecteur de faisceau lumineux (3) ne masque qu'une partie du cône lumineux des rayons lumineux réfléchis (10).

5. - Dispositif selon une ou plusieurs des revendications

1 à 3, caractérisé en ce qu'un élément de fractionnement du faisceau (15) est placé sur le trajet de rayonnement

du faisceau lumineux de balayage (1') et des rayons lumi-

neux réfléchis (10) et en ce que le détecteur de faisceau lumineux (11) est disposé de telle manière qu'une partie (10') des rayons lumineux réfléchis (10) sont déviés en

direction du détecteur (11).

6. - Dispositif selon une ou plusieurs des revendications

i à 3, caractérisé en ce qu'un miroir oblique (16) est disposé sur le trajet de rayonnement du faisceau lumineux de balayage (1') et des rayons lumineux réfléchis (10), ce miroir étant conçu de telle manière que les rayons lumineux réfléchis (10) sont déviés d'un certain angle en direction du détecteur de faisceau lumineux (10), et en ce que ce miroir comporte une fente (17) permettant au faisceau lumineux de balayage (1') de traverser sans

obstacle ce miroir (16).

7. - Dispositif selon une ou plusieurs des revendications

précédentes, caractérisé en ce que le faisceau de lumière

émise est un faisceau de lumière continue.

8. - Dispositif selon une ou plusieurs des revendications

1,2, 4 à 6, caractérisé en ce que le faisceau de lumière

émise est un faisceau de lumière pulsatoire.

9. - Dispositif selon une ou plusieurs des revendications

précédentes, caractérisé en ce que le déflecteur de faisceau

lumineux comporte au moins un miroir mobile (3;27').

10. - Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce que ce ou ces miroirs mobiles (3;27) sont tournants ou oscillants.

11. - Dispositif selon une ou plusieurs des revendications

1 à 8, caractérisé en ce que le déflecteur de faisceau lumineux est constitué par un déflecteur holographique,

par exemple une plaque holographique tournante.

12. - Dispositif selon une ou plusieurs des revendications

1 à 11, caractérisé en ce que les rayons lumineux sont amenés à passer dans un plan (19) en faisant, par rapport à l'horizontale, des angles sensiblement égaux, les rayons lumineux de balayage passant à travers un élément optique

de collimation (47) avant d'atteindre le rétroréflecteur.

13. - Dispositif selon une ou plusieurs des revendications

1 à 12, caractérisé en ce que les rayons lumineux émis et réfléchis sont amenés à changer de direction du fait

d'un miroir additionnel (27,27').

14. - Dispositif selon la revendication 13, caractérisé en ce que le miroir additionnel est un miroir oblique fixe.

15. - Dispositif selon une ou plusieurs des revendications

1 et 4 à 13, caractérisé en ce que ce miroir additionnel (27') est disposé de façon à pouvoir osciller pour former

une trame bidimensionnelle de points lumineux sur le rétro-

réflecteur (32)

16. - Dispositif selon une ou plusieurs des revendications

1 et 4 à 13, caractérisé en ce que, pour former une image

de trame bidimensionnelle de points lumineux sur le rétro-

réflecteur (32), le déflecteur de faisceau lumineux (3) est équipé de moyens (44,46) pour effectuer un mouvement alternatif de son axe vers l'avant et vers l'arrière dans

un plan perpendiculaire au plan de déviation (41) du fais-

ceau lumineux.

17. - Dispositif selon une ou plusieurs des revendications

précédentes, caractérisé en ce que les rayons lumineux (1') non masqués par l'objet sont renvoyés par réflection (10) avec un deuxième angle d'ouverture qui est égal ou

supérieur au premier angle d'ouverture.