EP2054696A1 - Procede de mesure sans contact d'objets tridimensionnels a deux couches par ombroscopie optique a une seule vue - Google Patents

Procede de mesure sans contact d'objets tridimensionnels a deux couches par ombroscopie optique a une seule vue

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Publication number
EP2054696A1
EP2054696A1 EP07802765A EP07802765A EP2054696A1 EP 2054696 A1 EP2054696 A1 EP 2054696A1 EP 07802765 A EP07802765 A EP 07802765A EP 07802765 A EP07802765 A EP 07802765A EP 2054696 A1 EP2054696 A1 EP 2054696A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
determined
image
layer
inner layer
thickness
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP07802765A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Laurent Jeannot
Alexandre Choux
Eric Busvelle
Jean-Paul Gauthier
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
Original Assignee
Commissariat a lEnergie Atomique CEA
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Filing date
Publication date
Application filed by Commissariat a lEnergie Atomique CEA filed Critical Commissariat a lEnergie Atomique CEA
Publication of EP2054696A1 publication Critical patent/EP2054696A1/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/02—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness
    • G01B11/06—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness for measuring thickness ; e.g. of sheet material

Definitions

  • the present invention relates to a method for measuring, or characterization, without contact, of three-dimensional objects with two layers by single-view backlit shadowgraphy.
  • This method applies in particular: to the non-contact measurement of the deformation or roughness of the internal surface of a transparent, two-layer hollow object,
  • the characterized objects are essentially hollow spheres.
  • This invention makes it possible to spatially approximate an area of the internal surface of an object observed, from an ombroscopic view of this object, and to determine the state of the internal surface of a translucent hollow object with two layers, using ombroscopic and interferometric observations.
  • Interferometry is a precise method that can be used in a complex infrastructure, but its implementation is quite delicate.
  • Two methods are also known for measuring three-dimensional objects by optical shadow, by the following documents to which reference will be made:
  • the technique that is disclosed by document [1] requires the systematic creation of a data table from simulations performed by means of optical software, this table covering the full range of dimensions of the objects to be observed.
  • the data of the table makes it possible to trace, by interpolation, to a dimensional measurement of the object.
  • the technique disclosed by the document [2] is based on Snell-Descartes opto-geometric laws and is only a rough approximation of the state of the inner surface of the hollow object that we want to characterize.
  • the curve observed is directly exploited as being the inner wall of the inner layer of this object.
  • the area of observation is limited to the equatorial plane of the object (which is generally spherical). No spatial reconstruction of the inner surface of a hollow object was performed using this technique. In addition, no spatial reconstruction method is mentioned in document [2].
  • the present invention aims to overcome the above disadvantages.
  • This three-dimensional reconstruction is global because the entire inner wall is reconstructed. We uses special functions to do this by setting a deformed sphere.
  • the ombroscopic method makes it possible to observe an area that is close to the equator of the object.
  • the image observed using this method must be analyzed.
  • the information is in the main light ring in the image, which is the intersection of the observation plane with a caustic.
  • the interferometric method is used to directly measure the thickness of the inner layer of the object and thus the deformation of this inner layer.
  • this method makes it possible to make observations only on a limited area of the two-layer object because the latter is generally placed in a complex environment that strongly limits the displacements.
  • the spatial reconstruction of the internal surface of the two-layer object is based on the fusion of ombroscopic and interferometric data. Data fusion is therefore another important element of the present invention, after the spatial reconstruction from an image obtained by optical ombroscopy.
  • the present invention relates to a non-contact measuring method of a hollow three-dimensional object, thus having an inner wall, this object comprising an outer layer and an inner layer, this object being translucent or transparent vis-à-vis visible light, this method being characterized in that: - an image of the object is acquired by optical shadow in a single view, along a first axis of view, by observing this object with visible light, this image comprising at least least one line
  • this geometric parameter is determined, and the opto-geometric parameter is determined using the equation and the geometric parameter thus determined.
  • object of the invention a three-dimensional reconstruction of the inner wall of the three-dimensional object is carried out on an area which is close to the equator of this object, from the image of the object and the equation, this reconstruction providing a first set of data, the thickness of the inner layer of the object is determined, a second set of data, relating to the deformation of this inner layer, from the thickness thus determined, and one carries out a reconstruction of the entire inner wall of the object, by means of the first and second sets of data.
  • a linear relationship is established between a deformation of the light line and disturbances that are present on the inner wall of the object, to determine the second set of data.
  • the thickness of the inner layer of the three-dimensional object is determined by an interferometric technique.
  • the thickness of the inner layer of the three-dimensional object is determined by an ombroscopic measurement made along a second axis of view which is not parallel to the first axis of view.
  • the thickness of the inner layer of the three-dimensional object is determined by an ombroscopic measurement, made along the first axis of view, after rotating the object.
  • the whole of the inner wall of the three-dimensional object is reconstructed by combining the first and second sets of data via the least squares method.
  • two opto-geometric parameters are determined, respectively constituted by the refractive index of the inner layer and by the refractive index of the outer layer of the object.
  • FIG. 1 is a schematic view of an optical shadow device which can be used in the present invention
  • FIG. 2 shows the radial profile of an optical shadow image which is obtained during the implementation of FIG. a process according to the invention
  • FIG. 3 is the image of the internal surface of a hollow object, which has been reconstructed by a method according to the invention, FIG. 4 shows transverse sections of this surface,
  • FIG. 5 is a schematic view of another optical shadow device which can be used in the present invention.
  • FIG. 6 is a schematic view of an interferometer device which is usable in the invention
  • FIGS. 7 and 8 schematically illustrate optical shadow devices which are used to respectively characterize a hollow cylinder and a hollow ellipsoid. according to the invention.
  • the present invention is characterized by (a) three-dimensional reconstruction on a small neighborhood close to the equator of the transparent object to be characterized and (b) data fusion.
  • Optical shadow is a simple measurement method for studying flat objects, but for three - dimensional objects, the image obtained by this method does not provide enough information. Indeed, the observed image of a section of an object is not only the image of the cut through the lens of the device of ombroscopy: it is the image of the cut through this lens and the object itself.
  • optical shadow and interferometry are simpler to implement in a complex structure, where there is only one axis of view, unlike the tomography which is commonly used in this case (three dimensions) but requires to observe the object under several incidences, which is not possible in this case.
  • a measurement method according to the invention is mainly based on this analysis as well as on the combination of measurements by the least squares method.
  • the first layer is a hollow polymer sphere whose outer diameter and thickness are respectively 2430 ⁇ m and 175 ⁇ m and whose optical index is 1.54 at the main wavelength of the source of visible light; and the second layer has a thickness of 100 ⁇ m and an optical index of 1.16 at this wavelength.
  • FIG. 1 is a schematic view of an optical shadow device which can be used in this example and which comprises a collimated source of visible light 2, an objective 4 and a screen 6.
  • the studied object 8 is placed between the source 2 and goal 4; its outer layer has the reference 10 while its inner layer has the reference 12.
  • We see also a light ray 14 which goes from the source to the screen through the object and the lens.
  • Such a profile is shown in Figure 2.
  • the numbers of the pixels (pxl) are plotted on the abscissa and the amplitudes (gray levels) on the ordinate (I).
  • the main light ring is marked by the peak P and the arrow B designates the outer edge of the object.
  • the center of the object corresponds to the ordinate axis.
  • the light ring is due to a concentration of light rays having followed the same type of optical path in terms of reflections and transmissions.
  • the optical path that is the cause of this light ring corresponds to the path followed by the light beam 14 of FIG.
  • the concentration of light rays is also called "caustic" and constitutes the three-dimensional envelope of these light rays.
  • the main light ring is the intersection of this caustic with the sensor of the observation system that is available, in practice, in place of the screen 6 of FIG. 1. It should be noted that the sensor of the observing system can make small displacements the along the axis of observation, around its initial position. A small displacement of this type is noted u.
  • the observation axis is the optical axis 16 of the objective 4 of FIG. 1. In an ideal case, the internal surface 18
  • the parameter p * is the solution of the preceding equation.
  • Interferometric measurements made on the two-layer object, at the optical axis of the object and in the vicinity of the poles of this object, using an interference device, directly provide the measurement of the thickness of each layer.
  • the ombroscopic images contain, as we have seen, a light ring which is extracted by a conventional method of subpixel resolution detection (subpixel contour detection).
  • the ombroscopic measurements are obtained by calculating the distance between the center of the outer surface of the two-layer object and the edge detection points. The analysis of optical shadow is now considered.
  • the inner wall of the two-layer object may have surface deformations. These are modeled by
  • ⁇ 1 an expression of order i with respect to the perturbations ⁇ ⁇ , ⁇ 2 , ⁇ 3 and their first derivatives.
  • ReR and ae [ ⁇ , 2; r] be the polar coordinates of the light beam that intersects the sensor of the observation system in its own plane.
  • R ⁇ p) be the radius of the luminous ring in the ideal case, that is to say without any disturbance on the internal surface of the two-layered object.
  • a ⁇ , a 2 , a i are real functions that depend only on the properties of the optical system and are smooth, that is to say indefinitely differentiable on R.
  • R ⁇ p, 3) R * (p) + 3) + a 2 ⁇ p] ⁇ 2 ⁇ p, &) + ⁇ 2
  • R c ( ⁇ ) R * (p * ) + ai (p * ) ⁇ i (p ⁇ ⁇ ) + a 2 ( ⁇ * ) ⁇ 2 ( ⁇ * , ⁇ ) + r
  • the data provided by the optical shadow method and the interferometry method provide information on the surface condition of the inner wall of the two - layered object. It is therefore necessary to reconcile the measurements in order to estimate the deformation that affects the internal surface of this object.
  • the perturbations ⁇ ⁇ , ⁇ 2 , ⁇ i are independent.
  • the strain ⁇ ⁇ , ⁇ ) corresponds to the perturbation 8 ⁇ 3, Cp), and the other two perturbations 82 and 83 are related to the first Si. This amounts to saying that ⁇ ⁇ &, ⁇ ) totally determines the perturbations ⁇ ⁇ , ⁇ 2 , ⁇ 3 .
  • ⁇ ⁇ &, ⁇ totally determines the perturbations ⁇ ⁇ , ⁇ 2 , ⁇ 3 .
  • Optical shadow analysis relates the direct measurements on the image and the deformation that is present on the inner wall of the object.
  • the ray from the collimated light source which is responsible for the formation of the light ring, does not come out of the original osculator plane.
  • the deformation considered is then:
  • the number of equations of this system is the number of angles that are taken into consideration, and the values of the radius of the light ring come from the edge detection that was mentioned above.
  • Figures 3 and 4 illustrate an example of spatial reconstruction of the inner wall of a two-layer object, which has been carried out in accordance with the invention.
  • Figure 3 is an image of the reconstructed surface and Figure 4 shows cross sections I and II of this surface.
  • the figures show the deformations accentuated because they are not visible to the naked eye. It has been verified that the estimate obtained is superimposed on the real surface. It has thus been seen in the present invention that the analysis performed on the method of ombroscopy Optical allows to connect the deformation of the light ring (deformation in two dimensions) to the deformation which is present on the inner surface of the hollow object, translucent or transparent, with two layers (three-dimensional information). It should also be noted that known methods do not translate two-dimensional information into three-dimensional information using a single view.
  • the ombroscopy device is schematically represented in FIG. 5 and comprises a visible light source 19, adjustable collimation means 20 of this source and image acquisition means, comprising an optics 22 which is provided with means 24. variation of the numerical aperture of this optic (or which has the appropriate numerical aperture). This is followed by a sensor
  • CCD 26 charge transfer device which is provided with image processing means 28, with which a display device 30 is associated.
  • a double-layer hollow sphere 32 which is to be studied, is placed between the source 19 and the optics 22, so that the center of the sphere is substantially placed on the optical axis 34 of the optics 22.
  • This axis 34 constitutes the axis of view, according to which one acquires the image of the object.
  • the optic 22 makes it possible to form the image of a cutting plane of the hollow sphere 32 on the CCD sensor 26.
  • Figure 6 is a schematic view of the interferometry device. It is, more specifically, an interference spectroscopy device for measuring non-contact thicknesses.
  • This device comprises a white light source 35, a set of shaping lenses 36, a telescope 38, an optical fiber 40 of signal transmission, a spectrometer 42 and a computer 44.
  • the light source 35 is used to illuminate the object to be characterized 46.
  • the illumination beam provided by this source is transmitted by an optical fiber 48 and shaped by the lens assembly 36, so as to adapt the profile. from this beam to the geometry of the object to be studied.
  • the telescope 38 for example of the kind that is marketed by Questar under the reference QM100, is used to illuminate the object to be analyzed and to collect the reflected light.
  • the QM100 telescope allows a working distance D ranging from 15 cm to 38 cm.
  • the reflected light signal is injected into the optical fiber 40 and fed to the spectrometer 42 to acquire a fluted spectrum.
  • An injector 50 is provided for injecting light from the fiber 40 into the spectrometer.
  • the fluted spectrum is transmitted to the computer 44 for analysis.
  • This computer is provided with means 52 for displaying the results obtained.
  • the latter essentially relates to a method that is used to determine the deformation of the internal surface of a two-layer object and whose essential elements are:
  • austic an analysis of the physical phenomenon called "caustic", containing the information on the deformation of the internal surface, this caustic being defined by the inner edge of the light ring that includes the image of the object, obtained by optical ombroscopy , a determination of the information observed by the optical ombroscopy chain, the two-dimensional perturbation of the light ring giving a three-dimensional information on the deformation of the internal surface of the object, and
  • a method according to the invention of the kind described previously for the characterization of the deformation of two-layer hollow spheres can be implemented for the characterization of the deformation of hollow two-layer cylinders.
  • the same light source and the same image acquisition chain can be used, as the shows schematically Figure 7 where the cylinder has the reference 54.
  • Two white bands, which are linked to the inner surface of the two-layer cylinder, then appear on the ombroscopic image. It is then necessary to reconsider a modeling of the disturbances.
  • the same method can also be implemented for the characterization of the deformation of two-layer hollow ellipsoids.
  • the same method can also be implemented for the characterization of the deformation of two-layer hollow spheroids.
  • the present invention also applies to the characterization of the refractive indices of two-layer objects: by using the relation that one has given above and which defines the radius of the light ring, it is possible to determine the optical refractive index of each of the two layers, the dimensions of which will be determined in advance by means of another measuring system.

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Abstract

Procédé de mesure sans contact d'objets tridimensionnels à deux couches par ombroscopie optique à une seule vue. Selon l'invention, pour mesurer sans contact un objet tridimensionnel creux (32), cet objet étant translucide ou transparent vis-à-vis d'une lumière visible, on acquiert une image de l'objet par ombroscopie optique à une seule vue, suivant un axe de vue (34), en observant cet objet avec la lumière visible, cette image comprenant au moins une ligne lumineuse, on établit une équation qui relie au moins un paramètre opto-géométrique de l'objet à au moins un paramètre géométrique de la ligne lumineuse, on détermine ce paramètre géométrique, et l'on détermine le paramètre opto-géométrique à l'aide de l'équation et du paramètre géométrique ainsi déterminé.

Description

PROCEDE DE MESURE SANS CONTACT D'OBJETS
TRIDIMENSIONNELS A DEUX COUCHES PAR OMBROSCOPIE OPTIQUE
A UNE SEULE VUE
DESCRIPTION
DOMAINE TECHNIQUE
La présente invention concerne un procédé de mesure, ou caractérisation, sans contact, d'objets tridimensionnels à deux couches par ombroscopie optique à une seule vue (en anglais, single-view backlit shadowgraphy) .
Ce procédé s'applique notamment : - à la mesure sans contact de la déformation ou de la rugosité de la surface interne d'un objet creux transparent, à deux couches,
- à la mesure des indices de réfraction d'un objet creux transparent isotrope, à deux couches, - à la mesure de l'épaisseur de la couche interne d'un objet creux transparent, à deux couches,
- à la mise en conformité de la couche interne d'un tel objet, à l'aide d'un contrôle par retour d'état, et - au calcul de la rugosité d'un tel objet, sur la base d'une reconstruction tridimensionnelle, par des méthodes d'analyse en harmoniques sphériques.
La mesure dimensionnelle sans contact d'un objet tridimensionnel creux à deux couches, qui est transparent ou du moins translucide vis-à-vis d'une lumière visible, présente de nombreuses difficultés.
Pour contourner ces difficultés, il est connu d'utiliser une technique de mesure par ombroscopie optique. Cette technique s'applique à la caractérisation d'objets que l'on peut observer sous un seul angle de vue, notamment d'objets auxquels il est difficile d'accéder. Dans la présente invention, les objets caractérisés sont essentiellement des sphères creuses.
Cette invention permet d' approximer spatialement une zone de la surface interne d'un objet observé, à partir d'un cliché ombroscopique de cet objet, et de déterminer l'état de la surface interne d'un objet creux translucide à deux couches, à l'aide d'observations ombroscopique et interférométrique .
ÉTAT DE LA TECHNIQUE ANTÉRIEURE On connaît deux techniques permettant de mesurer l'épaisseur et le diamètre de sphères creuses, à savoir l' interférométrie et la radiographie X. Cette dernière n'est pas utilisable si l'objet est placé dans une infrastructure complexe et ne peut être manipulé depuis l'extérieur.
Certes, il existe des méthodes de reconstruction tridimensionnelle d'objets à l'aide d'une seule image, mais leur mise en œuvre suppose que ces objets présentent un grand nombre de symétries. En outre, la reconstruction est globale.
L' interférométrie est, quant à elle, une méthode précise qui peut être utilisée dans une infrastructure complexe, mais sa mise en œuvre est assez délicate. On connaît en outre deux méthodes permettant la mesure d'objets tridimensionnels par ombroscopie optique, par les documents suivants auxquels on se reportera :
[1] demande internationale WO 2004/083772 A publiée le 30 septembre 2004, « Procédé de mesure d'objets tridimensionnels par ombroscopie optique à une seule vue »
[2] demande internationale WO 2006/030149 A publiée le 23 mars 2006, « Procédé de mesure d'objets tridimensionnels par ombroscopie optique à une seule vue, utilisant les lois optiques de la propagation de la lumière ».
La technique qui est divulguée par le document [1] nécessite la création systématique d'une table de données à partir de simulations effectuées au moyen d'un logiciel optique, cette table couvrant toute la gamme des dimensions des objets à observer. Les données de la table permettent de remonter, par interpolation, à une mesure dimensionnelle de l'objet. Plus la gamme des dimensions qui sont introduites dans la table de données est importante, plus la création de cette table est longue si l'on veut maintenir une certaine valeur de précision. La technique divulguée par le document [2] est fondée sur les lois opto-géométriques de Snell- Descartes et ne fait qu'une approximation sommaire de l'état de la surface interne de l'objet creux que l'on veut caractériser. Dans cette technique, la courbe observée est directement exploitée comme étant la paroi interne de la couche interne de cet objet. De plus, la zone d'observation est limitée au plan équatorial de l'objet (qui est généralement sphérique) . Aucune reconstruction spatiale de la surface interne d'un objet creux n'a été effectuée à l'aide cette technique. En outre, aucune méthode de reconstruction spatiale n'est mentionnée dans le document [2] .
EXPOSE DE L'INVENTION
La présente invention a pour but de remédier aux inconvénients précédents.
Elle concerne principalement la reconstruction tridimensionnelle de la paroi interne d'un objet à deux couches, sur une zone proche de l'équateur de cet objet, à partir d'une image ombroscopique de l'objet.
En complément à cette méthode de mesure optique sans contact, un autre moyen de caractérisation sur plusieurs points est mis en œuvre. Ainsi, une reconstruction tridimensionnelle globale de la paroi interne d'un objet à deux couches, qui est translucide ou transparent aux rayons lumineux, est effectuée.
Cette reconstruction tridimensionnelle est globale car toute la paroi interne est reconstruite. On utilise, pour ce faire, des fonctions spéciales qui paramétrent une sphère déformée.
La méthode ombroscopique permet d' observer une zone qui est proche de l'équateur de l'objet. L' image observée en utilisant cette méthode doit être analysée. L'information se trouve dans l'anneau lumineux principal que comporte l'image et qui est l'intersection du plan d'observation avec une caustique . II existe une relation linéaire entre la déformation de l'anneau lumineux principal et les perturbations qui sont présentes sur la paroi interne de l'objet à deux couches. Cette relation établit une correspondance entre une information bidimensionnelle, obtenue à partir de l'image, et une information tridimensionnelle .
La reconstruction spatiale à partir d'informations bidimensionnelles est l'élément le plus important de la présente invention. Jusqu'à présent, personne n'avait cherché à établir un lien entre une caustique déformée et une perturbation de la paroi interne d'un objet creux.
Dans l'invention, la méthode interférométrique est utilisée pour mesurer directement l'épaisseur de la couche interne de l'objet et donc la déformation de cette couche interne. Or, cette méthode ne permet de faire des observations que sur une zone limitée de l'objet à deux couches car ce dernier est généralement placé dans un environnement complexe qui limite fortement les déplacements. C'est pourquoi la reconstruction spatiale de la surface interne de l'objet à deux couches repose sur la fusion des données ombroscopiques et interférométriques . La fusion de données est donc un autre élément important de la présente invention, après la reconstruction spatiale à partir d'une image obtenue par ombroscopie optique.
De façon précise, la présente invention concerne un procédé de mesure sans contact d'un objet tridimensionnel creux, ayant ainsi une paroi interne, cet objet comprenant une couche externe et une couche interne, cet objet étant translucide ou transparent vis-à-vis d'une lumière visible, ce procédé étant caractérisé en ce que : - on acquiert une image de l'objet par ombroscopie optique à une seule vue, suivant un premier axe de vue, en observant cet objet avec la lumière visible, cette image comprenant au moins une ligne
(anneau ou bande) lumineuse, - on établit une équation qui relie au moins un paramètre opto-géométrique de l'objet à au moins un paramètre géométrique de la ligne lumineuse,
- on détermine ce paramètre géométrique, et on détermine le paramètre opto- géométrique à l'aide de l'équation et du paramètre géométrique ainsi déterminé.
Selon un mode de réalisation préféré du procédé, objet de l'invention : on effectue une reconstruction tridimensionnelle de la paroi interne de l'objet tridimensionnel sur une zone qui est proche de l'équateur de cet objet, à partir de l'image de l'objet et de l'équation, cette reconstruction fournissant un premier ensemble de données, on détermine l'épaisseur de la couche interne de l'objet, on détermine un deuxième ensemble de données, relatives à la déformation de cette couche interne, à partir de l'épaisseur ainsi déterminée, et on effectue une reconstruction de la totalité de la paroi interne de l'objet, au moyen des premier et deuxième ensembles de données.
De préférence on établit une relation linéaire entre une déformation de la ligne lumineuse et des perturbations qui sont présentes sur la paroi interne de l'objet, pour déterminer le deuxième ensemble de données.
Selon un premier mode de réalisation particulier du procédé, objet de l'invention, on détermine l'épaisseur de la couche interne de l'objet tridimensionnel par une technique interférométrique .
Selon un deuxième mode de réalisation particulier, on détermine l'épaisseur de la couche interne de l'objet tridimensionnel par une mesure ombroscopique, effectuée suivant un deuxième axe de vue qui n'est pas parallèle au premier axe de vue.
Selon un troisième mode de réalisation particulier, on détermine l'épaisseur de la couche interne de l'objet tridimensionnel par une mesure ombroscopique, effectuée suivant le premier axe de vue, après avoir effectué une rotation de l'objet. De préférence, on effectue la reconstruction de la totalité de la paroi interne de l'objet tridimensionnel en combinant les premier et deuxième ensembles de données par l'intermédiaire de la méthode des moindres carrés.
Selon un mode de réalisation particulier du procédé, objet de l'invention, on détermine deux paramètres opto-géométriques, respectivement constitués par l'indice de réfraction de la couche interne et par l'indice de réfraction de la couche externe de l'objet tridimensionnel, à partir de deux paramètres géométriques, respectivement constitués par l'épaisseur de la couche interne et par l'épaisseur de la couche externe .
BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS
La présente invention sera mieux comprise à la lecture de la description d'exemples de réalisation donnés ci-après, à titre purement indicatif et nullement limitatif, en faisant référence aux dessins annexés sur lesquels :
- la figure 1 est une vue schématique d'un dispositif d' ombroscopie optique qui est utilisable dans la présente invention, - la figure 2 montre le profil radial d'une image d' ombroscopie optique qui est obtenue lors de la mise en œuvre d'un procédé conforme à l'invention,
- la figure 3 est l'image de la surface interne d'un objet creux, que l'on a reconstruite par un procédé conforme à l'invention, la figure 4 montre des coupes transversales de cette surface,
- la figure 5 est une vue schématique d'un autre dispositif d' ombroscopie optique qui est utilisable dans la présente invention,
- la figure 6 est une vue schématique d'un dispositif d' interféromètrie qui est utilisable dans l'invention, et les figures 7 et 8 illustrent schématiquement des dispositifs d' ombroscopie optique qui sont utilisés pour caractériser respectivement un cylindre creux et un ellipsoïde creux conformément à 1' invention .
EXPOSÉ DÉTAILLÉ DE MODES DE RÉALISATION PARTICULIERS
La présente invention se caractérise (a) par une reconstruction en trois dimensions sur un petit voisinage proche de l'équateur de l'objet transparent que l'on veut caractériser et (b) par une fusion de données.
Ces données sont obtenues à la fois par un dispositif d' ombroscopie optique à une seule vue en lumière visible et par un dispositif interférométrique . L'observation de l'objet transparent par ombroscopie en lumière visible est associée à un modèle optique de propagation de la lumière, qui prend en compte les interactions de cette propagation aux diverses interfaces de l'objet. Ce principe de mesure permet de relier la mesure directe sur l'image, qui est obtenue par ombroscopie, aux déformations de la surface interne de l'objet étudié et aux grandeurs dimensionnelles de cet objet.
L' ombroscopie optique est une méthode de mesure simple pour étudier des objets plans mais, pour des objets en trois dimensions, l'image obtenue par cette méthode ne fournit pas assez d'informations. En effet, l'image observée d'une coupe d'un objet n'est pas uniquement l'image de la coupe à travers l'objectif du dispositif d' ombroscopie : c'est l'image de la coupe à travers cet objectif et l'objet lui-même.
L'observation de l'objet par interférométrie permet de raccorder la mesure directe avec les caractéristiques dimensionnelles de l'objet.
La combinaison des mesures ombroscopiques aux mesures interférométriques par l'intermédiaire d'un algorithme fondé sur la méthode des moindres carrés donne une estimation spatiale de la surface interne de l'objet observé.
La complémentarité entre l' ombroscopie optique et l' interférométrie est plus simple à mettre en œuvre dans une structure complexe, où il n'y a qu'un seul axe de vue, contrairement à la tomographie qui est couramment utilisée dans ce cas (trois dimensions) mais nécessite d'observer l'objet sous plusieurs incidences, ce qui n'est pas possible dans le cas présent.
Une étude a été menée sur des sphères (objets sphériques) creuses à deux couches, dont toutes les caractéristiques sont connues, notamment l'indice optique et l'épaisseur de chaque couche, sauf éventuellement l'indice optique de la couche interne. L' ombroscopie met en évidence des anneaux lumineux. Chacun de ceux-ci se caractérise par une concentration de rayons lumineux, appelée « caustique ». Une analyse de cette caustique établit un lien entre l'anneau lumineux observé correspondant et la surface interne de l'objet. Ceci permet d'exploiter la mesure directe sur l'image.
Un procédé de mesure conforme à l'invention est principalement fondé sur cette analyse ainsi que sur la combinaison des mesures par la méthode des moindres carrés.
On donne ci-après un exemple de mise en œuvre du procédé, objet de l'invention, pour un objet sphérique creux, plus simplement appelé « sphère creuse », qui comporte deux couches et qui est transparent à la lumière à la lumière visible.
Dans cet exemple, la première couche est une sphère creuse en polymère, dont le diamètre extérieur et l' épaisseur valent respectivement 2430 μm et 175 μm et dont l'indice optique vaut 1,54 à la longueur d' onde principale de la source de lumière visible ; et la seconde couche a une épaisseur de 100 μm et un indice optique de 1,16 à cette longueur d' onde . La figure 1 est une vue schématique d'un dispositif d' ombroscopie optique qui est utilisable dans cet exemple et qui comprend une source collimatée de lumière visible 2, un objectif 4 et un écran 6. L'objet étudié 8 est placé entre la source 2 et l'objectif 4 ; sa couche externe a la référence 10 tandis que sa couche interne a la référence 12. On voit aussi un rayon lumineux 14 qui va de la source à l'écran en passant par l'objet puis par l'objectif.
Considérons d'abord la caractérisation de l'anneau lumineux principal, c'est-à-dire de l'anneau lumineux qui est le plus visible sur une image réelle, obtenue par ombroscopie optique à une seule vue.
A partir d'une telle image, sur laquelle le principal anneau lumineux est donc visible, on peut former un profil radial de cette image, sur lequel cet anneau lumineux est repéré par un pic d'intensité.
Un tel profil est représenté sur la figure 2. Les numéros des pixels (pxl) sont portés en abscisse et les amplitudes (niveaux de gris) en ordonnée (I) . L'anneau lumineux principal est repéré par le pic P et la flèche B désigne le bord extérieur de l'objet. Le centre de l'objet correspond à l'axe des ordonnées.
L' anneau lumineux est dû à une concentration de rayons lumineux ayant suivi le même type de parcours optique en termes de réflexions et de transmissions. Dans le cas présent, le chemin optique qui est la cause de cet anneau lumineux correspond au trajet suivi par le rayon lumineux 14 de la figure 1.
La concentration de rayons lumineux est aussi appelée « caustique » et constitue l'enveloppe en trois dimensions de ces rayons lumineux. L'anneau lumineux principal est l'intersection de cette caustique avec le capteur du système d' observation que l'on dispose, en pratique, à la place de l'écran 6 de la figure 1. II est à noter que le capteur du système d' observation peut effectuer de petits déplacements le long de l'axe d'observation, autour de sa position initiale. Un petit déplacement de ce type est noté u. L'axe d'observation est l'axe optique 16 de l'objectif 4 de la figure 1. Dans un cas idéal, la surface interne 18
(figure 1) de l'objet observé est une sphère parfaite et l'anneau lumineux observé est alors un cercle.
On considère l'application p —» Ru *(p) qui, à un rayon lumineux issu de la source 2 et situé à une distance p de l'axe optique 16, associe cette distance à l'intersection de ce rayon avec le capteur du système d'observation, après que ce rayon a traversé tout le système optique, constitué par l'objet 8 et l'objectif 4. On peut alors écrire : où hv (p) et h2(p) sont des applications lisses , c' est-à-dire indéfiniment dif f érentiables sur R, qui dépendent uniquement du système optique . Elles sont données par :
H1 (P) = P cos 2ψ h2(p) = -hι(p) + tan2ψ avec ψ = où next, nSχ , nS2 sont les indices optiques respectifs du milieu extérieur à l ' obj et , de la première sphère ( couche 12 de la figure 1 ) et de la seconde sphère ( couche 10 de la figure 1 ) ; rι , r2, ri sont les rayons respectifs des trois interfaces qui sont définies par l ' obj et à deux couches , T1 étant le rayon extérieur de la couche externe 12, r2 le rayon intérieur de cette couche 12 (et donc le rayon extérieur de la couche 10) et r3 le rayon intérieur de la couche 10 ; et f représente la distance focale de l'objectif 4.
L' intersection de la caustique avec le plan du capteur a pour équation :
dp
Pour une position fixée du capteur, le paramètre p* est solution de l'équation précédente.
Ainsi, le rayon Rc de l'anneau lumineux principal idéal
(c'est-à-dire sans déformation de la surface interne
18) est tel que : R0=H1[P*).
On considère ci-après l'acquisition des mesures.
Des mesures interférométriques, effectuées sur l'objet à deux couches, au niveau de l'axe optique de l'objet et au voisinage des pôles de cet objet, à l'aide d'un dispositif interférentiel, fournissent directement la mesure de l'épaisseur de chaque couche.
Les images ombroscopiques contiennent, comme on l'a vu, un anneau lumineux qui est extrait par une méthode classique de détection de contours à résolution subpixellique (en anglais, subpixel contour détection) . Les mesures ombroscopiques sont obtenues en calculant la distance entre le centre de la surface externe de l'objet à deux couches et les points de détection de contours. On considère maintenant l'analyse de 1' ombroscopie optique.
La paroi intérieure de l'objet à deux couches peut présenter des déformations de surface. Celles-ci sont modélisées par
- une perturbation S1 sur le rayon de la sphère qui décrit la paroi interne de l'objet, - une perturbation ε2 sur la normale à cette sphère, dans le plan [P) qui est déterminé par le point de réflexion du rayon lumineux sur la paroi interne de l'objet et par l'axe optique 16 de l'objectif 4 de la figure 1, le centre O de l'objet étant sur cet axe, et
- une perturbation ε3 sur la normale, dans le plan (Q) qui est perpendiculaire au plan (P) .
On désigne par η1 une expression d'ordre i par rapport aux perturbations ει,ε2,ε3 et à leurs dérivées premières.
Soit /)ËR et & e [θ,2;r[ les coordonnées polaires du rayon lumineux sortant de la source de lumière collimatée dans un plan perpendiculaire à l'axe optique.
Soit ReR et a e [θ,2;r[ les coordonnées polaires du rayon lumineux qui intersecte le capteur du système d' observation dans le propre plan de ce capteur . Soit R \p) le rayon de l'anneau lumineux dans le cas idéal, c'est-à-dire sans aucune perturbation sur la surface interne de l'objet à deux couches .
On suppose que les perturbations ει,ε2,ε3 sont C1 petites, ce qui veut dire qu'elles sont de classe C1 sur R2 et que ces perturbations ainsi que leurs dérivées premières sont petites.
Compte tenu de la symétrie axiale du système optique et de la continuité des perturbations, les coordonnées polaires (R, α) du rayon lumineux intersectant le plan du capteur du système d'observation peuvent s'écrire de la façon suivante :
où aι,a2,ai sont des fonctions réelles qui dépendent uniquement des propriétés du système optique et sont lisses c'est-à-dire indéfiniment différentiables sur R.
L'équation de la caustique se calcule
toujours à partir de l'équation suivante: —^^ = 0. dp
On peut donc écrire : 3(p,a) = a -a3(p)ε3(p,a)+η2.
Ainsi, l'équation de tout rayon lumineux sortant du système optique et intersectant le plan d'observation (plan du capteur) est défini de la façon suivante : l'équation de R dans le système de coordonnées (p,a) est:
R{p , 3) = R*(p ) + 3) + a2{p ]ε2{p , &) + η2
- et l'équation de la caustique est
toujours donnée par dans ce système de coordonnées .
Il convient de noter que la perturbation ε3 n'a aucune influence sur le rayon de l'anneau lumineux au premier ordre. Il en résulte que l'équation de l'anneau lumineux déformé (caustique perturbée) dans le système de coordonnées (p,α) s'écrit à l'ordre 1 :
Rc(α)=R* (p*)+ai(p*)εi(p\α)+a2(ρ*)ε2(ρ*,α)+r|2.
La relation qui précède est très importante, puisque c'est à partir de celle-ci que s'effectue l'exploitation des mesures sur l'image d' ombroscopie optique. Cette relation permet de recueillir toute l'information concernant les déformations εx\p*,α) et ε2yp*,α) de la sphère idéale.
Il existe aussi une relation entre les perturbations ελ\p,&) et ε^\p,&) qui est la suivante : où φ" est l'angle compris entre le point de réflexion sur la surface interne 18 de la couche 10 et l'axe optique, dans le plan [P) . II est donc possible de reconstruire Syp*,a) au premier ordre, en fonction de l'angle a qui est l'angle observé. Toutefois, pour l'application qui suit, cette correction n'est pas prise en compte car elle n'a aucune influence significative sur le résultat final .
On considère maintenant l'estimation spatiale de la surface interne de l'objet à deux couches.
Les données fournies par la méthode d' ombroscopie optique et la méthode d' interférométrie renseignent sur l'état de surface de la paroi interne de l'objet à deux couches. Il faut donc réconcilier les mesures afin d'estimer la déformation qui affecte la surface interne de cet objet.
Pour la suite du procédé conforme à l'invention, il faut considérer l'angle θ comme précédemment et lui associer un autre angle φ afin de former un système de coordonnées de type coordonnées d'Euler, ayant pour origine le centre O de l'objet.
Les déformations d'une sphère sont généralement modélisées par des harmoniques sphériques ^(i!?,^), avec zeN. A ce sujet on se reportera au document suivant :
[3] H. Groemer, Géométrie applications of Fourier séries and spherical harmonies, Cambridge University Press, 1996. II est donc naturel de considérer la topographie (ou déformation) ε{β,φ) de la surface interne comme étant une combinaison linéaire d'harmoniques sphériques : où n est un entier naturel (fini) . Ainsi obtient-on des relations linéaires entre les mesures et la perturbation de l'état de surface interne, ces relations linéaires ayant pour inconnues les amplitudes X1 avec i=l,...,n.
Il convient de noter que, dans ce qui précède, les perturbations ει,ε2,εi sont indépendantes. Or, dans l'exemple considéré de l'invention, la déformation ε{β,φ) correspond à la perturbation 8^3,Cp), et les deux autres perturbations 82 et 83 sont liées à la première Si. Ceci revient à dire que ε{&,φ) détermine totalement les perturbations ει,ε2,ε3. Comme on l'a expliqué auparavant,
1' ombroscopie optique met en relation les mesures directes sur l'image et la déformation qui est présente sur la paroi interne de l'objet. De plus, on considère que le rayon issu de la source de lumière collimatée, qui est responsable de la formation de l'anneau lumineux, ne sort pas du plan osculateur initial. La déformation considérée est alors:
Cette égalité induit un système d'équations linéaires dont les variables sont les X1, avec i=l,...,n.
Le nombre d'équations de ce système est le nombre d'angles a qui sont pris en considération, et les valeurs du rayon de l'anneau lumineux proviennent de la détection de contours qui a été mentionnée plus haut.
En utilisant la méthode des moindres carrés, on évalue la déformation sur la normale et la variation d'épaisseur sur la paroi interne de l'objet à deux couches. L' interférométrie relie directement la variation d'épaisseur dans la zone observée à la combinaison linéaire d'harmoniques sphériques, puisque la mesure d' interférométrie est une lecture simple de la déformation de la paroi interne. Ainsi, en recombinant les mesures obtenues par les méthodes d' interférométrie et d' ombroscopie optique, par un algorithme fondé sur la méthode des moindres carrés, on obtient une estimation globale de l'état de surface de la paroi interne de l'objet à deux couches.
Les figures 3 et 4 illustrent un exemple de reconstruction spatiale de la paroi interne d'un objet à deux couches, que l'on a effectuée conformément à l'invention. La figure 3 est une image de la surface reconstruite et la figure 4 représente des coupes transversales I et II de cette surface. Les figures montrent les déformations accentuées car elles ne sont pas visibles à l'œil nu. On a vérifié que l'estimation obtenue se superpose à la surface réelle. On a donc vu, dans la présente invention, que l'analyse effectuée sur la méthode d' ombroscopie optique permet de relier la déformation de l'anneau lumineux (déformation en deux dimensions) à la déformation qui est présente sur la surface interne de l'objet creux, translucide ou transparent, à deux couches (information tridimensionnelle) . Il convient également de noter que les procédés connus ne traduisent pas une information bidimensionnelle en une information tridimensionnelle à l'aide d'une seule vue.
L'association d'une méthode de mesure par ombroscopie optique à une méthode d' interférométrie permet d'évaluer la rugosité de la surface interne d'un objet creux translucide ou transparent, à deux couches. A l'aide de ces deux méthodes, que l'on met en œuvre à des endroits différents, des informations dimensionnelles sont fusionnées.
Dans l'invention, il est possible de remplacer la mesure d' interférométrie par une deuxième mesure d' ombroscopie, effectuée suivant un axe de vue qui n'est pas parallèle à celui suivant lequel la première mesure d' ombroscopie a été effectuée. De plus, si l'observation effectuée suivant le deuxième axe de vue n'est pas complète mais s'effectue à travers des fentes, l'interprétation des mesures ombroscopiques restera identique. II est également possible de remplacer la mesure d' interférométrie par une deuxième mesure d' ombroscopie optique, effectuée suivant l'axe de vue qui a été utilisé pour la première mesure d' ombroscopie optique, à condition d'effectuer cette deuxième mesure après avoir fait tourner l'objet sur lui-même.
Ainsi, la rotation de l'objet sur lui-même et l'utilisation d'un seul axe de vue d' ombroscopie permettent encore l'utilisation de la méthode précédemment décrite, à savoir l'analyse de l'image de la caustique permettant de remonter aux informations tridimensionnelles, puis la réconciliation des données afin de reconstituer une estimation tridimensionnelle complète de l'état de surface interne.
On décrit ci-après un dispositif d' ombroscopie et un dispositif d' interférométrie permettant la mise en œuvre du procédé, objet de 1' invention .
Le dispositif d' ombroscopie est schématiquement représenté sur la figure 5 et comprend une source 19 de lumière visible, des moyens 20 de collimation réglables de cette source et des moyens d'acquisition d'images, comportant une optique 22 qui est munie de moyens 24 de variation de l'ouverture numérique de cette optique (ou qui possède l'ouverture numérique adéquate) . Cette dernière est suivie par un capteur
CCD 26 (dispositif à transfert de charge) qui est muni de moyens 28 de traitement d'images, auxquels est associé un dispositif d'affichage 30.
Une sphère creuse à double couche 32, que l'on veut étudier, est placée entre la source 19 et l'optique 22, de façon que le centre de la sphère soit sensiblement placé sur l'axe optique 34 de l'optique 22. Cet axe 34 constitue l'axe de vue, suivant lequel on acquiert l'image de l'objet. L'optique 22 permet de former l'image d'un plan de coupe de la sphère creuse 32 sur le capteur CCD 26. La figure 6 est une vue schématique du dispositif d' interférométrie . Il s'agit, plus précisément, d'un dispositif de spectroscopie interférentielle pour la mesure d'épaisseurs sans contact.
Ce dispositif comprend une source de lumière blanche 35, un ensemble de lentilles de mise en forme 36, un télescope 38, une fibre optique 40 de transmission de signal, un spectromètre 42 et un ordinateur 44.
La source de lumière 35 est utilisée pour éclairer l'objet à caractériser 46. Le faisceau d' éclairement fourni par cette source est transmis par une fibre optique 48 et mis en forme par l'ensemble de lentilles 36, de façon à adapter le profil de ce faisceau à la géométrie de l'objet à étudier.
Le télescope 38, par exemple du genre de celui qui est commercialisé par la société Questar sous la référence QMlOO, est utilisé pour éclairer l'objet à analyser et pour collecter la lumière réfléchie. Le télescope QMlOO autorise une distance de travail D allant de 15 cm à 38 cm.
A la sortie du télescope, le signal lumineux réfléchi est injecté dans la fibre optique 40 et acheminé jusqu'au spectromètre 42 pour faire l'acquisition d'un spectre cannelé. Un injecteur 50 est prévu pour injecter la lumière issue de la fibre 40 dans le spectromètre.
Le spectre cannelé est transmis jusqu'à l'ordinateur 44 pour être analysé. Cet ordinateur est muni de moyens 52 d'affichage des résultats obtenus. Revenons sur des aspects essentiels de la présente invention. Cette dernière porte essentiellement sur une méthode qui est utilisée pour déterminer la déformation de la surface interne d'un objet à deux couches et dont les éléments essentiels sont :
- une analyse du phénomène physique appelé « caustique », contenant l'information sur la déformation de la surface interne, cette caustique étant définie par le bord intérieur de l'anneau lumineux que comporte l'image de l'objet, obtenue par ombroscopie optique, une détermination de l'information observée par la chaîne d' ombroscopie optique, la perturbation bidimensionnelle de l'anneau lumineux donnant une information tridimensionnelle sur la déformation de la surface interne de l'objet, et
- une élaboration du principe de fusion des mesures physiques incomplètes (utilisation de la méthode des moindres carrés et modélisation adéquate des déformations de la paroi interne de l'objet) .
On décrit ci-après d'autres applications de 1' invention .
Un procédé conforme à l'invention, du genre de celui qui a précédemment décrit pour la caractérisation de la déformation de sphères creuses à deux couches peut être mis en œuvre pour la caractérisation de la déformation de cylindres creux à deux couches. La même source lumineuse et la même chaîne d'acquisition d'images peuvent être utilisées, comme le montre schématiquement la figure 7 où le cylindre a la référence 54. Deux bandes blanches, qui sont liées à la surface interne du cylindre à deux couches, apparaissent alors sur l'image ombroscopique . Il est alors nécessaire de reconsidérer une modélisation des perturbations .
Le même procédé peut également être mis en œuvre pour la caractérisation de la déformation d'ellipsoïdes creux à deux couches.
La même source lumineuse et la même chaîne d'acquisition d'images peuvent encore être utilisées, comme le montre schématiquement la figure 8 où l'ellipsoïde a la référence 56. Il apparaît alors, sur l'image ombroscopique, une bande blanche qui est liée à la surface interne de l'ellipsoïde à deux couches. Il est alors encore nécessaire de reconsidérer une modélisation des perturbations.
Le même procédé peut aussi être mis en œuvre pour la caractérisation de la déformation de sphéroïdes creux à deux couches.
La même source lumineuse et la même chaîne d'acquisition d'images peuvent encore être utilisées. Il apparaît aussi, sur l'image ombroscopique, une bande blanche qui est liée à la surface interne du sphéroïde à deux couches. Il est alors encore nécessaire de reconsidérer une modélisation des perturbations.
La présente invention s'applique également à la caractérisation des indices de réfraction d'objets à deux couches : en utilisant la relation que l'on a donnée plus haut et qui définit le rayon de l'anneau lumineux, on peut déterminer l'indice de réfraction optique de chacune des deux couches dont on déterminera au préalable les dimensions au moyen d'un autre système de mesure.
Il est aussi possible de déterminer l'indice optique de chacune des couches en utilisant un autre anneau lumineux de l'image obtenue par ombroscopie optique. Ainsi, à partir d'un seul cliché ombroscopique, les indices optiques d'un objet à deux couches idéal, c'est-à-dire sans petites déformations, sont caractérisés.

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé de mesure sans contact d'un objet tridimensionnel creux (8, 32, 46, 54, 56), ayant ainsi une paroi interne (18), cet objet comprenant une couche externe (12) et une couche interne (10), cet objet étant translucide ou transparent vis-à-vis d'une lumière visible, ce procédé étant caractérisé en ce que : on acquiert une image de l'objet par ombroscopie optique à une seule vue, suivant un premier axe de vue (34), en observant cet objet avec la lumière visible, cette image comprenant au moins une ligne lumineuse, on établit une équation qui relie au moins un paramètre opto-géométrique de l'objet à au moins un paramètre géométrique de la ligne lumineuse,
- on détermine ce paramètre géométrique, et on détermine le paramètre opto- géométrique à l'aide de l'équation et du paramètre géométrique ainsi déterminé, dans lequel on effectue une reconstruction tridimensionnelle de la paroi interne (18) de l'objet sur une zone qui est proche de l'équateur de cet objet, à partir de l'image de l'objet et de l'équation, cette reconstruction fournissant un premier ensemble de données, on détermine l'épaisseur de la couche interne (10) de l'objet, on détermine un deuxième ensemble de données, relatives à la déformation de cette couche interne, à partir de l'épaisseur ainsi déterminée, et on effectue une reconstruction de la totalité de la paroi interne (18) de l'objet, au moyen des premier et deuxième ensembles de données.
2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel on établit une relation linéaire entre une déformation de la ligne lumineuse et des perturbations qui sont présentes sur la paroi interne (18) de l'objet, pour déterminer le deuxième ensemble de données .
3. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, dans lequel on détermine l'épaisseur de la couche interne (18) de l'objet par une technique interférométrique .
4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, dans lequel on détermine l'épaisseur de la couche interne (18) de l'objet par une mesure ombroscopique, effectuée suivant un deuxième axe de vue qui n'est pas parallèle au premier axe de vue (34) .
5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, dans lequel on détermine l'épaisseur de la couche interne (18) de l'objet par une mesure ombroscopique, effectuée suivant le premier axe de vue (34), après avoir effectué une rotation de 1' objet.
6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, dans lequel on effectue la reconstruction de la totalité de la paroi interne (18) de l'objet en combinant les premier et deuxième ensembles de données par l'intermédiaire de la méthode des moindres carrés.
7. Procédé de mesure sans contact d'un objet tridimensionnel creux (8, 32, 46, 54, 56), ayant ainsi une paroi interne (18), cet objet comprenant une couche externe (12) et une couche interne (10), cet objet étant translucide ou transparent vis-à-vis d'une lumière visible, ce procédé étant caractérisé en ce que : on acquiert une image de l'objet par ombroscopie optique à une seule vue, suivant un premier axe de vue (34), en observant cet objet avec la lumière visible, cette image comprenant au moins une ligne lumineuse, on établit une équation qui relie au moins un paramètre opto-géométrique de l'objet à au moins un paramètre géométrique de la ligne lumineuse,
- on détermine ce paramètre géométrique, et - on détermine le paramètre opto- géométrique à l'aide de l'équation et du paramètre géométrique ainsi déterminé, dans lequel on détermine deux paramètres opto-géométriques, respectivement constitués par l'indice de réfraction de la couche interne (10) et par l'indice de réfraction de la couche externe (12), à partir de deux paramètres géométriques, respectivement constitués par l'épaisseur de la couche interne et par l'épaisseur de la couche externe.
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