FR2564602A1 - NON-CONTACT ASTIGMATE OPTICAL SENSOR - Google Patents

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FR2564602A1 FR8407874A FR8407874A FR2564602A1 FR 2564602 A1 FR2564602 A1 FR 2564602A1 FR 8407874 A FR8407874 A FR 8407874A FR 8407874 A FR8407874 A FR 8407874A FR 2564602 A1 FR2564602 A1 FR 2564602A1
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    • GPHYSICS
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Abstract

UN CAPTEUR OPTIQUE AMELIORE DONT UNE APPLICATION PARTICULIERE EST LE DESSIN DES CONTOURS ET LA MESURE DES FAIBLES DISTANCES, EST DECRIT. LE CAPTEUR COMPORTE UN MOYEN DE PRODUCTION DE LUMIERE ET DE PROJECTION QUI PROJETTE UN FAISCEAU LUMINEUX A TRAVERS DES LENTILLES CYLINDRIQUES CROISEES DE FACON A PROVOQUER ARTIFICIELLEMENT DE L'ASTIGMATISME. LE FAISCEAU ASTIGMATE EST ENSUITE DIRIGE SUR LA SURFACE D'UNE CIBLE A DESSINER. LE RAYONNEMENT DISPERSE VERS L'ARRIERE REFLECHI PAR LA SURFACE DE LA CIBLE, EST COLLECTE PAR UN MOYEN COLLECTEUR ET FOCALISE SUR UN PHOTODETECTEUR. LA FORME DE L'IMAGE PROJETEE SUR LE PHOTODETECTEUR DEPEND DE LA DISTANCE ENTRE LE CAPTEUR ET LA SURFACE. EN OBSERVANT LA SORTIE DU DETECTEUR, ON PEUT MESURER LA DISTANCE QUI SEPARE LE CAPTEUR ET LA SURFACE OU ON PEUT LA MAINTENIR CONSTANTE, CE QUI PERMET D'OBTENIR UN DESSIN DES CONTOURS EN UTILISANT DES TECHNIQUES DE REPRODUCTION CONNUES.AN IMPROVED OPTICAL SENSOR OF WHICH A SPECIAL APPLICATION IS THE DRAWING OF THE CONTOURS AND THE MEASUREMENT OF LOW DISTANCES, IS DESCRIBED. THE SENSOR FEATURES A MEANS OF LIGHT GENERATION AND PROJECTION WHICH PROJECTS A BEAM OF LIGHT THROUGH CYLINDRICAL LENSES CROSSED IN A WAY TO ARTIFICIALLY CAUSE ASTTIGMATISM. THE ASTIGMATE BEAM IS THEN DIRECTED ON THE SURFACE OF A TARGET TO BE DRAWED. BACKWARD SCATTERED RADIATION REFLECTED BY THE SURFACE OF THE TARGET, IS COLLECTED BY A COLLECTOR MEDIA AND FOCUSED ON A PHOTODETECTOR. THE SHAPE OF THE IMAGE PROJECTED ON THE PHOTODETECTOR DEPENDS ON THE DISTANCE BETWEEN THE SENSOR AND THE SURFACE. BY OBSERVING THE OUTPUT OF THE DETECTOR, THE DISTANCE BETWEEN THE SENSOR AND THE SURFACE CAN BE MEASURED OR MAINTAINED CONSTANT, WHICH ALLOWS AN OUTLINE DRAWING USING KNOWN REPRODUCTION TECHNIQUES.

Description

-1--1-

BASE DE L'INVENTIONBASIS OF THE INVENTION

1. Domaine de l'invention: La présente invention appartient au domaine de la métrologie dimensionnelle et plus particulièrement à la réalisation de dessins de surfaces sans contact en  1. Field of the invention: The present invention belongs to the field of dimensional metrology and more particularly to the production of drawings of contactless surfaces in

utilisant un capteur optique.using an optical sensor.

2. Bases de la technique: Dans de nombreuses applications scientifiques et d'engineering, il est intéressant d'obtenir un profil  2. Basics of the technique: In many scientific and engineering applications, it is interesting to obtain a profile

précis de la surface d'un objet. Par exemple, le dévelop-  precise of the surface of an object. For example, the develop-

pement de véhicules terrestres, aériens et spatiaux exige la production d'un plan du contour des diverses surfaces  Pement of land, air and space vehicles requires the production of a plan of the outline of the various surfaces

d'un véhicule permettant une analyse correcte des carac-  of a vehicle allowing a correct analysis of the characteristics

téristiques mécaniques et aérodynamiques. On peut ensuite  mechanical and aerodynamic teristics. We can then

apporter des modifications au stade de l'étude et produi-  make changes at the study stage and produce

re pour une optimisation ultérieure de la conception un plan du contour de surface remis à jour. De plus, dans  re for an updated optimization of the design an updated surface contour plan. In addition, in

de nombreux cas, une description du contour d'un article  many cases a description of the outline of an item

est critique pour la fabrication et le contrôle de qua-  is critical for the manufacture and control of

lité. Des pièces soumises à de sévères sollicitations,  lity. Parts subject to severe stress,

telles que des engrenages, ailettes de turbine et de ven-  such as gears, turbine and fan fins

tilateurs, etc. doivent être usinées selon des tolérances très serrées. Un plan détaillé du contour de la pièce est fréquemment obtenu pour servir de gabarit et de norme de  tilators, etc. must be machined to very tight tolerances. A detailed outline of the part is frequently obtained to serve as a template and standard for

qualité pour des pièces suivantes produites en série.  quality for the following parts produced in series.

Un certain nombre de capteurs ont été mis au point pour obtenir un plan du contour de la surface d'une cible. Par exemple, il existe des capteurs par contact multi-usages et présentant une précision élevée à un prix relativement bas. Cependant, de par leur nature propre, les capteurs par contact abîment la surface inspectée -2- dans une certaine proportion et présentent une usure de leur pointe de touche. S'il existe une erreur dans le positionnement du capteur, ce dernier comme la surface de la cible peuvent être sérieusement endommagés. De plus, dans certains cas, la surface de la cible, par ex- emple une ailette de compresseur, est si mince qu'un capteur par contact déformera la surface et introduira  A number of sensors have been developed to obtain a contour map of the surface of a target. For example, there are multi-purpose contact sensors with high precision at a relatively low price. However, by their very nature, contact sensors damage the inspected surface to a certain extent and exhibit wear of their test probes. If there is an error in the positioning of the sensor, both the sensor and the target surface can be seriously damaged. In addition, in some cases, the target surface, for example a compressor fin, is so thin that a contact sensor will deform the surface and introduce

une erreur de mesure.a measurement error.

A la suite des difficultés rencontrées dans l'u-  Following the difficulties encountered in the

tilisation des capteurs à contact pour dessin de contour, on a tenté de mettre au point des techniques de dessin de profil de surface sans contact. Un système qui utilise l'interférométrie optique ponctuelle a un rendement élevé  Using contact sensors for contour drawing, attempts have been made to develop techniques for drawing non-contact surface profiles. A system that uses point optical interferometry has high efficiency

mais est souvent trop sensible pour de nombreuses appli-  but is often too sensitive for many applications.

cations. Les méthodes qui utilisent l'interférométrie  cations. Methods that use interferometry

optique ponctuelle exigent des composants optiques cou-  point optics require optical components

teux, un alignement critique de l'appareillage optique, une importante isolation des vibrations, et un traitement  teux, a critical alignment of the optical apparatus, an important isolation of vibrations, and a treatment

électronique sophistiqué si l'on veut qu'elles fonction-  sophisticated electronics if you want them to work

nent correctement.nent properly.

De façon semblable, d'autres techniques ont été mises au point et utilisent l'interférométrie optique de  Similarly, other techniques have been developed that use optical interferometry of

surface qui, de même que l'interférométrie optique ponc-  surface which, like the optical interferometry ponc-

tuelle, se révèle très sensible aux défauts d'alignement et doivent utiliser des techniques de traitement d'image complexes et consommatrices de temps pour diminuer les données de franges brutes obtenues. On a découvert que la technique en question était limitée au contrôle des cibles présentant des surfaces extrêmement bien polies et réfléchissantes comme des miroirs, soumises aux mêmes critères d'alignement que ceux exigés par le système de mesure. D'autres techniques sans contact sont décrites dans  tual, proves to be very sensitive to misalignments and must use complex and time consuming image processing techniques to reduce the raw fringe data obtained. It was discovered that the technique in question was limited to the control of targets with extremely well polished and reflective surfaces like mirrors, subject to the same alignment criteria as those required by the measurement system. Other contactless techniques are described in

un brevet U.S. Numéros 3.481.672, 3.679.307 et 4.299.491.  U.S. Patent Numbers 3,481,672, 3,679,307 and 4,299,491.

-3- En conséquence, le besoin existe de disposer d'un capteur optique simple quoique précis, sans contact, pour l'utilisation dans le dessin de plans de contour de  -3- Consequently, there is a need for a simple yet precise, non-contact optical sensor for use in drawing contour plans of

surface et les systèmes de mesure de faibles distances.  surface and short distance measurement systems.

La présente invention présente un capteur de mesure op-  The present invention presents an ope-

tique sans contact qui permet de réaliser le dessin dé-  non-contact tick which allows the drawing to be made

taillé du profil d'une surface de cible, et qui n'est  cut from the profile of a target surface, and which is not

pas sujet aux problèmes d'alignement critique et de vi-  not subject to critical alignment and visualization issues

brations rencontrés typiquement dans les dispositifs de  brations typically encountered in

la technique antérieure. Ainsi que le montrera la dis-  the prior art. As the dis-

cussion suivante, la présente invention a de nombreuses autres applications en métrologie dimensionnelle, outre  Next, the present invention has many other applications in dimensional metrology, in addition to

le dessin des profils de surface.drawing of surface profiles.

SOMMAIRE DE L'INVENTIONSUMMARY OF THE INVENTION

Un capteur optique amélioré pouvant être utilisé particutièrement dans le dressage de plans de contour de  An improved optical sensor which can be used particularly in the drawing of contour maps of

surface et dans des systèmes de mesure de faibles distan-  surface and in small distance measurement systems

ces. Le capteur comporte un laser ou tout autre source lumineuse, qui projette un faisceau lumineux à travers des lentilles cylindriques croisées de façon à produire artificiellement un astigmatisme dans le faisceau. Le faisceau astigmate est ensuite projeté en utilisant un  these. The sensor comprises a laser or any other light source, which projects a light beam through crossed cylindrical lenses so as to artificially produce an astigmatism in the beam. The astigmatic beam is then projected using a

moyen approprié d'orientation de la lumière, sur une sur-  suitable means of directing the light, on an over-

face de cible dont on veut dresser le plan. Les rayons dispersés vers l'arrière, réfléchis par la surface de la  target face whose plan is to be drawn. The rays scattered backwards, reflected by the surface of the

cible sont collectés par un moyen de réception et foca-  target are collected by means of reception and foca-

lisés sur un photo-détecteur ou tout autre moyen de dé-  read on a photo-detector or any other means of

tection de rayonnement approprié. Par nature, la forme du faisceau lumineux astigmate projeté varie en fonction de la distance par rapport au capteur optique. Un point  tection of appropriate radiation. By nature, the shape of the projected astigmatic light beam varies as a function of the distance from the optical sensor. A point

situé en aval du capteur optique, et o le faisceau as-  located downstream of the optical sensor, and o the beam as-

tigmate forme un spot généralement circulaire est défini -4-  tigma forms a generally circular spot is defined -4-

comme étant un point "zéro" de foyer central (Z.O). En -  as being a "zero" point of central focus (Z.O). In -

amont de ce point vers le capteur optique, le faisceau astigmate forme un spot généralement elliptique (à Z=-ZO) et, de façon identique, en aval du point zéro le faisceau forme un spot généralement elliptique ( à Z = +ZO) orienté essentiellement à 90 du spot amont - ZO. Donc,la forme de  upstream from this point towards the optical sensor, the astigmatic beam forms a generally elliptical spot (at Z = -ZO) and, identically, downstream from zero point the beam forms a generally elliptical spot (at Z = + ZO) oriented essentially at 90 from the upstream spot - ZO. So the form of

l'image projetée sur le photo-détecteur par le moyen collec-  the image projected on the photo-detector by the collec-

teur dépend de la distance entre le capteur optique et la surface de cible. Par suite, en observant la sortie de chaque élément du photodétecteur, la distance entre le capteur et la surface de cible peut être conservée constante et on peut obtenir un plan des contours de la surface en utilisant des  tor depends on the distance between the optical sensor and the target surface. Consequently, by observing the output of each element of the photodetector, the distance between the sensor and the target surface can be kept constant and one can obtain a plane of the contours of the surface using

techniques connues de dessin.known drawing techniques.

Une autre version de l'invention est prévue, version dans laquelle un faisceau lumineux non astigmate est projeté sur la surface à cartographier. Le rayonnement arrière parasite réfléchi par la surface de cible est collecté et traverse des lentilles cylindriques croisées pour provoquer de l'astigmatisme dans le faisceau reçu. Le faisceau astigmate est ensuite focalisé sur un photo-détecteur. Comme dans le cas de la première version, la forme du faisceau reçu est fonction de la distance séparant le capteur de la surface de cible, ce qui  Another version of the invention is planned, a version in which a non-astigmatic light beam is projected onto the surface to be mapped. Spurious rear radiation reflected by the target surface is collected and passes through crossed cylindrical lenses to cause astigmatism in the received beam. The astigmatic beam is then focused on a photo-detector. As in the case of the first version, the shape of the received beam is a function of the distance separating the sensor from the target surface, which

permet ainsi la production d'un plan du contour.  thus allows the production of a contour plan.

BREVE DESCRIPTION DES DESSINSBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

La figure 1 représente la projection d'un faisceau lumineux astigmate sur le détecteur quadratique de la présente invention. La figure 2 est une représentation schématique d'une  FIG. 1 represents the projection of an astigmatic light beam on the quadratic detector of the present invention. Figure 2 is a schematic representation of a

version de la présente invention.version of the present invention.

-5- La Figure 3 est une illustration graphique de la production d'astigmatisme dans un faisceau lumineux  -5- Figure 3 is a graphic illustration of the production of astigmatism in a light beam

par l'usage de lentilles cylindriques croisées.  by the use of crossed cylindrical lenses.

La Figure 4 est un graphique de la sortie élec-  Figure 4 is a graph of the electrical output

trique du détecteur quadratique de la Figure 1 en fonc-  of the quadratic detector of Figure 1 in function

tion de la distance entre le capteur de la présente in-  tion of the distance between the sensor of this in-

vention et une surface de cible.vention and a target area.

La Figure 5 est une autre version de la présente  Figure 5 is another version of this

invention représentée dans la Figure 2.  invention shown in Figure 2.

La Figure 6 est une illustration schématique de l'utilisation de la présente invention pour obtenir un  Figure 6 is a schematic illustration of the use of the present invention to obtain a

dessin du contour de surface d'un objet cible.  drawing the surface contour of a target object.

DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION  DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

Un capteur optique sans contact ayant une appli-  A contactless optical sensor with an application

cation particulière dans la production de dessins de con-  particular cation in the production of con-

tour de surface et la mesure de petites distances est  surface tour and measuring short distances is

décrit. Dans la description suivante, donnée à titre ex-  described. In the following description, given ex-

plicatif, de nombreux détails sont exposés sous forme  many details are presented in the form

de quantités spécifiques, lentilles, matériaux et confi-  specific quantities, lenses, materials and confi-

gurations afin de permettre une excellente compréhension  gurations in order to allow an excellent understanding

de l'invention. Cependant, il est évident pour les spé-  of the invention. However, it is evident to the spe-

cialistes que l'invention peut être mise en oeuvre sans les détails spécifiques. Dans d'autres cas, des composants bien connus comme des détecteurs, moyens de traitement électrique, etc., n'ont pas été décrits en détail afin  specialists that the invention can be implemented without specific details. In other cases, well known components such as detectors, electrical processing means, etc. have not been described in detail in order to

de ne pas inutilement gêner la compréhension de l'inven-  not to unnecessarily interfere with the understanding of the invention

tion. Si l'on se réfère brièvement à la Figure 1, la --6--  tion. If we refer briefly to Figure 1, the --6--

présente invention comprend un capteur, indiqué généra-  present invention comprises a sensor, indicated generally

lement par le symbole 10, qui projette un faisceau lumi-  symbol 10, which projects a light beam

neux astigmate 12 sur une surface de cible à reproduire  astigmatic neux 12 on a target surface to reproduce

en dessin. La section du faisceau lumineux 12 a une for-  in drawing. The section of the light beam 12 has a form

me qui varie en fonction de la distance la séparant du capteur 10. Comme le représente la-Figure, la forme du  me which varies as a function of the distance separating it from the sensor 10. As shown in FIG., the shape of the

faisceau lumineux astigmate 12 est essentiellement circu-  astigmatic light beam 12 is essentially circu-

laire à un point qui est défini comme étant le foyer cen-  area at a point which is defined as the center hearth

tral (CF) du faisceau (Z=0). En amont (Z=-Zo)vers le cap-  beam tral (CF) (Z = 0). Upstream (Z = -Zo) towards the cape-

teur 10, le faisceau lumineux 12 prend généralement la  tor 10, the light beam 12 generally takes the

forme d'une ellipse orientée essentiellement verticale-  shape of an ellipse oriented essentially vertical-

ment. La forme aval (Z=Zo) du faisceau astigmate 12 forme  is lying. The downstream form (Z = Zo) of the astigmatic beam 12 forms

généralement une ellipse qui est orientée approximative-  generally an ellipse which is oriented approximate-

ment à 90 par rapport à la forme amont. Comme il sera discuté, l'utilisation d'un faisceau astigmate permet de maintenir constante avec précision la distance entre le capteur 10 et la surface de cible, afin de produire le  ment at 90 compared to the upstream form. As will be discussed, the use of an astigmatic beam makes it possible to precisely maintain the distance between the sensor 10 and the target surface constant, in order to produce the

dessin du contour d'une surface de cible.  outline drawing of a target surface.

Si- l'on se réfère maintenant à la Figure 2, la  If we now refer to Figure 2, the

structure de la présente invention sera maintenant décri-  structure of the present invention will now be described

te. Le capteur optique sans contact 10 comprend une sour-  you. The contactless optical sensor 10 comprises a source

ce lumineuse 14 qui peut comporter un laser, une diode photoémettrice ou similaire, pour produire de la lumière de la longueur d'onde désirée. La lumière produite 16 traverse une lentille collimatrice 17 pour obtenir des  this light 14 which may include a laser, a light emitting diode or the like, to produce light of the desired wavelength. The light produced 16 passes through a collimating lens 17 to obtain

rayons essentiellement parallèles. Un astigmatisme provo-  essentially parallel rays. A provocative astigmatism

qué artificiellement est introduit dans le faisceau lumi-  that artificially is introduced into the light beam

neux 16 en utilisant une paire de lentilles cylindriques croisées 18 et 20. Comme le représente mieux la Figure 3,  neux 16 using a pair of crossed cylindrical lenses 18 and 20. As best shown in Figure 3,

l'utilisation dans la présente invention de lentilles cy-  the use in the present invention of cy-

lindriques croisées provoque l'astigmatisme désiré dans le faisceau 16, de sorte qu'il y a production au foyer  crossed lindrics cause the desired astigmatism in beam 16, so that there is production at home

central (CF) du faisceau astigmate d'un spot essentielle-  central (CF) of the astigmatic beam of an essential spot-

ment symétrique et circulaire. Ce foyer central est défini - f -  symmetrical and circular. This central focus is defined - f -

par ZwO le long d'un axe des Z essentiellement perpendi-  by ZwO along an essentially perpendicular Z axis

culaire aux lentilles 18 eL 20 qu'il traverse, -vmm* le  Cular to the 18 eL 20 lenses it crosses, -vmm * the

représente la Figure 3. La forme du faisceau 16 en u'ont.  represents Figure 3. The shape of the beam 16 in u'ont.

du foyer central (Z--Zo) est généralement une ellipse dont le plus grand axe sat orienté verticalement et se trouve parallèle ' l'axe longitudinal principal die a lentille cylindrique 20.. En aval du foyer qentral (3-+} Z la forme du faisceau' 16 prend une fois encore la foim9 générale d'une ellipce mais avec un plus grand axe *é"alés  of the central focal point (Z - Zo) is generally an ellipse whose largest sat axis oriented vertically and is parallel to the main longitudinal axis die with a cylindrical lens 20 .. Downstream of the central focal point (3- +} Z la shape of the beam '16 once again takes the general form of an ellipce but with a larger axis * é "alés

d'environ 90' par rapport à celui de l'ellipse amont.  about 90 'compared to that of the upstream ellipse.

Donc, la forme du faiseeau 16 en Z-+Zo est celle d'** ell1ipse dont le plus grand axe est généralement par*lt1 à l'axe longitudinal de la lentille cylindrique 18. La forme de la section du faisceau 16 dépend donc de la 4iis-,  Therefore, the shape of the beam 16 in Z- + Zo is that of ** ell1ipse whose largest axis is generally by * lt1 to the longitudinal axis of the cylindrical lens 18. The shape of the section of the beam 16 therefore depends from 4iis-,

tance qui le sépare des lentilles croisées. L'on pelt se'.  tance which separates it from crossed lenses. We pelt themselves.

rendre compte que, quoique la présente invention utilise des lentilles cylindriques croisées pour provoquer un astigmatisme artificiel, d'autres méthodes demblabl@  realize that, although the present invention uses crossed cylindrical lenses to cause artificial astigmatism, other methods can be

utilisant des combinaisons de lentilles ou éléments.seS-  using combinations of lenses or elements.

blables peuvent aussi 4tre utiliseées pour arriver a à&-!i  can also be used to arrive at & -! i

me résultat.me result.

Si nous nous référons à nouveau à la Figurt 2, apres avoir traversé les lentilles cylindriques croisées 18 et 20, le faisceau 16 est dirigé par exemple, pat le diviseur de faisceau 2S, sur une surface de clble 39 f  If we refer again to Figurt 2, after having crossed the crossed cylindrical lenses 18 and 20, the beam 16 is directed for example, by the beam splitter 2S, on a surface of cable 39 f

dessiner. La surface 30 disperse le faisceau 16 selên 1l-  draw. The surface 30 disperses the beam 16 selen 11l

nature de la surface. Par exemple, 'Si la surface dec ib est relativement lisse, une importante portion de  nature of the surface. For example, 'If the surface of ib is relatively smooth, a large portion of

faisceau 16 sera réfléchie. Si la surface de cible 30.  beam 16 will be reflected. If the target area 30.

est rugueuse ou piquée et non plane, le faisceau 16,ara' dispersé dans une certaine proportion. Ainsi qu'il PeWa di*çuté, quvique lez radt*ristiq4es de surface de la surface de cible 30 fassent varier la quantité de liet4 t -8- réfléchie, dispersée ou absorbée, la valeur de sortie ajoutée de la présente invention dépendra de la distance  is rough or pitted and not planar, the bundle 16, ara 'dispersed in a certain proportion. As it PeWa di * çué, quvique lez radt * ristiq4es surface of the target surface 30 vary the amount of liet4 t -8- reflected, dispersed or absorbed, the added output value of the present invention will depend on the distance

séparant le capteur 10 de la surface 30.  separating the sensor 10 from the surface 30.

La lumière dispersée en arrière 32, qui a été réfléchie par la surface de cible 30, est collectée par une lentille de traçage 34 et focalisée sur un détecteur  The back scattered light 32, which has been reflected from the target surface 30, is collected by a tracing lens 34 and focused on a detector

quadratique 36 couplé à des circuits électroniques con-  quadratic 36 coupled to electronic circuits con-

venables 37. Quoique la présente invention utilise une lentille de traçage 34 afin de recevoir le rayonnement dispersé par le faisceau 16 et qui est projeté sur la  venables 37. Although the present invention uses a tracing lens 34 in order to receive the radiation dispersed by the beam 16 and which is projected onto the

surface de cible 30, il est évident que l'on peut utili-  target surface 30, it is obvious that one can use

ser une grande variété de moyens collecteurs pour arri-  a wide variety of collecting means for arriving

ver au même résultat.worm with the same result.

Comme le représente mieux la Figure 1, le dé-  As best shown in Figure 1, the

tecteur quadratique 36 comprend quatre éléments photo-  quadratic protector 36 includes four photo-

sensibles 40, 42, 44 et 46. Lorsque la distance entre  sensitive 40, 42, 44 and 46. When the distance between

les lentilles cylindriques croisées 18 et 20 et la sur-  the crossed cylindrical lenses 18 and 20 and the over-

face de cible 30 est égale à la distance au foyer central, la lumière dispersée vers l'arrière 32 focalisée sur le détecteur quadratique 36 forme un spot 35 essentiellement  target face 30 is equal to the distance to the central focus, the light scattered towards the rear 32 focused on the quadratic detector 36 forms a spot 35 essentially

symétrique et circulaire. Donc, la sortie de chaque dé-  symmetrical and circular. So the output of each die

tecteur quadratique sera essentiellement égale. Dans le cas o la surface de cible 30 tombe dans la portion amont  quadratic tector will be essentially equal. In the case where the target surface 30 falls in the upstream portion

du faisceau astigmate 16 qui a une forme générale ellip-  of the astigmatic beam 16 which has a general ellip-

tique avec un axe principal parallèle à l'axe Y (voir  tick with a main axis parallel to the Y axis (see

Figure 3), la sortie combinée des quadrants 40 et 44 dé-  Figure 3), the combined output of quadrants 40 and 44

passera celle des quadrants 42 et 46. A l'inverse, si la surface de cible tombe dans la portion aval du faisceau astigmate projeté ayant une section elliptique disposée généralement à 90 par rapport à la section amont, la valeur de sortie des éléments photosensibles 42 et 46  will pass that of quadrants 42 and 46. Conversely, if the target surface falls in the downstream portion of the projected astigm beam having an elliptical section generally disposed at 90 relative to the upstream section, the output value of the photosensitive elements 42 and 46

dépassera celle des éléments 40 et 44 du détecteur 36.  will exceed that of elements 40 and 44 of detector 36.

Les valeurs de sortie des quatre éléments dé-  The output values of the four elements

tecteurs sont additionnées et soustraites pour donner des tensions de la forme:  tectors are added and subtracted to give tensions of the form:

Vout = KP-Vout = KP-

Vo = KP+ dans lesquelles K = facteur de proportionnalité  Vo = KP + where K = proportionality factor

P- = P42 + P46 - P40 - P44P- = P42 + P46 - P40 - P44

P+ = P42 + P46 + P40 + P44P + = P42 + P46 + P40 + P44

et Pm = la puissance optique totale incidente sur chaque élément détecteur m, dans laquelle  and Pm = the total optical power incident on each detector element m, in which

m = 40, 42, 44 ou 46.m = 40, 42, 44 or 46.

Si nous nous référons maintenant à la Figure 4, la sortie du capteur est prise comme étant le rapport  If we now refer to Figure 4, the sensor output is taken as the ratio

Vout/Vo qui est représenté graphiquement comme une fonc-  Vout / Vo which is represented graphically as a function-

tion de la distance entre la surface de cible 30 et le foyer central 16 du capteur 10. La distance depuis le  tion of the distance between the target surface 30 and the central focus 16 of the sensor 10. The distance from the

point de foyer central du faisceau astigmate 16 est me-  central focal point of the astigmatic beam 16 is me-

surée sur l'axe des abcisses dans la Figure 4, et le si-  on the abscissa axis in Figure 4, and the

gnal de sortie du détecteur de quadrant normalisé comme  general output of the quadrant detector normalized as

étant Vout/Vo est porté sur l'axe desordonnées.  being Vout / Vo is carried on the coordinate axis.

Ainsi qu'on s'y attendait, la valeur de sortie du détecteur atteint un maximum lorsque le détecteur 36 se trouve près de l'un des foyers (Zo et Zo). Entre les deux foyers, elle est généralement linéaire et de valeur unique. A l'extérieur des deux foyers, le signal approche  As expected, the detector output value reaches a maximum when the detector 36 is near one of the foci (Zo and Zo). Between the two foci, it is generally linear and of unique value. Outside the two homes, the signal is approaching

asymptotiquement de zéro.asymptotically from zero.

Quoique la version actuellement préférée de l'in-  Although the currently preferred version of the

vention utilise un photodétecteur à quatre quadrants 36,  vention uses a four quadrant photodetector 36,

il est évident que d'autres combinaisons d'éléments dé-  it is evident that other combinations of elements

tecteurs sont possibles. Par exemple, la présente inven-  tectors are possible. For example, the present invention

Z564602Z564602

-10- tion peut utiliser de façon satisfaisante un détecteur  -10- tion can use a detector satisfactorily

à deux éléments. Dans ce cas-là, la sortie de chaque é-  with two elements. In this case, the output of each é-

lément est comparée afin d'identifier la position du cap-  the element is compared in order to identify the position of the cap-

teur 10 par rapport à la surface de cible 30, en se ba-  10 relative to the target surface 30, while basing

sant sur la nature du rayonnement dispersé arrière. Si nous nous référons maintenant à la Figure 5,  health on the nature of the back scattered radiation. If we now refer to Figure 5,

une autre version de la présente invention est représen-  another version of the present invention is shown

tée. Etant donné que de nombreux éléments comprenant la version de la Figure 5 sont essentiellement les mêmes  tee. Since many elements comprising the version of Figure 5 are essentially the same

que ceux décrits en se référant à la Figure 2, on utili-  than those described with reference to Figure 2, we use

sera dans un but de simplicité les mêmes numéros de ré-  for simplicity's sake, the same re-

férence. La source lumineuse 14 produit le faisceau lu-  ference. The light source 14 produces the beam

mineux 42 qui traverse les lentilles collimatrices 44  miners 42 which passes through the collimating lenses 44

pour projeter ce faisceau sur une surface de cible 30.  to project this beam onto a target surface 30.

Le rayonnement dispersé arrière 50 réfléchi par la sur-  The back scattered radiation 50 reflected by the over-

face 30 est dirigé par un séparateur de faisceau 52 ou  face 30 is directed by a beam splitter 52 or

un élément identique sur les lentilles cylindriques croi-  an identical element on the cross cylindrical lenses

sées 54 et 56. Comme dans la version de la Figure 2, les lentilles cylindriques croisées 54 et 56 provoquent un  54 and 56. As in the version of Figure 2, the crossed cylindrical lenses 54 and 56 cause a

astigmatisme artificiel dans le faisceau reçu 50 et foca-  artificial astigmatism in the received beam 50 and foca-

lisent ce faisceau sur un détecteur de quadrant 36 cou-  read this beam on a 36-quadrant detector

plé à des circuits électroniques appropriés. Comme cela  plé to appropriate electronic circuits. Like this

a été précédemment décrit, le signal de sortie du détec-  was previously described, the detector output signal

teur de quadrant 36 fournit des signaux qui indiquent la position du capteur 10 par rapport à la surface de cible  quadrant 36 provides signals that indicate the position of sensor 10 relative to the target surface

30. On a trouvé que l'utilisation du système d'"astigma-  30. It has been found that the use of the "astigma-

tisme de réception" illustré dans la Figure 5 délivre un signal de sortie de détecteur qui est essentiellement le  reception tism "illustrated in Figure 5 delivers a detector output signal which is essentially the

même que celui représenté à la Figure 4. Les deux ver-  same as that shown in Figure 4. The two ver-

sions représentées dans les Figures 2 et 5 utilisent un  sions shown in Figures 2 and 5 use a

astigmatisme artificiellement provoqué afin de faire va-  artificially induced astigmatism in order to make

rier la forme géométrique d'un faisceau lumineux dirigé vers un détecteur de quadrant en fonction de la distance  rier the geometric shape of a light beam directed towards a quadrant detector as a function of the distance

entre le capteur 10 et la surface de la cible.  between the sensor 10 and the target surface.

-11- Si nous nous référons maintenant à la Figure 6, une application possible de la présente invention sera  If we now refer to Figure 6, a possible application of the present invention will be

décrite. Le capteur 10 est représenté couplé par un en-  described. The sensor 10 is shown coupled by a

semble de bras articulé 60 à une machine 62 à mesurer les coordonnées. Le bras articulé 60 comporte des coupla- ges 64, 66 et 68 à transducteurs pour permettre au bras de se déplacer dans trois dimensions (X, Y, Z). Pour obtenir un dessin du contour de la surface comprenant les coordonnées X, Y, Z pour les points placés sur une cible (par exemple l'avion 70), le bras articulé 60 est  seems to articulate arm 60 to a machine 62 for measuring coordinates. The articulated arm 60 has couplings 64, 66 and 68 with transducers to allow the arm to move in three dimensions (X, Y, Z). To obtain a contour drawing of the surface including the coordinates X, Y, Z for the points placed on a target (for example the aircraft 70), the articulated arm 60 is

maintenu de façon à avoir une distance constante d'éloi-  maintained so as to have a constant distance from

gnement "d" de la cible 70. Cette distance d est égale à la distance du foyer central du faisceau astigmate du capteur 10. Le signal de sortie de la présente invention à cette distance d'écartement est défini comme étant le point "zéro" (Z=O). Le signal de sortie du capteur 10 peut ensuite être utilisé pour commander la position du capteur de façon que le foyer central soit maintenu sur la surface de la cible. Donc, le bras articulé 60 peut être utilisé pour déplacer le capteur 10 sur la surface  geometry "d" of the target 70. This distance d is equal to the distance from the central focus of the astigmatic beam of the sensor 10. The output signal of the present invention at this spacing distance is defined as the point "zero" (Z = O). The output from sensor 10 can then be used to control the position of the sensor so that the central focus is maintained on the surface of the target. So the articulated arm 60 can be used to move the sensor 10 on the surface

tout en maintenant un écartement constant. Les coor-  while maintaining constant spacing. The co-

données pour (X, Y, Z) chaque point de la cible 70 au-des-  data for (X, Y, Z) each point of target 70 above

sus desquelles passe le capteur 10 peuvent ensuite être obtenues par un traitement approprié des signaux délivrés par les transducteurs 64, 66 et 68 de sorte qu'un dessin du contour de la surface de la cible soit produit par  above which the sensor 10 passes can then be obtained by appropriate processing of the signals delivered by the transducers 64, 66 and 68 so that a drawing of the outline of the surface of the target is produced by

rapport à un point de départ initial arbitrairement dé-  compared to an arbitrarily chosen initial starting point

fini comme origine.finished as original.

On peut se rendre compte que, quoique la Figure 6 illustre une utilisation de la présente invention dans laquelle le capteur 10 est utilisé pour maintenir le bras articulé 60 à distance constante de la surface de la cible, ce capteur 10 peut également être utilisé pour -12- mesurer directement les variations de la surface de la  It can be seen that, although Figure 6 illustrates a use of the present invention in which the sensor 10 is used to keep the articulated arm 60 at constant distance from the surface of the target, this sensor 10 can also be used for - 12- directly measure the variations in the surface of the

cible. La gamme de mesure du capteur 10 serait générale-  target. The measurement range of sensor 10 would be general-

ment définie comme étant la distance entre les deux foyers -Zo et +Zo. Pour autant que la sortie du détecteur de quadrant 36 soit essentiellement linéaire entre cha- que foyer, de petites distances et de faibles variations de contour pourront être détectées. Donc, la présente  ment defined as the distance between the two foci -Zo and + Zo. Provided that the output of the quadrant detector 36 is essentially linear between each focal point, small distances and small variations in contour can be detected. So this

invention a son utilité pour assurer le contrôle de qua-  invention has its utility for ensuring the control of

lité pour des pièces à tolérances serrées, comme par ex-  for parts with tight tolerances, such as

emple des engrenages, mémoires optique et magnétiques, etc. Pour avoir une meilleure précision, un traitement non linéaire peut être utilisé pour linéariser le signal  example of gears, optical and magnetic memories, etc. For better accuracy, non-linear processing can be used to linearize the signal

sur une plus grande gamme de mesure.  over a wider range of measurement.

Donc, un capteur optique amélioré sans contact  So an improved non-contact optical sensor

a été décrit, capteur qui a des applications particuliè-  has been described, a sensor which has particular applications

res pour l'utilisation dans le dessin des contours et les mesures de faibles distances. Le capteur est simple,  res for use in contour drawing and short distance measurements. The sensor is simple,

fiable, et peut être aisément interfaçé avec les dispo-  reliable, and can be easily interfaced with the devices

sitifs existants électriques et mécaniques de dessin de contours. Quoique la présente invention ait été décrite en se référant aux Figures 1-6, il est évident que les Figures ne sont données que dans un but illustratif et ne doivent pas être considérées comme limitatives de l'invention. -13-  existing electrical and mechanical contour drawing devices. Although the present invention has been described with reference to Figures 1-6, it is obvious that the Figures are given only for illustrative purposes and should not be considered as limiting the invention. -13-

Claims (28)

REVENDICATIONS 1. Un capteur optique servant à déterminer les caractéristiques de la surface d'une cible, comprenant: un moyen de projection pour projeter un faisceau astigmate de lumière sur ladite surface de la cible; un moyen récepteur pour collecter une portion dudit faisceau lumineux dispersé en arrière de ladite surface; un moyen détecteur couplé audit moyen récepteur pour déterminer la position de ce capteur par rapport à ladite surface, et basé sur la dispersion dudit faisceau astigmate sur ladite surface; les caractéristiques de ladite surface de cible pouvant ainsi être déterminées en passant ledit capteur  1. An optical sensor for determining the characteristics of the surface of a target, comprising: projection means for projecting an astigmatic beam of light onto said surface of the target; receiving means for collecting a portion of said light beam scattered behind said surface; detector means coupled to said receiving means for determining the position of this sensor relative to said surface, and based on the dispersion of said astigmatic beam on said surface; the characteristics of said target surface can thus be determined by passing said sensor sur ladite surface.on said surface. 2. Le capteur optique défini par la revendica-  2. The optical sensor defined by the claim tion 1, dans lequel ledit moyen détecteur comporte un  tion 1, wherein said detector means comprises a photodétecteur sensible à la lumière.  light sensitive photodetector. 3. Le capteur optique défini par la revendica-  3. The optical sensor defined by the claim tion 2, dans lequel ledit moyen de projection comprend deux lentilles cylindriques disposées à 90 l'une de  tion 2, wherein said projection means comprises two cylindrical lenses arranged at 90 one of l'autre de façon à délivrer un faisceau astigmate.  the other so as to deliver an astigmatic beam. 4. Le capteur optique défini par la revendica-  4. The optical sensor defined by the claim tion 3, dans lequel ledit détecteur est composé au moins de deux éléments détecteurs dont chacun fournit un signal  tion 3, wherein said detector is composed of at least two detector elements each of which provides a signal de sortie en réponse à la lumière incidente sur ledit é-  output in response to light incident on said é- lément.element. 5. Le capteur optique défini par la revendica-  5. The optical sensor defined by the claim tion 4 dans lequel la section dudit faisceau astigmate -14- varie en fonction de la distance séparant ledit capteur  tion 4 in which the section of said astigm beam -14- varies as a function of the distance separating said sensor de ladite surface.of said surface. 6. Le capteur optique défini par la revendica-  6. The optical sensor defined by the claim tion 5, dans lequel ledit moyen récepteur comporte une lentille de représentation pour collecter ledit faisceau  tion 5, wherein said receiving means includes a representation lens for collecting said beam astigmate dispersé en arrière et réfléchi par ladite sur-  astigma scattered back and reflected by said over- face.face. 7. Le capteur optique défini par la revendica-  7. The optical sensor defined by the claim tion 6 et dans lequel ledit moyen de projection comporte  tion 6 and wherein said projection means comprises un moyen générateur de lumière.a light generating means. 8. Le capteur optique défini par la revendica' tion 7 et dans lequel ledit moyen de projection comprend en outre une lentille collimatrice disposée entre ledit  8. The optical sensor defined by claim 7 and wherein said projection means further comprises a collimator lens disposed between said moyen producteur de lumière et ladite lentille cylindri-  medium light producer and said cylindrical lens que.than. 9; Le capteur optique défini par la revendica-  9; The optical sensor defined by the claim- tion 8 et comprenant en outre un séparateur de faisceau  tion 8 and further comprising a beam splitter pour diriger ledit faisceau astigmate sur ladite surface.  to direct said astigmatic beam onto said surface. 10. Le capteur optique défini par la revendica-  10. The optical sensor defined by the claim tion 5, dans lequel ledit faisceau astigmate forme une image de section généralement circulaire en son foyer central.  tion 5, in which said astigmatic beam forms an image of generally circular section in its central focus. 11. Le capteur optique défini par la revendica-  11. The optical sensor defined by the claim tion 10 et dans lequel ledit détecteur comporte quatre éléments photosensibles (40, 42, 44, 46), le signal de sortie desdits éléments dudit détecteur étant décrit au moyen des relations suivantes: -15- Vout = KP_ Vo = KP+ o Vout = tension de sortie totale du détecteur K = facteur de proportionnalité  tion 10 and in which said detector comprises four photosensitive elements (40, 42, 44, 46), the output signal of said elements of said detector being described by means of the following relations: -15- Vout = KP_ Vo = KP + o Vout = voltage total detector output K = proportionality factor P- = P42 + P46 - P40 - P44P- = P42 + P46 - P40 - P44 P+ = P42 + P46 + P40 + P44P + = P42 + P46 + P40 + P44 P40 = puissance optique incidente sur l'élément 40 P42 = puissance optique incidente sur l'élément 42 P44 = puissance optique incidente sur l'élément 44 P46 = puissance optique incidente sur l'élément 46  P40 = optical power incident on element 40 P42 = optical power incident on element 42 P44 = optical power incident on element 44 P46 = optical power incident on element 46 12. Un capteur optique pour l'utilisation en dé-  12. An optical sensor for use in tecteur d'informations sur le contour d'une surface de cible, comprenant: un moyen de projection pour projeter un faisceau lumineux astigmate sur ladite surface de la cible; un moyen collecteur pour collecter une portion dudit faisceau lumineux dispersé en arrière par ladite surface  information guard on the outline of a target surface, comprising: projection means for projecting an astigmatic light beam on said target surface; collecting means for collecting a portion of said light beam dispersed behind by said surface un moyen détecteur couplé audit moyen collec-  detector means coupled to said collection means teur pour déterminer la position dudit capteur par rap-  tor to determine the position of said sensor relative to port à ladite surface et basé sur la dispersion dudit faisceau astigmate sur ladite surface; grâce auxquels une information sur le contour peut être obtenue en faisant passer ledit capteur sur  port to said surface and based on the dispersion of said astigmatic beam on said surface; by which information on the contour can be obtained by passing said sensor over ladite surface de cible.said target surface. 13. Le capteur optique défini par la revendica-  13. The optical sensor defined by the claim tion 12 et dans lequel ledit moyen de détection comporte  tion 12 and wherein said detection means comprises un photodétecteur pourvu de quatre éléments photosensi-  a photodetector with four photosensitive elements bles, chaque élément délivrant un signal de sortie en  bles, each element delivering an output signal in réponse à la lumière incidente sur ledit élément.  response to the light incident on said element. -16--16- 14. Le capteur optique défini par la revendica-  14. The optical sensor defined by the claim tion 13 et dans lequel ledit moyen de projection compor-  tion 13 and in which said projection means comprises te deux lentilles cylindriques disposées à 90 l'une de  te two cylindrical lenses arranged at 90 one of l'autre de façon à fournir un faisceau astigmate.  the other so as to provide an astigmatic beam. 15. Le capteur optique défini par la revendi- cation 14 dans laquelle la puissance totale-se trouvant dans chacun desdits quatre éléments dudit détecteur est généralement décrite par les relations suivantes:  15. The optical sensor defined by claim 14 in which the total power found in each of said four elements of said detector is generally described by the following relationships: Vout = KP-Vout = KP- Vo = KP+ dans lesquelles Vout = tension de sortie totale du détecteur K = facteur de proportionnalité  Vo = KP + in which Vout = total detector output voltage K = proportionality factor P- = P42 + P46 - P40 - P44P- = P42 + P46 - P40 - P44 P+ = P42 + P46 + P40 + P44P + = P42 + P46 + P40 + P44 P40 = puissance optique incidente sur l'élément 40 P42 = puissance optique incidente sur l'élément 42 P44 = puissance optique incidente sur l'élément 44 P46 = puissance optique incidente sur l'élément 46  P40 = optical power incident on element 40 P42 = optical power incident on element 42 P44 = optical power incident on element 44 P46 = optical power incident on element 46 16. Un capteur optique pour la détermination16. An optical sensor for determination des caractéristiques de la surface d'une cible, compre-  characteristics of the surface of a target, including nant: un moyen de projection pour projeter un faisceau lumineux sur ladite surface de cible-; un moyen collecteur pour collecter une portion  nant: a projection means for projecting a light beam on said target surface; a collecting means for collecting a portion dudit faisceau dispersé vers l'arrière depuis ladite sur-  of said beam dispersed rearward from said over- face et pour provoquer de l'astigmatisme dans ledit fais-  face and to cause astigmatism in said beam ceau collecté; un moyen détecteur couplé audit moyen collecteur pour 'déterminer la position dudit capteur par rapport à ladite surface en se basant sur l'astigmatisme détecté  collected skin; detector means coupled to said collecting means for determining the position of said sensor relative to said surface based on the detected astigmatism produit dans ledit faisceau collecté; -  produced in said collected beam; - -17--17- au moyen desquels les caractéristiques de ladi-  by means of which the characteristics of ladi- te surface de cible peuvent être déterminées en faisant  The target area can be determined by doing passer ledit capteur sur ladite surface.  pass said sensor over said surface. 17. Le capteur optique défini par la revendica-  17. The optical sensor defined by the claim tion 10 et dans lequel la section dudit faisceau astig-  tion 10 and in which the section of said beam astig- mate collecté varie en fonction de la distance qui sépa-  mate collected varies according to the distance between re ledit capteur et ladite surface.re said sensor and said surface. 18. Le capteur optique défini par la revendica-  18. The optical sensor defined by the claim tion 17, dans lequel ledit moyen collecteur comporte deux lentilles cylindriques disposées à 90 l'une de l'autre pour provoquer ledit astigmatisme dans ledit  tion 17, in which said collecting means comprises two cylindrical lenses arranged 90 apart from each other to cause said astigmatism in said faisceau collecté.beam collected. 19. Le capteur optique défini dans la revendica-  19. The optical sensor defined in the claim tion 18 et dans lequel ledit moyen détecteur comporte un  tion 18 and in which said detector means comprises a photodétecteur ayant au moins deux quadrants photosensi-  photodetector having at least two photosensitive quadrants bles pour produire des signaux indiquant la quantité de  to produce signals indicating the amount of lumière incidente sur chaque quadrant.  incident light on each quadrant. 20. Le capteur optique défini dans la revendica-  20. The optical sensor defined in the claim tion 19 et dans lequel ledit photodétecteur a quatre qua-  tion 19 and wherein said photodetector has four qua- drants (40, 42, 44, 46), dont les surfaces photosensibles  drants (40, 42, 44, 46), whose photosensitive surfaces sont généralement identiques.are generally identical. 21. Le capteur optique défini par la revendica-  21. The optical sensor defined by the claim tion 20 et dans lequel la tension de sortie dudit détec-  tion 20 and wherein the output voltage of said detector teur de quadrant est décrite par la relation suivante:  quadrant is described by the following relation: Vout = KP-Vout = KP- Vo = KP+ dans lesquels: Vout = tension de sortie totale du détecteur K = facteur de proportionnalité -18-  Vo = KP + in which: Vout = total detector output voltage K = proportionality factor -18- P- = P42 + P46 - P40 - P44P- = P42 + P46 - P40 - P44 P+ = P42 + P46 + P40 + P44P + = P42 + P46 + P40 + P44 P40 = puissance optique incidente sur l'élément 40 P42 = puissance optique incidente sur l'élément 42 P44 = puissance optique incidente sur l'élément 44 P46 = puissance optique incidente sur l'élément 46  P40 = optical power incident on element 40 P42 = optical power incident on element 42 P44 = optical power incident on element 44 P46 = optical power incident on element 46 22. Le capteur optique défini par la revendica-  22. The optical sensor defined by the claim tion 20 dans lequel ledit moyen de projection comporte  tion 20 in which said projection means comprises une source génératrice de lumière et une lentille colli-  a light-generating source and a colli- matrice.matrix. 23. Un capteur optique pour tirer une informa-  23. An optical sensor to draw information tion sur le contour d'une surface de cible, comprenant: un moyen de projection pour projeter un faisceau lumineux sur ladite surface de cible; un moyen collecteur pour collecter une portion  tion on the outline of a target surface, comprising: projection means for projecting a light beam on said target surface; a collecting means for collecting a portion dudit faisceau réfléchi par ladite surface et pour pro-  of said beam reflected by said surface and for pro- voquer de l'astigmatisme dans ledit faisceau collecté; un moyen détecteur couplé audit moyen collecteur pour déterminer la position dudit capteur par rapport à  evoke astigmatism in said collected beam; detector means coupled to said collecting means for determining the position of said sensor with respect to ladite surface et basé sur l'astigmatisme détecté, pro-  said surface and based on the astigmatism detected, pro- voqué dans ledit faisceau collecté au moyen desquels une information sur le contour  voiced in said collected beam by means of which information on the contour peut être obtenue en faisant passer ledit capteur sur la-  can be obtained by passing said sensor over the dite surface de cible.said target surface. 24. Le capteur optique défini par la revendica-  24. The optical sensor defined by the claim tion 23, dans lequel la section du faisceau astigmate varie en fonction de la distance qui sépare ledit capteur  tion 23, in which the section of the astigmatic beam varies as a function of the distance which separates said sensor et ladite surface.and said surface. 25. Le capteur optique défini par la revendica-  25. The optical sensor defined by the claim tion 24, dans lequel ledit moyen détecteur comporte un -19- photodétecteur ayant quatre quadrants (40, 42, 44, 46)  tion 24, wherein said detector means comprises a photodetector having four quadrants (40, 42, 44, 46) dont les surfaces photosensibles sont généralement iden-  whose photosensitive surfaces are generally identical tiques.ticks. 26. Le capteur optique défini par la revendica-  26. The optical sensor defined by the claim tion 25, dans lequel la puissance totale se trouvant dans chacun desdits quatre quadrants est généralement définie par la relation suivante:  tion 25, in which the total power found in each of said four quadrants is generally defined by the following relation: Vout = KP-Vout = KP- Vo = KP+ dans lesquels, Vout = tension de sortie totale du détecteur K = facteur de proportionnalité  Vo = KP + in which, Vout = total detector output voltage K = proportionality factor P- = P42 + P46 - P40 - P44P- = P42 + P46 - P40 - P44 P+ = P42 + P46 + P40 + P44P + = P42 + P46 + P40 + P44 P40 = puissance optique incidente sur l'élément 40 P42 = puissance optique incidente sur l'élément 42 P44 = puissance optique incidente sur l'élément 44 F46 = puissance optique incidente sur l'élément 46  P40 = optical power incident on element 40 P42 = optical power incident on element 42 P44 = optical power incident on element 44 F46 = optical power incident on element 46 27. Le capteur optique défini par la revendica-  27. The optical sensor defined by the claim tion 24 dans lequel ledit moyen collecteur comporte deux lentilles cylindriques disposées à 90 l'une de l'autre pour provoquer ledit astigmatisme dans ledit faisceau collecté.  tion 24 in which said collecting means comprises two cylindrical lenses arranged at 90 from one another to cause said astigmatism in said collected beam. 28. Le capteur optique défini par la revendica-  28. The optical sensor defined by the claim tion 27, dans lequel ledit moyen de projection comporte  tion 27, wherein said projection means comprises un moyen générateur de lumière.a light generating means.
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