FR2591329A1 - Appareil et procede de traitement d'informations tridimensionnelles - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un appareil qui met en îoeuvre un procédé de traitement d'informations tridimensionnelles. Il comporte un premier système optique 1, un dispositif 5, 3 de projection de faisceaux configurés, un second système optique 2 et un capteur 4 d'images. Les faisceaux configurés sont émis sur un objet 6 à travers le premier système optique 1, et les images optiques formées par les faisceaux sur l'objet sont reçues par le capteur à travers le second système optique 2 afin que les positions des images optiques reçues soient détectées. Les distances comprises entre ces positions détectées et plusieurs positions sur l'objet sont mesurées, ce qui donne une information tridimensionnelle concernant l'objet. Domaine d'application : robots industriels et autres appareils utilisant des informations optiques, etc. (CF DESSIN DANS BOPI)

Description

La présente invention concerne un procédé

et un appareil de traitement d'informations tridimen-

sionnelles, et plus particulièrement un procédé et

un appareil de traitement d'informations tridimension-

nelles pour la mesure de la forme d'un objet par un

procédé actif.

On connait, comme procédé classique pour

obtenir une information associée à une forme tridimen-

sionnelle en utilisant un capteur d'image ou analogue, un procédé à interception de lumière (procédé à fente),

un procédé stéréoscopique et d'autres procédés ana-

logues. Dans le procédé h interception de lumière, la lumière passant par une fente est projetée sur la surface d'un objet, et le faisceau projeté est observé à partir d'une direction différente de la direction de projection, ce qui permet d'obtenir une information telle que la forme, en coupe, d'un objet, la distance de l'objet et analogue. Avec ce procédé, plusieurs images sont formées à travers une fente par des moyens fixes de formation d'images, tandis que la direction de projection dans la fente est légèrement modifiée pour chaque projection, ce qui permet d'obtenir une

information tridimensionnelle.

Dans le procédé stéréoscopique décrit dans la demande de brevet des EtatsUnis d'Amérique

N0 706 727, deux éléments de formation d'images bidimen-

sionnelles, combinés à un système optique et ayant un agrandissement d'image égal, sont disposés de façon à être séparés d'une longueur de base prédéterminée, et des images bidimensionnelles d'un objet vu dans des directions différentes sont ainsi obtenues. Ensuite, la distance de chaque position de l'objet au système de formation d'images est calculée à partir d'un écart

entre les deux éléments d'information d'images.

Cependant, dans le procédé à interception de lumière, la commande de la direction de projection par la fente pendant la formation d'images est peu commode et la formation d'images est longue. Etant donné que l'information tridimensionnelle est obtenue à partir de plusieurs images d'une fente, -un volume important d'informations doit être traité et il faut

beaucoup de temps pour obtenir l'information finale.

Dans le procédé stéréoscopique, une commande de balayage par fente n'est pas nécessaire. Cependant, les procédés classiques adoptent normalement une méthode passive. Par conséquent, lorsqu'un objet présente une surface lisse et une luminosité uniforme, le contraste entre des images obtenues par deux éléments de formation

d'images diminue et la mesure de distance par comparai-

son de deux images est rendue impossible. Un tel cas apparalt fréquemment à distance rapprochée avec un fort agrandissement de l'image. Par conséquent, la forme, la couleur, la dimension et la distance d'un

objet pouvant être mesurées sont limitées.

L'invention a donc pour objet de proposer un procédé et un appareil de traitement d'informations tridimensionnelles pouvant exécuter une mesure précise quels que soient les types des objets et pouvant obtenir une information tridimensionnelle d'un objet, telle qu'une distance jusqu'à une position arbitraire d'un

objet, en un temps relativement court.

L'invention a également pour objet un pro-

cédé et un appareil de traitement d'informations tri-

dimensionnelles possédant une large plage de mesures.

Pour résoudre les problèmes ci-dessus, l'appareil conforme à la présente invention comprend plusieurs systèmes optiques; des moyens destinés à faire rayonner plusieurs faisceaux configurés (faisceaux ayant une section transversale donnée) sur un objet à travers un groupe du système optique; et un capteur d'images destiné à recevoir des images formées par les faisceaux configurés à travers un autre groupe

du système optique. Les distances aux images des fais-

ceaux configurés sur l'objet sont mesurées en fonction

des positions des images optiques sur le capteur, détec-

tées par le capteur d'images, ce qui permet d'obtenir

une information tridimensionnelle de l'objet.

Pour résoudre les problèmes ' ci-dessus, un appareil conforme à un autre aspect de l'invention comprend plusieurs systèmes optiques dont les axes optiques sont parallèles entre eux, qui sont agencés à des distances de base prédéterminées les uns des autres et dont les plans principaux situés sur le côté

d'un objet sont accordés sur un plan sensiblement iden-

tique; des moyens destinés à faire rayonner plusieurs faisceaux configurés sur un objet à travers un groupe des systèmes optiques; et un capteur d'images destiné à recevoir des images des faisceaux configurés sur

l'objet à travers un autre groupe des faisceaux configurés.

Les distances aux images des faisceaux configurés sont mesurées en fonction des positions des images optiques des faisceaux configurés sur l'objet détectées par

le capteur d'images, ce qui permet d'obtenir une infor-

mation tridimensionnelle de l'objet.

Il convient de noter que le plan principal est un plan qui passe par deux points conjugués (points principaux) donnant un agrandissement latéral d'un système optique de 1, 'et qui est perpendiculaire à

l'axe optique.

Pour réaliser l'objet ci-dessus, un appareil conforme à un autre aspect de l'invention comprend plusieurs systèmes optiques; des moyens de projection destines à faire rayonner plusieurs faisceaux configurés sur un objet à travers un premier groupe de systèmes optiques; et un capteur d'images destiné à recevoir

des images des faisceaux configurés sur l'objet à tra-

vers un autre groupe du système optique. Les distan-

ces à des positions prédéterminées de l'objet sont mesurées en fonction des positions des images optiques des faisceaux configurés sur l'objet, détectées par

le capteur d'images. Les moyens de projection compren-

nent une source de lumière; un--masque comportant plu-

sieurs parties de transmission de la lumière, destinées à former des faisceaux configurés en recevant de la lumière émise par la source de lumière; un miroir réfléchissant destiné à réfléchir au moins une partie de la lumière émise par la source de lumière pour la diriger vers le masque; et un élément d'écran à la lumière destiné à faire partiellement écran à la lumière émise par la source de lumière afin d'amener un faisceau

lumineux, provenant d'une direction déterminée unique-

ment pour chaque partie de transmission de la lumière,

à être incident sur la partie correspondante de trans-

mission de la lumière.

Pour réaliser l'objet ci-dessus, un appareil conforme à un autre aspect de l'invention comprend plusieurs systèmes optiques; des moyens de projection destinés à faire rayonner plusieurs images configurées sur un objet à travers un premier groupe de systèmes optiques; et un capteur d'images destiné à recevoir

des images des faisceaux configurés sur l'objet à tra-

vers un autre groupe du système optique. Les distan-

ces à des positions prédéterminées sur l'objet sont mesurées conformément à des positions d'images optiques des faisceaux configurés sur l'objet, détectées par le capteur d'images. Les moyens de projection sont agencés de manière que, lorsque les faisceaux configurés émis par les moyens de projection passent à travers le premier groupe de systèmes optiques, ils forment des faisceaux suffisamment petits en comparaison avec

le diamètre de pupille des systèmes optiques.

Pour réaliser l'objet ci-dessus, un appareil conforme à un autre aspect de l'invention comprend plusieurs systèmes optiques; des moyens de projection destinés à faire rayonner plusieurs images configurées sur un objet à travers un premier groupe de systèmes optiques; et un capteur d'images destiné à recevoir

des images des faisceaux configurés sur l'objet à tra-

vers un autre groupe du système optique. Les distances à des positions prédéterminées sur l'objet sont mesurées

en fonction des positions des images optiques des fais-

ceaux configurés sur l'objet, détectées par le capteur d'images. Les moyens de projection comprennent une

source de lumière, un masque destiné à former des fais-

ceaux configurés à la réception de la lumière émise par la source de lumière, et un miroir réfléchissant elliptique destiné à diriger vers le masque la lumière émise par la source de lumière. Cette dernière est disposée à l'extérieur d'un trajet optique suivi par

les faisceaux lumineux dirigés vers le masque.

L'invention sera décrite plus en détail

en regard des dessins annexés à titre d'exemples nulle-

ment limitatifs et sur lesquels:

la figure 1 est une vue schématique permet-

tant d'expliquer une première forme de réalisation

de l'appareil et du procédé de traitement d'informa-

tions tridimensionnelles selon l'invention; la figure 2 est une illustration schématique permettant d'expliquer l'agencement d'une plaque de masque; la figure 3 est un graphique illustrant une forme d'onde pour l'explication du fonctionnement de l'agencement montré sur la figure 1.;

la figure 4 est une vue schématique permet-

tant d'expliquer une modification apportée à l'agencement de la figure 1; la figure 5 est un graphique montrant la forme d'onde illustrant le fonctionnement.de l'agen- cement représenté sur la figure 4;

les figures 6 et 7 sont des vues schémati-

ques permettant d'expliquer des agencements différents d'une deuxième forme de réalisation de l'appareil et du procédé de l'invention;

la figure 8 est une vue schématique permet-

tant d'expliquer une troisième forme de réalisation de l'appareil et du procédé de l'invention;

la figure 9 est une vue schématique per-

mettant d'expliquer une modification apportée à l'agence-

ment montré sur la figure 8;

la figure 10 est une vue schématique pérmet-

tant d'expliquer une quatrième forme de réalisation de l'appareil et du procédé de l'invention;

la figure 11 est une vue schématique permet-

tant d'expliquer une cinquième forme de réalisation de l'appareil et du procédé de l'invention; et

la figure 12 est une vue schématique permet-

tant d'expliquer une sixième forme de réalisation de

l'appareil et du procédé de l'invention.

La figure 1 représente une première forme de réalisation d'un appareil de mesure qui adopte un

procédé de traitement d'informations tridimension-

nelles conforme à l'invention. Sur la figure 1, des lentilles 1 et 2 de même longueur focale sont agencées à une distance de base prédéterminée entre elles et de manière que leurs axes optiques soient parallèles

entre eux. Une plaque 3 de masque et un capteur 4 d'ima-

ges constituant un dispositif à couplage de charge bidimensionnel sont, respectivement, agencés en arrière

des lentilles'l et 2. La plaque de masque 3 et le cap-

teur d'images 4 sont disposés sur le même plan, perpen-

diculaire aux axes optiques des lentilles 1 et 2.

Une source de lumière d'éclairage (par exemple une lampe à halogène) 5 est disposée en arrière de la plaque de masque 3. La lentille 1 projette des configurations de fentes de la plaque de masque 3 sur

un objet 6 lorsque la source de lumière 5 est allumée.

Sur la figure 1, les profondeurs de champ des lentilles 1 et 2 peuvent être suffisantes pour

couvrir des positions 6 et 6' sur l'objet.

Dans cette forme de réalisation, deux sys-

tèmes optiques, c'est-à-dire un système émettant un rayonnement, constitué de la lentille 1, et un système recevant une image, constitué de la lentille 2, sont illustrés sous la forme de systèmes à une.seule.lentiIle

ayant la même longueur focale.

Les deux systèmes optiques sont disposés

de façon à être écartés d'une longueur de base pré-

déterminée et chacun d'eux est d'une configuration à une seule lentille. Leurs plans principaux sur le côté de l'objet coincident avec sensiblement le même plan. En d'autres termes, les distances de l'objet

des deux systèmes optiques sont égales entre elles.

Cependant, lorsqu'on utilise deux systèmes optiques ayant la même longueur focale, il est des plus aisé de satisfaire les conditions selon lesquelles les plans principaux sont situés sur le côté de l'objet, sur le même plan, et leurs axes optiques sont agencés de façon à être parallèles entre eux, et le traitement

d'une information tridimensionnelle peut être facilité.

Cependant, il n'est pas toujours nécessaire que ces

conditions soient satisfaites.

La figure 2 montre la disposition des ouver-

tures de la plaque de masque 3. Dans cette forme de

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réalisation, plusieurs fenêtres Wn, analogues à des fentes rectangulaires, sont formées dans la plaque de masque 3. Sur la figure 3, les centres des fenêtres Wn, dans la direction transversale, sont alignés à une faible densité dans la direction horizontale et à une densité relativement élevée dans la direction verticale, comme indiqué par une ligne interrompue 3'. En conséquence,.des rangées de fentes s'étendant obliquement sont formées. La densité et l'alignement des fenêtres Wn peuvent être déterminés en fonction de la précision de mesure demandée et des résolutions longitudinale et transversale demandées du capteur d'images 4 utilisé et, par conséquent, ils ne sont

pas limités à l'agencement ci-dessus et diverses confi-

gurations ou combinaisons peuvent être utilisées. La densité horizontale des fenêtres Wn de la plaque de masque 3 est établie de façon à être relativement faible, comme montré sur la figure 2, car les positions des images optiques sur le capteur 4 d'images se déplacent dans la direction horizontale en fonction de la distance à l'objet 6, comme décrit ci-après. Avec l'agencement

ci-dessus, on peut élargir la plage possible de distan-

ces pour la détection.

Dans l'agencement montré sur les figures 1 et 2, des faisceaux lumineux passant dans les fenêtres W1 et W2, faisant partie des fenêtres Wn éclairées par la source de lumière 5, forment des images optiques dans des positions F1 et F2 sur l'objet 6 à travers la lentille 1. Les images optiques Fl et F2 forment des images optiques dans des positions D1 et D2 sur

le capteur d'images 4 à travers la lentille 2.

Ainsi qu'on peut le comprendre d'après le principe du procédé stéréoscopique, les positions des images optiques Dn se déplacent suivant une ligne

(direction de base) parallèle à la direction de l'agen-

cement des lentilles 1 et 2 conformément aux distances aux points de réflexion, c'est-à-dire les distances aux images optiques Fn sur l'objet 6. Par conséquent, on peut détecter la répartition des distances sur la surface de l'objet 6 à partir de l'appareil de mesure,

comme étant une répartition de densité des images opti-

ques Dn dans la direction horizontale. Plus particulière-

ment, lorsque l'on observe la forme d'onde de sortie du capteur d'images au moyen d'un appareil de traitement

d'images utilisant un système informatique, les dis-

tances aux positions des images optiques sur la surface de l'objet 6 peuvent être aisément obtenues sur la

base du principe de triangulation.

La figure 3 montre une forme d'onde de sortie O d'une ligne unique de balayage (correspondant

à la ligne 3' de la figure 2) lorsqu'un capteur bi-

dimensionnel à dispositifs à couplage de charge pour une caméra de télévision est utilisé comme capteur 4 d'images. Sur la figure 3, l'axe horizontal donne la position du capteur d'images 4 vers la droite et vers la gauche dans la direction horizontale. Ainsi

qu'il ressort de la description ci-dessus, un signal

de sortie présente des valeurs maximales M en corres-

pondance avec les fenêtres Wn de la plaque de masque 3 situées sur la même ligne que la ligne de balayage de la figure 3. L'intervalle de la valeur maximale de la forme d'onde de sortie correspondant à une seule fenêtre Wn est limité dans la direction horizontale et est séparé des intervalles d'apparition de valeur de sortie d'autres fenêtres. Il est donc aisé d'obtenir une correspondance entre une fenêtre particulière Wn et la position d'incidence, sur le capteur d'images

4, d'un faisceau lumineux passant à travers cette fenê-

tre. Par conséquent, la mesure ne sera pas rendue im-

possible par suite d'une diminution de contraste dans une plage de distances rapprochées, à la différence du procédé stéréoscopique classique. Etant donné qu'on adopte un procédé actif d'éclairage utilisant une source de lumière, la quantité de lumière produite par la source peut être avantageusement réduite pour la mesure

d'un objet situé dans - une plage de distancesrappro-

chées. En outre, une inclinaison des positions des images optiques d'un objet peut être déterminée en fonction des valeurs maximales du signal de sortie du capteur

d'images.

Comme décrit ci-dessus, la distance du système de mesure à la surface de l'objet 6 peut être mesurée au moyen du capteur d' images bidimensionnelles

4. Avec l'agencement ci-dessus, il est inutile de procé-

der à une opération de balayage mécanique, à la diffé-

rence du procédé d'interception de lumière, et une information tridimensionnelle portant sur la totalité de la surface de l'objet 6 peut être obtenue par une

seule opération de balayage d'image.

Etant donné qu'un post-traitement d'images peut être effectué en association avec seulement une

distribution optique de l'image dans la direction hori-

zontale droite et gauche, ce traitement peut être aisé-

ment effectué à grande vitesse. En outre, les images optiques formées sur le capteur d'images 4 sont mises sous forme binaire et sont transmises à un visuel à tube à rayons cathodiques ou à un dispositif de tirage

sur papier, ce qui permet une représentation tridimen-

sionnelle visuelle.

Le procédé de traitement d'informations tridimensionnelles selon l'invention est un procédé optique qui remplace un procédé dans lequel plusieurs sondes sont appliquées contre un objet pour percevoir

la forme de l'objet conformément aux différentes distan-

ces sur lesquelles les sondes s'écartent d'un plan il 1 1 de référence, et qui réalise un traitement précis et rapide. Le procédé de l'invention peut être appliqué à un capteur visuel d'un robot exigeant un traitement

en temps réel. En particulier, le procédé de l'inven-

tion est utile, lorsque la forme ou la posture d'un

objet placé. dans:uné plage de distancesrelative-

ment rapprochées est perçue, pour saisir l'objet ou s'en dégager. En particulier, lorsque les lentilles

1 et 2 sont disposées de façon que leurs plans princi-

paux soient situés sensiblement sur le même plan et que leurs distances de l'objet soient égales entre elles, comme décrit ci-dessus, on obtient les avantages

indiqués ci-dessous.

En ce qui concerne la géométrie de l'opti-

que, la relation géométrique entre la plaque de masque 3, la lentille 1 et l'objet 6 est tout à fait symétrique à la relation géométrique entre le capteur d'images

4, la lentille 2 et l'objet 6.

Dans ce cas, si la plaque de masque 3 est

remplacée par un capteur d'images, deux images bidimen-

sionnelles d'un objet reçu par les deux capteurs d'ima-

ges ont le même agrandissement d'images et les formes des deux images ont une différence correspondant aux positions de formation d'images (les positions des lentilles 1 et 2). La différence entre les formes des images bidimensionnelles est associée à un écart des images dans la direction horizontale, droite et gauche, du a une différence entre les angles formés par les directions de l'objet et les axes optiques des lentilles

1 et 2. Etant donné que les angles formés par les direc-

tions de l'objet et des axes optiques des lentilles

1 et 2 sont égaux entre eux dans la direction verti-

cale des lentilles 1 et 2, aucun écart d'image n'appa-

rait. Les mêmes relations sont établies en sens

opposé au sens de propagation de la lumière. Par consé-

quent, la position de l'image optique Dn dans la direc-

tion droite et gauche ne se déplace que dans la direc-

tion de base en fonction de la distance de l'image

optique Fn sur l'objet 6.

Dans la description ci-dessus, la partie

principale de l'appareil est illustrée sur les dessins

pour plus de clarté, et le système optique de focalisa-

tion, par exemple un miroir réfléchissant, un condenseur et analogue, placé en arrière de la source de lumière,

et un bottier d'écran ne sont pas illustrés. Ces élé-

ments peuvent être agencés de façon appropriée par l'homme de l'art, en cas de besoin. Dans les systèmes

optiques, seules des lentilles simples sont illustrées.

Cependant, des systèmes optiques comprenant plusieurs éléments, ou des systèmes optiques comprenant un miroir,

peuvent être utilisés.

La figure 4 montre une modification appor-

tée à la première forme de réalisation représentée

sur les figures 1 et 2. Dans l'agencement décrit précé-

demment, l'objet 6 doit être placé dans un intervalle de mesure compris dans les profondeurs de champ des lentilles 1 et 2 pour que l'on obtienne une mesure précise. Par contre, l'agencement montré sur la figure

4 permet de commander la position d'un objet dans l'in-

tervalle de mesure avant la détection d'une information tridimensionnelle. En référence à la figure 4, un élément

laser à semi-conducteur 7 est disposé en tant que secon-

de source de lumière en arrière de la plaque de masque

3. Un faisceau laser émis par cet élément 7 est foca-

lisé sur la surface focale de la lentille 1 par une lentille 8, est réfléchi par un miroir 9 réfléchissant et est ensuite projeté sur un objet 6 à travers l'une

des fenêtres Wn de la plaque de masque 3. On peut uti-

liser d'autres agencements analogues à ceux décrits précédemment. Lorsque l'objet 6 est disposé à l'extérieur de l'intervalle de mesure, étant donné qu'il se trouve hors des positions de focalisation des systèmes optiques, les images des faisceaux lumineux de projection. émis par la source de lumière 5 sont notablement floues. Cependant, étant donné que les faisceaux lasers sont projetés sous forme de rayons lumineux parallèles par le système optique 8 et la lentille 1, ils ne sont pas aussi flous. Etant donné que la densité d'énergie O10 de projection est élevée, la forme d'onde de sortie 0 du capteur d'images 4 présente une valeur maximale élevée ML correspondant à l'image d'un point sur l'objet 6, comme montré sur la figure 5, et la valeur maximale ML peut être distinguée des autres signaux de sortie d'images optiques. Par conséquent, la distance à un point sur l'objet éclairé par le faisceau laser est calculée suivant le principe de la triangulation, et elle peut être utilisée comme information pour placer l'objet dans l'intervalle de mesure. De la même manière que celle décrite ci-dessus, la distance à l'objet 6 peut être mesurée sous la forme d'une position d'une

image optique sur le capteur d'images 4 dans la direc-

tion horizontale. Par conséquent, lorsque le système de mesure ou l'objet 6 est déplacé en fonction de la

distance mesurée, l'objet 6 peut être placé dans l'inter-

valle de mesure.

Dans la première forme de réalisation dé-

crite précédemment, on utilise deux systèmes optiques ayant la même longueur focale. En variante, on peut utiliser, si cela est nécessaire, des systèmes optiques ayant des longueurs focales différentes. Dans ce cas, pour faciliter le traitement de l'image, les plans

principaux des objectifs des systèmes optiques, c'est-

à-dire les systèmes d'émission d'un rayonnement et de réception d'une image, sont avantageusement situés sur un plan sensiblement identique afin d'empêcher de façon sûre un mouvement de l'image optique dans

des directions autres que la direction de base.

La figure 6 montre une deuxième forme de réalisation dans laquelle une lentille 17 d'un système d'émission d'un rayonnement et une lentille 18 d'un système de réception d'image ont des longueurs focales différentes. Les mêmes références numériques sur la figure 6 désignent les mêmes éléments que ceux décrits précédemment, et ces éléments ne seront pas

décrits en détail. Dans le cas de la figure 6, la len--

tille 17 possède une longueur focale supérieure à celle de la lentille 18. Les plans principaux 17' et 18' des lentilles 17 et 18 du côté d'un objet sont disposés

sur un plan sensiblement identique, c'est-à-dire coinci-

dent. Les plans principaux 17" et 18" du côté opposé ne sont soumis à aucune limitation et ils ne coïncident

pas entre eux, dans ce cas.

Les distances comprises entre un masque 3 et le capteur 4 d'images et les lentilles 17 et 18

sont déterminées de manière que le masque 3 et le cap-

teur 4 d'images soient situés sur les surfaces focales

de ces lentilles. Dans ce cas, les distances des len-

tilles 17 et 18 au masque 3 et au capteur 4 d'images

correspondent aux longueurs focales des lentilles res-

pectives.

Dans l'agencement ci-dessus, l'agrandisse-

ment de projection de la configuration du masque par

la lentille 17 et l'agrandissement d'image par la len-

tille 18 sont les seuls points différents de l'agence-

ment montré sur la figure 1, et l'état de projection des faisceaux lumineux et l'état de formation des images optiques sont les mêmes que ceux de la figure 1. Dans cette forme de réalisation, les plans principaux des

lentilles 17 et 18 du côté de l'objet sont avantageuse-

ment agencés sur le même plan, de manière que leurs distances à l'objet soient égales entre elles. Une image optique Dn d'une fenêtre Wn de la plaque de masque

3 sur le capteur d'images 4 s'écarte linéairement sui-

vant une ligne de balayage dans la direction droite- gauche ou horizontale du capteur conformément à la distance de l'objet, et n'est pas déplacée dans la

direction haut-bas ou verticale en fonction de la dis-

tance de l'objet. Par conséquent, la plage de positions de l'image optique Dn est limitée et ceci facilite le post-traitement d'images de la même manière que

dans la forme de réalisation précédente.

L'agencement montré sur la figure 6 est

efficace lorsque l'on doit utiliser un masque 3 relati-

vement grand et un capteur d'images 4 relativement petit, tel qu'un capteur à dispositifs à couplage de charge. Lorsque le masque 3 est utilisé dans un système d'agrandissement égal comme dans la première forme de réalisation, il doit avoir la même dimension que celle du capteur 4 et les fenêtres Wn doivent être formées à une densité correspondant A la résolution du capteur. Cependant, la formation de ce petit masque pose un problème technique. Il est difficile, pour un masque de faible surface, de projeter des faisceaux configurés possédant une quantité suffisante de lumière

par rapport a l'objet. Ceci limite l'intervalle de-

mesure de l'objet, ou bien une source de lumière émet- tant une quantité excessivement grande de lumière est

nécessaire.

Par conséquent, on utilise avantageusement un masque 3 relativement grand et un capteur d'images

4 relativement petit. Dans ce cas, la conversion d'agran-

dissement peut être réalisée par l'agencement montré

*sur la figure 6.

Dans l'agencement de la figure 6, on peut effectuer le même traitement d'images que dans la forme de réalisation ci-dessus. Bien que l'image optique obtenue par le capteur d'images 4 soit réduite, sa perspective dans la direction haut-bas ou verticale n'est pas décalée dans une direction différente de celle de la ligne de balayage, et le même traitement

aisé d'informations tridimensionnelles est possible.

Contrairement à la figure 6, sur la figure 7, la longueur focale d'une lentille 19 d'émission d'un rayonnement peut être raccourcie et la longueur focale d'une lentille 20 de réception d'images peut être augmentée. Les conditions établies pour les plans principaux 19' et 20' des lentilles du côté de l'objet et autres sont les mêmes que celles établies sur la

figure 6. Dans ce cas, un réseau 10 de sources lumineu-

ses, dans lequel des sources ponctuelles, telles qu'un réseau de lasers a semi-conducteur du type à surface émettrice ou un réseau de diodes électroluminescentes sont alignées de la même manière que les fenêtres Wn de la figure 2, est utilisé. En référence à la figure

7, W1 et W2 ne désignent pas des fenêtres, contraire-

ment à la description précédente, mais des sources

de lumière faisant partie du réseau 10. Un réseau de

diodes électroluminescentes ou de lasers à semi-conduc-

teur, qui est normalement formé d'un grand nombre d'élé-

ments sur un substrat et qui est séparé pour l'utili-

sation, peut être employé comme réseau 10 de sources

de lumière.

Etant donné que la lumière émise par le réseau de sources lumineuses possède normalement une intensité d'émission élevée dans une direction donnée, un condenseur 11 ou analogue est avantageusement placé à proximité immédiate du réseau de sources lumineuses

en fonction de conditions telles que le diamètre effi-

cace de la lentille 19 et analogue, afin que la lumière provenant de la source lumineuse soit efficacement

dirigée vers la lentille 19.

Dans l'agencement ci-dessus, on peut obtenir une information tridimensionnelle par le même traite- ment, bien que les agrandissements soient différents

de ceux obtenus sur la figure 6. Dans ce cas, des limi-

tations associées à un système de rayonnement constitué-

du réseau 10 de sources de lumière et à un système de réception d'images constitué du capteur 4 d'images, peuvent être atténuées, ce qui permet d'obtenir une conception de systèmes présentant d'autres conditions

avantageuses de fabrication.

La figure 8 montre schématiquement un sys-

tème optique constituant une troisième forme de réalisa-

tion de l'invention. Les mêmes références numériques, sur la figure 8, désignent les mêmes éléments que ceux décrits précédemment et ces éléments ne seront pas

décrits en détail.

Une source de lumière 23 comporte avantageu-

sement une section d'émission 23' relativement petite.

Un miroir réfléchissant 27 renvoie une partie de la lumière émise par la source 23. Un élément 28 d'écran à la lumière est agencé sensiblement au centre d'un masque 3 afin de faire écran à une partie de la lumière émise par la source 23 de manière qu'une composante lumineuse directe provenant de la source 23 et qu'une

composante lumineuse dirigée vers le masque 3 par l'in-

termédiaire du miroir réfléchissant 27 n'arrivent pas sur des parties identiques W1, W2 et W3 de transmission

de la lumière.

Dans l'agencement montré sur la figure 8, des faisceaux lumineux émis par la source de lumière

23 et passant à travers les parties W1 et W5 de trans-

mission de la lumière se propagent à travers une lentil-

le 1 et forment, respectivement, des images optiques dans des positions F1 et F2 sur un objet 6, en fonction de la position de cet objet 6. Les images optiques F1 et F2 forment, respectivement, des images optiques dans des positions D1 et D2 sur un capteur d'images

4 à travers une lentille 2.

Dans cette forme de réalisation, pour élar-

gir l'intervalle possible de mesures de distances, les profondeurs de champ des lentilles 1 et 2 sont élargies et des faisceaux de configurations particulières sont émis vers l'objet 6. Plus particulièrement, sur la

figure 8, les parties Wl, W2, W3, W4 et W5 de transmis-

sion de la lumière du masque 3 peuvent être considérées comme étant des sources ponctuelles. En conséquence, lorsque des configurations d'ouverture du masque 3 sont éclairées par une technique d'éclairage normale,

les composantes lumineuses émergeant des parties respec-

tives de transmission de lumière W1, W2,... W5 sont diffusées et passent à travers la pupille entière de la lentille 1 afin d'être dirigées vers l'objet 6 à travers la lentille 1. Lorsque l'on fait rayonner les faisceaux configurés sur l'objet 6 avec ce procédé, même si on utilise une lentille 1 à grande profondeur de champ, l'intervalle résultant de mesures -.de.distances

est limité, et des images optiques floues des configura-

tions d'ouverture se forment sur le capteur d'images 4, rendant ainsi impossible la détection des images optiques. Cependant, dans cette forme de réalisation, la source de lumière 23 est agencée de façon à être séparée du masque 3, et l'écran à lumière 28 est agencé sensiblement au centre du masque 3, afin que les parties W4 et W5 de transmission de la lumière situées du c6té droit de l'écran 28 soient éclairées par la lumière provenant directement de la source 23 et que les parties W1, W2 et W3 de transmission de la lumière, situées du côté gauche de l'écran 28, soient éclairées par

la lumière arrivant par l'intermédiaire du miroir réflé-

chissant 27. Plus particulièrement les parties W1, W2 et W3 de transmission de la lumière situées du côté gauche de l'élément 28 ne reçoivent pas la lumière directe de la source 23, et les parties W4 et W5 de transmission de la lumière situées. du c6té droit de l'élément 28 ne reçoivent pas la lumière provenant

du miroir réfléchissant 27. Par conséquent, les fais-

ceaux lumineux incidents provenant de directions données passent à travers les parties respectives W1, W2, W3,

W4 et W5 de transmission de la lumière du masque 3.

Ces faisceaux arrivent ensuite sur la lentille I sous la forme de minces pinceaux lumineux, et plusieurs faisceaux ou pinceaux configurés sont dirigés vers l'objet 6. Dans cette forme de réalisation, étant donné qu'une section relativement petite 23' d'émission de

la lumière est utilisée dans la source 23, une compo-

sante de lumière directe ou une composante de lumière réfléchie par le miroir réfléchissant 27 est diffusée sous un petit angle. Par conséquent, les faisceaux configurés arrivant sur l'objet 6 forment de minces faisceaux lumineux ou pinceaux à. travers le masque

3. Même si la distance à l'objet 6 est largement modi-

fiée, les images optiques des parties Wl, W2,... de transmission de la lumière, projetées sur le capteur 4 d'images, ne sont pas si floues. De cette manière, en ne modifiant que légèrement un moyen de projection, on rend possible d'élargir notablement l'intervalle

de mesures de distances.

La figure 9 montre une modification des moyens de projection de l'appareil représenté sur la figure 8. Une section 33' d'émission de lumière

d'une source de lumière 33 est agencée le long du prolon-

gement de l'axe optique d'une lentille 1, et deux mi-

roirs réfléchissants 37 et 37' sont utilisés pour diri-

ger des faisceaux lumineux de la source 33 de lumière vers le masque 3 afin que l'on obtienne des faisceaux configurés. Dans les moyens de projection ainsi modifiés, un élément 38 d'écran à la lumière est également agencé entre le masque 3 et la source 33 de lumière afin que plusieurs parties Wn de transmission de la lumière du masque 3 ne reçoivent que des faisceaux lumineux réfléchis par les miroirs réfléchissants 37 et 37'

pour les diriger dans des directions données. Les fais-

ceaux configurés, transformés en minces pinceaux lumi-

neux à travers le masque 3, arrivent sur la pupille de la lentille 1. Par conséquent, lorsque les moyens de projection ainsi modifiés sont utilisés tels quels dans l'appareil de mesures de distances montré sur la figure 8, on peut obtenir le même effet qu'avec la

forme de réalisation précédente.

On peut utiliser, comme miroir réfléchis-

sant, un miroir de forme spéciale, par exemple un miroir elliptique ou un réflecteur dièdre, en plus du miroir

plat représenté dans la forme de réalisation ci-dessus.

Dans ce cas, des moyens formant écran à la lumière sont placés dans une position prédéterminée afin qu'une composante de lumière directe provenant de la source de lumière et qu'une composante de lumière arrivant par l'intermédiaire du miroir réfléchissant ne soient

pas incidentes sur des parties identiques de transmis-

sion de la lumière.

La figure 10 montre une quatrième forme de réalisation de l'invention. Les mêmes références

numériques désignent, sur la figure 10, les mêmes élé-

ments que ceux des formes de réalisation précédentes,

et ces éléments ne seront pas décrits en détail.

Un dispositif 43 formant source de lumière

est constitué de plusieurs petites sources électro-

luminescentes 431, 432'... 43n, par exemple des diodes électroluminescentes, des diodes lasers ou analogues, agencées sur un substrat.

Dans cette forme de réalisation, pour élar-

gir un intervalle possible de mesures de distances, on agrandit les profondeurs de champ des:lentilles 1 et

2 et on fait rayonner des faisceaux configurés particu-

liers sur un objet 6. Plus particulièrement, sur la figure 10, des parties W1, W2,... Wn de transmission de la lumière d'un masque 3 peuvent être considérées comme des sources ponctuelles et -posent un problème similaire à celui décrit pour la troisième forme de

réalisation dans une technique d'éclairage normale.

Cependant, dans cette forme de réalisation, le dispositif 43 formant source de lumière est placé

dans une position espacée du masque 3, et les composan-

tes lumineuses émises par les petites sources d'émission

431 432'... 43n passent à travers les parties corres-

pondantes W1, W2,..., Wn de transmission de la lumière et arrivent sur la pupille de la lentille 1. Avec cet agencement, plusieurs faisceaux configures obtenus

à travers le masque 3 ont la dimension d'un petit fais-

ceau ponctuel en comparaison avec l'ouverture de la

pupille de la lentille 1 et, par conséquent, des fais-

ceaux lumineux très minces sont dirigés vers l'objet 6. Par conséquent, même si l'objet 6 est placé dans une position considérablement éloignée de la position précise de mise au point, on peut supprimer le flou des images optiques formées sur le capteur d'images 4. Dans cette forme de réalisation, des lignes reliant les petites sources 431, 432 '. 43n d'émission de

lumière et les parties correspondants W1, W2,...

Wn de transmission de lumière passent à proximité du centre de la lentille 1, et les composantes lumineuses

autres que celles provenant des petites sources lumi-

neuses correspondantes et arrivant sur les parties Wl, W2,..., Wn de transmission de lumière ne sont pas incidentes sur la pupille de la lentille 1. Il convient de noter que l'épaisseur du masque 3 peut être augmentée, ou bien qu'un châssis-écran à la lumière peut être prévu entre les parties adjacentes W1, W2, Wn de transmission de la lumière, si cela est nécessaire, afin que les petites sources 43 d'émission n de lumière et les parties Wn de transmission de lumière

se correspondent une à une de façon sûre.

Dans cette forme de réalisation, même si l'objet 6 est présent dans un intervalle de distances rapprochées,s'il se trouve dans un intervalle de mesure, les composantes respectives sont disposées de façon que les images des sources de lumière ne soient pas

formées sur l'objet 6 avec une mise au point précise.

Dans l'intervalle de mesure, la mesure de distance

peut être effectuée avec une grande précision.

Dans la description ci-dessus, des faisceaux

configurés sont formés sur l'objet 6 par les sources de lumière et le masque 3. Cependant, lorsque plusieurs sources ponctuelles directionnelles sont agencées dans

le plan du masque 3, on peut obtenir le même effet.

La figure 11 montre une cinquième forme de réalisation de l'appareil de mesure de distance selon l'invention. Les mêmes références numériques, sur la figure 11, désignent les mêmes éléments que ceux des formes de réalisation précédentes. L'appareil de cette forme de réalisation comprend un réseau 57 de lentilles constitué de petites lentilles convexes,

et une lentille de champ 58.

L'appareil de mesure de distance de cette

forme de réalisation possède le même agencement fonda-

25913Z9

mental que l'appareil montré sur la figure 10, et le principe de mesure de distance est également le même que sur la figure 10. Une différence par rapport à la forme de réalisation montrée sur la figure 10 réside dans l'agencement d'un moyen de projection pour l'obten- tion de faisceaux configurés. Comme montré sur la figure 11, le réseau 57 de lentilles, qui possède les petites lentilles convexes en correspondance une à une avec

de petites sources 431, 432 ' 43n d'émission de lu-

mière faisant partie d'un dispositif 43 de source de lumière, est agencé entre le dispositif 43 et un masque 3. En outre, la lentille de champ 58 est disposée en arrière du masque 3 afin que les faisceaux lumineux passant à travers le masque 3 arrivent de façon sûre sur la pupille de la lentille 1. Plus particulièrement,

des composantes lumineuses émises par les petites sour-

ces 431, 4329 o.. 43n d'émission de lumière sont foca-

lisées sous l'action des petites lentilles convexes

correspondantes du réseau 57 et sont efficacement diri-

gées vers les parties W1, W2,..., Wn de transmission

de lumière du masque 3. Par conséquent, on peut augmen-

ter l'importance des faisceaux configurés obtenus à travers le masque 3 et on peut projeter des images configurées lumineuses des ouvertures du masque 3 sur un capteur 4 d'images, améliorant ainsi la précision de la mesure. Dans cette forme de réalisation, les faisceaux lumineux passant à travers les parties Wl,

W2,..., Wn de transmission de la lumière sont dif-

fusées sous un petit angle, et les faisceaux configures, sous forme de minces pinceaux lumineux, arrivent sur l'objet 6. Par conséquent, même si les positions F1,

Fl' de l'objet 6 sont largement écartées l'une de l'au-

tre, les images optiques ayant la configuration des ouvertures, formées sur le capteur 4 d'images, ne sont pas floues, ce qui permet encore une grande précision

de mesure.

24 2591329

Il convient de noter qu'il est possible de supprimer la lentille 58 de champ conformément à un procédé consistant à faire concorder les positions des parties W1, W2,..., Wn de transmission de lumière du masque 3, du réseau 57 de lentilles et des petites sources 431, 432.., 43n d'émission de lumière du dispositif 43 à source de lumière, comme montré sur

la figure 10.

Dans la forme de réalisation ci-dessus, un réseau de petites sources d'émission de lumière (diodes électroluminescentes) montées sur un substrat unique est utilisé comme source de lumière. Cependant, des pièces séparées normales peuvent être alignées, ou bien des pièces séparées, scellées avec des verres

analogues à des lentilles convexes, peuvent être ali-

gnées pour supprimer le réseau 57 de lentilles de la figure 11. En variante, le substrat du réseau de petites sources d'émission de lumière peut être scellé avec

une matière transparente analogue à un réseau de len-

tilles convexes.

La figure 12 représente une sixième forme de réalisation de l'invention. Les mêmes références

numériques, sur la figure 12, désignent les mêmes élé-

ments que ceux des formes de réalisation précédentes,

et ces éléments ne seront pas décrits en détail. -

Une source 63 de lumière comporte avantageu-

sement une section relativement petite 63' d'émission

de lumière. Un miroir réfléchissant elliptique 67 réflé-

chit une partie de la lumière émise par la source 63.

Dans cette forme de réalisation, la source de lumière 63 est placée dans une position espacée

d'un masque 3 et extérieure au trajet optique des fais-

ceaux lumineux renvoyés par le miroir réfléchissant elliptique 67 afin de diriger la lumière provenant de la source 63 vers le masque 3 pour que des faisceaux

lumineux se propageant dans des directions prédétermi-

nées arrivent sur des parties W1, W2,... W3 de trans-

mission de la lumière du masque 3. En outre, dans cette forme de réalisation, la source de lumière 63 (la petite section 63' d'émission de lumière) est placée au premier point focal du miroir elliptique rflichissnt6lcdnt secbnd'

point focal coincide avec le centre de-la pupille d'en-

trée de la lentille 1. Cette'dernière peut faire rayon-

ner, à travers elle, sur l'objet 6 tous les faisceaux

configurés obtenus par l'intermédiaire du masque 3.

Dans une technique d'illumination utilisant

un miroir réfléchissant:eliptiqe employé dans un projec-

teur classique, une composante lumineuse directe pro-

venant d'une source de lumière et une composante lumi-

neuse réfléchie éclairent un masque afin d'augmenter

la quantité de lumière arrivant sur la surface du mas-

que. Dans ce cas, les composantes lumineuses réfléchie et directe ont des directions d'incidence sur le masque différentes. Par conséquent, lorsque l'objet 6 est placé dans une position espacée d'une position précise

de mise au point, comme indiqué par un point de rayon-

nement Fl', les composantes lumineuses réfléchie et directe sont à l'origine d'une différence entre les positions de rayonnement sur l'objet. En conséquence,

deux points de l'objet reçoivent des faisceaux lumineux.

Par conséquent, il apparatt également une différence entre les positions de réception d'images sur le capteur

4 d'images et un problème dans la détection des posi-

tions de réception d'images pour la mesure de distances d'objets. La composante lumineuse réfléchie peut passer à travers un tube de verre enfermant hermétiquement

la source de lumière et peut éclairer le masque 3.

Dans ce cas, l'ouverture numérique (NA) des faisceaux lumineux ayant les configurations de transmission de lumière du masque, projetés sur l'objet 6, est augmentée,

26 2591329

et les configurations d'ouverture du masque 3 rayonnant sur l'objet, en une position espacée de la position précise de mise au point, sont très floues, comme décrit précédemment. Avec l'agencement montré sur la figure 12, une composante lumineuse émise par la source 63 de lumière et éclairant directement le masque 3 n'arrive pas sur la lentille 1. Par conséquent, les faisceaux

lumineux destinés à former les configurations des par-

ties de transmission de lumière du masque 3 sur l'objet 6 ne sont constitués que des composantes de lumière qui sont émises par la source 63 de lumière, réfléchies par le miroir elliptique 67 et focalisées à proximité

du centre de la pupille d'entrée de la lentille 1 d'émis-

sion. L'ouverture numérique des faisceaux lumineux passant par des points uniques des parties Wl, W2,..., Wn de transmission de lumière du masque 3 correspond à un angle possible d'une image réfléchie formée par réflexion de la petite section 63' d'émission de lumière de la source 63 sur le miroir 67. Un faisceau lumineux passant par un point de la partie W3 de transmission de lumière possède un petit angle de diffusion, comme

indiqué par la ligne en trait plein sur la figure 12.

En conséquence, la largeur du flou dans une position Fl' espacée de la position précise de mise au point peut être diminuée, comme indiqué en d. A partir des caractéristiques du miroir elliptique décrit ci-dessus, étant donné qu'un faisceau lumineux passant à travers la partie W5 de transmission de la lumière située au bord du masque 3 est dirigé vers le centre de la pupille d'entrée de la lentille 1, l'ouverture de la lentille peut être réduite sans que cette lentille 1 provoque une éclipse. En outre, un élément de maintien ou un élément de scellage en verre de la source 63 de lumière peut être agencé à l'extérieur du trajet optique du

27 2591329

faisceau lumineux réfléchi par le miroir elliptique 67 et arrivant sur la lentille 1, ce qui supprime ainsi les variations de la quantité de lumière passant à travers les parties de transmission d.e lumière du masque 3. Comme montré sur la figure 12, le miroir elliptique peut en fait être constitué d'une partie d'un miroir elliptique, ou bien de la totalité d'un tel miroir. Le premier système optique, de préférence sa pupille d'entrée, est placé à proximité du second point focal du miroir elliptique, afin que l'on puisse

obtenir de minces faisceaux lumineux soustraits à l'in-

fluence d'une aberration. Plus particulièrement, presque

tous les faisceaux lumineux émergeant du masque 3 pas-

sent avantageusement à proximité de l'axe optique du

premier système optique 1.

Dans la forme de réalisation ci-dessus,

on utilise deux systèmes optiques ayant les mêmes lon-

gueurs focales. Cependant, on peut utiliser, si cela

est nécessaire, trois systèmes optiques ayant des lon-

gueurs focales différentes. Il convient de noter que

des systèmes optiques identiques possédant des aberra-

tions uniformes et la même longueur focale peuvent

constituer l'agencement le plus simple.

Dans les formes de réalisation ci-dessus, des images optiques de plusieurs faisceaux configurés, formés par plusieurs parties de transmission de lumière agencées de façon bidimensionnelle, sont détectées par un capteur d'images bidimensionnelles par exemple un dispositif à couplage de charge, pour effectuer

une mesure. Par exemple, plusieurs parties de trans-

mission de la lumière sont disposées a intervalles égaux afin que plusieurs faisceaux configurés qu'elles forment soient projetés sur un objet. Ensuite, des images optiques des faisceaux configures sontreçues par un capteur d'images comportant un réseau sensible dans sa direction longitudinale, afin de détecter la

forme d'un objet suivant une direction déterminée.

Plusieurs seconds systèmes optiques, desti-

nés à recevoir des faisceaux configurés provenant d'un objet, sont agencés pour élargir le champ de mesure de distance. En outre, lorsque le second système optique est soumis à un mouvement parallèle par un dispositif prédéterminé d'entraînement, le champ de mesure de distance peut être élargi. Inversement, un premier système optique destiné à émettre plusieurs faisceaux configurés sur un objet et des moyens de projection peuvent être soumis à un mouvement parallèle par un dispositif d'entraînement prédéterminé pour produire

le même effet que celui décrit ci-dessus.

Des faisceaux configurés, projetés sur

un objet, sont de préférence de minces faisceaux lumi-

neux ayant un angle de diffusion aussi faible que pos-

sible. Cependant, étant donné que sa limite dépend principalement de la sensibilité d'un capteur d'images, la sensibilité d'un capteur à utiliser, la lumière émise par la source et la précision de mesure demandée sont déterminées en fonction des spécifications d'un appareil. L'agrandissement ou la longueur de base du système optique, c'est-à-dire la distance comprise entre les premier et second systèmes optiques montrés sur la figure 1, le pas des parties de transmission

de lumière du masque et analogues peuvent être déter-

minés en tenant compte d'un intervalle à mesurer.

Un capteur d'images tel que décrit dans

le présent mémoire englobe tous les éléments de conver-

sion photo-électrique, tels que des photodiodes, des dispositifs à couplage de charge et analogues, et il n'est pas limité en ce qui concerne son alignement,

29 2591329

par exemple un réseau unidimensionnel ou bidimension-

nel.

En résumé, il est important de faire rayon-

ner plusieurs faisceaux configurés sur un objet et de détecter des images optiques formées par des images des faisceaux configurés sur l'objet au moyen d'un

capteur, afin d'obtenir une information tridimension-

nelle de l'objet à partir des positions détectées.

Dans ce cas, étant donné que la correspondance entre l'image optique formée sur le capteur et une source génératrice des faisceaux configures est apparente, l'information de distance de plusieurs positions sur la source de l'objet peut être calculée par le principe de la triangulation, donnant ainsi une information tridimensionnelle de l'objet. Cette technique de calcul est essentiellement identique à celle décrite dans la

demande N 706 727 précitée.

Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées à l'appareil décrit et représenté

sans sortir du cadre de l'invention.

2591329

Claims (24)

REVENDICATIONS

1. Appareil de traitement d'informations tridimensionnelles qui mesure des distances à partir de positions d'images optiques formées par plusieurs faisceaux configurés jusqu'à plusieurs positions sur

un objet (6) pour obtenir une information tridimen-

sionnelle de l'objet, l'appareil étant caractérisé

en ce qu'il comporte un premier groupe de système opti-

que (1), des moyens (5, 3) de projection destinés à émettre un rayonnement de plusieurs faisceaux configurés sur l'objet à travers le premier groupe de système optique; un second groupe de système optique (2) , et un capteur (4) destiné à recevoir des images optiques formées par les faisceaux configurés sur l'objet par l'intermédiaire dudit second groupe de système optique

et à détecter les positions des images optiques reçues.

2. Appareil selon la revendication 1, carac-

térisé en ce que les longueurs focales des premier et second groupes de systèmes optiques sont égales

entre elles.

3. Appareil selon la revendication 1,

caractérisé en ce que les plans principaux des pre-

mier et second groupes de systèmes optiques, du côté

de l'objet, sont situés sensiblement dans le même plan.

4. Appareil selon la revendication 1, carac-

térisé en ce que les axes optiques des premier et second groupes de systèmes optiques sont parallèles entre eux.

5. Appareil selon la revendication 1, carac-

térisé en ce que le capteur est disposé de façon à être perpendiculaire à l'axe optique du second groupe

de système optique.

6. Appareil selon la revendication 1, carac-

térisé en ce que le capteur est disposé sur une surface

focale du second groupe de système optique.

31 2591329

7. Appareil selon la revendication 1, carac-

térisé en ce que les moyens de projection comprennent un masque (3) comportant plusieurs parties (Wn) de transmission de la lumière agencées sur la surface focale du premier groupe de système optique, et une source (5) de lumière disposée sur un côté opposé audit

premier groupe de système optique.

8. Appareil selon la revendication 1, carac-

térisé en ce que les moyens de projection comprennent plusieurs sources ponctuelles (10) disposées sur la

surface focale du premier groupe de système optique.

9. Appareil selon la revendication 1, carac-

térisé en ce qu'il comporte en outre des moyens de projection d'un faisceau parallèle destinés à projeter un faisceau parallèle sur l'objet à travers le premier

groupe de système optique.

10. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que les longueurs focales des premier

et second groupes de systèmes optiques sont différentes.

11. Appareil selon la revendication 1,

caractérisé en ce que les moyens de projection compren-

nent une source (25) de lumière, un masque (3) compor-

tant plusieurs parties (Wn) de transmission de la

lumière destinées à former plusieurs faisceaux configu-

rés en recevant de la lumière émise par ladite source de lumière, des moyens déflecteurs (27) destines & dévier au moins une partie de la lumière émise par la source afin de la diriger vers le masque, et des moyens (28) formant.cran à'la lumière destinés à former écran à une partie de la lumière émise par la source afin d'amener des faisceaux lumineux, se propageant dans des directions correspondant uniquement auxdites parties de transmission de la lumière, respectivement, d'être incidents sur lesdites parties correspondantes

de transmission de la lumière.

12. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de projection sont disposés de façon que chacun de plusieurs faisceaux

configurés soit converti en un faisceau lumineux suffi-

samment fin, en comparaison avec le diamètre de pupille du premier groupe de système optique (1), ce faisceau

passant à travers le premier groupe de système optique.

13. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de projection sont disposés de façon que plusieurs faisceaux configurés passent à proximité de l'axe optique du premier groupe

de système optique.

14. Appareil selon la revendication 7, caractérisé en ce que les parties de transmission de

la lumière du masque sont disposées à une densité rela-

tivement basse suivant une direction correspondant à une direction de déplacement des images optiques sur le capteur en fonction de la distance à l'objet, et sont disposées à une densité relativement élevée suivant une direction perpendiculaire à la direction

de déplacement.

15. Appareil selon la revendication 9, caractérisé en ce que les moyens de projection d'un faisceau parallèle comprennent une source de lumière

(43) à laser, et des moyens optiques destinés à foca-

liser la lumière laser de ladite source sur la surface

focale dudit premier groupe de système optique.

16. Appareil selon la revendication 10, caractérisé en ce que la longueur focale du premier groupe de. système optique est plus grande que celle

du second groupe de système optique.

17. Appareil selon la revendication 10, caractérisé en ce que la longueur focale du premier groupe du système optique est inférieure à celle du

second groupe du système optique.

18. Appareil selon la revendication 11, caractérisé en ce que les moyens (28) formant écran à la lumière sont disposés sensiblement au centre du masque, lesdits moyens de déflexion comprennent un miroir réfléchissant (27) agencé. sur un premier côté des moyens faisant écran à la lumière, et ladite source (23) de lumière est disposée de l'autre côté desdits

moyens formant écran à la: lumière.

19. Appareil selon la revendication 11, caractérisé en ce que la source de lumière (33) est disposée sur un prolongement de l'axe optique du premier groupe du système optique, les moyens (38) faisant écran à la lumière sont disposes entre le masque et

la source de lumière, et les moyens de déflexion com-

prennent deux miroirs réfléchissants (37, 37').disposés

des deux côtés des moyens faisant écran à la lumière.

20. Appareil selon la revendication 12,

caractérisé en ce que les moyens de projection compren-

nent un masque (3) comportant plusieurs parties (Wn) de transmission de la lumière, et une source de lumière (43) comportant plusieurs parties (43n) d'émission de lumière qui correspondent une à une avec les parties de transmission de la lumière afin d'éclairer ledit masque.

21. Appareil selon la revendication 20,

caractérisé en ce que les moyens de projection compren-

nent en outre un réseau (57) de lentilles disposé entre le masque et la source de lumière et comportant des

parties formant de petites lentilles convexes qui cor-

respondent aux parties d'émission de la lumière.

22. Appareil selon la relvendication 13,

caractérisé en ce que les moyens de projection compren-

nent un masque (3) comportant plusieurs parties (Wn) de transmission de la lumière, une source de lumière (63) et un miroir réfléchissant elliptique (67) destiné

34 2591329

à diriger la lumière provenant de la source vers le

masque, la source de lumière étant disposée à l'exté-

rieur d'un trajet optique des faisceaux lumineux dirigés

vers le masque.

23. Appareil selon la revendication 22, caractérisé en ce que la source de lumière et le premier groupe du système optique sont disposés, respectivement,

dans deux foyers du miroir réfléchissant elliptique.

24. Procédé de traitement d'informations tridimensionnelles, dans lequel des distances à partir de positions d'images optiques formées par plusieurs faisceaux configurés jusqu'à plusieurs positions sur un objet (6) sont mesurées pour donner une information

tridimensionnelle de l'objet, le procédé étant carac-

térisé en ce qu'il consiste à faire rayonner plusieurs faisceaux configurés sur l'objet à travers un premier groupe (1) d'un système optique, à recevoir des images

optiques formées par les faisceaux configurés sur l'ob-

jet à travers un second groupe (2) du système optique pour détecter les positions des images optiques reçues, et à mesurer les distances comprises-entre les positions des images optiques et les positions de l'objet pour

obtenir une information tridimensionnelle de l'objet.