FR2696542A1 - Procédé et capteur optique de mesure et de test sur un objet. - Google Patents

Abstract

Capteur optique, de mesure et de test, caractérisé en ce qu'il comporte dans un même boîtier (20) au moins une source (1) d'émission d'un plan structuré, au moins une source (9) de lumière diffusée et une caméra matricielle (15) munie d'un objectif (16), disposée dans ledit boîtier pour recevoir la lumière desdites sources (1, 9) rétrodiffusée par un objet et ce qu'il comporte en outre des moyens (30) de traitement des signaux de sortie de la caméra matricielle pour obtenir des mesures de distance Z de l'objet au capteur et des mesures dimensionnelles dans le plan XY de l'objet frappé par les lumières desdites sources.

Description

La présente invention est relative aux capteurs de mesure utilisés en métrologie et se rapporte plus particulièrement aux capteurs de mesure sans contact.

Elle s'applique en particulier aux machines à mesurer avec au moins un axe de déplacement par rapport à la pièce et comprenant généralement trois axes de coordonnées cartésiennes.

Elle peut également être appliquée aux équipements de vision industrielle utilisant des capteurs optiques pour effectuer des contrôles dimensionnels.

Parmi les capteurs optiques connus, on trouve les capteurs de mesure de distance et les capteurs de mesure dans le plan.

Les capteurs de mesure de distance généralement montés selon l'axe vertical des machines à mesurer mesurent la distance Z entre l'objet et le capteur. Leur mise en oeuvre repose sur la triangulation optique. Les capteurs existahts sur le marché ont des émissions dites structurées. Ils sont de trois types
- capteurs à émission avec faisceau fin. Ils produisent un point à la surface du matériau. Il est recherché un spot le plus fin possible. Ces capteurs mesurent exclusivement la côte Z en un point;
- capteurs à émission d'un plan obtenu en faisant diverger un faisceau par une lentille divergente, généralement un barreau cylindrique. Ils produisent un trait lumineux à la surface concernée.Ces capteurs mesurent exclusivement le profil en Z ou la côte moyenne de distance Z à partir d'une seule ligne,
- capteurs à projection d'ombre focalisée. Dans ce cas, l'émission est assurée par un projecteur en lumière diffuse, focalisant une image apparaissant en sombre sur le fond clair au centre de l'image. Ces capteurs donnent la valeur de la distance Z en un seul point, et ne permettent pas d'intégration des valeurs Z sur toute une surface. Ces capteurs, utilisés sur les machines à mesurer, associent la mesure par triangulation optique ou défocalisation et la mesure en épiscopie.

On peut citer également des capteurs avec un plan laser couplé à un miroir polygonal animé d'un mouvement rotatif, pour procéder à la numérisation en trois dimensions. Leur encombrement et leur poids les rendent non compatibles avec les contraintes des machines à mesurer.

Les capteurs classiques de mesure dans le plan mesurent selon les coordonnées XY du plan. Ils sont constitués de caméras CCD matricielles avec des éclairages diffus directs ou indirects annulaires pour des mesures en épiscopie. Généralement, l'éclairage est constitué d'une source halogène couplée à un anneau de fibres optiques qui entoure l'objectif. Cette technologie n'est pas compatible pour des raisons d'encombrement, avec l'emploi sur des machines à mesurer qui sont bivalentes, c'est à dire qui peuvent alterner les mesures par déclenchement et les mesures optiques.

Lorsque l'émetteur est une ligne, les algorithmes de mesure de la distance Z sont basés sur la méthode de projection en niveaux de gris dans une direction sur une image obtenue en position indexée, ou de calcul de la droite de régression des moindres carrés.

Dans le cas de machines à mesurer toutes les mesures dans le plan se font en position indexée. Tout cliché se fait axes X et Y à l'arrêt.

Certaines machines effectuent des mesures de distances Z à la volée par extrapolation entre points obtenus sur plusieurs clichés calculés sur les variations de gradients sur les transitions noir-blanc. L'apparition sur le marché de caméras à diaphragme électronique rapide, avec des temps d'ouverture de 1/1000 s ou moins permet des prises de clichés à la volée. Mais les capteurs ne sont pas utilisés pour moyenner des informations de mesure de distance en Z dans deux directions sur toute une surface.

Dans les capteurs connus, les erreurs principales de mesure sont de trois ordres 1) Les erreurs de mesure dans le plan dues au facteur d'échelle.

Sans correction l'erreur est égale à d/l, d étant la distance de l'objet à l'optique et 1 la distance entre l'axe optique et la limite du champ caméra. A titre d'exemple, l'erreur est de 1/100 pour un objet situé à 100mm dont l'incertitude de positionnement est de lmm. Il en est ainsi en vision industrielle, lorsque le capteur est immobile et que les pièces défilent avec des dispersions de distance par rapport au capteur.

2) Les erreurs de mesure Z dues à l'état de surface.

L'impact lumineux sur des surfaces à forte rugosité, comme sur les abrasifs, se traduit par une constellation de points très brillants. De plus, chaque point brillant se comporte comme un petit miroir qui renvoie la lumière sur d'autres points contigus créant un phénomène de diffraction. Tous ces phénomènes perturbent la mesure et limitent la précision des appareils.

Le point ou la ligne projeté par la source du capteur sur la surface de l'objet a une forme qui peut être affectée fortement par l'état de surface. Les rayures créent des zones hétérogènes de rétrodiffusion. Les incréments de surface en creux sont perçus plus sombres par le récepteur que les autres points de la surface. La réponse n'est pas gaussienne. L'intégration du pic produit une erreur sur le calcul du barycentre. En se basant sur un seul pic sur une ligne unique, il est donc difficile d'effectuer un traitement de signal correctif.

3) Les erreurs de mesure en Z dues aux contrastes.

Lorsque les mesures portent sur les contours, les différences de chrominance altèrent la précision de mesure. Ainsi lorsque la ligne est à la frontière de deux zones contrastées, par exemple à cheval sur une impression noire sur fond blanc, le blanc rétrodiffusant davantage que le noir va provoquer un déplacement du barycentre énergétique de la tache.

L'invention vise à remédier aux inconvénients des capteurs de mesure connus en créant un moyen de mesure qui permette de réaliser sur son objet des mesures en trois dimensions avec une rapidité et une précision accrues.

Elle a donc pour objet un procédé optique de mesure et de test sur un objet, caractérisé en ce qu'il consiste à éclairer l'objet tour à tour par au moins une source d'émission d'un plan structuré et par au moins une source de lumière diffuse, à recevoir la lumière rétrodiffusée par l'objet éclairé par la source d'émission du plan structuré et la source de lumière diffuse sur une caméra matricielle commune et à traiter les signaux de sortie de la caméra matricielle pour obtenir une combinaison de mesures et de tests dans le plan XY de l'objet éclairé et selon la distance Z de l'objet à la caméra matricielle.

Selon une caractéristique particulière de l'invention, le procédé consiste à mesurer la distance moyenne de l'objet sur un segment de ligne, par triangulation optique et à corriger les variations de facteur d'échelle de la mesure dans le plan XY liées aux variations de distance de l'objet.

Selon une autre caractéristique de l'invention, le procédé consiste en outre à mesurer la distance Z moyenne de l'objet sur un incrément XY de surface de l'objet correspondant au champ de la caméra matricielle, par translation continue relative entre l'objet et la caméra égale à l'une des dimensions X ou Y de l'incrément de surface, pendant une trame de la caméra.

Selon encore une autre caractéristique, le procédé de l'invention consiste à réaliser un déplacement relatif en translation entre l'objet et la caméra matricielle selon la dimension suivi d'un mouvement en sens contraire, d'une distance égale à X/2 pour se positionner au centre de la surface XY à mesurer et pendant ces déplacements à éclairer l'objet seulement par la source d'émission du plan structuré.

L'invention a également pour objet un capteur optique, de mesure et de test, caractérisé en ce qu'il comporte dans un même boîtier au moins une source d'émission d'un plan structuré, au moins une source de lumière diffuse et une caméra matricielle munie d'un objectif disposé dans ledit boîtier pour recevoir la lumière desdites sources rétrodiffusée par un objet et en ce qu'il comporte en outre des moyens de traitement des signaux de sortie de la caméra matricielle pour obtenir des mesures de distance Z de l'objet au capteur et des mesures dimensionnelles dans le plan XY de l'objet frappé par les lumières desdites sources.

Selon une caractéristique particulière de l'invention, le capteur comporte en outre logé dans le boîtier un dispositif de commutation des sources d'éclairage synchronisé sur la fréquence de trame de la caméra matricielle.

Selon encore une caractéristique de l'invention, le capteur comporte plusieurs sources d'émission de plans structurés et plusieurs sources de lumière diffuse, les sources d'émission de plans structurés formant à la surface de l'objet un réseau de lignes tandis que les sources de lumière diffuse forment des anneaux concentriques avec des angles d'incidence différents.

Selon une caractéristique supplémentaire, les sources concentriques d'émission de lumière diffuse ont des émissions spectrales différentes pour obtenir le meilleur contraste en fonction de la couleur du matériau de l'objet.

Selon encore une caractéristique, les sources de lumière diffuse sont constituées par des diodes électroluminescentes agencées en groupes de diodes émettant dans des longueurs d'onde différentes selon que les mesures portent sur des motifs imprimés ou des contours de l'objet.

Selon une caractéristique supplémentaire, le boîtier du capteur comporte une embase en matériau stable en température.

Selon une autre caractéristique, le boîtier comporte des guides latéraux destinés à la fixation de cales d'étalonnage du capteur en Z et en XY.

L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins annexés, sur lesquels
- la Fig.l est une vue schématique en perspective du capteur de mesure optique suivant l'invention;
- la Fig.2 est une vue schématique en plan de l'implantation des divers composants du capteur suivant l'invention;
- la Fig.3 est une vue partielle en perspective du boîtier du capteur suivant l'invention;
- la Fig.4 est un schéma optique illustrant l'interdépendance des éclairages et des mouvements du capteur de mesure suivant l'invention;
- la Fig.5 représente à plus grande échelle la disposition sur un support annulaire de deux groupes de diodes LED alternées;;
- la Fig.6 montre une courbe de déplacement relatif de l'objet et de la caméra en fonction du temps et les périodes d'intervention des deux sources du capteur suivant l'invention; et
- la Fig.7 est un schéma montrant la détermination de la distance par la méthode de la sommation de niveaux de gris résultant de relevés à divers instants de la position de la ligne médiane du plan laser sur une surface avec des transitions.

Sur la Fig.1, on a représenté schématiquement les éléments essentiels du capteur de mesure optique suivant l'invention.

Le capteur comporte principalement une source 1 d'émission de plan structuré qui comporte une source optoélectronique 2,, par exemple diode laser solide ou TWD à laquelle sont associés une optique de focalisation 3 et un élément de divergence tel qu'un barreau cylindrique 4 de transformation du rayon de sortie du laser en un faisceau plan 5. La source comporte de plus un miroir 6 de réflexion du faisceau plan 5 vers un objet 0 sur lequel doivent être faites des mesures.

Le plan 7 du faisceau laser réfléchi par le miroir 6 se projette à la surface de l'objet 0 selon un segment de droite 8.

Le capteur comporte en outre une source 9 de lumière diffuse comprenant un circuit imprimé 10 de forme annulaire sur lequel sont disposées en couronne des diodes électroluminescentes ou LED 11.

Les diodes électroluminescentes 11 émettent par exemple dans le rouge, ou dans l'infrarouge. On peut également envisager d'agencer les diodes 11 par groupe de diodes émettant dans des longueurs d'ondes différentes pour rendre le capteur capable d'effectuer des mesures sur des motifs imprimés ou des contours.

A la couronne de diodes électroluminescentes 11 est associé un déflecteur 12 constitué par un anneau ayant une surface intérieure 13 de forme tronconique qui assure la réflexion et la diffusion de la lumière émise par les diodes électroluminescentes 11 de manière à former sur l'objet 0 à examiner une tache 14 de lumière diffuse.

D'une manière avantageuse, le déflecteur 12 est constitué par un anneau, par exemple en méthacrylate de méthyle dont la surface tronconique 13 a été rendue dépolie pour assurer une meilleure diffusion.

La tache lumière diffuse 14 et le segment lumineux 8 provenant de la projection sur l'objet du faisceau laser plan 7 sont centrés l'un par rapport à l'autre.

Le capteur de la Fig.1 comporte en outre une caméra 15 du type matriciel formée par exemple d'une matrice d'éléments à couplage de charge, CCD, ou d'éléments à injection de charge, CID.

La caméra 15 est munie d'un objectif 16 dont l'axe optique est confondu avec l'axe optique de la source 9 de lumière diffuse. Le champ de la caméra 15 représenté dans le plan de l'objet 0 par le rectangle 17 est inscrit dans le contour plan de la tache de lumière diffuse 14 produite par les diodes électroluminescentes 11.

En se référant maintenant à la Fig.2, on voit que les divers composants décrits en référence à la Fig.1, sont disposés dans un boîtier métallique commun 20 qui assure l'isolation de ces composants contre les perturbations lumineuses et électromagnétiques.

La caméra vidéo 16 avec rétine matricielle solide réalisée avec des éléments à couplage de charge, munie de l'objectif 16, a son axe optique parallèle ou confondu à l'axe de fixation du capteur, et est disposé d'un côté du boîtier 20.

L'ensemble 1 comprenant le laser 2 auquel est associé l'ensemble de focalisation 3 et le barreau cylindrique 4, destiné à assurer la divergence du faisceau plat, est disposé de l'autre côté du boîtier 20, le miroir 6 assure une déviation du faisceau selon l'axe médian du champ de vision de la caméra 15 à distance nominale de l'objet.

Le dispositif 10 d'éclairage annulaire formé de plusieurs diodes électroluminescentes concentriques à l'objectif et auxquelles est associé le déflecteur 12 destiné à concentrer le faisceau dans une zone qui circonscrit le champ de vision de la caméra est disposé selon l'axe optique de celle-ci.

Dans un souci de bon rendement énergétique et d'encombrement, il est utilisé un anneau de LED dirigé directement vers la surface. Mais il y a un problème d'homogénéité à résoudre. En effet, la mesure en deux dimensions sur des objets réfléchissants comme des carrosseries automobiles par exemple, présente des difficultés.

En effet, la surface de l'objet formant miroir, les LED se réfléchissent. Leurs images virtuelles entrent dans le champ de vision de la caméra et perturbent la prise de mesure. Pour éviter cela, les rayons lumineux sont déviés par le déflecteur en méthacrylate 12. L'angle d'incidence faible, environ 12 , fait que peu d'énergie lumineuse est absorbée par le déflecteur. Ce déflecteur non parfaitement poli homogénéise la lumière issue des LED. L'angle d'incidence est calculé pour renvoyer la lumière dans une zone qui circonscrit le champ de vision. Ce déflecteur masque les images virtuelles des LED.

La monture de l'objectif a un diamètre extérieur suffisamment grand pour éviter que des rayons directs provenant des sources puissent être perçus par la caméra
CCD 15 par réflexion.

Le boîtier 20 comporte en outre un commutateur électronique 21 destiné à synchroniser les commutations des sources 1 et 9 d'éclairage à plan structuré et diffuses sur la fréquence de trame de la caméra 15.

D'une manière avantageuse, le commutateur 21 est un circuit séparateur de synchronisation vidéo de type LM 1881 fabriqué et vendu par la société NATIONAL SEMICONDUC
TOR CORPORATION.

Le boîtier 20 est pourvu d'une queue 22 permettant la fixation du capteur dans une broche non représentée d'une machine à mesurer selon l'axe Z de mesure de distance. Cette queue peut se trouver dans l'axe de la caméra.

La caméra 15, son objectif 16, la source 1 d'éclairage structurée, formée du laser 2, de l'ensemble de focalisation 3, du barreau cylindrique 4 et du miroir 6, sont rendus solidaires d'une embase 24 en matériau stable en température.

Comme représenté à la Fig.3, le boîtier 20 comporte des rainures latérales 25 destinées à la réception de cales non représentée pour l'étalonnage à distance dans la plage de mesure en Z et/ou des étalonnages dans le plan XY.

A titre d'exemple, le champ couvert par la caméra est de 10 x 8 mm2.

Le déplacement de 10 mm se fait en 40 ms avec une caméra standard CCIR de 50 images/sec.

Le segment lumineux 8 (Fig.l) est orienté perpendiculairement aux lignes de la caméra 15. Il est vu sur 10 mm de longueur entre la première et la dernière ligne de la caméra.

L'émetteur 1 est d'abord éteint, puis un mouvement de recul de 5 mm est effectué, de manière à placer la trace de l'émetteur au centre de la surface du champ 17 de la Fig.1.

La source de lumière diffuse 9 est allumée en synchronisme avec la fréquence de trame.

Il est entendu que le système permet également la mesure du profil en Z. On a indiqué plus haut en référence à la Fig.1, que la source de lumière diffuse 10 pouvait comprendre des groupes de diodes électroluminescentes 11 émettant dans des longueurs d'ondes différentes.

C'est ainsi que par exemple, on peut utiliser des groupes de diodes rouge ou jaune pour obtenir de bons contrastes sur des motifs imprimés, par exemple en vue de la lecture de graduation sur une échelle.

Des groupes de diodes dans le proche infrarouge peuvent être utilisées pour effectuer des mesures de forme sur les contours d'un objet en cherchant à écraser les différences chromatiques.

Un tel agencement peut être utilisé par exemple pour effectuer des relevés de position de lamages sur des cartes téléphoniques imprimées destinées à recevoir des circuits intégrés ou puces.

Les groupes de diodes peuvent être constitués en prenant dans des rangées des diodes de rangs impairs émettant dans le rouge et des diodes de rangs pairs émettant dans le proche infrarouge.

On peut également situer les diodes sur le circuit imprimé 10 de manière concentrique sur des cercles différents.

A titre de variante, on peut ajouter à l'agencement décrit en référence à la Fig.1, un éclairage coaxial en plaçant sur le chemin optique de la source de lumière diffuse 9, une lame semi-transparente (non représentée) pour la mesure des éclairages profonds.

En raison de la commande alternée des sources d'émission à plan structuré et d'émission de lumière diffuse, les mesures se font séquentiellement. Les mesures dans le plan XY sont réalisées lorsque la source 9 d'éclairage à lumière diffuse est allumée, alors que la source 1 d'éclairage structurée est éteinte.

Les mesures en Z sont réalisées en inversant les éclairements des deux sources précitées.

Au cours du cycle, la phase d'éclairage en lumière structurée précède la phase d'éclairage en lumière diffuse.

Le capteur est associé à un micro-ordinateur 30 représenté schématiquement à la Fig.2 et qui assure le traitement en temps réel.

La combinaison des deux modes d'éclairement permet de définir le grandissement optique xy au centre de l'image en fonction de la distance Z à l'objet.

A chaque coordonnée dans le plan de mesure de
XY, est associée une valeur Z obtenue par triangulation.

Sur la Fig.4, on voit que dans le champ de vision de la caméra 15 chaque point x de l'objet O balayé par la lumière du plan structuré 7 est reçu par la caméra 15 sous la forme de la mesure de la coordonnée x et de la mesure de la distance z de ce joint de 1 l'objet à la caméra.

L'étendue de la mesure en 2 de la caméra est définie par deux plans limites P1 et P2 correspondant aux limites de distance dans lesquelles on peut déplacer l'objet par rapport à la caméra.

De plus, la mesure de l'amplitude du niveau de l'énergie rétrodiffusée par l'objet, issue de la phase d'émission permet d'agir sur le niveau de l'émission rétrodiffusée lors de la phase qui suit pour être adaptée au niveau de la rétrodiffusion du matériau. Le plan laser 7 (Fig.1) est éteint pendant la mesure dans le plan afin de ne pas perturber la mesure en XY.

La séquence de la mesure est représentée par le graphique de la Fig.6.

La mesure de distance Z est perturbée par les diffractions à la surface du matériau.

La mesure est obtenue par une intégration spatiale de toute la surface à contrôler.

La mesure en Z d'une surface donnée hétérogène en couleur, et/ou en état de surface, est d'autant plus précise qu'elle résulte de la valeur moyenne de toute la surface à mesurer.

Selon la présente invention, cette surface coincide avec le champ de vision 17 de la caméra. La mesure en Z est effectuée à la volée en dynamique en balayant l'ensemble de la surface à mesurer.

Le mouvement se décompose de la manière suivante:
- balayage selon l'axe x ou l'axe y avec Z constant, de xl à x2 ou de yl à y2 en 40 ms;
- retour à la position médiane pour la prise d'image dans le plan;
- à l'issue du calcul de la distance Z en temps masqué, il est possible d'envoyer un ordre de repositionnement à la distance nominale de mesure puis d'effectuer la saisie pour la mesure dans le plan;
- dans le cas d'une caméra fonctionnant en mode asynchrone, ce qui est généralement le cas, la vitesse de déplacement est réduite d'un rapport 2 pour tenir compte du théorème sur l'échantillonnage de Shannon.

Le traitement des données reçues par la caméra, consiste en une projection unidirectionnelle en niveau de gris, sur une image obtenue en mouvement. La durée de l'exposition coincide avec la durée du balayage lorsqu'on extrait la valeur de Z intégrée sur la surface qui correspond exactement au champ de vision.

Ce traitement est illustré par le schéma de la
Fig.7 sur laquelle on voit que la surface de l'objet dans le champ 17 de la caméra est soumise à des mesures aux instants tl à t4 des niveaux de gris, pour obtenir des valeurs de Z correspondants. Puis, on établit la somme des valeurs de Z obtenues lors des mesures précitées pour obtenir un pic correspondant à la somme des nouveaux de gris de tl à t4 et ainsi une mesure précise de Z.

On notera qu'en mode dégradé, il faut réduire le temps de cycle, la mesure se fait en position indexée.

Dans ce cas, la mesure résulte des points résultant d'une ligne et non de toute la surface.

Dans le cas de surfaces hétérogènes, la forme moyenne du pic, du fait du déplacement, se rapproche de la forme gaussienne, ce qui permet des traitements statistiques précis.

Dans le cas de surfaces de coloris non uniòr- mes, les erreurs locales engendrées par les différences de rétrodiffusion sont pondérées également par le mouvement.

Lorsque le capteur suivant l'invention est disposé sur une tête orientable d'une machine à mesurer, comportant deux axes combinés de rotation, qui est montée en extrémité du dernier axe de déplacement cartésien, l'orientation du capteur est choisie pour que l'axe optique de la caméra 15 soit proche de la normale à la surface de l'objet.

L'écart par rapport à la normale se traduit par une augmentation de la dispersion des points gaussiens.

Sur la Fig.5, on a représenté une couronne de diodes électroluminescentes placées sur un circuit imprimé annulaire. Ces diodes 31,32 sont de deux types émettant dans des longueurs d'ondes différentes et sont disposées de façon alternée à la périphérie du circuit 30 pour former deux couronnes qui lorsqu'elles sont alimentées, émettent des lumières diffuses de longueurs d'onde appropriées aux mesures que l'on entend faire sur l'objet étudié.

Par exemple, les diodes de rang impair 31 sont rouges et les diodes de rang pair 32 sont dans le proche infrarouge.

Les groupes de diodes précitées peuvent également être situés sur des cercles concentriques d'un même circuit imprimé.

Bien que dans l'exemple qui vient d'être décrit, la source d'émission de plan structuré comprenne un laser, il est quelquefois préférable d'utiliser une autre source de lumière telle qu'une diode électroluminescente, notamment lorsque l'on souhaite obtenir sur l'objet un trait lumineux qui ait une meilleure cohérence spatiale que le trait obtenu au moyen d'un laser dont la lumière subit une forte diffraction par les irrégularités de la surface de l'objet.

Claims (16)

REVENDICATIONS

1. Procédé optique de mesure et de test sur un objet, caractérisé en ce qu'il consiste à éclairer l'objet tour à tour par au moins une source (1) d'émission d'un plan structuré et par au moins une source (9) de lumière diffuse, à recevoir la lumière rétrodiffusée par l'objet éclairé par la source d'émission du plan structuré et la source de lumière diffuse sur une caméra matricielle (16) commune et à traiter les signaux de sortie de la caméra matricielle pour obtenir une combinaison de mesures et de tests dans le plan XY de l'objet éclairé et selon la distance Z de l'objet à la caméra matricielle.

2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'il consiste à mesurer la distance moyenne de l'objet sur un segment de ligne, par triangulation optique et à corriger les variations de facteur-d'échelle de la mesure dans le plan XY liées aux variations de distance de l'objet.

3. Procédé suivant la revendication 2, caractérisé en ce qu'il consiste à mesurer la distance Z moyenne de l'objet sur un incrément XY de surface de ltobjet correspondant au champ de la caméra matricielle (15), par translation continue relative entre l'objet et la caméra égale à l'une des dimensions X ou Y de l'incrément de surface, pendant une trame de la caméra (15).

4. Procédé suivant la revendication 3, caractérisé en ce qu'il consiste à réaliser un déplacement relatif en translation entre l'objet et la caméra (15) selon la dimension X suivi d'un mouvement en sens contraire d'une distance égale à X/2 pour se positionner au centre de la surface XY à mesurer et pendant ces déplacements à éclairer l'objet seulement par la source (1) d'émission de plan structuré.

5. Procédé suivant l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le traitement des signaux de sortie de la caméra matricielle comporte une projection unidirectionnelle de niveau de gris sur une image obtenue en mouvement et une sommation des niveaux de gris pour plusieurs positions de l'image en vue d'obtenir un pic gaussien de niveau de gris donnant une mesure précise de la distance Z de l'objet 0 à la caméra (15).

6. Capteur optique, de mesure et de test, caractérisé en ce qu'il comporte dans un même boîtier (20) au moins une source (1) d'émission d'un plan structuré, au moins une source (9) de lumière diffuse et une caméra matricielle (15) munie d'un objectif (16), disposée dans ledit boîtier pour recevoir la lumière desdites sources (1,9) rétrodiffusée par un objet et ce qu'il comporte en outre des moyens (30) de traitement des signaux de sortie de la caméra matricielle pour obtenir des mesures de distance Z de l'objet au capteur et des mesures dimensionnelles dans le plan XY de l'objet frappé par les lumières desdites sources

7. Capteur suivant la revendication 6, caractérisé en ce qu'il comporte en outre logé dans le boîtier un dispositif (21) de commutation des sources d'éclairage synchronisé sur la fréquence de trame de la caméra matricielle.

8. Capteur suivant l'une quelconque des revendications 5 et 7) caractérisé en ce qu'il comporte plusieurs sources d'émission de plans structurés et plusieurs sources de lumière diffuse, les sources d'émission de plans structurés formant à la surface de l'objet un réseau de lignes tandis que les sources de lumière diffuse forment des anneaux concentriques avec des angles d'incidence différents.

9. Capteur suivant l'une quelconque des revendications 6 à 8, caractérisé en ce que les sources concentriques d'émission de lumière diffuse ont des émissions spectrales différentes pour obtenir le meilleur contraste en fonction de la couleur du matériau de l'objet.

10. Capteur suivant l'une des revendications 6 à 9, caractérisé en ce que les sources de lumière diffuse sont constituées par des diodes électroluminescentes agencées en groupes de diodes émettant dans des longueurs d'onde différentes selon que les mesures portent sur des motifs imprimés ou des contours de l'objet.

11. Capteur suivant l'une quelconque des revendications 6 à 10, caractérisé en ce que la ou chaque source d'émission de plan structuré comporte une source opto-électronique (2) constituée par un laser ou une diode électroluminescente associée à une optique (3) de focalisation, à un élément (4) de divergence du faisceau délivré par la source sous forme d'un faisceau plan et à un miroir (6) destiné à dévier le faisceau divergent (5) pour le diriger sous forme de faisceau plan de sortie (7) vers l'objet (0).

12. Capteur suivant l'une quelconque des revendications 9 et 10, caractérisé en ce que les diodes (31,32) des groupes de diodes électroluminescentes d'une source de lumière diffuse sont disposées de façon alternée sur un circuit imprimé annulaire (30) monté de façon coaxiale par rapport à l'objectif (16) associé à la caméra matricielle (15).

13. Capteur suivant l'une des revendications 6 à 12, caractérisé en ce que chaque source de lumière diffuse comporte un déflecteur (12) ayant une surface intérieure (13) tronconique diffusante, définissant l'angle d'incidence de la lumière correspondante sur l'objet (0).

14. Capteur suivant l'une quelconque des revendications 5 à 12, caractérisé en ce que la caméra matricielle (15) est du type CCD ou CID.

15. Capteur suivant l'une quelconque des revendications 6 à 14, caractérisé en ce que le boîtier (20) comporte une embase (21) réalisée en un matériau stable en température, ainsi que des guides latéraux (25) pour la fixation de cales d'étalonnage en Z et en XY.

16. Capteur suivant l'une quelconque des revendications 6 à 15, caractérisé en ce que les images virtuelles des sources de lumière diffuse sont en dehors du champ de vision de la caméra.