FR2930334A1 - Dispositif et procede d'analyse optique, appareil et procede de mesure chromatique associes - Google Patents

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Abstract

La présente invention concerne un dispositif ou appareil comprenant des moyens de séparation (13) au niveau duquel de la lumière émise (16) par le dispositif et de la lumière collectée (18) par le dispositif se séparent. Les lumières émise (16) et collectée (18) sont transportées le long de deux fibres optiques distinctes (4, 5), et la lumière émise (16) est divergente au niveau des moyens de séparation (13), de sorte que la lumière parasite entre les deux fibres optiques est réduite.L'invention concerne aussi un procédé mis en oeuvre dans ce dispositif ou cet appareil.Application notamment à la microscopie confocale chromatique.

Description

Dispositif et procédé d'analyse optique, appareil et procédé de mesure chromatique associés
Domaine technique La présente invention concerne un dispositif d'analyse optique. Elle concerne aussi un appareil de mesure chromatique comprenant un tel dispositif, et un procédé mis en oeuvre dans ce dispositif ou cet appareil. Le domaine de l'invention est plus particulièrement mais de manière non limitative celui de la microscopie confocale chromatique.
Etat de la technique antérieure On connaît différents modes de réalisation de dispositif de microscopie confocale chromatique. Un tel dispositif comprend généralement : - une source de lumière à spectre large, émettant différentes longueurs d'onde, - un système à chromatisme longitudinal étendu qui focalise les différentes longueurs d'ondes émises en différents points de focalisation distincts, et qui collecte les réflexions par un objet, - des moyens pour analyser la lumière collectée, comprenant en particulier des moyens pour mesurer et comparer les intensités relatives des différentes longueurs d'onde de la lumière collectée, et - un système de séparation, situé en aval du système à chromatisme, et agencé pour séparer la lumière émise provenant de la source et la lumière collectée dirigée vers les moyens d'analyse.
Les moyens d'analyse comprennent des moyens pour déterminer une position et/ou un déplacement de l'objet par rapport au système à chromatisme, à partir des mesures et des comparaisons des intensités des différentes longueurs d'onde de la lumière collectée. On connaît déjà le document EP 0 142 464 décrivant un dispositif de microscopie confocale chromatique. Dans un des modes de réalisation envisagé par EP 0 142 464, le dispositif de microscopie confocale chromatique comprend en outre une fibre optique de raccord reliant le système de séparation au système à chromatisme longitudinal étendu. Cette fibre permet de déporter le système optique à chromatisme longitudinal étendu et rend -2 donc le microscope confocal chromatique plus pratique à utiliser. Néanmoins, un terme important de lumière parasite est introduit car une partie de la lumière issue de la source à spectre large se réfléchit sur les éléments composant le système de séparation et va directement dans les moyens d'analyse. Un autre terme important de lumière parasite est introduit car une partie de la lumière issue de la source à spectre large se réfléchit sur la face d'entrée de la fibre de raccord au niveau d'une jonction entre le système de séparation et la fibre optique de raccord et va également directement dans les moyens d'analyse. Cet apport de lumière parasite doit être quantifié avant chaque utilisation du dispositif pour être soustrait et ainsi fournir une mesure de position ou de déplacement correcte. La quantification de cet apport est très complexe car elle dépend du spectre de la source qui lui-même dépend du vieillissement de la source, des conditions de température, d'humidité, d'alimentation électrique ainsi que de nombreux autres paramètres. En outre, cette lumière parasite diminue la dynamique de mesure du dispositif de microscopie confocale chromatique. On connaît également le document FR 2 738 343 décrivant un dispositif de microscopie confocale chromatique. Dans un des modes de réalisation envisagé par FR 2 738 343, le système de séparation consiste en un coupleur à fibre optique. Ce coupleur à fibre optique permet de séparer le faisceau de lumière émise, qui va de la source de lumière à spectre large vers l'objet à analyser en passant par les moyens de séparation, du faisceau de lumière réfléchie puis collectée, qui va de l'objet vers les moyens d'analyse en passant par les moyens de séparation. Comme dans le cas précédent, un inconvénient majeur réside dans le fait que ce type de coupleur à fibre introduit naturellement un terme important de lumière parasite. En effet de la lumière provenant de la source à spectre large est réfléchie directement par le coupleur à fibre vers les moyens d'analyse. De plus, le terme de lumière parasite change lorsque le coupleur à fibre vieillit ce qui rend nécessaire une acquisition fréquente de ce terme de lumière parasite. Dans les documents EP 0 142 464 et FR 2 738 343 apparait le problème d'introduction de poussière lors de la déconnexion et de la reconnexion de la fibre de raccord. Les poussières introduites augmentent de façon dramatique - 3 l'apport de lumière parasite qui peut compromettre le fonctionnement du système. Le but de la présente invention est de proposer un dispositif d'analyse optique ou un appareil de mesure chromatique qui minimise la lumière parasite provenant de la source et introduite dans les moyens d'analyse, tout en permettant de déporter les moyens de focalisation, de manière à être à la fois robuste et pratique à utiliser. Exposé de l'invention Cet objectif est atteint avec un dispositif d'analyse optique d'un objet, comprenant : - une source d'émission de lumière ; - des moyens pour focaliser sur l'objet à analyser la lumière émise par la source, et pour collecter de la lumière réfléchie par ledit objet ; - des moyens pour analyser la lumière collectée ; - des moyens pour séparer la lumière émise de la lumière collectée ; - des moyens pour transporter la lumière émise depuis la source vers les moyens séparateurs ; - des moyens pour transporter la lumière collectée issue des moyens séparateurs vers les moyens d'analyse ; caractérisé en ce que les moyens de transport de la lumière émise et les moyens de transport de la lumière collectée comprennent respectivement une fibre optique aller et une fibre optique retour distinctes, le dispositif étant en outre agencé pour qu'au niveau des moyens séparateurs la lumière émise par la source soit divergente.
De préférence, le dispositif selon l'invention est confocal car les moyens de focalisation sont de préférence agencés pour focaliser la lumière émise par la source en un ou plusieurs points de focalisation qui est ou sont optiquement conjugué(s) avec une sortie de la fibre aller (cette sortie étant l'extrémité de la fibre aller située du côté des moyens séparateurs, et non du côté de la source d'émission) et avec une entrée de la fibre retour (cette entrée étant l'extrémité de la fibre retour située du côté des moyens séparateurs, et non du côté des moyens d'analyse). Le dispositif selon l'invention peut comprendre en outre une fibre optique d'émission située entre la source et la fibre aller sur le trajet optique de la -4 lumière émise par la source, et des moyens pour déconnecter et reconnecter entre elles la fibre aller et la fibre d'émission. De même, le dispositif selon l'invention peut comprendre en outre une fibre optique d'analyse située entre la fibre retour et les moyens d'analyse sur le trajet optique de la lumière collectée par les moyens de focalisation, et des moyens pour déconnecter et reconnecter entre elles la fibre retour et la fibre d'analyse. De préférence, les moyens séparateurs comprennent ou consistent en un cube séparateur, une lame séparatrice ou une pellicule séparatrice.
Typiquement, une partie de la lumière émise et de la lumière collectée peut être réfléchie par les moyens séparateurs, alors que l'autre partie de la lumière collectée et émise est transmise sans réflexion par les moyens séparateurs. Les moyens séparateurs peuvent être polarisants, et le dispositif selon l'invention peut comprendre en outre une lame quart d'onde disposée sur les trajets optiques de la lumière émise et de la lumière collectée, entre les moyens séparateurs et les moyens de focalisation. Le dispositif selon l'invention peut être agencé pour que la lumière émise a, au niveau de la sortie de la fibre aller, un axe optique parallèle à un axe optique que la lumière collectée a au niveau de l'entrée de la fibre retour. Pour cela, le dispositif selon l'invention peut comprendre en outre un miroir de repli situé dans une première variante entre la fibre retour et les moyens séparateurs sur le trajet optique de la lumière collectée par les moyens de focalisation ou dans une seconde variante entre la fibre aller et les moyens séparateurs sur le trajet optique de la lumière émise par la source. En outre, la sortie de la fibre aller et l'entrée de la fibre retour peuvent être situées dans un même plan, qui est de préférence sensiblement perpendiculaire aux deux axes optiques parallèles précédemment décrits. Pour cela, le dispositif selon l'invention peut comprendre en outre une paire de miroirs de repli situés dans la première variante entre la fibre aller et les moyens séparateurs sur le trajet optique de la lumière émise par la source, ou dans la seconde variante entre la fibre retour et les moyens séparateurs sur le trajet optique de la lumière collectée par les moyens de focalisation. - 5 Suivant un autre aspect de l'invention, il est proposé un appareil ou dispositif de mesure chromatique comprenant un dispositif d'analyse selon l'invention. Dans ce document, on appelle système optique à chromatisme longitudinal étendu tout système optique dont la position du point de focalisation d'une longueur d'onde le long de l'axe optique de ce système optique dépend de manière non négligeable de ladite longueur d'onde. Typiquement, un tel système à chromatisme étendu peut comprendre et éventuellement consister en une lentille convergente non achromatique.
De préférence, dans un appareil de mesure chromatique selon l'invention : - la source de lumière est agencée pour émettre de la lumière comprenant plusieurs longueurs d'onde différentes, et - les moyens de focalisation comprennent un système optique de focalisation à chromatisme longitudinal étendu, agencé pour focaliser les différentes longueurs d'onde de la lumière émise par la source en différents points de focalisation. Les différents points de focalisation correspondant aux différentes longueurs d'onde sont de préférence tous conjugués optiquement avec la sortie de la fibre aller et avec l'entrée de la fibre retour.
Enfin, les moyens d'analyse comprennent de préférence des moyens pour mesurer et/ou comparer des intensités de différentes longueurs d'onde de la lumière collectée, et des moyens pour déterminer une position et/ou un déplacement de l'objet à partir des mesures et/ou comparaisons. Suivant encore un autre aspect de l'invention, il est proposé un procédé d'analyse optique ou de mesure chromatique mis en oeuvre dans un dispositif ou un appareil selon l'invention, comprenant : - une émission de lumière par une source ; - un transport de la lumière émise par la source, le long d'une fibre optique aller et jusqu'à une sortie de la fibre aller ; - une transmission à des moyens séparateurs et par la sortie de la fibre aller, de la lumière émise ; les moyens séparateurs dirigeant vers des moyens de focalisation la lumière transmise par la fibre optique aller ; - une focalisation, par les moyens de focalisation, de la lumière émise par la source ; - 6 - une collection, par les moyens de focalisation, de réflexions par un objet de la lumière focalisée ; les moyens séparateurs dirigeant dans une entrée d'une fibre optique retour la lumière collectée par les moyens de focalisation ; - un transport de la lumière collectée, le long de la fibre optique retour et jusqu'à des moyens pour analyser la lumière collectée, - une analyse, par les moyens d'analyse, de la lumière collectée ; caractérisé en ce que la fibre optique aller et la fibre optique retour sont deux fibres optiques distinctes, en ce qu'au niveau des moyens séparateurs la lumière émise par la source est divergente. De préférence, la lumière émise par la source est focalisée en un ou plusieurs points de focalisation qui est ou sont optiquement conjugué(s) avec la sortie de la fibre aller et avec l'entrée de la fibre retour. De préférence : - l'émission de lumière comprend une émission de plusieurs longueurs d'onde différentes, et - les moyens de focalisation comprennent un système optique à chromatisme longitudinal étendu, de sorte que la focalisation par les moyens de focalisation comprend une focalisation des différentes longueurs d'ondes de la lumière émise en différents points de focalisation. Le procédé selon l'invention peut comprendre en outre : - un transport de la lumière émise par la source, le long d'une fibre optique d'émission située entre la source et la fibre aller sur le trajet optique de la lumière émise par la source, et - un transport de la lumière émise par la source à travers des moyens pour déconnecter et reconnecter entre elles la fibre aller et la fibre d'émission. De même, le procédé selon l'invention peut comprendre en outre : - un transport de la lumière collectée, le long d'une fibre optique d'analyse située entre la fibre retour et les moyens d'analyse sur le trajet optique de la lumière collectée par les moyens de focalisation, et - un transport de la lumière collectée, à travers des moyens pour déconnecter et reconnecter entre elles la fibre retour et la fibre d'analyse. De plus, le procédé selon l'invention peut comprendre en outre : - 7 - une polarisation de la lumière émise et de la lumière collectée par les moyens séparateurs, et - un passage de la lumière émise et de la lumière collectée à travers une lame quart d'onde disposée sur les trajets optiques de la lumière émise et de la lumière collectée, entre les moyens séparateurs et les moyens de focalisation. Enfin, le procédé selon l'invention peut comprendre en outre une réflexion de la lumière émise ou de la lumière collectée par un miroir de repli situé respectivement : - entre les moyens séparateurs et la fibre retour sur le trajet optique de la lumière collectée par les moyens de focalisation (cas de la première variante), ou - entre la fibre aller et les moyens séparateurs sur le trajet optique de la lumière émise par la source (cas de la seconde variante), de sorte que la lumière émise, au niveau de la sortie de la fibre aller, et la lumière collectée, au niveau de l'entrée de la fibre retour, ont des axes optiques ou des directions de propagation parallèles. Dans ce cas, le procédé selon l'invention peut comprendre en outre une réflexion respectivement de la lumière collectée ou de la lumière émise, par une paire de miroirs de repli situés respectivement : - entre la fibre aller et les moyens séparateurs sur le trajet optique de la lumière émise par la source (dans le cas de la première variante), ou - entre les moyens séparateurs et la fibre retour sur le trajet optique de la lumière collectée par les moyens de focalisation (dans le cas de la seconde variante), de sorte que la sortie de la fibre aller et l'entrée de la fibre retour soient situées sensiblement dans un même plan. De préférence, l'analyse de la lumière collectée peut comprendre au moins une mesure et/ou comparaison d'intensités de différentes longueurs d'onde de la lumière collectée, et une détermination d'une position et/ou d'un déplacement de l'objet à partir des mesures et/ou comparaisons. Description des figures et modes de réalisation D'autres avantages et particularités de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée de mises en oeuvre et de modes de réalisation nullement limitatifs, et des dessins annexés suivants : - 8 - la figure 1 illustre un premier mode de réalisation de dispositif selon l'invention, - la figure 2 illustre un deuxième mode de réalisation de dispositif selon l'invention, qui est un mode de réalisation préférentiel, et - la figure 3 illustre un troisième mode de réalisation de dispositif selon l'invention. On va tout d'abord décrire, en référence à la figure 1, un premier mode de réalisation de dispositif d'analyse optique et de mesure chromatique 1 selon l'invention mettant en oeuvre un procédé selon l'invention. Le microscope confocal chromatique 1 selon l'invention comprend - un boîtier 2 d'émission et d'analyse, - une tête optique 3, - une fibre optique aller 4, et - une fibre optique retour 5.
Le boîtier d'émission et d'analyse 2 comprend : - une source de lumière 6 à spectre large, - une fibre optique d'émission 7, - une jonction aller 8, - une jonction retour 9, - une fibre optique d'analyse 10, et - des moyens d'analyse 11. La tête optique 3 comprend un boîtier à l'intérieur duquel sont disposés : - des moyens séparateurs aussi appelés système de séparation 13, au niveau duquel de la lumière émise 16 par le dispositif 1 et de la lumière collectée 18 par le dispositif 1 se séparent, - une extrémité 12 de la fibre aller 4, cette extrémité étant par la suite appelée sortie 12 de la fibre aller et étant située du côté du système de séparation, la seconde extrémité de la fibre aller 4 étant reliée à la jonction aller 8, - des moyens de focalisation, appelés par la suite système optique de focalisation à chromatisme longitudinal étendu 14, et qui consistent typiquement en une lentille convergente achromatique, et -9 - une extrémité 15 de la fibre retour 5, cette extrémité étant par la suite appelée entrée 15 de la fibre retour et étant située du côté du système de séparation 13, la seconde extrémité de la fibre retour 5 étant reliée à la jonction retour 9.
La source de lumière 6 est agencée pour émettre de la lumière comprenant plusieurs longueurs d'onde différentes. La fibre optique d'émission 7 relie la source 6 à la jonction aller 8, et est agencée pour transporter de la lumière émise par la source 6 jusqu'à la jonction 8 en direction des moyens de séparation 13. Cette fibre optique d'émission 7 est donc située entre la source 6 et la fibre aller 4 sur le trajet optique de la lumière émise par la source 6. La jonction aller 8 permet à un utilisateur de déconnecter et reconnecter à loisir entre elles la fibre aller 4 et la fibre d'émission 7. La fibre optique aller 4 est agencée pour recevoir la lumière 16 émise par la source puis transmise par la fibre optique d'émission 7 et par la jonction aller 8, et est agencé pour transporter la lumière 16 émise par la source 6 jusqu'à la sortie 12 de la fibre aller et vers le système de séparation 13, de manière à transmettre cette lumière 16 au système de séparation 13. La fibre aller 4 constitue donc un chemin fibré aller pour transporter la lumière émise 16 depuis la source d'émission de lumière 6 vers les moyens séparateurs 13. Le système de séparation 13 est agencé pour recevoir cette lumière 16 et la diriger vers le système à chromatisme 14. Typiquement, le système optique de séparation 13 comprend voir consiste en un cube séparateur, une lame séparatrice ou une pellicule séparatrice.
Le système à chromatisme 14 est agencé pour recevoir cette lumière 16 provenant du système de séparation 13, est agencé pour focaliser les différentes longueurs d'ondes de la lumière 16 émise par la source en différents points de focalisation répartis le long d'un axe longitudinal correspondant à l'axe optique de ce système à chromatisme 14. Au moins une des longueurs d'onde de la lumière émise est focalisée sur l'objet 17. Le système à chromatisme 14 est agencé pour collecter de la lumière 18 correspondant à des réflexions par un objet 17 de la lumière focalisée. Le dispositif 1 est confocal car ces différents points de focalisation correspondant -10- aux différentes longueurs d'ondes sont tous conjugués optiquement avec la sortie 12 de la fibre aller 4 et avec l'entrée 15 de la fibre retour 5. Le système de séparation 13 est en outre agencé pour diriger dans l'entrée 15 de la fibre optique retour 5 la lumière collectée 18. Les moyens séparateurs 13 sont positionnés dans un faisceau de lumière émise 16 et un faisceau de lumière collectée 18 qui, au niveau des moyens séparateurs, sont non collimatés et non fibrés. Ces moyens séparateurs sont reliés à la source d'émission de lumière 6 et aux moyens d'analyse 11 respectivement par les chemins fibrés aller 4 et retour 5, ces deux chemins étant complètement distincts pour minimiser l'introduction de lumière parasite. La fibre optique retour 5 est quand à elle agencée pour transporter la lumière collectée 18 (issue des moyens séparateurs 13) en direction des moyens d'analyse 11, et jusqu'à la jonction retour 9. La fibre retour 5 constitue donc un chemin fibré retour pour transporter la lumière réfléchie 18 par l'objet 17, collectée par les moyens de focalisation 14, orientée par les moyens de séparation 13 vers les moyens d'analyse 11, ce chemin fibré retour 5 étant complètement distinct du chemin fibré aller 4. Cette jonction retour 9 permet à un utilisateur de déconnecter et reconnecter à loisir entre elles la fibre retour 5 et la fibre d'analyse 10.
La fibre optique d'analyse 10 est située entre la fibre retour 5 et les moyens d'analyse 11 sur le trajet optique de la lumière collectée 18 par le système à chromatisme 14, et est agencée pour transmettre aux moyens d'analyse 11 cette lumière 18 provenant de la jonction 9 et de la fibre 5. Les moyens d'analyse 11 comprennent des moyens pour mesurer et comparer des intensités de différentes longueurs d'onde de la lumière collectée 18 correspondant aux différentes longueurs d'onde de la lumière émise 16 par la source, et des moyens pour déterminer une position ou un déplacement de l'objet 17 à partir des mesures et/ou comparaisons, cette position ou ce déplacement étant généralement défini par rapport au système à chromatisme 14 ou par rapport à la tête optique 3. Ces déterminations de position ou de déplacement peuvent par exemple être réalisées de façon proche ou comparable à celles divulguées dans les documents EP 0 142 464 et FR 2 738 343, ces exemples n'étant pas limitatifs. Les différentes longueurs d'onde de la lumière émise 16 ont de préférence des intensités sensiblement -11- égales et des chemins optiques jusqu'à l'objet 17 sensiblement confondus, de manière à faciliter l'analyse, par les moyens d'analyse 11, de la lumière collectée 18. Le procédé optique mis en oeuvre dans le dispositif 1 comprend donc : - une émission de lumière par la source 6, la lumière émise comprenant plusieurs longueurs d'onde différentes ; - un transport de la lumière émise 16, le long de la fibre optique d'émission 7, puis à travers la jonction 8, puis le long de la fibre optique aller 4 et jusqu'à la sortie 12 de la fibre aller ; - une transmission de la lumière 16 au système de séparation 13 et à partir de la sortie 12 de la fibre aller ; le système de séparation dirigeant vers le système à chromatisme 14 la lumière transmise par la fibre optique aller 4 ; - une focalisation, par le système à chromatisme 14, des différentes longueurs d'ondes de la lumière 16 en les différents points de focalisation ; - une collection, par le système à chromatisme 14, d'une lumière correspondant à des réflexions par l'objet 17 des différentes longueurs d'onde de la lumière focalisée ; le système de séparation dirigeant dans l'entrée 15 de la fibre optique retour 5 la lumière collectée par le système à chromatisme ; - un transport de la lumière collectée, le long de la fibre optique retour 5, puis à travers la jonction 9, puis le long de la fibre optique d'analyse 10 et jusqu'aux moyens 11 pour analyser la lumière collectée, - une analyse, par les moyens d'analyse, de la lumière collectée ; cette analyse comprenant des mesures et/ou au moins une comparaison des intensités de différentes longueurs d'onde de la lumière collectée, et une détermination d'au moins une position et/ou déplacement de l'objet 17 à partir des mesures et/ou comparaisons. Dans le dispositif 1, la fibre optique aller 4 et la fibre optique retour 5 sont deux fibres optiques distinctes. En particulier, la sortie 12 de la fibre aller 4 est distincte de l'entrée 15 de la fibre retour 5. En outre, le dispositif 1 est agencé pour que : -la lumière 16 émise par la source 6 soit divergente à partir de la sortie 12 de la fibre aller 4 jusqu'au système de séparation 13, au niveau du système de - 12 - séparation 13, et du système de séparation 13 vers et jusqu'au système optique à chromatisme étendu 14 ; autrement dit la lumière émise 16 est divergente au niveau du système de séparation 13 (correspondant à un niveau du dispositif 1 où les trajets optiques de la lumière émise 16 et de la lumière collectée se séparent) en partant de la sortie 12 et en allant en direction du système à chromatisme 14, et - la lumière 18 collectée par le système 14 soit convergent du système optique à chromatisme étendu 14 jusqu'au système de séparation 13, au niveau du système de séparation 13, et du système de séparation 13 jusqu'à l'entré 15 de la fibre retour 5 ; autrement dit la lumière collectée 18 est convergente au niveau du système de séparation 13 en partant du système à chromatisme 14 et en allant en direction de l'entrée 15 de la fibre retour 5. A la sortie 12 de la fibre optique aller 4, la lumière émise 16 est divergente et reste divergente jusqu'au niveau du système de séparation 13.
Dans le mode de réalisation illustré, aucun élément optique type lentille ou autre n'est intercalé entre la fibre aller 4 et le système de séparation 13. Une variante du mode de réalisation illustré comprend un ou plusieurs élément(s) optique(s) type lentille ou autre intercalé(s) entre la fibre aller 4 et le système de séparation 13 et influant sur la convergence ou la divergence de la lumière émise 16, mais ces éléments sont agencé(s) pour que la lumière émise 16 soit et reste divergente au niveau du système de séparation 13. Ainsi, la lumière émise 16 n'est pas collimatée au niveau du système de séparation 13, ce qui rend le couplage direct de la lumière 16 provenant de la fibre aller 4 vers la fibre retour 5 quasiment nul. Ainsi, les deux fibres distinctes 4, 5 permettent de considérablement diminuer les parasites de la lumière analysée par les moyens d'analyse 11. En outre, les deux fibres distinctes 4 et 5 permettent de déporter le système à chromatisme 14 et donc la tête optique 3 par rapport à la source de lumière 6 et aux moyens d'analyse 11. Ainsi, le dispositif 1 est un microscope confocal chromatique à la fois modulaire et pratique à utiliser. Enfin, les jonctions aller 8 et retour 9 étant distinctes, le dispositif 1 est moins sensible à l'introduction de poussière dans ces jonctions lors d'opération de connexion ou de déconnexion au niveau de ces jonctions, car les chemins 'aller' et 'retour' de la lumière respectivement émise 16 et - 13 - collectée 18 sont séparés. Les poussières qui seraient introduites dans la jonction aller 8 provoqueraient un retour de lumière uniquement vers la source 6 ainsi qu'une baisse de l'efficacité lumineuse de transmission de cette jonction 8. Les poussières qui seraient introduites dans la jonction retour 9 provoqueraient uniquement une baisse de l'efficacité lumineuse de transmission de cette jonction 9. Ainsi, le fait que les jonctions 8, 9 soient distinctes et que les fibres 4, 5 soient distinctes permet de déconnecter et reconnecter les fibres 4, 5 sans risque de perte de fonctionnement du dispositif selon l'invention due à des poussières.
On va maintenant décrire, en référence à la figure 2, un deuxième mode de réalisation de dispositif 19 selon l'invention, qui ne sera décrit que pour ses différences par rapport au dispositif de la figure 1. En particulier, les éléments correspondant aux références 2 à 18 ne seront pas de nouveau décrits.
Le dispositif 19 comprend en outre un miroir de repli 20 situé entre le système de séparation 13 et la fibre retour 5 sur le trajet optique de la lumière collectée 18, ce miroir étant agencé pour que la lumière émise 16, au niveau de la sortie 12 de la fibre aller, et la lumière collectée 18, au niveau de l'entrée 15 de la fibre retour, ont des axes optiques (ou des directions de propagation) respectivement 21, 22 parallèles. Les fibres 4, 5 sont regroupés au sein d'une même gaine 23. Le miroir 20 permet de compacter la tête optique 3 et de faciliter le regroupement des fibres 4, 5 au sein de la gaine 23, ce qui simplifie l'architecture extérieure du dispositif 19. On note que les figures ne sont que schématiques et ne respectent pas les distances réelles entre les différents éléments : en effet, la distance entre la sortie 12 et l'entrée 15 est typiquement de quelques millimètres, alors que les longueurs des fibres 4 et 5 sont typiquement de plusieurs dizaines de centimètres ou de mètres. Le procédé mis en oeuvre par le dispositif 19 comprend en outre, par rapport au procédé précédemment décrit en référence à la figure 1, une réflexion de la lumière collectée par le miroir 20, de sorte que la lumière émise 16, au niveau de la sortie 12 de la fibre aller 4, et la lumière collectée 18, au niveau de l'entrée 15 de la fibre retour 5, ont des axes optiques ou des directions de propagation parallèles. - 14 - On va maintenant décrire, en référence à la figure 3, un troisième mode de réalisation de dispositif 24 selon l'invention, qui ne sera décrit que pour ses différences par rapport au dispositif de la figure 2. En particulier, les éléments correspondant aux références 2 à 18 et 20 à 23 ne seront pas de nouveau décrits. Le dispositif 24 comprend en outre une paire de miroirs de repli 25, 26 situés entre la fibre aller 4 et le système de séparation 13 sur le trajet optique de la lumière émise 16. Cette paire de miroirs 25, 26 est agencée pour que la sortie 12 de la fibre aller et l'entrée 15 de la fibre retour sont situées dans un même plan 27. Le plan 27 est sensiblement perpendiculaire aux axes optiques 21, 22 ou directions de propagation de la lumière émise 16, au niveau de la sortie 12, et de la lumière collectée 18, au niveau de l'entrée 15. Les miroirs 25, 26 permettent encore de compacter la tête optique 3 et de faciliter le regroupement des fibres 4, 5 au sein de la gaine 23.
Dans le dispositif 24, le système de séparation 13 est polarisant. Le dispositif 24 comprend en outre une lame quart d'onde 28 disposée sur les trajets optiques de la lumière émise 16 et de la lumière collectée 18, entre le système de séparation 13 et le système à chromatisme 14. L'adjonction de la lame 28 permet de maximiser le flux re-collecté après réflexion sur l'objet 17.
Par rapport au procédé précédemment décrit en référence à la figure 2, le procédé mis en oeuvre par le dispositif 24 comprend en outre : - une réflexion de la lumière émise 16 par la paire de miroirs 25, 26, de sorte que la sortie 12 de la fibre aller et l'entrée 15 de la fibre retour sont situés sensiblement dans le plan 27, - une polarisation de la lumière émise 16 et de la lumière collectée 18 par le système de séparation 13, et - un passage de la lumière émise 16 et de la lumière collectée 18 à travers la lame quart d'onde 28. Bien sûr, l'invention n'est pas limitée aux exemples qui viennent d'être 30 décrits et de nombreux aménagements peuvent être apportés à ces exemples sans sortir du cadre de l'invention.

Claims (13)

  1. REVENDICATIONS1. Dispositif d'analyse optique d'un objet (1, 19, 24), comprenant : - une source d'émission de lumière (6) ; - des moyens (14) pour focaliser la lumière (16) émise par la source (6) sur l'objet (17) à analyser, et pour collecter de la lumière (18) réfléchie par ledit objet (17) ; - des moyens (11) pour analyser la lumière collectée (18) ; - des moyens (13) pour séparer la lumière émise (16) de la lumière collectée (18) ; - des moyens (4) pour transporter la lumière émise (16) depuis la source (6) vers les moyens séparateurs (13) ; - des moyens (5) pour transporter la lumière collectée (18) issue des moyens séparateurs (13) vers les moyens d'analyse (11) ; caractérisé en ce que les moyens (4) de transport de la lumière émise et les moyens (5) de transport de la lumière collectée comprennent respectivement une fibre optique aller (4) et une fibre optique retour distinctes, le dispositif étant en outre agencé pour qu'au niveau des moyens séparateurs (13) la lumière émise (16) par la source (6) soit divergente.
  2. 2. Dispositif optique selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend en outre une fibre optique d'émission (7) située entre la source (6) et la fibre aller (4) sur le trajet optique de la lumière émise par la source, et des moyens (8) pour déconnecter et reconnecter entre elles la fibre aller (4) et la fibre d'émission (7).
  3. 3. Dispositif optique selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il comprend en outre une fibre optique d'analyse (10) située entre la fibre retour (5) et les moyens d'analyse (11) sur le trajet optique de la lumière collectée (18) par les moyens de focalisation (14), et des moyens pour déconnecter et reconnecter entre elles la fibre retour (5) et la fibre d'analyse (10).-16
  4. 4. Dispositif optique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens séparateurs (13) comprennent un cube séparateur, une lame séparatrice ou une pellicule séparatrice.
  5. 5. Dispositif optique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens séparateurs (13) sont polarisants, et en ce qu'il comprend en outre une lame quart d'onde (28) disposée sur les trajets optiques de la lumière émise (16) et de la lumière collectée (18), entre les moyens séparateurs (13) et les moyens de focalisation (14).
  6. 6. Dispositif optique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il est agencé pour que la lumière émise (16) a, au niveau d'une sortie (12) de la fibre aller, un axe optique (21) parallèle à un axe optique (22) que la lumière collectée (18) a au niveau d'une entrée (15) de la fibre retour.
  7. 7. Dispositif optique selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un miroir de repli (20) situé entre la fibre retour (5) et les moyens séparateurs (13) sur le trajet optique de la lumière collectée (18) par les moyens de focalisation (14).
  8. 8. Dispositif optique selon la revendication 6 ou 7, caractérisé en ce que la sortie (12) de la fibre aller et l'entrée (15) de la fibre retour sont situées dans un même plan, qui est de préférence sensiblement perpendiculaire aux axes optiques parallèles.
  9. 9. Dispositif optique selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'il comprend en outre une paire de miroirs de repli (25, 26) situés entre la fibre aller (4) et les moyens séparateurs (13) sur le trajet optique de la lumière émise (16) par la source (6). 2930334 -17
  10. 10. Appareil de mesure chromatique comprenant un dispositif optique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que : - la source de lumière (6) est agencée pour émettre de la lumière (16) 5 comprenant plusieurs longueurs d'onde différentes, et - les moyens de focalisation comprennent un système optique de focalisation à chromatisme longitudinal étendu (14), agencé pour focaliser les différentes longueurs d'onde de la lumière (16) émise par la source en différents points de focalisation. 10
  11. 11. Appareil selon la revendication 10, caractérisé en ce que les différents points de focalisation correspondant aux différentes longueurs d'onde sont tous conjugués optiquement avec une sortie (12) de la fibre aller (4) et avec une entrée (15) de la fibre retour (5). 15
  12. 12. Appareil selon la revendication 10 ou 11, caractérisé en ce que les moyens d'analyse (11) comprennent des moyens pour mesurer et/ou comparer des intensités de différentes longueurs d'onde de la lumière collectée, et des moyens pour déterminer une position et/ou un déplacement 20 de l'objet (17) à partir des mesures et/ou comparaisons.
  13. 13. Procédé d'analyse optique mis en oeuvre dans un dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 9 ou dans un appareil selon l'une quelconque des revendications 10 à 12, comprenant : 25 - une émission de lumière par une source (6) ; - un transport de la lumière émise par la source, le long d'une fibre optique aller (4) et jusqu'à une sortie (12) de la fibre aller ; - une transmission, par la sortie de la fibre aller et à des moyens séparateurs (13), de la lumière émise ; les moyens séparateurs dirigeant 30 vers des moyens de focalisation (14) la lumière transmise par la fibre optique aller ; - une focalisation, par les moyens de focalisation, de la lumière émise par la source (6) ;-18 - une collection, par les moyens de focalisation, de réflexions par un objet (17) de la lumière focalisée ; les moyens séparateurs dirigeant dans une entrée (15) d'une fibre optique retour (5) la lumière collectée par les moyens de focalisation ; - un transport de la lumière collectée, le long de la fibre optique retour et jusqu'à des moyens (11) pour analyser la lumière collectée, - une analyse, par les moyens d'analyse, de la lumière collectée ; caractérisé en ce que la fibre optique aller (4) et la fibre optique retour (5) sont deux fibres optiques distinctes, en ce qu'au niveau des moyens séparateurs (13) la lumière émise (16) par la source (6) est divergente.
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