FR3004818A1 - Systeme d'imagerie localisee et de profilometrie par nappe laser - Google Patents

Abstract

Système d'imagerie (1) par nappe laser d'un objet (2) situé dans une zone d'intérêt (3), le système comportant un générateur de nappe laser (10) adapté pour émettre une nappe laser (40) dans la zone d'intérêt, ladite nappe laser s'étendant sensiblement selon un plan d'émission (X, Z) et étant adaptée pour dessiner sur un objet un motif (50) comprenant des points d'intersection de la nappe laser avec l'objet, et des moyens d'acquisition (20) adaptés pour acquérir une image du motif dessiné sur l'objet, le générateur de nappe laser comportant une source laser pour générer un faisceau laser et un dispositif optique pour faire diverger le faisceau laser selon un plan d'émission (X, Z) et faire converger le faisceau laser selon un plan orthogonal (X, Y).

Description

SYSTEME D'IMAGERIE LOCALISEE ET DE PROFILOMETRIE PAR NAPPE LASER. La présente invention est relative aux systèmes 5 d'imagerie par nappe laser, par exemple les systèmes d'imagerie localisée et de profilométrie par nappe laser. Plus particulièrement, l'invention se rapporte à un système d'imagerie par nappe laser d'un objet situé dans une zone d'intérêt, le système comportant un 10 générateur de nappe laser adapté pour émettre une nappe laser dans la zone d'intérêt, ladite nappe laser s'étendant sensiblement selon un plan d'émission (X, Z) et étant adaptée pour dessiner sur un objet un motif comprenant des points d'intersection de la nappe laser avec l'objet, et 15 des moyens d'acquisition adaptés pour acquérir une image du motif dessiné sur l'objet, De tels systèmes permettent de réaliser une imagerie localisée d'un objet au niveau de la zone éclairée par la nappe laser. Ils permettent également, lorsque les 20 moyens d'acquisition sont suffisamment éloignés du plan d'émission (X, Z) de la nappe laser, de réaliser une profilométrie de l'objet au niveau de la zone éclairée par la nappe laser. Le document EP 1 208 521 décrit un exemple d'un tel 25 système appliqué à l'identification et la mesure d'emballages. Le système d'identification et de mesure d'emballages décrit dans ce document est destiné par exemple à être monté sur un convoyeur d'emballages et comporte un dispositif de dimensionnement des emballages 30 utilisant une détection et une mesure par laser adapté pour mesurer les dimensions des emballages. Un tel dispositif emploie un faisceau laser relativement puissant dirigé vers l'objet à mesurer de façon à permettre une mesure rapide et fiable des 35 dimensions et ne pas ralentir le convoyage des emballages.

L'utilisation de ces faisceaux lasers dans un environnement accessible aux personnes comme un atelier ou le milieu extérieur nécessite des précautions importantes (avertissement, capotage, lunettes de protection, contrôle d'accès, ...) l'intensité fonction de 2, 3, ...). Il 10 d'imagerie qui sont usuellement imposées en fonction de du faisceau par des normes internationales en la classe de l'appareil à laser (classe 1, 1M, donc un besoin pour un système laser employant des faisceaux lasers en permettant un profilage et/ou une existe par nappe moins dangereux tout imagerie localisée rapide et fiable des objets cibles. A cet effet, selon l'invention, un système d'imagerie du genre en question est caractérisé en ce que 15 le générateur de nappe laser comporte une source laser pour générer un faisceau laser et un dispositif optique pour faire diverger le faisceau laser selon le plan d'émission (X, Z) et faire converger le faisceau laser selon un plan orthogonal (X, Y), sensiblement 20 perpendiculaire au plan d'émission (X, Z). Grâce à ces dispositions, la nappe laser émise dans la zone d'intérêt est peu dangereuse pour une personne située dans cette zone car le dispositif optique crée des 25 images de la source, dans le plan d'émission et le plan orthogonal, situées dans des endroits distincts. Il est donc impossible pour l'oeil de s'accommoder simultanément sur les images de la source dans le plan d'émission et dans le plan orthogonal. Le risque d'endommagement de la rétine 30 est ainsi diminué. Comme le dispositif optique diminue fortement le risque oculaire, il est possible d'utiliser des sources laser plus puissantes et ainsi d'obtenir un motif dessiné sur l'objet plus intense, ce qui permet un profilage et/ou une imagerie localisée de l'objet plus 35 rapide et plus fiable. Le système d'imagerie diminue ainsi le risque oculaire tout en augmentant la performance de l'illumination. Le générateur de nappe laser est également compact ce qui permet de réduire l'encombrement du système d'imagerie.

Dans des modes de réalisation préférés de l'invention, on peut éventuellement avoir recours en outre à l'une et/ou à l'autre des dispositions suivantes : - le dispositif optique est adapté pour que la nappe laser possède une extension transversale minimale supérieure à 3 mm dans une zone d'observation proximale située à proximité du dispositif optique, ladite extension transversale minimale correspondant à la plus petite dimension de la nappe laser dans un plan transverse (Y, Z) sensiblement perpendiculaire au plan d'émission (X, Z) et au plan orthogonal (X, Y) ; - le dispositif optique comporte un premier groupe de lentilles adapté pour faire converger le faisceau laser selon le plan orthogonal (X, Y) et un second groupe de lentilles adapté pour faire diverger le faisceau laser selon le plan d'émission (X, Z) ; - le premier groupe de lentilles est également adapté pour faire converger le faisceau laser selon le plan d'émission (X, Z) ; - le dispositif optique comporte en outre un 25 troisième groupe de lentilles adapté pour faire diverger le faisceau laser selon le plan orthogonal (X, Y) ; - l'un au moins des groupes de lentilles comprend une lentille cylindrique ; - le dispositif optique fait converger le faisceau 30 laser selon le plan orthogonal (X, Y) de façon à ce que le faisceau laser soit focalisé à une distance du dispositif optique sensiblement comprise entre cinquante centimètres et une dizaine de mètres ; - la source laser est choisie parmi une liste 35 comprenant une source à émission continue, une source à impulsions et une source à impulsions répétitives ; - les moyens d'acquisition sont sensiblement hors du plan d'émission (X, Z) de la nappe laser, de façon ce que lesdits moyens d'acquisition soient aptes à acquérir une image du motif dessiné sur l'objet qui permette de réaliser une profilométrie de l'objet ; - les moyens d'acquisition sont sensiblement placés dans le plan d'émission (X, Z) de la nappe laser, de façon ce que lesdits moyens d'acquisition soient aptes à acquérir une image du motif dessiné sur l'objet qui permette de réaliser une imagerie localisée de l'objet ; - les moyens d'acquisition comprennent une caméra. L'invention a également pour objet un générateur de nappe laser pour un système d'imagerie par nappe laser, ledit générateur comportant une source laser pour générer un faisceau laser, un dispositif optique pour faire diverger le faisceau laser selon un plan d'émission (X, Z) et faire converger le faisceau laser selon un plan orthogonal (X, Y), sensiblement perpendiculaire au plan d'émission (X, Z), et un boitier clos contenant la source laser et le dispositif optique. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description suivante de plusieurs de ses formes de réalisation, données à titre d'exemples non limitatifs, en regard des dessins joints. Sur les dessins : - la figure 1 est une vue schématique en perspective d'un système d'imagerie par nappe laser selon un mode de réalisation de l'invention, - la figure 2A est une vue schématique d'un générateur de nappe laser selon un mode de réalisation de 35 l'invention selon une direction perpendiculaire au plan d'émission, - la figure 2B est une vue schématique d'un générateur de nappe laser selon un mode de réalisation de l'invention selon une direction perpendiculaire au plan 5 orthogonal, - la figure 3A est une vue schématique détaillée d'un générateur de nappe laser selon un mode de réalisation de l'invention selon une direction perpendiculaire au plan d'émission, 10 - la figure 3B est une vue schématique détaillée d'un générateur de nappe laser selon un mode de réalisation de l'invention selon une direction perpendiculaire au plan orthogonal, et - la figure 4A est une vue schématique détaillée 15 d'un générateur de nappe laser selon un autre mode de réalisation de l'invention selon une direction perpendiculaire au plan d'émission, - la figure 4B est une vue schématique détaillée d'un générateur de nappe laser selon un autre mode de 20 réalisation de l'invention selon une direction perpendiculaire au plan orthogonal, et - la figure 5 est une vue schématique en perspective d'un générateur de nappe laser et d'une nappe laser selon un mode de réalisation de l'invention. 25 Sur les différentes figures, les mêmes références désignent des éléments identiques ou similaires. Sur la figure 1 est illustré un système d'imagerie par nappe laser 1 pour réaliser la profilométrie et/ou 30 l'imagerie localisée d'un objet 2 situé dans une zone d'intérêt 3 selon un mode de réalisation de l'invention. On entend ici par « profilométrie par nappe laser » une mesure d'une pluralité de distances entre un générateur de nappe laser 10 et un objet 2. 35 On entend ici par « imagerie localisée », l'acquisition de l'image d'un objet en particulier à l'intérieur d'une région délimitée de cet objet, par exemple une région éclairée par une nappe laser. Un système d'imagerie selon l'invention peut ainsi 5 être adapté pour réaliser une profilométrie et/ou une imagerie localisée d'un objet. Le système d'imagerie par nappe laser 1 comporte un générateur de nappe laser 10, adapté pour émettre une nappe laser 40 selon une direction d'émission X, la nappe laser 10 40 pénétrant au moins partiellement la zone d'intérêt 3. La zone d'intérêt 3 peut par exemple comporter des points de l'espace situé à une distance de quelques dizaines de centimètres à quelques dizaines de mètres du générateur de nappe laser 10. 15 Ainsi, dans un mode de réalisation de l'invention, le système d'imagerie 1 peut être monté sur un moyen de locomotion (par exemple un véhicule automobile, ferroviaire, maritime, aérien, ...). Le générateur de nappe laser 10 peut être orienté 20 de façon à ce que la zone d'intérêt 3 comprenne la route ou les environs du moyen de locomotion. Dans un autre mode de réalisation de l'invention, le système d'imagerie 1 peut être monté sur un élément fixe et des objets peuvent défiler dans la zone d'intérêt 3. 25 Par exemple, le système d'imagerie 1 peut alors être installé dans une chaîne de montage, d'assemblage ou de tri. La nappe laser 40 peut s'étendre sensiblement selon un plan d'émission X, Z, comprenant la direction d'émission 30 X, et dessiner sur l'objet 2 un motif 50 constitué par les points d'intersection de la nappe laser 40 avec l'objet 2. Le système d'imagerie par nappe laser 1 comporte également des moyens d'acquisition 20 adaptés pour acquérir une image du motif 50 dessiné par la nappe laser 40 sur 35 l'objet 2.

Les moyens d'acquisition 20 peuvent par exemple comprendre une caméra 21 adaptée pour observer un champ d'observation comportant une partie au moins de la zone d'intérêt 3.

Dans un premier mode de réalisation, les moyens d'acquisition 20 sont sensiblement hors du plan d'émission X, Z de la nappe laser 40, de façon ce que lesdits moyens d'acquisition soient aptes à acquérir une image du motif dessiné sur l'objet qui permette de réaliser une profilométrie de l'objet comme il va être expliqué plus en détail. La caméra 21 peut ainsi être décalée spatialement par rapport au générateur de nappe laser 10. La direction d'observation de la caméra 21 peut 15 plus précisément être décalée angulairement par rapport au plan d'émission X, Z du générateur de nappe laser 10. Ainsi, le générateur de nappe laser 10, la caméra 21 et l'objet 2 peuvent former les trois sommets d'un triangle non aplati. 20 L'angle entre le côté reliant l'objet 2 au générateur de nappe laser 10 et le côté reliant l'objet 2 à la caméra 21 est avantageusement élevé, par exemple de l'ordre de 30 à 50 degrés ou plus. De cette façon, le plan d'émission X, Z de la nappe 25 laser 40 traverse en biais une portion importante du champ d'observation de la caméra 21. De cette façon, à différents pixels d'une image du motif 50 acquise par la caméra 21 peuvent correspondre des points du motif 50 dessiné par la nappe laser 40 sur 30 l'objet 2 situés à différentes distances du générateur de nappe laser 10. Si l'objet 2 est plan, l'image du motif 50 acquise par la caméra 21, est une ligne droite. Si l'objet 2 n'est pas plan mais comporte des 35 rugosités, des parties en creux et/ou en bosse ou tout autre élément tridimensionnels, des différences dans la distance au générateur de nappe laser 10 de plusieurs points de l'objet 2 vont alors entraîner des décalages latéraux du motif 50 sur l'image du motif 50 acquise par la caméra 21, en particulier des décalages latéraux par rapport à la ligne droite mentionnée ci-dessus. Plus l'angle entre le côté reliant l'objet 2 au générateur de nappe laser 10 et le côté reliant l'objet 2 à la caméra 21 est élevé, plus les décalages latéraux du motif 50 sur l'image du motif 50 acquise par la caméra 21 sont importants et plus la résolution et la qualité de la mesure du profil d'objet sont grandes. Le système d'imagerie 1 peut ainsi comporter également des moyens de détermination d'un profil d'objet 15 30, adaptés pour extraire un profil d'objet à partir de l'image du motif 50 dessiné sur l'objet 2. La détermination du profil d'objet à partir de l'image du motif 50 est réalisée au moyen de calculs trigonométriques simples qui peuvent être complétés par une 20 phase de calibration du système de profilométrie. En outre et comme il va être décrit plus en détail ci-après, la nappe laser 40 n'a pas une épaisseur constante tout au long de la direction d'émission X, ladite épaisseur étant mesurée selon une direction orthogonale Y, 25 perpendiculaire au plan d'émission X, Z. Le motif 50 possède donc lui aussi une épaisseur variable selon la direction X et les moyens de détermination 30 peuvent comporter un algorithme d'échantillonnage sub-pixel, tel qu'un algorithme de 30 détermination du barycentre ou un algorithme gaussien, afin de déterminer précisément le centre du motif 50 en particulier selon la direction orthogonale Y. Dans toute la description, les faisceaux lasers 41, 42, 43, 44 et la nappe laser 40 étant gaussiens, les 35 distances, extensions, épaisseurs et plus généralement toutes les dimensions associées auxdits faisceaux et nappe peuvent par exemple être considérées comme des dimensions mesurées entre des points d'intensité lumineuse égale à 1/e (environ 37%) du maximum de l'intensité lumineuse du faisceau ou de la nappe laser dans la zone considérée. Dans un autre mode de réalisation de l'invention, les moyens d'acquisition 20 sont sensiblement placés dans le plan d'émission (X, Z) de la nappe laser 40.

De cette façon, les moyens d'acquisition 20 sont aptes à acquérir une image du motif 50 dessiné sur l'objet 2 qui permet de réaliser une imagerie localisée de l'objet. L'éclairage de l'objet 2 par la nappe laser permet alors d'acquérir une image localisée de bonne qualité ou de 15 mettre en évidence des caractéristiques physiques particulières de l'objet (état de surface, craquelures, fissures, etc). En référence maintenant aux figures 2A et 2B, un 20 générateur de nappe laser 10 d'un système d'imagerie 1 selon un mode de réalisation de l'invention peut comporter une source laser 11 et un dispositif optique 12. La figure 2A illustre plus particulièrement un générateur de nappe laser 10 et une nappe laser 40 vus 25 selon la direction orthogonale Y, sensiblement perpendiculaire au plan d'émission X, Z. La figure 2B illustre quant à elle un générateur de nappe laser 10 et une nappe laser 40 vus selon une direction transversale Z, sensiblement perpendiculaire à la 30 direction d'émission X et à la direction orthogonale Y. En référence aux figures 2A et 2B, la source laser 11 génère un faisceau laser 41 en direction du dispositif optique 12. Ce faisceau laser 41 peut être continu ou pulsé, à 35 impulsion unique ou à impulsions répétitives.

La source laser 11 peut par exemple être une diode laser 10-9 mm qui peut par exemple émettre un rayonnement ayant une longueur d'onde comprise entre 400 nm et 1400 nm, par exemple 830 nm.

Comme illustré sur la figure 2A, le dispositif optique 12 fait diverger le faisceau laser 41 selon le plan d'émission X, Z, de façon à générer une nappe laser 40 s'étendant selon le plan d'émission X, Z. Comme illustré sur la figure 2B, le dispositif 10 optique 12 fait en outre converger le faisceau laser 14 selon un plan orthogonal X, Y, sensiblement perpendiculaire au plan d'émission X, Z. L'extension de la nappe laser 40 suivant la direction transversale Y est ainsi plus élevée dans une 15 zone d'observation proximale 60, située à proximité du dispositif optique 12, que dans la zone d'intérêt 3 située plus loin du dispositif optique 12. La zone d'observation proximale 60 peut par exemple s'étendre du dispositif optique 12 jusqu'à quelques 20 dizaines de centimètres du dispositif optique 12, par exemple 20 centimètres. La source laser 11 et le dispositif optique 12 peuvent être contenus dans un boîtier clos 10a de façon par exemple à empêcher l'accès au faisceau laser 41. 25 La source laser 11 et le dispositif optique 12 peuvent en particulier être disposés dans le boîtier clos 10a de façon à minimiser l'encombrement du générateur de nappe laser 10, par exemple de la façon qui va être décrit ci-avant en relation avec les figures 3A et 3B. 30 En référence aux figures 3A et 3B, le dispositif optique 12 peut comporter un premier groupe de lentilles 13 adapté pour faire converger le faisceau laser 41 en un faisceau laser convergent 42 dans le plan orthogonal X, Y. 35 Dans un mode de réalisation, le premier groupe de lentilles 13 peut également faire converger le faisceau laser 41 dans le plan d'émission X, Z, le faisceau laser convergent 42 convergeant alors dans le plan d'émission X, Z et dans le plan orthogonal X, Y.

Le premier groupe de lentilles 13 peut par exemple comporter une lentille convergente sphérique. Cette lentille convergente sphérique peut par exemple posséder une focale de l'ordre de 30 mm et un diamètre de l'ordre de 12,7 mm.

Elle peut par exemple être adaptée pour faire converger le faisceau laser convergent 42 à plusieurs mètres du générateur de nappe laser 40, par exemple entre quelques dizaines de centimètres et quelques dizaines de mètres, par exemple 3,5 m.

Le dispositif optique 12 peut également comporter un second groupe de lentilles 14 adapté pour faire diverger le faisceau laser 41 dans le plan d'émission X, Z en un faisceau laser divergent 43.

Dans un mode de réalisation, le second groupe de lentilles 14 n'a pas d'effet sur le faisceau laser 41 dans le plan orthogonal X, Y, le faisceau laser divergent 43 diverge alors uniquement dans le plan d'émission X, Z. Dans un mode de réalisation de l'invention, le 25 second groupe de lentilles 14 est placé après le premier groupe de lentilles 13 en suivant le chemin optique du faisceau laser 41. Ainsi le second groupe de lentilles 14 agit sur le faisceau laser convergent 42 pour produire le faisceau laser divergent 43. 30 Dans un mode de réalisation de l'invention, le faisceau laser divergent 43 correspond alors à la nappe laser 40 émise par le générateur de nappe laser 10. Le second groupe de lentilles 14 peut par exemple comporter une lentille asymétrique, par exemple une 35 lentille divergente cylindrique.

Cette lentille divergente cylindrique peut par exemple posséder une focale de l'ordre de -25 mm et des hauteur et largeur de 10 mm et 12 mm respectivement.

En outre, le dispositif optique 12 peut comporter un troisième groupe de lentilles 15 adapté pour faire diverger le faisceau laser 41 dans le plan orthogonal X, Y en un faisceau laser divergent 44. Dans un mode de réalisation, le troisième groupe de lentilles 15 n'a pas d'effet sur le faisceau laser 41 dans le plan d'émission X, Z, le faisceau laser divergent 44 diverge alors uniquement dans le plan orthogonal X, Y. Dans un mode de réalisation de l'invention, le troisième groupe de lentilles 15 peut être placé avant le premier groupe de lentilles 13 en suivant le chemin optique du faisceau laser 41 c'est-à-dire que le premier groupe de lentilles 13 prend comme entrée optique le faisceau laser divergent 44 pour produire le faisceau laser convergent 42. Le troisième groupe de lentilles 15 peut par 20 exemple comporter une lentille asymétrique, par exemple une lentille divergente cylindrique. Cette lentille divergente cylindrique peut par exemple posséder une focale de l'ordre de -25 mm et des hauteur et largeur de 10 mm et 12 mm respectivement. 25 Les caractéristiques des groupes de lentilles peuvent être variées. Ainsi, par exemple, dans un autre mode de réalisation illustré figures 4A et 4B, le dispositif optique 12 peut également comporter un premier 30 groupe de lentilles 13 adapté pour faire converger le faisceau laser 41 en un faisceau laser convergent 42 dans le plan orthogonal X, Y et dans le plan d'émission X, Z. Le premier groupe de lentilles 13 comporte par exemple une lentille convergente sphérique possédant une 35 focale de l'ordre de 50 mm et un diamètre de l'ordre de 25,4 mm adaptée pour faire converger le faisceau laser convergent 42 à plusieurs mètres du générateur de nappe laser 40, par exemple entre quelques dizaines de centimètres et quelques dizaines de mètres, par exemple 0,8 m. Le dispositif optique 12 comporte dans ce cas un second groupe de lentilles 14 adapté pour faire diverger le faisceau laser 41 dans le plan d'émission X, Z en un faisceau laser divergent 43 sans avoir d'effet sur le faisceau laser 41 dans le plan orthogonal X, Y. Le second groupe de lentilles 14 comporte par exemple deux lentilles divergentes accolées, par exemple deux lentille asymétriques.

L'une de ces lentilles peut posséder une focale de l'ordre de -6.4 mm et une hauteur et une largeur de 7 mm et 25 mm respectivement, l'autre lentille peut posséder une focale de l'ordre de -9 mm et une hauteur et une largeur de 10 mm et 20 mm respectivement.

Le faisceau laser divergent 43 correspond alors à la nappe laser 40 émise par le générateur de nappe laser 10. Dans ce mode de réalisation, le dispositif optique 12 ne comporte pas de troisième groupe de lentilles 15 25 adapté pour faire diverger le faisceau laser 41 dans le plan orthogonal X, Y. Comme cela est visible sur les mode de réalisation des figures 3A, 3B et 4A, 4B, dans d'autres modes de 30 réalisation de l'invention, l'ordre des groupes de lentilles 13, 14, 15 sur le chemin optique du faisceau laser 41 peut être différent et les caractéristiques de chaque groupe de lentille peuvent être modifiées sans départir de la présente invention. 35 En particulier, certains des premier, deuxième et troisième groupes de lentilles 13, 14, 15 pourront donc être omis, comme illustré dans le mode de réalisation des figures 4A et 4B, ou être regroupés en un unique groupe de lentille, comportant par exemple une unique lentille en lieu et place desdits groupes de lentilles et cela sans départir de la présente invention. Dans tous les modes de réalisation de l'invention, il est impossible pour l'oeil d'une personne humaine, observant le générateur de nappe laser 10 depuis la zone proximale 60 et sur la direction d'émission X, de s'accommoder à la fois sur l'image de la source laser dans le plan d'émission X, Z et sur l'image de la source laser dans le plan orthogonal X, Y.

En référence à la figure 5, l'évolution, le long de la direction d'émission X, de la nappe laser 40 générée par le générateur de nappe laser 10 est illustrée plus précisément.

A cette fin, des plans transverses 61a, 61b, 61c sont ici définis comme étant des plans sensiblement perpendiculaires à la fois au plan d'émission X, Z et au plan orthogonal X, Y. L'intersection de la nappe laser 40 avec lesdits 25 plans transverses 61a, 61b, 61c, placés à différentes distances le long de la direction d'émission X est illustrée sur la figure 5. Un premier plan transverse 61a est ainsi situé dans la zone d'observation proximale 60, située à proximité du 30 dispositif optique 12. Dans cette zone d'observation proximale 60, la nappe laser 40 est relativement peu allongée et son intersection 40a avec le premier plan transverse 61a peut par exemple avoir la forme d'un ovale ou d'un cercle 35 légèrement déformé.

L'extension transversale minimale 62 de la nappe laser 40, est définie comme la plus petite dimension de cette intersection 40a. Dans un mode de réalisation de l'invention, ladite 5 extension transversale minimale 62 peut être supérieure au diamètre de la pupille d'une personne humaine. Ainsi par exemple, l'extension transversale minimale 62 peut être supérieure à 3 mm ou 5mm. En variante, l'extension transversale minimale 62 10 peut avantageusement être supérieure à 7 mm ou même 10 mm pour tenir compte des mouvements de l'oeil ou de certaines conditions particulières (vision nocturne, pupilles dilatées, ...). 15 De cette façon, l'intensité lumineuse reçue dans l'oeil d'une personne humaine, lorsque cette dernière observe le générateur de nappe laser 10 en se trouvant sur la direction d'émission X et dans la zone proximale 60, est réduite et mieux répartie sur la surface de l'oeil. 20 Comme il est en outre impossible, pour l'oeil d'une personne humaine observant le générateur de nappe laser 10 depuis la zone proximale 60 et sur la direction d'émission X, de s'accommoder à la fois sur l'image de la source laser dans le plan d'émission X, Z et sur l'image de la source 25 laser dans le plan orthogonal X, Y, le risque d'endommagement de la rétine est donc fortement diminué et les besoins de protection du laser vis-à-vis des personnes humaines l'entourant sont fortement réduits. 30 Le dispositif optique 12 selon l'invention diminue donc fortement le risque oculaire, il est ainsi possible d'utiliser des sources laser plus puissantes et donc d'obtenir un motif 50 dessiné sur l'objet 3 plus intense, ce qui permet un profilage et/ou une imagerie localisée de 35 l'objet 3 plus rapide et plus fiable.

En outre, dans le cas d'une source laser 11 à impulsion, il est également possible d'augmenter la fréquence des impulsions laser et donc la vitesse de mesure 5 du système d'imagerie 1. Ainsi par exemple, le diamètre apparent de la source laser 11 peut être suffisamment grand pour que le générateur de nappe laser 10 soit considéré comme une 10 source étendue telle que définie par exemple dans la norme européenne de sécurité laser EN 60825. Les limites d'émission définies par les normes de sécurité laser (telles que les normes européennes EN-60825 et leur successeures ou les normes américaines ANSI Z136 et leur 15 successeures) sont considérablement plus élevées pour des sources étendues que pour des sources ponctuelles, ce qui permet d'utiliser des lasers plus puissant ou des fréquences d'impulsions laser plus élevées dans un milieu ouvert au public. 20 Ainsi, un procédé de calibration de la puissance ou de l'intensité maximale de la source laser 11 pour une classe d'appareil à laser donné (telle par exemple que les classes 1, 1M, 2, 2M, 3 ou 4 dans les normes européennes 25 EN-60825 et américaines ANSI Z136 ou les classes indiquées dans leurs successeures) peut comporter, par exemple, les étapes suivantes. Au cours d'une première étape, la classe d'appareil à laser peut être choisie et une limite d'émission associée 30 à la classe pour une source ponctuelle peut être obtenue, par exemple une limite d'émission accessible associée à ladite classe par une norme de sécurité laser telle que la norme EN-60825. Au cours d'une seconde étape, des coefficients de 35 corrections peuvent être évalués à partir des caractéristiques de la nappe laser 40 et du dispositif optique 12, par exemple des coefficients corrections tenant comptent du diamètre apparent de la source apparente, tels que définis dans les normes européennes EN-60825.

Un coefficient de correction peut ainsi être un coefficient C6 égal au rapport du diamètre apparent de la source apparente avec un diamètre apparent minimal, tel qu'il est décrit dans les normes européennes EN-60825. Le diamètre apparent de la source apparente peut 10 ainsi correspondre à l'angle sous-tendu par la source apparente comme si elle était vue en un point de l'espace et le diamètre apparent minimal peut par exemple être de l'ordre de 1,5 mrad. La limite d'émission pour une source ponctuelle 15 peut alors être multipliée par le coefficient de correction pour donner une limite d'émission pour une source étendue. Une autre étape pour comporter la mesure ou le calcul du niveau d'émission du générateur de nappe laser 10.

20 Ce niveau d'émission peut alors être comparé à la limite d'émission associée à la classe. Selon le résultat de la comparaison, il peut par exemple être choisi d'augmenter ou diminuer la puissance ou de l'intensité de la source laser 11.

25 En outre, dans le cas où la source laser 11 est une source impulsionnelle, des coefficients de correction tenant compte de la durée et de la fréquence des impulsions laser peuvent être calculés, par exemple tel qu'ils sont indiqués dans les normes européennes EN-60825.

30 De façon similaire à ce qui a été décrit ci-avant, ces coefficients peuvent être utilisés pour déterminer la limite d'émission pour une source étendue impulsionnelle en les multipliant par la limite d'émission pour une source ponctuelle mentionnée ci-avant. Il peut alors être tenu 35 compte à la fois des caractéristiques géométriques de la nappe laser 40 et des caractéristiques impulsionnelles. Un coefficient de correction tenant compte de la fréquence des impulsions laser peut ainsi être, par exemple, un coefficient C5 égal au nombre d'impulsions dans 5 une durée fixée élevé à la puissance -1/4, tel qu'il est décrit dans les normes européennes EN-60825. Comme détaillé ci-avant, le niveau d'émission du générateur de nappe laser 10 peut ensuite être mesuré ou calculé et comparé à la limite d'émission.

10 Selon le résultat de la comparaison, il peut être choisi d'augmenter ou diminuer la puissance ou de l'intensité de la source laser 11 et également de varier la durée et la fréquence des impulsions laser émises par cette source. 15

Claims (12)

1. REVENDICATIONS1. Système d'imagerie par nappe laser d'un objet situé dans une zone d'intérêt, le système comportant - un générateur de nappe laser (10) adapté pour émettre une nappe laser dans la zone d'intérêt, ladite nappe laser (40) s'étendant sensiblement selon un plan d'émission (X, Z) et étant adaptée pour dessiner sur un objet un motif comprenant des points d'intersection de la nappe laser avec l'objet, et - des moyens d'acquisition (20) adaptés pour acquérir une image du motif dessiné sur l'objet, le système d'imagerie étant caractérisé en ce que le générateur de nappe laser comporte - une source laser (11) pour générer un faisceau laser et - un dispositif optique (12) pour faire diverger le faisceau laser selon le plan d'émission (X, Z) et faire converger le faisceau laser selon un plan orthogonal (X, Y), sensiblement perpendiculaire au plan d'émission (X, Z).
2. 2. Système d'imagerie selon la revendication 1, dans lequel le dispositif optique (12) est adapté pour que la nappe laser possède une extension transversale minimale 25 supérieure à 3 mm dans une zone d'observation proximale située à proximité du dispositif optique, ladite extension transversale minimale correspondant à la plus petite dimension de la nappe laser dans un plan transverse (Y, Z) sensiblement perpendiculaire au plan d'émission (X, Z) et 30 au plan orthogonal (X, Y).
3. 3. Système d'imagerie selon l'une des revendications 1 à 2, dans lequel le dispositif optique (12) comporte un premier groupe de lentilles adapté pour faire converger le faisceau laser selon le plan 35 orthogonal (X, Y) et un second groupe de lentilles adaptépour faire diverger le faisceau laser selon le plan d'émission (X, Z).
4. 4. Système d'imagerie selon la revendication 3, dans lequel le premier groupe de lentilles est également 5 adapté pour faire converger le faisceau laser selon le plan d'émission (X, Z).
5. 5. Système d'imagerie selon l'une des revendications 3 à 4, dans lequel le dispositif optique (12) comporte en outre un troisième groupe de lentilles 10 adapté pour faire diverger le faisceau laser selon le plan orthogonal (X, Y).
6. 6. Système d'imagerie selon l'une des revendications 3 à 5, dans lequel l'un au moins des groupes de lentilles comprend une lentille cylindrique. 15
7. 7. Système d'imagerie selon l'une des revendications 1 à 6, dans lequel le dispositif optique (12) fait converger le faisceau laser selon le plan orthogonal (X, Y) de façon à ce que le faisceau laser soit focalisé à une distance du dispositif optique sensiblement 20 comprise entre cinquante centimètres et une dizaine de mètres.
8. 8. Système d'imagerie selon l'une des revendications 1 à 7, dans lequel la source laser (11) est choisie parmi une liste comprenant une source à émission 25 continue, une source à impulsions et une source à impulsions répétitives.
9. 9. Système d'imagerie selon l'une des revendications 1 à 8, dans lequel les moyens d'acquisition (20) sont sensiblement hors du plan d'émission (X, Z) de la 30 nappe laser, de façon ce que lesdits moyens d'acquisition soient aptes à acquérir une image du motif dessiné sur l'objet qui permette de réaliser une profilométrie de l'objet.
10. 10. Système d'imagerie selon l'une des 35 revendications 1 à 8, dans lequel les moyens d'acquisition(20) sont sensiblement placés dans le plan d'émission (X, Z) de la nappe laser, de façon ce que lesdits moyens d'acquisition soient aptes à acquérir une image du motif dessiné sur l'objet qui permette de réaliser une imagerie localisée de l'objet.
11. 11. Système d'imagerie selon l'une des revendications 1 à 10, dans lequel les moyens d'acquisition (20) comprennent une caméra (21).
12. 12. Générateur de nappe laser pour un système 10 d'imagerie par nappe laser, ledit générateur comportant - une source laser (11) pour générer un faisceau laser, - un dispositif optique (12) pour faire diverger le faisceau laser selon un plan d'émission (X, Z) et faire 15 converger le faisceau laser selon un plan orthogonal (X, Y), sensiblement perpendiculaire au plan d'émission (X, Z), et - un boitier clos (10a) contenant la source laser et le dispositif optique. 20