FR3081564A1

FR3081564A1 - Dispositif de projection et procédé de projection

Info

Publication number: FR3081564A1
Application number: FR1905591A
Authority: FR
Inventors: Anika Brahm; Claudia Reinlein; Ingo Gebhart
Original assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Current assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Priority date: 2018-05-28
Filing date: 2019-05-27
Publication date: 2019-11-29
Anticipated expiration: 2039-05-27
Also published as: DE102018208417A1; CH715045B1; CH715045A2; US11029145B2; US20190360799A1; FR3081564B1

Abstract

Dispositif de projection et procédé de projection. L'invention concerne un dispositif de projection (4) comprenant : une unité d'éclairage (7) pour émettre de la lumière (L) ; et une unité de projection (8) ayant une surface miroir, l'unité de projection (8) étant conçue pour projeter la lumière (L) émise par le dispositif d'éclairage (7) au moyen de la surface miroir dans un espace objet (2) et pour la former en différents motifs lumineux spatialement structurés (16a, 16b) dans l'espace objet (2). Le dispositif de projection (4) se distingue par le fait que la surface miroir est déformable, au moins par zones, et que l'unité de projection (8), pour former les différents motifs lumineux spatialement structurés (16a, 16b) dans l'espace objet (2), comporte au moins un actionneur (12a, 12b) pour déformer la surface miroir, au moins par zones. L'invention concerne en outre un procédé de projection, un dispositif (1) et un procédé de détection d'un contour tridimensionnel (3) Figure pour l'abrégé : Fig. 1

Description

Titre de l'invention : Dispositif de projection et procédé de projection [0001] Ce document concerne principalement un appareil de projection et un procédé de projection. Le document se rapporte en outre à un dispositif de détection sans contact d'un contour tridimensionnel contenant ledit dispositif de projection et à un procédé de détection sans contact d'un contour tridimensionnel qui comprend les étapes du procédé de projection susmentionné.

[0002] Divers dispositifs et procédés de détection des contours tridimensionnels sont connus grâce à l'état de la technique. Voir, par exemple : ZHANG, Song : Progrès récents dans la mesure de formes 3D en temps réel à l'aide de techniques numériques de projection de franges. Dans : Optics and Lasers in Engineering 48 (2010) Nr. 2, pp. 149 - 158.

[0003] Généralement, une ou deux caméras (par exemple dans un dispositif de stéréovision) est/sont utilisée(s) pour observer un objet, l'objet pouvant être éclairé, par exemple au moyen de procédés de projection séquentielle ou continue de motifs. Des exemples de tels procédés sont le code binaire, le déphasage, la grille, le chatoiement et les procédés hybrides). En connaissant la géométrie du système, il est alors possible, à partir des images de l'objet enregistrées par les caméras, de reconstruire ou de calculer par triangulation un contour tridimensionnel de l'objet avec les motifs lumineux structurés projetés sur la surface de l'objet.

[0004] Les dispositifs et procédés de projection des motifs lumineux structurés sur le contour tridimensionnel à mesurer représentent donc un aspect important. Ces appareils et procédés de projection déterminent souvent dans une large mesure le scénario d'application et les résultats de la reconstruction.

[0005] Par exemple, des appareils de projection qui produisent une distribution d'intensité définie dans l'espace objet ou le volume de mesure au moyen de micromiroirs basculants selon les principes de réflexion et de déviation de la lumière sont connus d'après les documents DE10201101101020265A1 et DE19633686C2. De même, on connaît l'utilisation de composants optiques absorbants tels que des écrans à cristaux liquides (LCD, LCOS, diapositives ou masques) pour projeter des motifs lumineux structurés.

[0006] Des appareils de projection qui, par exemple, mettent en forme la lumière émise par un laser en motifs statistiques, en particulier sous forme de figures de granulation, au moyen d'un disque de diffusion et d'un modulateur acoustooptique sont connus d'après le document DE102012002161Al.

[0007] Le document DE102013013013791A1 décrit cette projection au moyen de réseaux [0008] [0009] [0010] [0011] [0012] de microlentilles.

Le document DE102015208285A1 décrit un procédé de projection dans lequel une roue à motif en métal est utilisée comme élément structurant. Selon une autre solution, il est également possible d'utiliser du verre avec un revêtement de chrome.

Le document US6028672A décrit la projection de motifs lumineux structurés au moyen d'éléments diffractifs.

Et le document DE102011011014779A1 révèle un dispositif pour mesurer les distances et/ou les coordonnées spatiales d'un objet avec une unité optique de forme libre qui est conçue de telle sorte que la lumière émise par une unité d'éclairage est déviée dans un plan objet au moyen d'une surface de forme libre de l'unité optique de forme libre selon un motif lumineux structuré spatialement.

Chacun de ces appareils de projection et procédés de projection connus jusqu'à présent présente normalement au moins l'un des inconvénients suivants :

• Ils comprennent une pluralité de composants optiques pour le guidage du faisceau, la mise en forme du faisceau et la projection. Cela augmente la quantité de travail requise pour les ajustements, les coûts et la complexité du système.

• Ils ne fonctionnent pas sans perte de puissance ; par exemple, des pertes de puissance allant jusqu'à 50 % à travers des composants optiques, par exemple sous forme de masques ou de diapositives, peuvent survenir pendant la transmission de la lumière utilisée pour produire le motif lumineux structuré.

• Chacun d'entre eux ne convient qu'à la projection d'un type de motif lumineux fixe qui est défini par les composants optiques utilisés. Pour faire varier le motif de projection, par exemple des masques, des diapositives ou d'autres composants optiques doivent ensuite être déplacés de manière translatoire ou rotative au moyen d'un entraînement, le type de motif lumineux restant souvent inchangé. Cela peut également accroître considérablement la complexité du système.

• Chacun ne convient qu'à une plage de longueurs d'onde lumineuse limitée, par exemple uniquement pour le spectre visible (VIS) ou pour le spectre proche infrarouge (NIR). Le passage du spectre UV au spectre IR, ou inversement, requis par les composants optiques utilisés pour la formation du faisceau et par leur comportement de transmission en fonction de la longueur d'onde, n'est souvent pas possible ou n'est possible qu'avec certaines limitations.

Il est donc nécessaire de disposer d'appareils de projection et de procédés de projection qui permettent de projeter la lumière à partir d'un spectre aussi large que possible, qui présentent les pertes de puissance optique les plus faibles possibles et qui peuvent être produits ou exécutés en un temps et à un coût aussi réduits que possible.

[0013] [0014] [0015] [0016] [0017] [0018]

En outre, ces dispositifs et procédés de projection devraient permettre de projeter aussi rapidement que possible un nombre aussi grand que possible de motifs lumineux structurés différents afin de pouvoir les utiliser, par exemple dans des procédés de détection sans contact de contours tridimensionnels d'objets mobiles ou rapidement mobiles.

Les revendications indépendantes et les revendications coordonnées fournissent un dispositif de projection et un procédé de projection ainsi qu'un dispositif et un procédé de détection sans contact d'un contour tridimensionnel qui y parviennent. Les revendications subordonnées décrivent des modes de réalisation spéciaux.

Ainsi, un dispositif de projection est suggéré, qui comprend :

• une unité d'éclairage pour émettre de la lumière ; et • une unité de projection ayant une surface miroir, l'unité de projection étant conçue pour projeter la lumière émise par le dispositif d'éclairage au moyen de la surface miroir dans un espace objet et pour la mettre en forme en différents motifs lumineux structurés dans l'espace objet.

Le dispositif de projection se distingue par le fait que la surface miroir est déformable, au moins par zones, et que l'unité de projection, pour la mise en forme des différents motifs lumineux spatialement structurés dans l'espace objet, comporte au moins un actionneur pour déformer la surface miroir, du moins par zones.

L'appareil de projection proposé ici présente un degré de complexité particulièrement faible, car, outre la surface déformable du miroir, des composants optiques supplémentaires pour la mise en forme du faisceau ou le guidage du faisceau ne sont pas obligatoirement nécessaires. L'appareil de projection est donc compact, simple à régler, stable et peut être fabriqué de manière relativement rapide et économique.

Etant donné que la projection des motifs lumineux structurés dans l'espace n'est réalisée ou ne peut être réalisée que par réflexion sur la surface miroir, le dispositif de projection est en outre adapté à la projection de lumière à partir d'une large gamme de longueurs d'onde. Par exemple, lorsqu'un matériau adapté à la surface miroir est sélectionné, il n'est pas nécessaire d'adapter l'unité de projection si la longueur d'onde de la lumière utilisée pour mettre en forme les motifs lumineux spatialement structurés est modifiée de UV à IR. En outre, par rapport aux procédés qui utilisent des éléments optiques de transmission pour la mise en forme des motifs lumineux, la mise en forme des motifs lumineux spatialement structurés par réflexion est particulièrement faible en pertes et est donc particulièrement efficace. Ainsi, par exemple, des sources lumineuses de faible puissance peuvent être utilisées sans perte de qualité. Cela peut réduire les coûts d'évaluation et prolonger la durée de vie, en particulier de la source lumineuse.

Etant donné que la mise en forme des différents motifs lumineux spatialement structurés dans l'espace objet est réalisée ou ne peut être réalisée qu'en déformant la surface miroir, un grand nombre de motifs lumineux structurés différents peuvent être projetés très rapidement et avec une faible dépense d'énergie sans avoir besoin de modifications complexes dans l'appareil de projection. Par exemple, lors de l'utilisation d'actionneurs appropriés, des séquences de différentes configurations lumineuses structurées peuvent être projetées à des fréquences de projection de l'ordre du kHz. Selon la géométrie du processus de projection, il peut suffire, par exemple, de déformer la surface miroir de quelques micromètres ou même de quelques nanomètres afin de mettre en forme de manière adéquate différents motifs lumineux spatialement structurés dans l'espace objet. En particulier, en règle générale, la mise en forme des différents motifs lumineux spatialement structurés par déformation de la surface miroir est également particulièrement facile à reproduire.

[0019] L'actionneur est ainsi conçu de telle sorte qu'il peut être amené sélectivement au moins dans une première position et dans une seconde position. L'au moins un actionneur et la surface miroir sont ensuite disposés et réalisés de telle sorte que, lorsque l'au moins un actionneur est dans la première position, la surface miroir prend une première forme de surface et que, lorsque l'au moins un actionneur est dans la seconde position, la surface miroir prend une seconde forme de surface différente de la première forme de surface. Si la surface miroir prend la première forme de surface, elle est conçue pour mettre en forme la lumière émise par l'unité d'éclairage selon un premier motif lumineux spatialement structuré dans l'espace objet. Et si la surface miroir prend la seconde forme de surface, elle est conçue pour mettre en forme la lumière émise par l'unité d'éclairage dans un second motif lumineux spatialement structuré dans l'espace objet, le second motif lumineux spatialement structuré étant différent du premier motif lumineux spatialement structuré.

[0020] Cependant, l'au moins un actionneur est généralement conçu pour être déplacé dans une pluralité de plus de deux positions différentes. Par exemple, l'actionneur peut être réglable en continu. Les différentes positions de l'actionneur peuvent être définies, par exemple, par différentes extensions spatiales de l'actionneur ou peuvent correspondre à celles-ci. Normalement, l'au moins un actionneur est disposé et réalisé de telle sorte qu'il est réglable dans une direction perpendiculaire ou largement perpendiculaire à la surface miroir, ou dans une direction perpendiculaire ou largement perpendiculaire à la zone de la surface miroir sur laquelle l'actionneur agit ou à laquelle il est disposé de manière adjacente.

[0021] Ainsi, il est possible qu'au moins un actionneur comprenne au moins un élément piézoélectrique, au moins un moteur linéaire ou au moins une unité d'actionnement mécanique qui peut être entraînée par un moteur linéaire. L'unité de projection peut également comprendre en particulier plusieurs actionneurs. Les actionneurs peuvent alors être réglables ou commandés indépendamment l'un de l'autre. Par exemple, les actionneurs peuvent être disposés de manière symétrique en rotation par rapport à un axe de rotation. L'axe de rotation peut être disposé ou conçu de telle sorte qu'il coupe la surface miroir. Si l'unité de projection comprend plus d'un actionneur, ces actionneurs peuvent être disposés, par exemple de telle sorte que l'intervalle le plus court entre actionneurs adjacents soit inférieur à 10 mm, inférieur à 5 mm, inférieur à 1 mm, inférieur à 0,5 mm ou inférieur à 0,1 mm. Par exemple, les actionneurs peuvent être réalisés sous forme de composants microélectroniques ou microélectromécaniques et peuvent être produits à l'aide de procédés optiques, en particulier des procédés de lithographie optique.

[0022] La surface miroir déformable pour mettre en forme les différents motifs lumineux spatialement structurés peut être réalisée comme une surface miroir de forme libre. La surface miroir de forme libre peut être fournie par n'importe quelle surface continue, pouvant être différenciée en continu, ou pouvant être différenciée en continu au moins par section,. Le contour tridimensionnel de la surface miroir de forme libre nécessaire à la formation d'un motif lumineux structuré dans l'espace objet peut être calculé sur la base de l'agencement de l'unité d'éclairage et de la disposition de l'unité d'éclairage et de la surface miroir de forme libre les unes par rapport aux autres, en particulier en fonction du guidage du faisceau lumineux émis par l'unité d'éclairage et réfléchi sur la surface miroir de forme libre. Des procédés appropriés pour calculer le contour tridimensionnel de la surface miroir de forme libre sont décrits, par exemple, dans : BÔSEL, Christoph ; GROSS, Herbert : Approche de cartographie des rayons pour la conception efficace de surfaces continues de forme libre. Dans : Optics Express 24 (2016) Nr. 13, pp. 14271-14282.

[0023] La surface miroir peut avoir, par exemple, une microstructuration pour mettre en forme des structures à haute fréquence du motif lumineux spatialement structuré. Cela peut signifier que la surface miroir a des variations de hauteur ou des variations de hauteur locales perpendiculaires à la surface miroir qui peuvent aller jusqu'à 10 pm, jusqu'à 20 pm, jusqu'à 50 pm, jusqu'à 100 pm, jusqu'à 200 pm ou jusqu'à 500 pm. En outre, ou selon d'autres solutions, ces variations de hauteur ou variations locales de hauteur peuvent avoir une amplitude d'au moins 0,5 pm, d'au moins 1 pm, d'au moins 5 pm, d'au moins 10 pm, d'au moins 20 pm, d'au moins 50 pm ou d'au moins 100 pm dans une direction perpendiculaire à la surface miroir, par exemple. Ces variations de hauteur de la surface miroir peuvent avoir des dimensions parallèles à la surface miroir allant jusqu'à 100 pm, jusqu'à 200 pm, jusqu'à 500 pm, jusqu'à 1 mm, jusqu'à 5 mm ou 10 mm.

[0024] L'unité de projection peut comporter une couche de substrat, en particulier une couche de substrat métallique, pour réaliser la surface miroir. En d'autres termes, la surface miroir peut être formée par une couche de substrat, en particulier une couche de substrat métallique, ou par une surface de cette couche de substrat. L'épaisseur de cette couche de substrat peut être, par exemple, d'au plus 1 mm, d'au plus 0,5 mm ou d'au plus 0,2 mm.

[0025] Sur une face arrière de la couche de substrat opposée à la surface miroir, l'unité de projection peut comporter au moins un élément de liaison ou au moins une couche de liaison. L'au moins un élément de liaison ou la au moins une couche de liaison peut être disposé(e) entre l'au moins un actionneur et la couche de substrat pour transmettre une force déformante de l'au moins un actionneur à la couche de substrat. La au moins une couche de liaison peut comprendre, par exemple, au moins une couche adhésive ou au moins une couche métallique. Si la couche de liaison est constituée d'une couche métallique, elle peut notamment être constituée d'un film métallique ou d'une couche de soudure. Les éléments de liaison peuvent également être en adhésif ou en métal ou peuvent comprendre un adhésif ou un métal.

[0026] L'unité d'éclairage peut comprendre, par exemple, au moins une DEL et/ou au moins un laser. Toutefois, il est entendu que l'unité d'éclairage peut également comprendre d'autres sources lumineuses. Grâce à sa grande cohérence spatiale, la lumière laser permet, par exemple, une mise en forme particulièrement précise des motifs lumineux spatialement structurés à projeter. Toutefois, il est également possible que l'unité d'éclairage comprenne d'autres éléments optiques pour la mise en forme ou la collimation du faisceau, par exemple un ou plusieurs miroir(s), une ou plusieurs lentille(s), un ou plusieurs commutateur(s) optique(s), ou analogues.

[0027] En outre, il est suggéré d'utiliser un dispositif de détection sans contact d'un contour tridimensionnel comprenant :

• un dispositif de projection du type décrit ci-dessus ;

• au moins une caméra, de préférence une première caméra et une seconde caméra, pour enregistrer des images d'un objet disposé dans l'espace objet avec les différents motifs lumineux spatialement structurés projetés sur l'objet au moyen de la surface miroir ; et, • une unité d'évaluation pour déterminer un contour tridimensionnel d'un objet disposé dans l'espace objet sur la base de données d'image à partir d'images de l'objet enregistrées au moyen de la au moins une caméra, de préférence d'images de l'objet enregistrées au moyen de la première caméra et de la seconde caméra, les différents motifs lumineux structurés dans l'espace étant projetés par la surface miroir.

[0028] Le dispositif peut en outre comprendre une unité de commande qui est conçue pour commander au moins un actionneur de telle sorte que l'au moins un actionneur déforme la surface miroir pour façonner les différents motifs lumineux spatialement structurés dans l'espace objet. En règle générale, l'unité de commande est en outre conçue pour commander au moins une caméra, de préférence la première caméra et la seconde caméra, et si nécessaire également pour commander l'unité d'éclairage. L'unité de commande peut ensuite être conçue pour commander l'au moins un actionneur et la au moins une caméra, de préférence la première caméra et la seconde caméra, de sorte que la au moins une caméra, de préférence la première caméra et la seconde caméra, enregistre au moins une image de l'objet avec le motif lumineux structuré dans l'espace projeté sur l'objet pour chaque motif lumineux structuré dans l'espace de plusieurs motifs lumineux différents qui sont projetés au moyen de la surface miroir sur un objet disposé dans l'espace objet, au moyen d'un miroir.

[0029] En particulier, pour détecter ou calculer le contour tridimensionnel de l'objet disposé dans l'espace objet, l'unité d'évaluation peut être conçue, pour plusieurs points objets, sur la base des données d'image des images enregistrées par la au moins une caméra, de préférence sur la base des données d'image des images enregistrées par la première caméra et la seconde caméra, • pour identifier des paires de points correspondant l'un à l'autre et au point objet spécifique dans un plan image de la caméra ou de la première caméra et dans un autre plan, où l'autre plan • est un plan image de la seconde caméra, ou, • est un plan de projection virtuel associé à la surface miroir, et • pour déterminer l'information de profondeur par triangulation en fonction des positions des points correspondant les uns aux autres et du point objet spécifique dans le plan image et dans l'autre plan.

[0030] L'identification de la paire de points correspondant l'un à l'autre et au point objet spécifique dans le plan image et dans l'autre plan peut se faire de manière connue. Par exemple, une séquence de valeurs de luminosité ou éventuellement une séquence de valeurs de couleur peut être associée à chaque point du plan image et dans l'autre plan sur la base de la séquence d'images enregistrées au moyen de la au moins une caméra, dans laquelle les valeurs de la séquence de valeurs de luminosité ou de valeurs de couleur associées au point spécifique correspondent aux valeurs de luminosité ou de couleurs détectées dans la séquence d'images à ce point.

[0031] Un point donné du plan image de la caméra ou de la première caméra peut alors être identifié, par exemple avec un point de l'autre plan correspondant à ce point, en ce que l'on détermine d'abord la ligne épipolaire de l'autre plan qui correspond au point donné du plan image de la caméra ou de la première caméra. Dans l'étape suivante, pour chaque point situé sur cette ligne épipolaire, dans l'autre plan, la séquence de valeurs de luminosité ou de valeurs de couleur peut être corrélée à la séquence de valeurs de luminosité ou de valeurs de couleur associées au point donné sur la ligne épipolaire peut être corrélée à la séquence de valeurs de luminosité ou de valeurs de couleur qui est associée au point donné dans le plan image de l'appareil ou du premier appareil. Ensuite, par exemple, le point sur la ligne épipolaire correspondante dans l'autre plan pour lequel cette corrélation a une valeur maximale est identifié comme le point dans l'autre plan qui correspond au point donné dans le plan image de la caméra ou de la première caméra. Les mises en œuvre possibles de ce procédé sont décrites dans les documents WO2015022384A1 et DE102012012013079A1, par exemple.

[0032] De cette façon, l'unité d'évaluation pour chacun de la pluralité de points objets qui sont disposés sur le contour tridimensionnel de l'objet peut déterminer trois coordonnées spatiales qui définissent la position de ce point objet dans l'espace. L'unité d'évaluation peut alors reconstruire au moins approximativement le contour tridimensionnel de l'objet à partir de ces coordonnées spatiales tridimensionnelles de la pluralité de points objets. L'analyseur peut en outre utiliser d'autres algorithmes d'interpolation ou de lissage connus, par exemple.

[0033] On suggère également un procédé de projection qui comprend au moins les étapes suivantes :

• Mise en forme d'un premier motif lumineux spatialement structuré dans un espace objet en réfléchissant la lumière sur une surface miroir ayant une première forme de surface ;

• Déformation, au moins par zone, de la surface miroir de sorte que la surface miroir prenne une seconde forme de surface différente de la première forme de surface ; et, • Mise en forme d'un second motif lumineux spatialement structuré dans l'espace objet qui est différent du premier motif lumineux spatialement structuré en réfléchissant la lumière sur la surface miroir ayant la seconde forme de surface.

[0034] La déformation de la surface miroir peut être réalisée au moyen d'au moins un actionneur, de préférence en modifiant la tension piézoélectrique d'un élément piézoélectrique ou en réglant un moteur linéaire. Pour la déformation, au moins par zone, de la surface miroir, le moteur linéaire peut être couplé à la surface miroir, par exemple par une unité de commande mécanique. Pour déformer la surface miroir, cette dernière peut être déformée à différents endroits de la surface miroir, en particulier simultanément. Par exemple, la surface miroir peut être déformée à différentes positions de la surface miroir disposées de manière symétrique en rotation l'une par rapport à l'autre.

[0035] En outre, il est suggéré d'utiliser un procédé de détection sans contact d'un contour tridimensionnel qui comprend au moins les étapes suivantes :

• Projection de différents motifs lumineux spatialement structurés sur un objet disposé dans un espace objet, en particulier selon le procédé de projection décrit ci-dessus ;

• Enregistrement d'images de l'objet avec les différents motifs lumineux spatialement structurés projetés sur l'objet au moyen d'au moins une caméra, de préférence au moyen d'une première caméra et d'une seconde caméra ; et, • Détermination d'un contour tridimensionnel de l'objet sur la base des données d'image des images enregistrées au moyen de la au moins une caméra, de préférence sur la base des données d'image des images enregistrées au moyen de la première caméra et de la seconde caméra.

[0036] Dans le procédé de détection sans contact d'un contour tridimensionnel, la déformation de la surface miroir pour la mise en forme des différents motifs lumineux spatialement structurés et l'enregistrement des images de l'objet au moyen de la au moins une caméra, de préférence au moyen de la première caméra et de la seconde caméra, peut être réalisée de manière synchrone, en ce que la au moins une caméra, de préférence la première caméra et la seconde caméra, enregistre ou enregistrent au moins une image de l'objet avec le motif lumineux spatialement structuré projeté sur l'objet pour chacun des plusieurs motifs lumineux spatialement différents, qui est projetée sur l'objet.

[0037] En outre, dans le procédé de détection sans contact d'un contour tridimensionnel, pour une pluralité de points objets de l'objet, sur la base des données d'image des images enregistrées au moyen de la au moins une caméra, de préférence sur la base des données d'image des images enregistrées au moyen de la première caméra et la seconde caméra, • Paires de points correspondant l'un à l'autre et au point objet spécifique dans le plan image de la caméra ou de la première caméra et dans un autre plan sont identifiées, dans lesquelles l'autre plan • est un plan image de la seconde caméra, ou, • est un plan de projection virtuel associé à la surface miroir, et • L'information de profondeur est déterminée par triangulation en fonction des positions des points correspondant les uns aux autres et au point objet spécifique dans le plan image et dans l'autre plan.

[0038] L'identification des points correspondant l'un à l'autre dans le plan image de la caméra ou de la première caméra et dans l'autre plan peut être expliquée, par exemple, de la manière décrite ci-dessus (voir par exemple WO2015022384A1).

[0039] Des exemples de mode de réalisation des dispositifs et procédés proposés ici sont illustrés dans les dessins et sont expliqués plus en détail dans la description qui suit.

[0040] [fig-1] La figure [1] représente schématiquement un dispositif de détection sans contact d'un contour tridimensionnel, dans lequel le dispositif de détection sans contact du contour tridimensionnel comporte un dispositif de projection ayant une surface miroir déformable ;

[0041] [fig.2a] La figure [2a] représente schématiquement l'appareil de projection de la figure 1, dans lequel, pour projeter un premier motif lumineux structuré, la surface déformable du miroir est déformée de telle sorte qu'elle prend une première forme de surface ;

[0042] [fig.2b] La figure [2b] représente schématiquement l'appareil de projection de la figure 2a, dans lequel, pour projeter un second motif lumineux structuré, la surface déformable du miroir est déformée de telle sorte qu'elle prend une seconde forme de surface ;

[0043] [fig.3] La figure [3] est une élévation en perspective schématique d'une unité de projection de l'appareil de projection de la Fig. 1 ; et, [0044] [fig.4] La figure [4] représente schématiquement un profil de surface de la surface déformable du miroir à partir de la figure 3.

[0045] La figure 1 est une représentation schématique d'un appareil 1 pour la détection ou la mesure sans contact d'un contour tridimensionnel 3 disposé dans un espace objet 2. Le dispositif 1 comprend un dispositif de projection 4, une unité de détection 5 ayant une première caméra 5a et une seconde caméra 5b, et une unité de commande et d'évaluation 6. Dans d'autres modes de réalisation du dispositif 1, le dispositif de détection 5 peut cependant n'avoir qu'une seule caméra, par exemple la première caméra 5a.

[0046] L'appareil de projection 4 est équipé d'une unité d'éclairage 7 et d'une unité de projection 8. Dans ce cas, l'unité d'éclairage 7 comprend, par exemple, une source lumineuse sous la forme d'un laser qui émet une lumière verte visible ayant une longueur d'onde d'environ 530 nm. Toutefois, l'unité d'éclairage 7 peut également comporter une source lumineuse autre qu'un laser, par exemple une ou plusieurs DEL, une lampe à vapeur de mercure ou similaire. Dans d'autres modes de réalisation, l'unité d'éclairage 7 peut également avoir une source lumineuse qui émet de la lumière à une longueur d'onde en dehors du spectre visible, par exemple dans le spectre UV, NIR ou IR. Dans d'autres modes de réalisation, l'unité d'éclairage 7 peut également comporter un ou plusieurs élément(s) optique(s) pour la mise en forme ou la collimation du faisceau, par exemple sous la forme de miroirs et/ou de lentilles. Ces éléments optiques sont alors généralement disposés entre la source lumineuse de l'unité d'éclairage 7 et la surface miroir de l'unité de projection 8.

[0047] Dans ce cas, l'unité de projection 8 se compose d'un boîtier 9, d'une couche de substrat métallique 10 déformable, ou au moins déformable par zones, qui forme une surface miroir de forme libre 10a et qui ferme le boîtier 9 par zones, d'une couche de liaison 11 disposée sur une face arrière de la couche de substrat 10 opposée à la surface miroir de forme libre 10a et d'une unité de commande 12 avec un premier actionneur 12a et un second actionneur 12b. Dans d'autres modes de réalisation, une surface miroir conventionnelle, par exemple une surface miroir plate, parabolique ou hyperbolique, peut être prévue à la place de la surface miroir de forme libre 10a. Dans d'autres modes de réalisation, l'unité d'actionnement 12 peut également ne comporter qu'un seul actionneur ou plus de deux actionneurs. L'unité d'actionnement 12 déforme la surface miroir de forme libre 10a, ou du moins la déforme par zones. En déformant le substrat, ou au moins en déformant des zones de la couche de substrat 10 ou de la surface miroir de forme libre 10a, la lumière L émise par l'unité d'éclairage 7 et réfléchie sur la surface miroir de forme libre 10a dans l'espace objet 2 peut être formée en différents motifs lumineux spatialement structurés qui peuvent ensuite être projetés sur le contour en trois dimensions 3 à mesurer.

[0048] Dans le présent exemple, la couche de substrat métallique 10 est constituée, par exemple d'aluminium, et a une épaisseur maximale inférieure à 0,15 mm. Dans d'autres modes de réalisation, la couche de substrat 10 peut également être constituée d'autres métaux ou alliages métalliques et/ou avoir une épaisseur maximale différente, par exemple une épaisseur maximale supérieure. Pour former la surface miroir de forme libre 10a, on utilise de préférence des matériaux qui ont la réflectivité la plus grande possible et la plus constante possible sur le spectre le plus large possible. La surface miroir de forme libre 10a peut également avoir une micro structure 19 qui sera décrite plus en détails ci-dessous (voir figures 3 et 4). Dans ce cas, une superficie de la surface libre du miroir 10a est d'environ 20 cm². La superficie de la surface miroir libre 10a peut tout aussi bien être supérieure ou inférieure à 20 cm². La surface miroir de forme libre 10a a une forme ronde, ovale, elliptique ou rectangulaire. Il est entendu, cependant, que la surface miroir de forme libre 10a peut aussi avoir d'autres formes.

[0049] La surface miroir de forme libre 10a peut avoir n'importe quel contour tridimensionnel souhaité. Normalement, il est complètement continu ou au moins continu par section ou peut être différencié en continu. Le contour tridimensionnel de la surface miroir de forme libre 10a peut être sélectionné ou produit en fonction du type de motif lumineux qu'il doit former dans l'espace objet 2. Par exemple, le contour tridimensionnel de la surface miroir de forme libre 10a peut être réalisé pour former des motifs périodiques ou apériodiques à bandes. En principe, cependant, tous les types de motifs lumineux structurés dans l'espace désirés peuvent être mis en forme avec des surfaces miroirs de forme libre du type décrit ici, en fonction de la réalisation ou de la forme de leur contour de surface. En déformant le contour tridimensionnel de la surface miroir de forme libre 10a à l'aide de l'unité d'actionnement 12, les motifs lumineux spatialement structurés ainsi mis en forme peuvent ensuite être modifiés de différentes manières.

[0050] La couche de liaison 11 est disposée entre les actionneurs 12a, 12b de l'unité d'actionnement 12. Elle transmet les forces de déformation des actionneurs 12a, 12b de l'unité d'actionnement 12 sur la couche de substrat déformable 10, et en particulier sur la surface miroir de forme libre déformable 10a. La couche de liaison 11 peut comprendre, par exemple, au moins une couche adhésive et/ou au moins une couche métallique. Cette couche métallique peut être réalisée par exemple sous forme de couche de soudure ou de film métallique. L'épaisseur maximale de la couche de liaison 11 peut, par exemple, être inférieure à 1 mm, inférieure à 0,5 mm ou inférieure à 0,2 mm. L'épaisseur de la couche de liaison 11 peut toutefois être encore plus importante. Mais en général, il est avantageux que la couche de liaison 11 soit aussi mince que possible. La déformation de la couche de support 10 et de la surface miroir de forme libre 10a en actionnant les actionneurs 12a, 12b peut ainsi être réglée avec une grande précision et une bonne reproductibilité. Au lieu de la couche de liaison 11 illustrée ici, il est également possible de fournir uniquement des éléments de liaison individuels (non représentés) qui sont disposés chacun entre l'un des actionneurs 12a, 12b et la couche de substrat 10 et qui sont conçus pour transmettre une force déformante entre les actionneurs 12a, 12b et la couche de substrat. Ces éléments de liaison peuvent également être fabriqués, par exemple, en adhésif ou en métal.

[0051] Les actionneurs 12a et 12b de l'unité d'actionnement 12 sont disposés dans le boîtier 9 et s'appuient par ex. sur un fond 9a du boîtier 9. Le boîtier 9 peut être en plastique, en métal ou même en un autre matériau. Les actionneurs 12a et 12b peuvent avoir une extension réglable dans une direction perpendiculaire ou essentiellement perpendiculaire à la surface miroir de forme libre 10a. Par exemple, les actionneurs 12a, 12b peuvent comporter chacun un ou plusieurs élément(s) piézoélectrique(s) dont l'extension est réglable, avec une précision allant jusqu'au nanomètre, perpendiculairement ou essentiellement perpendiculairement à la surface miroir de forme libre 10a en utilisant une tension piézoélectrique. Les actionneurs 12a, 12b de l'unité d'actionnement 12 peuvent également être équipés d'un moteur linéaire ou d'une unité d'actionnement mécanique qui peut être déplacée par un moteur linéaire. La longueur ou l'extension des actionneurs 12a, 12b peut être ajustée dans la direction perpendiculaire ou essentiellement perpendiculaire à la surface miroir de forme libre 10a, éventuellement de quelques centaines de micromètres ou de quelques millimètres, en fonction de la géométrie de la surface miroir de forme libre 10a, en particulier de son extension latérale. Pour stabiliser l'unité de projection 8, un espace intermédiaire 18 entre la couche de liaison 11 et le fond 9a du boîtier 9, dans lequel sont disposés les actionneurs 12a, 12b, peut être rempli d'un matériau de remplissage élastique ou au moins partiellement élastique. Il est également possible de prévoir une couche supplémentaire à la place de cet espace intermédiaire 18. Les actionneurs 12a, 12b peuvent alors être intégrés, par exemple dans cette couche supplémentaire.

[0052] Les différents actionneurs 12a, 12b de l'unité d'actionnement 12 sont séparés les uns des autres dans l'espace dans une direction parallèle ou essentiellement parallèle à la surface miroir de forme libre 10a de telle sorte qu'une force déformante qui peut être transmise par les actionneurs 12a, 12b sur la couche de substrat 10 ou sur la surface miroir de forme libre 10a agit sur ou peut agir sur différentes positions de la surface miroir de forme libre 10a. Ainsi, la déformation de la surface miroir de forme libre 10a est particulièrement précise et reproductible. Dans le mode de réalisation donné à titre d'exemple de l'unité d'actionnement 12 illustrée ici, une distance maximale entre les actionneurs voisins 12a, 12b est inférieure à 1 cm, par exemple. Toutefois, dans d'autres modes de réalisation, la distance maximale entre les actionneurs adjacents peut également être inférieure à 1 mm, inférieure à 0,5 mm ou inférieure à 0,1 mm.

[0053] Les caméras 5a, 5b de l'unité de détection 5 peuvent être équipées chacune, par exemple, d'un ou plusieurs capteur(s) CCD ou CMOS. L'unité de détection 5 peut également comprendre un ou plusieurs autre(s) type(s) de capteurs d'image.

[0054] L'unité de commande et d'évaluation 6 comprend généralement un processeur programmable, par exemple sous la forme d'un ou plusieurs microprocesseur(s) et/ou d'un ou plusieurs LPGA ou similaires. L'unité de commande et d'évaluation 6 est conçue pour commander au moins l'unité d'actionnement 12 et l'unité de détection 5, en particulier les actionneurs 12a, 12b et les caméras 5a, 5b. L'unité de commande et d'évaluation 6 est également conçue pour la commande de l'unité d'éclairage 7 dans le mode de réalisation donné à titre d'exemple illustré ici. L'unité de commande et d'évaluation 6 est reliée à l'unité d'éclairage 7, aux actionneurs 12a, 12b et aux caméras 5a, 5b par des liaisons de communication filaires ou sans fil 13.

[0055] L'unité de commande et d'évaluation 6 est conçue pour régler la longueur et/ou le changement de longueur des actionneurs 12a, 12b perpendiculairement ou essentiellement perpendiculairement à la surface miroir de forme libre 10a et ainsi former ou déformer la forme de surface ou le contour tridimensionnel de la surface miroir de forme libre 10a d'une manière extrêmement précise et reproductible. L'unité de commande et d'évaluation 6 est conçue de préférence pour commander les points dans le temps auxquels chacun des actionneurs 12a, 12b est actionné et/ou auxquels les capteurs d'image des caméras 5a, 5b sont exposés à la lumière.

[0056] L'unité de commande et d'évaluation 6 est de préférence également conçue pour commander les actionneurs 12a, 12b indépendamment les uns des autres, c'est-à-dire pour commander les longueurs et/ou les variations de longueur des actionneurs 12a, 12b et/ou le moment de ces variations de longueur indépendamment les uns des autres.

Cependant, en fonction de la géométrie de la couche de substrat 10 ou de la surface miroir de forme libre 10a et de la modification maximale de la longueur des actionneurs 12a, 12b, il est possible de fixer des limites, par exemple pour éviter que la déformation soit trop importante ou pour éviter que la couche de substrat 10 et la surface miroir de forme libre 10a soient endommagées.

[0057] Les figures 2a et 2b illustrent simplement schématiquement comment un motif lumineux spatialement structuré formé par l'unité de projection 8 dans l'espace objet 2 peut être modifié en déformant la surface miroir de forme libre 10a. Les caractéristiques récurrentes sont identifiées avec les mêmes numéros de référence ici et dans la suite.

[0058] Sur la figure 2a, la lumière L émise par l'unité d'éclairage 7 est réfléchie sur la surface miroir de forme libre 10a et projetée dans l'espace objet 2, par exemple sur le contour tridimensionnel 3 de la figure 1 disposé dans l'espace objet 2. Sur la figure 2a, l'unité de commande et d'évaluation 6 commande les actionneurs 12a, 12b de telle sorte que ces derniers aient d'abord des longueurs 14a, 14b perpendiculaires ou essentiellement perpendiculaires à la surface miroir de forme libre 10a. La surface miroir de forme libre prend donc une première forme de surface 15a dans la Lig. 2a. La première forme de surface 15a de la surface miroir de forme libre 10a transforme la lumière L émise par l'unité d'éclairage 7 dans l'espace objet 2 en un premier motif de bandes 16a, qui est représenté ici à titre d'exemple comme un motif de bandes périodiques ayant une longueur de première période. Il est entendu que la surface miroir de forme libre 10a peut également être réalisée pour mettre en forme d'autres motifs lumineux.

[0059] Sur la figure 2b, la lumière L émise par l'unité d'éclairage 7 est à nouveau réfléchie sur la surface miroir de forme libre 10a et projetée dans l'espace objet 2, par exemple sur le contour tridimensionnel 3 de la figure 1 qui est disposé dans l'espace objet 2. Dans la Lig. 2b, l'unité de commande et d'évaluation 6 commande maintenant les actionneurs 12a, 12b de telle sorte que ces derniers aient des secondes longueurs 17a, 17b, perpendiculaires ou essentiellement perpendiculaires à la surface miroir de forme libre 10a, qui diffèrent des premières longueurs 14a, 14b représentées sur la Lig. 2a. La surface miroir de forme libre prend donc une seconde forme de surface 15b qui diffère de la première forme de surface 15a illustrée à la figure 2a. La seconde forme de surface 15b de la surface miroir de forme libre 10a transforme la lumière L émise par l'unité d'éclairage 7 dans l'espace objet 2 en une seconde forme de bande 16b différente de la première forme de bande 16b représentée à la figure 2a. Par exemple, le seconde motif de bandes 16b peut avoir une longueur de seconde période qui diffère de la longueur de première période du premier motif de bandes 16a. Selon une autre solution ou en complément, le seconde motif de rayures 16b peut également être, par exemple, apériodique ou similaire.

[0060] Il est entendu qu'en déformant les actionneurs 12a, 12b de l'unité d'actionnement 12 de cette manière, il est possible de former et de projeter un grand nombre de motifs lumineux spatialement structurés différents, par exemple sur le contour tridimensionnel 3 dans l'espace objet 2. L'unité de commande et d'évaluation 6 et les actionneurs 12a, 12b peuvent être conçus, par exemple, de telle sorte qu'une fréquence avec laquelle les longueurs des actionneurs 12a, 12b et donc une structure spatiale des motifs lumineux spatialement structurés formés dans l'espace objet 2 puissent être modifiées, puisse être au moins 100 Hz, au moins 1 kHz ou au moins 10 kHz.

[0061] La Fig. 3 fournit une élévation schématique en perspective d'une représentation modifiée de l'unité de projection 8. L'unité de projection 8 selon la figure 3 comprend à nouveau la couche de substrat 10 avec la surface miroir de forme libre 10a, la couche de liaison 11 et l'unité d'actionnement 12 sous la forme d'une couche supplémentaire, dans laquelle les actionneurs peuvent par exemple être intégrés. L'unité d'actionnement 12 selon la Fig. 3 peut également être fourme sous la forme d'une ou plusieurs couche(s) piézoélectrique(s). La micro structuration 19 de la surface miroir de forme libre 10a est également mise en évidence dans la Fig. 3. La microstructuration 19 peut comprendre, par exemple, des élévations et des dépressions locales dans la surface miroir de forme libre 19. Ces élévations et dépressions locales peuvent comprendre des variations de hauteur, perpendiculaires ou essentiellement perpendiculaires à la surface miroir, allant jusqu'à 10 pm, jusqu'à 20 pm, jusqu'à 50 pm, jusqu'à 100 pm, jusqu'à 200 pm, ou jusqu'à 500 pm, par exemple. De plus ou selon une autre solution, ces variations de hauteur ou variations locales de hauteur peuvent avoir une amplitude d'au moins 0,5 pm, d'au moins 1 pm, d'au moins 5 pm, d'au moins 10 pm, d'au moins 20 pm, d'au moins 50 pm ou d'au moins 100 pm dans une direction perpendiculaire à la surface miroir. Parallèlement à la surface miroir, ces variations de hauteur de la surface miroir peuvent avoir des dimensions allant jusqu'à 100 pm, jusqu'à 200 pm, jusqu'à 500 pm, jusqu'à 1 mm, jusqu'à 5 mm ou jusqu'à 10 mm. La microstructuration forme ou met en forme des structures à haute fréquence dans l'espace du motif lumineux spatialement structuré à projeter dans l'espace objet 2.

[0062] La figure 4 illustre à titre d'exemple une coupe à travers la surface miroir de forme libre 10a de l'unité de projection 8 selon la figure 3 ayant un profil en hauteur local de la microstructure 19 de la surface miroir de forme libre 10a, dans laquelle le plan en coupe est perpendiculaire au plan illustré de la figure 3. La figure 4 montre que la hauteur de la surface miroir de forme libre 10a présente des variations de hauteur d'environ 10 micromètres dans la direction latérale, c'est-à-dire parallèles ou essentiellement parallèles à la surface miroir de forme libre 10a (c'est-à-dire la direction x de la figure 4) sur une longueur de 0,5 mm et des variations locales de hauteur inférieures à 1 micromètres sur environ 50 micromètres.

[0063] Un procédé de détection sans contact du contour tridimensionnel 3 peut être exécuté avec l'appareil 1 conformément à la figure 1. Ce procédé comprend au moins les étapes suivantes :

[0064] La lumière L émise par l'unité d'éclairage 7 est réfléchie sur la surface miroir de forme libre 10a et mise en forme successivement en différents motifs lumineux structurés dans l'espace. Cette pluralité de différents motifs lumineux spatialement structurés est projetée sur le contour tridimensionnel 3 dans l'espace objet 2. Les schémas lumineux 16a et 16b illustrés aux figures 2a et 2b sont des exemples de ces schémas lumineux structurés dans l'espace. Par exemple, pour l'exécution du procédé, plusieurs centaines ou plusieurs milliers de motifs lumineux spatialement structurés différents peuvent être projetés successivement sur le contour tridimensionnel 3. La mise en forme des différents motifs lumineux spatialement structurés comprend la déformation précitée de la surface miroir de forme libre 10a au moyen de la modification des longueurs des actionneurs 12a, 12b, qui sont commandés par l'unité de commande et d'évaluation 6.

[0065] L'unité de commande et d'évaluation 6 commande les actionneurs 12a, 12b et les caméras 5a, 5b de manière synchrone de sorte que les caméras 5a, 5b enregistrent au moins une image du contour 3 avec le motif lumineux spatialement structuré projeté sur le contour 3 pour chacun de la pluralité des différents motifs lumineux spatialement structurés projetés sur le contour 3 en trois dimensions. L'unité de commande et d'évaluation 6 est conçue pour calculer la structure spatiale du contour 3 à partir des données d'image de ces images enregistrées par les caméras 5a, 5b.

[0066] A cet effet, l'unité de commande et d'évaluation 6 identifie, pour chacun d'une pluralité de points objets 3a, 3b, 3c sur le contour 3, une paire de points dans un plan image 20a de la première caméra 5a et dans un plan image 20b de la seconde caméra 5b qui correspondent entre eux et au point spécifique 3a, 3b, 3c. Par exemple, dans la Fig. 1, le point 3c' dans le plan image 20a de la première caméra 5a et le point 3c' dans le plan image 20b de la seconde caméra 5b forment une paire de points telle qu'ils correspondent entre eux et au point objet 3c du contour 3. Comme mentionné dans ce qui précède, les procédés potentiels d'identification des points 3c', 3c' dans les plans image 20a, 20b des caméras 5a, 5b qui correspondent les uns aux autres sont décrits, par exemple, dans les documents WO2015022384A1 et DE102012012013079A1. Naturellement, d'autres procédés, par exemple d'autres procédés connus de l'état de la technique, peuvent également être utilisés pour identifier les points 3c', 3c' dans les plans 20a, 20b des caméras 5a, 5b qui correspondent entre eux.

[0067] Ensuite, sur la base de la disposition spatiale connue des plans d'image 20a, 20b des caméras 5a, 5b, des informations de profondeur et donc des coordonnées spatiales du point 3c sur le contour 3 peuvent être calculées par triangulation pour la paire de points

3c', 3c. De même, les coordonnées spatiales des points objets 3a, 3b et de plusieurs autres points objets du contour 3 peuvent être calculées.

[0068] Dans un mode de réalisation modifié, seule la première caméra 5a, par exemple, est utilisée. Dans ce cas, l'unité de commande et d'évaluation 6 peut déterminer un plan de projection virtuelle 21 à partir duquel la lumière L est projetée dans l'espace objet 2 et sur le contour 3 pour former les motifs lumineux spatialement structurés. Dans ce cas, l'unité de commande et d'évaluation 6 identifie alors, pour chacun des points objets 3a, 3b, 3c sur le contour 3, une paire de points dans le plan image 20a de la première caméra 5a et dans le plan de projection virtuelle 21 qui correspondent l'un à l'autre et au point objet spécifique 3a, 3b, 3c. Par exemple, dans la Fig. 1, le point 3c dans le plan image 20a de la première caméra 5a et le point 3c dans le plan de projection 21 forment une paire de points qui correspondent l'un à l'autre et au point objet 3c du contour 3.

[0069] Ainsi, la présente divulgation peut porter, entre autres, sur les aspects suivants :

1. Dispositif de projection comprenant :

• une unité d'éclairage pour émettre de la lumière ; et, • une unité de projection ayant une surface miroir, l'unité de projection étant conçue pour projeter la lumière émise par l'unité d'éclairage au moyen de la surface miroir dans un espace objet et pour la mettre en forme en différents motifs lumineux spatialement structurés dans l'espace objet ;

caractérisé en ce que • la surface miroir est déformable, au moins dans des zones, et en ce que l'unité de projection, pour mettre en forme les différents motifs lumineux spatialement structurés dans l'espace objet, comporte au moins un actionneur pour déformer la surface miroir, au moins dans des zones.

2. Dispositif de projection selon l'aspect 1, caractérisé en ce que la surface miroir pour la mise en forme des motifs lumineux spatialement structurés est réalisée sous la forme d'une surface miroir de forme libre.

3. Dispositif de projection selon l'un quelconque des aspects précédents, caractérisé en ce que la surface miroir présente une microstructure pour la mise en forme de structures à haute fréquence des motifs lumineux spatialement structurés.

4. Dispositif de projection selon l'aspect 3, caractérisé en ce que, dans une direction perpendiculaire à la surface miroir, la micro structure comprend des variations locales de hauteur ayant une amplitude de l'une de : jusqu'à 10 pm, jusqu'à 20 pm, jusqu'à 50 pm, jusqu'à 100 pm, jusqu'à 200 pm, et jusqu'à 500 μηι.

5. Dispositif de projection selon l'un des aspects 3 et 4, caractérisé en ce que, dans une direction perpendiculaire à la surface miroir, la microstructure comprend des variations locales de hauteur ayant une amplitude d'au moins 0,5 pm, au moins 1 pm, au moins 2 pm, au moins 5 pm, au moins 10 pm, au moins 20 pm, au moins 50 pm et au moins 100 pm.

6. Dispositif de projection selon l'un des aspects 4 et 5, caractérisé en ce que, dans une direction parallèle à la surface miroir, les variations de hauteur ou les variations locales de hauteur de la microstructure s'étendent suivant l'un des aspects suivants : jusqu'à 100 pm, jusqu'à 200 pm, jusqu'à 500 pm, jusqu'à 1 mm, jusqu'à 5 mm, et jusqu'à 10 mm.

7. Dispositif de projection selon l'un quelconque des aspects précédents, caractérisé en ce que, pour réaliser la surface miroir, l'unité de projection présente une couche de substrat, en particulier une couche de substrat métallique, ayant une épaisseur d'au plus 1 mm, de préférence d'au plus 0,5 mm, en particulier d'au plus 0,2 mm.

8. Dispositif de projection selon l'aspect 7, caractérisé en ce que, sur une face arrière de la couche de substrat opposée à la surface miroir, l'unité de projection présente au moins un élément de liaison ou au moins une couche de liaison, l'au moins un élément de liaison ou la au moins une couche de liaison étant disposés entre l'au moins un actionneur et la couche de substrat pour transmettre une force déformante du au moins un actionneur à la couche de substrat.

9. Dispositif de projection selon l'aspect 8, caractérisé en ce que la au moins une couche de liaison comprend au moins une couche adhésive ou au moins une couche métallique, en particulier sous forme d'un film métallique ou d'une couche de soudure.

10. Dispositif de projection selon l'un quelconque des aspects précédents, caractérisé en ce que l'au moins un actionneur comprend au moins un élément piézoélectrique, au moins un moteur linéaire ou au moins une unité de commande pouvant être entraînée par un moteur linéaire.

11. Dispositif de détection sans contact d'un contour tridimensionnel, comprenant • Un appareil de projection selon l'un des aspects précédents ;

• Au moins une caméra, de préférence une première caméra et une seconde caméra, pour enregistrer des images d'un objet disposé dans l'espace objet avec les différents motifs lumineux spatialement structurés projetés sur l'objet au moyen de la surface miroir ; et,

12.

13.

14.

• Unité d'évaluation pour déterminer un contour tridimensionnel d'un objet disposé dans l'espace objet sur la base de données d'image à partir d'images de l'objet enregistrées au moyen de la au moins une caméra, de préférence au moyen de la première caméra et de la seconde caméra, les différents motifs lumineux spatialement structurés étant projetés sur l'objet par la surface miroir.

Dispositif selon la revendication 11, comprenant en outre :

• Unité de commande pour commander l'au moins un actionneur et pour commander la au moins une caméra, de préférence pour commander la première caméra et la seconde caméra ;

• L'unité de commande étant conçue pour commander l'au moins un actionneur et la au moins une caméra, de préférence la première caméra et la seconde caméra, de sorte que la au moins une caméra, de préférence la première caméra et la seconde caméra, pour chaque motif lumineux spatialement structuré de la pluralité de différents motifs lumineux spatialement structurés qui est projeté au moyen de la surface miroir sur l'objet disposé dans l'espace objet, enregistre au moins une image de l'objet avec le motif lumineux spatialement structuré projeté sur l'objet.

Dispositif selon l'un ou l'autre des aspects 11 ou 12, dans lequel, pour détecter le contour tridimensionnel de l'objet disposé dans l'espace objet, l'unité d'évaluation est conçue, pour une pluralité de points de l'objet, sur la base des données image des images enregistrées au moyen de la au moins une caméra, de préférence des données image des images enregistrées par la première caméra et la seconde caméra, • pour identifier des paires de points correspondant l'un à l'autre et au point objet spécifique dans un plan image de la caméra ou de la première caméra et dans un autre plan, où l'autre plan

a. est un plan image de la seconde caméra, ou,

b. est un plan de projection virtuel associé à la surface miroir, et • pour déterminer l'information de profondeur par triangulation en fonction des positions des points correspondant les uns aux autres et au point objet spécifique dans le plan image et dans l'autre plan.

Procédé de projection comprenant les étapes suivantes :

15.

16.

17.

18.

19.

Déformation, au moins par zone, de la surface miroir de sorte que la surface miroir prenne une seconde forme de surface différente de la première forme de surface ; et,

Mise en forme d'un second motif lumineux spatialement structuré dans l'espace objet qui est différent du premier motif lumineux spatialement structuré en réfléchissant la lumière sur la surface miroir ayant la seconde forme de surface.

Procédé de projection selon l'aspect 14, caractérisé en ce que la déformation de la surface miroir est réalisée au moyen d'au moins un actionneur, de préférence en modifiant une tension piézoélectrique d'un élément piézoélectrique ou en réglant un moteur linéaire.

Procédé de projection selon l'un ou l'autre des aspects 14 ou 15, caractérisé en ce que la surface miroir est déformée simultanément en différentes positions de la surface miroir.

Procédé de projection selon l'aspect 16, caractérisé en ce que la surface miroir est déformée en différentes positions de la surface miroir disposées de manière symétrique en rotation les unes par rapport aux autres.

Procédé de détection sans contact d'un contour tridimensionnel, comprenant les étapes suivantes :

• Projection de différents motifs lumineux spatialement structurés sur un objet disposé dans un espace objet selon le procédé selon l'une quelconque des aspects 14 à 17 ;

Procédé selon l'aspect 18, caractérisé en ce que la déformation de la surface miroir pour la mise en forme des différents motifs lumineux spatialement structurés et l'enregistrement des images de l'objet au moyen de la au moins une caméra, de préférence au moyen de la première caméra et de la seconde caméra, sont réalisées de manière synchrone en ce que la au moins une caméra, de préférence la première caméra et la seconde caméra, pour chacun ou la pluralité des motifs lumineux spatialement structurés qui est/sont projeté(s) sur l'objet, enregistre ou enregistrent au moins une image de l'objet avec le motif lumineux spatialement structuré projeté sur l'objet.

20. Procédé selon l'un ou l'autre des aspects 18 ou 19, caractérisé en ce que, pour une pluralité de points objets de l'objet, sur la base des données d'image des images enregistrées au moyen de la au moins une caméra, de préférence sur la base des données d'image des images enregistrées au moyen de la première caméra et la seconde caméra, • Paires de points correspondant l'un à l'autre et au point objet spécifique dans le plan image de la caméra ou de la première caméra et dans un autre plan sont identifiées, où l'autre plan

a. est un plan image de la seconde caméra, ou,

b. est un plan de projection virtuel associé à la surface miroir, et • L'information de profondeur est déterminée par triangulation en fonction des positions des points correspondant les uns aux autres et au point objet spécifique dans le plan image et dans l'autre plan.

Claims

Revendications [Revendication 1] Dispositif de projection (4) comprenant : • une unité d'éclairage (7) pour émettre de la lumière (L) ; et, • une unité de projection (8) ayant une surface miroir, l'unité de projection (8) étant conçue pour projeter la lumière (L) émise par l'unité d'éclairage (7) au moyen de la surface miroir dans un espace objet (2) et pour la former en les différents motifs lumineux spatialement structurés (16a, 16b) dans l'espace objet(2) ; caractérisé en ce que • la surface miroir est déformable, au moins dans des zones, et en ce que l'unité de projection (8), pour mettre en forme les différents motifs lumineux spatialement structurés (16a, 16b) dans l'espace objet (2), comporte au moins un actionneur (12a, 12b) pour déformer la surface miroir, au moins dans des zones. [Revendication 2] Dispositif de projection (4) selon la revendication 1, caractérisé en ce que la surface miroir pour la mise en forme des motifs lumineux spatialement structurés (16a, 16b) est réalisée sous la forme d'une surface miroir (10a) de forme libre. [Revendication 3] Dispositif de projection (4) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la surface miroir présente une microstructure (19) pour la mise en forme de structures à haute fréquence des motifs lumineux spatialement structurés (16a, 16b). [Revendication 4] Dispositif de projection (4) selon la revendication 3, caractérisé en ce que, dans une direction perpendiculaire à la surface miroir, la microstructure (19) comprend des variations locales de hauteur ayant une amplitude de : jusqu'à 10 pm, jusqu'à 20 pm, jusqu'à 50 pm, jusqu'à 100 pm, jusqu'à 200 pm et jusqu'à 500 pm. [Revendication 5] Dispositif de projection (4) selon l'une des revendications 3 et 4, caractérisé en ce que, dans une direction perpendiculaire à la surface miroir, la micro structure (19) comprend des variations locales de hauteur ayant une amplitude d'au moins 0,5 pm, au moins 1 pm, au moins 2 pm, au moins 5 pm, au moins 10 pm, au moins 20 pm, au moins 50 pm et au moins 100 pm.

[Revendication 6] Dispositif de projection (4) selon l'une des revendications 4 et 5, caractérisé en ce que, dans une direction parallèle à la surface miroir, les variations de hauteur ou les variations locales de hauteur de la microstructure (19) s'étendent dans l'une des directions suivantes : jusqu'à 100 μιη, jusqu'à 200 μιη, jusqu'à 500 pm, jusqu'à 1 mm, jusqu'à 5 mm, et jusqu'à 10 mm. [Revendication 7] Dispositif de projection (4) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'unité de projection (8) présente, pour réaliser la surface miroir, une couche de substrat (10), en particulier une couche de substrat métallique (10), ayant une épaisseur d'au plus 1 mm, de préférence d'au plus 0,5 mm, en particulier d'au plus 0,2 mm. [Revendication 8] Dispositif de projection (4) selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'unité de projection (8) présente au moins un élément de liaison ou au moins une couche de liaison (11) sur une face arrière de la couche de substrat (10) opposée à la surface miroir, le au moins un élément de liaison ou la au moins une couche de liaison (11) et étant disposés entre le au moins un actionneur (12a, 12b) et la couche de substrat (10).pour transmettre une force déformante depuis le ou les au moins un organe de manœuvre (12a, 12b) vers la couche de substrat (10), [Revendication 9] Dispositif de projection (4) selon la revendication 8, caractérisé en ce que la au moins une couche de liaison (11) comprend au moins une couche adhésive ou au moins une couche métallique, en particulier sous forme de film métallique ou de couche de soudure. [Revendication 10] 10. Dispositif de projection (4) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'au moins un actionneur (12a, 12b) comprend au moins un élément piézoélectrique, au moins un moteur linéaire ou au moins une unité d'actionnement qui peut être entraînée par un moteur linéaire. [Revendication 11] Dispositif de détection sans contact d'un contour tridimensionnel (3), comprenant : • Dispositif de mesure (4) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel : • Au moins une caméra (5a, 5b), de préférence une première caméra (5a) et une seconde caméra (5b), pour enregistrer des images d'un objet disposé dans l'espace objet (2) avec les différents motifs lumineux spatialement structurés (16a, 16b) projetés sur l'objet par la surface miroir ; et,

• Unité d'évaluation (6) pour déterminer un contour tridimensionnel (3) d'un objet disposé dans l'espace objet (2) sur la base de données d'image à partir d'images de l'objet enregistrées au moyen de la au moins une caméra (5a, 5b), de préférence la première caméra (5a) et la seconde caméra (5b), les différents les différents motifs lumineux spatialement structurés (16a, 16b) étant projetés par la surface miroir.

[Revendication 12] Procédé selon la revendication 11 comprenant en outre :

• Une unité de commande (6) pour commander l'au moins un actionneur (12a, 12b) et pour commander la au moins une caméra (5a, 5b), de préférence pour commander la première caméra (5a) et la seconde caméra (5b) ;

• L'unité de commande (6) étant conçue pour commander au moins un actionneur (12a, 12b) et au moins une caméra (5a, 5b), de préférence la première caméra (5a) et la seconde caméra (5b), de sorte que la au moins une caméra (5a, 5b), de préférence la première caméra (5a) et la seconde caméra (5b), pour chaque motif lumineux (16a, 16b) de la pluralité de motifs lumineux spatialement structurés différents (16a, 16b) qui est projetée au moyen de la surface miroir sur l'objet disposé dans l'espace objet (2), enregistre au moins une image de l'objet avec le motif lumineux spatialement structuré (16a, 16b) projeté sur l'objet.

[Revendication 13] Dispositif selon l'une ou l'autre des revendications 11 ou 12, dans lequel, pour détecter le contour tridimensionnel (3) de l'objet disposé dans l'espace objet (2), l'unité d'évaluation est conçue, pour une pluralité de points objets (3a, 3b, 3c) de l'objet, à partir des données images des images enregistrées par la au moins une caméra, de préférence à partir des données image des images enregistrées par la première caméra (5a) et la seconde caméra (5b), • Identifier des paires (3c¹, 3c' ; 3c', 3c', 3c) de points correspondant les uns aux autres et au point objet spécifique (3c) dans un plan image (20a) de la caméra ou de la première caméra (5a) et dans un autre plan (20b, 21), où l'autre plan

(20b, 21) a. est un plan image (20b) de la seconde caméra (5b), ou, b. est un plan de projection virtuelle (21) associé à la surface miroir, et • Déterminer l'information de profondeur par triangulation en fonction des positions des points (3c¹, 3c ; 3c', 32c) correspondant entre eux et au point objet spécifique (3c) dans le plan image (20a) et dans l'autre plan (20b, 21). [Revendication 14] Procédé de projection comprenant les étapes suivantes : • Mise en forme d'un premier motif lumineux spatialement structuré (16a) dans un espace objet (2) en réfléchissant la lumière (L) sur une surface miroir ayant une première forme de surface (15a) ; • Déformation, au moins par zone, de la surface miroir de sorte que la surface miroir prenne une seconde forme de surface (15b) différente de la première forme de surface ; et, • Mise en forme d'un second motif lumineux spatialement structuré (16b) dans l'espace objet (2) qui est différent du premier motif lumineux spatialement structuré (16a) en réfléchissant la lumière (L) sur la surface miroir ayant la seconde forme de surface (15b). [Revendication 15] Procédé de projection selon la revendication 14, caractérisé en ce que la déformation de la surface miroir est réalisée au moyen d'au moins un actionneur (12a, 12b), de préférence en modifiant une tension piézoélectrique d'un élément piézoélectrique ou en réglant un moteur linéaire. [Revendication 16] Procédé de projection selon la revendication 14 ou 15, caractérisé en ce que la surface miroir est déformée simultanément en différentes positions de la surface miroir. [Revendication 17] Procédé de projection selon la revendication 16, caractérisé en ce que la surface miroir est déformée en différentes positions de la surface miroir disposées de manière symétrique en rotation les unes par rapport aux autres.

[Revendication 18] Procédé de détection sans contact d'un contour tridimensionnel (3), comprenant les étapes suivantes : • Projection de différents motifs lumineux spatialement structurés (16a, 16b) sur un objet disposé dans un espace objet (2) selon le procédé selon l'une quelconque des revendications 14 à 17 ; • Enregistrement d'images de l'objet avec les différents motifs lumineux spatialement structurés (16a, 16b) projetés sur l'objet au moyen d'au moins une caméra (5a, 5b), de préférence une première caméra (5a) et une seconde caméra (5b) ; et, • Détermination d'un contour tridimensionnel (3) de l'objet sur la base des données d'image des images enregistrées au moyen de la au moins une caméra (5a, 5b), de préférence sur la base des données d'image des images enregistrées au moyen de la première caméra (5a) et de la seconde caméra (5b). [Revendication 19] Procédé selon la revendication 18, caractérisé en ce que la déformation de la surface miroir pour la mise en forme des différents motifs lumineux spatialement structurés (16a, 16b) et l'enregistrement des images de l'objet au moyen de la au moins une caméra (5a, 5b), de préférence de la première caméra (5a) et de la seconde caméra (5b), sont réalisées de manière synchrone, en ce que la au moins une caméra (5a, 5b), de préférence la première caméra (5a) et la seconde caméra (5b), pour chacun de la pluralité de motifs lumineux spatialement structurés différents (16a, 16b) qui est projetée sur l'objet, enregistre ou enregistrent au moins une image de l'objet avec le motif lumineux spatialement structuré (16a, 16b) projetée sur l'objet. [Revendication 20] Procédé selon l'une ou l'autre des revendications 18 ou 19, caractérisé en ce que, pour une pluralité de points objets (3a, 3b, 3c) de l'objet, sur la base des données d'image des images enregistrées au moyen de la au moins une caméra (5a, 5b, 5c), de préférence sur la base des données d'image des images enregistrées par la première caméra (5a) et la seconde caméra (5b), • Paires (3c, 3c' ; 3c ; 3c', 3c) de points correspondant l'un à l'autre et au point objet spécifique (3c) dans le plan image (20a) de la caméra ou de la première caméra (5a) et dans un autre plan (20b, 21) sont identifiées, où l'autre plan (20b, 21)

a. est un plan image (20b) de la seconde caméra (5b), ou,

b. est un plan de projection virtuelle (21) associé à la surface miroir, et

L'information de profondeur est déterminée par triangulation en fonction des positions des points (3c¹, 3c', 3c' ; 3c', 3c) correspondant entre eux et au point objet spécifique dans le plan image (20a) et dans l'autre plan (20b, 21).