Brevet FR2520106A1 — publié le 19830722

La présente invention concerne le domaine de la métrologie dimensionnelle, en particulier la détection de variations de niveau, et a pour objet un procédé de métrologie dimensionnelle par franges de moiré. Le phénomène de moiré est un phénomène d'interférence basé sur la superposition de deux grilles ou trames microscopiques permettant d'observer un effet macroscopique. A partir de ce phénomène ont été élaborées deux techniques de moiré, à savoir la technique du moiré d'ombre et la technique du moiré de projection. La technique du moiré d'ombre, qui est la plus ancienne, consiste à placer devant un objet à photographier une grande trame de traits fins, à illuminer l'ensemble au moyen d'un projecteur et à le photographier au moyen d'un appareil de prise de vue. Cependant, cette technique ne permet que la photographie de sujets de faible profondeur et les dimensions de la grille doivent être adaptées à la taille de l'objet, de sorte que pour chaque taille d'objet il est nécessaire d'utiliser une grille correspondante. En outre, la liaison entre projecteur etiappareil de prise de vue est obligatoire, en vue de permettre un bon traitement de l'objet. La technique du moiré de projection consiste à utiliser deux grilles ou trames rigoureusement identiques et de faibles dimensions disposées chacune dans un plan focal d'un projecteur et d'un appareil de prise de vue, et à photographier, simultanément à l'éclairage au moyen du projecteur, l'objet à une distance déterminée. Toutefois, cette technique nécessite un règlage extrêmement précis du positionnement des grilles, en particulier de celle placée dans le champ focal de l'appareil de prise de vue, et une liaison entre ce dernier et le projecteur est obligatoire. En outre, seul un certain type de mesure est possible par utilisation de cette technique. La présente invention a pour but de pallier ces inconvénients. Elle a, en effet, pour objet un procédé de métrologie dimensionnelle par franges de moiré, caractérisé en ce qu'il consiste à enregistrer sur un support d'enregistrement, au moyen d'un appareil de prise de vue, pendant une durée d'exposition correspondant à la moitié d'une durée d'exposition normale, l'image d'une grille unique de petite dimension projetée sur un ou plusieurs plans de référence au moyen d'un projecteur, puis à réaliser une seconde exposition du support d'enregistrement en effectuant une prise de vue, pendant une nouvelle durée d'exposition égaie à la moitié d'une durée d'exposition normale, de l'objet ou des objets à traiter, placé devant le plan de référence, et sur lequel est projetée l'image de la grille unique, de manière à obtenir un cliché normalement exposé sur lequel apparaissent des courbes de niveaux ainsi que l'image de la grille, le projecteur et l'appareil de prise de vue pouvant être totalement indépendants l'un de l'autre. L'invention sera mieux comprise grâce à la description ci-après, qui se rapporte à des modes de réalisation préférés, donnés à titre d'exemples non limitatifs, et expliqués avec référence aux dessins schématiques annexés, dans lesquels la figure 1 est un schéma de fonctionnement du procédé conforme à l'invention, et la figure 2 représente une variante de réalisation du procédé de la figure 1. Conformément à l'invention, et comme le montre plus particulièrement, à titre d'exemple, la figure 1 des dessins annexés, le procédé de métrologie dimensionnelle par franges de moiré consiste en l'utilisation d'un projecteur 1 muni d'une grille unique 2 de petite dimension dont l'image est projetée sur un plan de référence 3, et en e l'utilisation d'un appareil de prise de vue 4 enregistrant l'image de la grille sur un support d'enregistrement pendant une durée d'exposition égale å la moitié d'une durée d'exposition normale, une seconde exposition du support d'enregistrement étant effectuée par réalisation d'une prise de vue de l'objet à traiter, placé devant le plan de référence 3, et sur lequel est projetée l'image de la grille 2, pendant une durée d'exposition correspondant à la moitié de la durée d'exposition normale. On obtient, de cette manière, un cliché normalement exposé faisant apparaître des courbes de niveaux et entre ces courbes des plage formées par des traits parallèles sombres et clairs d'égale épaisseur. La mise en oeuvre de ce procédé ne nécessite aucune liaison entre le projecteur 1 et l'appareil de prise de vue 4, les deux demi-expositions pouvant être effectuées séparément, seule la distance au plan 3 devant être maintenue. Il est également possible de réaliser une projection et un enregistrement de la grille 2 sur plusieurs plans de référence disposés entre eux suivant divers angles, puis de réaliser l'enregistrement de plusieurs objets ou d'un objet unique placé devant ces plans. De même, l'enregistrement de plusieurs objets placés devant un plan unique est possible. Conformément à une caractéristique de l'invention, le procédé consiste à enregistrer l'image d'objets de tailles différentes par variation de la distance entre le projecteur 1 et l'appareil de prise de vue 4, d'une part, et du ou des plans de référence 3, d'autre part, en conservant la même grille. Le projecteur 1 peut être un projecteur normal à lumière blanche, ou un émetteur de rayonnement électromagnétique dans le domaine visible ou non à émission cohérente ou incohérente, ou encore un émetteur de lumière cohérente du type laser. Le support d'enregistrement peut être, soit un film photographique, cinématographique ou une bande vidéo, soit encore un support magnétique tel qu'une mémoire vive, un disque ou une cassette permettant le stockage d'une image digitalisée enregistrée au moyen d'un dispositif électronique. Le support d'enregistrement peut avantageusement être traité préalablement à l'enregistrement déf#initif, par exemple par préenregistrement de l'image de la grille, pour permettre un traitement en série d'objets de même taille. Conformément à une variante de réalisation de l'invention, et comme le montre la figure 2 des dessins annexés, le procédé consiste à placer le support d'enregistrement 5 entre deux grilles ou trames symétriques 6 et à l'exposer simultanément sur ses deux faces au moyen d'un appareil de prise de vue stéréoscopique 7. Ainsi, l'image de l'objet normalement éclairé est enregistrée sur les deux faces de la couche sensible, de manière symétrique, en même temps que la grille. Grâce à ce mode de réalisation, il est possible d'effectuer des mesures d'un objet au moyen d'un appareillage léger, facilement transportable et très maniable. Selon une autre caractéristique de l'invention, le support d'enregistrement est avantageusement réalisé pour ~être soumis à un traitement par ordinateur ou pour servir de base à une conception assistée par ordinateur. En effet, du fait de l'apparition de l'image de la grille entre les courbes de niveau, il est possible, en connaissant la distance de l'appareil de prise de vue au plan de référence, de déterminer l'écartement entre les courbes de niveau par comptage des lignes de la grilles, et ainsi d'effectuer un contrôle dimensionnel très précis d'un objet L'invention trouve son application dans le domaine du contrôle de la dimension d'objets, en particulier pour le contrôle médical en vue de la prévention des malformations du squelette, ainsi que pour le contrôle en continu de certaines fabrications pour la détection des refusés. En effet, grâce au procédé conforme à l'invention, il est possible de réaliser, par exemple, le cliché du dos des enfants des écoles, en vue de déceler les malformations de la colonne vertébrale, telles que la scoliose. De même, des objets sortant d'une chaîne d'usinage peuvent être enregistrés au moyen d'une caméra reliée à un ordinateur qui détecte les hors normes. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits et représentés aux dessins annexés. Des modifications restent possibles, notamment du point de vue de la constitution des divers éléments, ou par substitution d'équivalents techniques, sans sortir pour autant du domaine de protection de l'invention. -REVENDICATIONS 1. Procédé de métrologie dimensionnelle par franges de moiré, caractérisé en ce qu'il consiste à enregistrer sur un support d'enregistrement, au moyen d'un appareil de prise de vue (4), pendant une durée d'exposition correspondant à la moitié d'une durée d'exposition normale, l'image d'une grille unique de petite dimension (2) projetée sur un ou plusieurs plans de référence (3) au moyen d'un projecteur (1), puis à réaliser une seconde exposition du support d'enregistrement en effectuant une prise de vue, pendant une nouvelle durée d'exposition égale à la moitié d'une durée d'exposition normale, de l'objet ou des objets à traiter, placé devant le plan de référence (3), et sur lequel est projetée l'image de la grille unique (2), de manière à obtenir un cliché normalement exposé sur lequel apparaissent des courbes de niveaux ainsi que l'image de la grille, le projecteur (1) et l'appareil de prise de vue (4) pouvant être totalement indépendants l'un de l'autre. 2. Procédé, suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'il consiste à enregistrer l'image d'objets de tailles différentes par variation de la distance entre le projecteur (1) et l'appareil de prise de vue (4), d'une part, et du ou des plans de référence (3), d'autre part, en conservant la même grille. 3. Procédé, suivant l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le projecteur est un projecteur normal à lumière blanche, ou un émetteur de rayonnement électromagnétique dans le domaine visible ou non à émission cohérente ou incohérente, ou encore un émetteur de lumière cohérente du type laser. 4. Procédé, suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le support d'enregistrement est, soit un film photographique, cinématographique ou une bande vidéos soit encore un support magnétique tel qu'une mémoire vive, un disque ou une cassette permettant le stockage d'une image digitalisée, enregistrée au moyen d'un dispositif électronique. 5. Procédé, suivant l'une quelconque des revendications 1 et 4, caractérisé en ce que le support d'enregistrement est avantageusement traité préalablement à l'enregistrement définitif, par exemple par préenregistrement de l'image de la grille, pour permettre un traitement en série d'objets de même taille. 6. Procédé,.suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'il consiste à placer le support d'enregistrement (5) entre deux grilles ou trames symétriques (6) et à l'exposer simultanément sur ses deux faces au moyen d'un appareil de prise de vue stéréoscopique (7). 7. Procédé, suivant l'une quelconque des revendications 1 et 4 à 6, caractérisé en ce que le support d'enregistrement est avantageusement réalisé pour être soumis à un traitement par ordinateur ou pour servir de base à une conception assistée par ordinateur.