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FR2541002A1 - OPTICAL INSPECTION SYSTEM - Google Patents

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FR2541002A1
FR2541002A1 FR8402153A FR8402153A FR2541002A1 FR 2541002 A1 FR2541002 A1 FR 2541002A1 FR 8402153 A FR8402153 A FR 8402153A FR 8402153 A FR8402153 A FR 8402153A FR 2541002 A1 FR2541002 A1 FR 2541002A1
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FR
France
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light
lens
focal plane
light beam
optical axis
Prior art date
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Withdrawn
Application number
FR8402153A
Other languages
French (fr)
Inventor
Emmet Mitchell Fulkerson
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
General Electric Co
Original Assignee
General Electric Co
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Publication date
Application filed by General Electric Co filed Critical General Electric Co
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Withdrawn legal-status Critical Current

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    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S17/00Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
    • G01S17/02Systems using the reflection of electromagnetic waves other than radio waves
    • G01S17/06Systems determining position data of a target
    • G01S17/46Indirect determination of position data
    • G01S17/48Active triangulation systems, i.e. using the transmission and reflection of electromagnetic waves other than radio waves
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
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Abstract

SYSTEME UTILISANT DES PRINCIPES DE TRIANGULATION ET UNE SEULE LENTILLE POUR LA PROJECTION ET LA RECEPTION. IL COMPREND A UNE PREMIERE LENTILLE 18 AYANT UN PREMIER AXE OPTIQUE 21 POUR FOCALISER UN FAISCEAU LUMINEUX VERS UN OBJET 33 SITUE A UN PREMIER PLAN FOCAL 30 ET POUR RECUEILLIR ET COLLIMATER LA LUMIERE REFLECHIE DE LA DIRECTION DU PREMIER PLAN FOCAL, ET B DES MOYENS 57 POUR DETECTER L'APPARITION D'UN TYPE PREDETERMINE DE COLLIMATION DE A. APPLICATION A L'INSPECTION DES AUBES DE MOTEUR A TURBINE A GAZ.SYSTEM USING TRIANGULATION PRINCIPLES AND A SINGLE LENS FOR PROJECTION AND RECEPTION. IT INCLUDES A FIRST LENS 18 HAVING A FIRST OPTICAL AXIS 21 TO FOCUS A LIGHT BEAM TOWARDS AN OBJECT 33 LOCATED AT A FIRST FOCAL PLANE 30 AND TO COLLECT AND COLLIMATE THE LIGHT REFLECTED FROM THE DIRECTION OF THE FIRST FOCAL PLANE 57, AND B TO DETECT THE APPEARANCE OF A PREDETERMINED TYPE OF COLLIMATION OF A. APPLICATION TO INSPECTION OF GAS TURBINE ENGINE BLADES.

Description

2 A 1 OO 22 to 1 OO 2

La présente invention concerne des systèmes optiques de triangulation et, plus particulièrement, des systèmes de ce type qui utilise une unique lentille pour projetter un faisceau lumineux d'indexation vers un objet ainsi que pour recueillir-la lumière réfléchie par l'objet.  The present invention relates to optical triangulation systems and, more particularly, systems of this type which uses a single lens to project an indexing light beam towards an object as well as to collect light reflected from the object.

Dans pratiquement toutes lés opérations de fabrica-  In virtually all manufacturing operations

tion, on souhaite faire des mesures de pièces soumises au procédé de fabrication La mesure peut être très longue, spécialement lorsque des êtres humains effectuent la mesure de sorte que, en général, il est souhaitable d'utiliser des machines automatisées pour effectuer la mesure Les machinés qui effectuent une mesure utilisent communément des palpeurs ou des micromètres qui viennent physiquement en contact avec une pièce à mesurer Dans ce cas, une force petite mais finie,est appliquée à la pièce par suite de ce contact et cette force peut perturber la position de la pièce ou déformer la pièce, altérant ainsi  The measurement can be very long, especially when human beings are measuring so that, in general, it is desirable to use automated machines to perform the measurement. The engineers who make a measurement commonly use probes or micrometers that physically come into contact with a part to be measured. In this case, a small but finite force is applied to the part as a result of this contact and this force can disturb the position of the piece or deform the piece, thereby altering

une caractéristique de la pièce elle-même pendant la me-  a characteristic of the piece itself during the

sure De plus, les palpeurs mécaniques sont eux-mêmes sujets à l'usure et ils engendrent eux-mêmes leurs propres imprécisions au fur et à mesure de leur utilisation Par  Moreover, the mechanical feelers themselves are subject to wear and they themselves generate their own inaccuracies as and when they use them.

conséquent, on a fait une utilisation croissante de sys-  Consequently, there has been a growing use of

tèmes optiques de mesure sans contact et, en particulier,  optical measuring systems without contact and, in particular,

de systèmes optiques de triangulation Ces derniers sys-  of optical triangulation systems These latter systems

tèmes communément projettent un faisceau de lumière (un faisceau d'indexation) versun objet en utilisant un  commonly project a beam of light (an indexing beam) to an object using a

premier système de lentilles et recueille la lumière réflé-  first lens system and collects reflected light.

2 25410022 2541002

chie en utilisant un second système de lentilles.  using a second lens system.

La présente invention a pour objet de fournir un  The object of the present invention is to provide a

nouveau système perfectionné d'inspection optique.  new advanced optical inspection system.

La présente invention a encore pour objet de four-  Another object of the present invention is to provide

nir un nouveau système perfectionné d'inspection optique  a new and improved optical inspection system

qui inspecte des objets sans contact physique avec ceux-ci.  who inspects objects without physical contact with them.

La présente invention a enfin pour objet de fournir un nouveau système perfectionné d'inspection optique qui  Finally, the object of the present invention is to provide a new and improved optical inspection system which

utilise des principes de triangulation, et une seule len-  uses principles of triangulation, and only one

tille à la fois comme lentille de projection et lentille  as both a projection lens and a lens

de réception.reception.

Une forme de l'invention projette un faisceau de lumière à travers une lentille' vers un objet situé dans  A form of the invention projects a beam of light through a lens to an object located in a

un plan focal de la lentille, 'recueille la lumière ré-  a focal plane of the lens, collects the light

fléchie par l'objet en utilisant la même lentille, et détecte un type prédéterminé de collimation de la lumière  inflected by the object using the same lens, and detects a predetermined type of collimation of light

recueillie par la lentille L'apparition du type prédé-  collected by the lens The appearance of the prede-

terminé de collimation indique que la réflexion a lieu  completed collimation indicates that reflection is taking place

sur l'objet à une distance prédéterminée de la lentille.  on the object at a predetermined distance from the lens.

La suite de la description se réfère aux figures  The following description refers to the figures

annexées qui représentent, respectivement Figure 1, une forme de la présente invention;  attached which represent, respectively Figure 1, a form of the present invention;

Figure 2, des trajets optiques de faisceaux lumi-  Figure 2, optical paths of light beams

neux différemment réfléchis dans l'invention de la figure  neux differently reflected in the invention of the figure

1; -1; -

-Figure 3, des images sur des photodétecteurs Figure 3 A, une répartition de l'intensité de la section droite d'un faisceau lumineux qui forme une image 63 A sur la figure 3; Figures 4 A-C, différents trajets optiques de la lumière réfléchie'par un miroir en lame de couteau; Figure 5, une caractéristique de balayage de la présente invention; Figure 6, une aube de moteur à turbine à gaz; et Figure 6 A, un faisceau lumineux focalisé vers une  FIG. 3, images on photodetectors FIG. 3A, a distribution of the intensity of the cross section of a light beam which forms an image 63A in FIG. 3; Figures 4A-C, different optical paths of the light reflected by a knife blade mirror; Figure 5, a scanning feature of the present invention; Figure 6, a gas turbine engine blade; and FIG. 6A, a light beam focused towards a

aube de moteur à turbine à gaz.dawn of gas turbine engine.

On a représenté sur la figure 1 une forme de la -  FIG. 1 shows a shape of the -

présente invention dans laauelle une source lumineuse 3, qui est de préférence un laser neon-hélium (laser He Ne), projette un faisceau lumineux d'indexation 6 vers un diviseur de faisceau ou miroir 9 qui réfléchit le faisceau lumineux d'indexation 6 vers un miroir de balayage 12 Le miroir de balayage 12 pivote de préférence autour d'un  In the present invention, a light source 3, which is preferably a neon helium laser (He Ne laser), projects an indexing light beam 6 to a beam splitter or mirror 9 which reflects the indexing light beam 6 to a scanning mirror 12 The scanning mirror 12 preferably pivots around a

point 15 afin de pouvoir tourner et ainsi occuper sélecti-  point 15 in order to be able to rotate and thus selectively occupy

vement des positions indiquées par les traits en tirets  the positions indicated by the dashed lines

12 A et 12 B, ainsi que des positions intermédiaires choi-  12 A and 12 B, as well as intermediate positions

sies entre ces positions en traits interrompus Cette caractéristique de rotation de l'invention est utilisée dans une fonction de balayage et est discutée plus en  These rotational features of this invention are used in a scanning function and are discussed further.

détails ci-dessous -details below -

Le faisceau lumineux d'indexation 6 est réfléchi par le miroir de balayage 12 vers une région périphérique  The indexing light beam 6 is reflected by the scanning mirror 12 towards a peripheral region

17 (c'est-à-dire, une région près d'un bord) d'une len-  17 (that is, a region near an edge) of a long

tille de projection 18 ayant un axe optique 21 désigné  projection screen 18 having an optical axis 21 designated

ici parun premier axe 21 Le faisceau lumineux d'indexa-  hereby a first axis 21 The indexing light beam

tion 6 arrive sur la lentille de projection 18 parallèle-  6 arrives at the projection lens 18 parallel-

ment au premier axe 21 La lentille de projection 18 focalise le faisceau lumineux d'indexation 6 le long, mais sans y être parallèle, du premier axe 21 de sorte que le faisceau lumineux d'indexation 6 se propage depuis la région périphérique 17 vers un premier point focal 27  The projection lens 18 focuses the indexing light beam 6 along, but not parallel to, the first axis 21 so that the indexing light beam 6 propagates from the peripheral region 17 to an first focal point 27

sur un objet 33 situé près d'un premier plan focal 30.  on an object 33 located near a first focal plane 30.

C'est-à-dire, le faisceau lumineux d'indexation 6, après avoir été réfracté par la lentille, se propage hors de l'axe par rapport au premier axe 21 (On distingue dans  That is to say, the indexing light beam 6, after having been refracted by the lens, propagates out of the axis with respect to the first axis 21 (in FIG.

la présentedescription un point focal, qui est un point  the presentdescription a focal point, which is a point

théorique dans l'espace auquel une lentille focalise la lumière, et un point de réflexion, qui est une région  in the space at which a lens focuses light, and a point of reflection, which is a region

d'un objet à partir duquel la lumière est réfléchie).  of an object from which light is reflected).

Un objet 33,présent au premier point focal 24, réfléchira le faisceau lumineux d'indexation 6 (faisant ainsi du premier point focal 24 un point de réflexion) dans de nombreuses directions indiquées par les flèches 36 A-D En conséquence, la réflexion apparaissant au  An object 33, present at the first focal point 24, will reflect the indexing light beam 6 (thus making the first focal point 24 a point of reflection) in many directions indicated by the arrows 36 A-D Accordingly, the reflection appearing in FIG.

premier point focal, en fait, produit de la lumière éma-  first focal point, in fact, produces emanate light

nant d'un point source, àsavoir, le premier point focal  from a source point, to have, the first focal point

24 C'est une réflexion diffuse De cette lumière réflé-  24 This is a diffuse reflection of this reflected light

chie, la lumière atteignant la lentille de projection 18 à l'intérieur de son ouverture, à savoir entre les lignes 39 et 42, sera recueillie et focalisée en retour vers le miroir de balayage 12 Cette lumière recueillie, telle celle indiquée par les rayons 44 A et 44 B, est réfléchie par le miroir-de balayage 12 le long d'un second axe 45 vers une lentille de formation d'image 48 sous forme des  On the other hand, the light reaching the projection lens 18 within its aperture, namely between the lines 39 and 42, will be collected and focused back to the scanning mirror 12. This light collected, such as that indicated by the radii 44 A and 44 B is reflected by the scanning mirror 12 along a second axis 45 to an image forming lens 48 in the form of

rayons 51 et 54 Le second axe 45 est de préférence per-  radii 51 and 54 The second axis 45 is preferably

pendiculaire au premier axe 21 et est l'axe optique de la lentille de formation d'image 48 La lentille de formation d',image 48 focalise les rayons 51 et 54 vers un photodétecteur 57 situé dans un second plan focal 60, qui est un plan focal de la lentille de formation d'image 48 Les rayons 51 et 54 sont focalisés sous forme d'une image 63 A sur la figure 3 à un second point focal 63 éur la figure 1 Le photodétecteur 57 peut se composer de deux photodétecteurs distincts 57 A-B placés à côté l'un  pendicular to the first axis 21 and is the optical axis of the image forming lens 48 The image forming lens 48 focuses the rays 51 and 54 to a photodetector 57 located in a second focal plane 60, which is a The focal areas of the imaging lens 48 The spokes 51 and 54 are focused in the form of an image 63A in FIG. 3 at a second focal point 63 in FIG. 1. The photodetector 57 may consist of two distinct photodetectors. 57 AB placed beside one

de l'autre, et séparés par un espace 57 C Les photo-  on the other, and separated by a space 57 C

détecteurs 57 A-B répondent principalement à la lumière  57 A-B detectors respond mainly to light

frappant les surfaces 57 AA et 57 BB.  striking surfaces 57 AA and 57 BB.

Les sorties 66 A-B des photodétecteurs 57 A-B sont  The outputs 66 A-B of the photodetectors 57 A-B are

de préférence reliées aux entrées 65 A-B d'un amplifica-  preferably connected to the inputs 65 A-B of an amplifier

teur différentiel à deux entrées 68 qui compare les  two-input differential generator 68 which compares the

signaux des sorties 66 A et 66 B l'un avec l'autre et ampli-  signals from the outputs 66 A and 66 B with each other and ampli-

fie la différence entre ces signaux Lorsque la différence est zéro, des quantités égales de lumière frappent chaque photodétecteur 57 A-B L'objet 33 est alors supposé être  the difference between these signals When the difference is zero, equal amounts of light strike each photodetector 57 A-B Object 33 is then assumed to be

situé au premier point focal 24 de la lentille de pro-  located at the first focal point 24 of the lens of

section 18 et, comme la position de la lentille de  section 18 and, like the position of the lens of

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projection 18 est connue d'avance, on sait que l'objet 33 est situé à une distance focale le long du premier axe 21, c'est-à-dire, le fait que l'objet 33 soit situé au premier point focal 24 est connu par le signal de différence zéro produit par lés photodétecteurs 57 Le signal de différence zéro est lui-même un signalde focalisation qui indique que la lumière reçue par la lentille de projection 18 a  projection 18 is known in advance, it is known that the object 33 is located at a focal distance along the first axis 21, that is to say, the fact that the object 33 is located at the first focal point 24 is known by the zero difference signal produced by the photodetectors 57 The zero difference signal is itself a focusing signal which indicates that the light received by the projection lens 18 has

été réfléchie par l'objet 33 au premier point focal 24.  has been reflected by the object 33 at the first focal point 24.

Ainsi, la lumière réfléchie au premier point focal 24 sera collimatée par la lentille de projection 18, réfléchie par le miroir de balayage 12, et focalisée par la lentille de formation d'image 48 au second point focal  Thus, the light reflected at the first focal point 24 will be collimated by the projection lens 18, reflected by the scanning mirror 12, and focused by the imaging lens 48 at the second focal point.

63 Dans ces circonstances, seule la lumière qui est -  63 In these circumstances, only the light that is -

réfléchie précisément au premier point focal 24 sera pré-  accurately reflected in the first focal point 24 will be

cisément focalisée au second point focal 63 La lumière réfléchie par un objet placé loin du premier point focal,  focused on the second focal point 63 The light reflected by an object placed far from the first focal point,

tel que l'objet 68 sur la figure 2, sera focalisée diffé-  object 68 in FIG. 2 will be focused differently.

remment, sur le second plan focal 60.  on the second focal plane 60.

Par exemple, comme le montre plus en détail la figure 2, lorsqu'un objet se déplace aux positions 72,  For example, as shown in more detail in Figure 2, when an object moves to positions 72,

33 et 68, le faisceau lumineux d'indexation 6 est réflé-  33 and 68, the indexing light beam 6 is reflected

chi à partir des points de réflexion respectifs 72 A, 33 A ( qui coïncide avec le premier point focal 24 sur la figure 1), et 68 A Par suite, les faisceaux lumineux 75, 77 et 78 sont décalés dans la direction verticale (la  from the respective reflection points 72A, 33A (which coincides with the first focal point 24 in FIG. 1), and 68A. As a result, the light beams 75, 77 and 78 are shifted in the vertical direction (FIG.

direction de la flèche 81) Pour des raisons de simpli-  direction of the arrow 81) For reasons of simplicity

fication, les faisceaux lumineux 75, 77 et 78 sont tron-  the light beams 75, 77 and 78 are truncated

qués dans la région 82 et illustrés sous forme de rayons uniques 75 A, 77 A et 78 A Après réflexion par le miroir de balayage 12, les rayons 75 B, 77 B, et 78 B occupent les  in the region 82 and illustrated as single rays 75A, 77A and 78A. Reflected by the scanning mirror 12, the rays 75 B, 77 B, and 78 B occupy the

positions représentées et ces rayons sont ensuite repré-  represented positions and these rays are then

sentés comme reconstruits en faisceaux lumineux 75 C, 77 C et 78 C Ainsi, la réflexion de la lumière par des objets 72, 33 et 68 se traduit par une translation des faisceaux lumineux 75 C, 77 C et 78 C dans la direction de la flèche 83 En conséquence, ces faisceaux lumineux se translatent à travers le photodétecteur 57,au fur et à mesure que  as reflected in light beams 75 C, 77 C and 78 C Thus, the reflection of light by objects 72, 33 and 68 results in a translation of light beams 75 C, 77 C and 78 C in the direction of the light. As a result, these light beams are translated through the photodetector 57, as and when

l'objet 33 se déplace par rapport à la lentille de pro-  the object 33 moves relative to the lens of

jection 18 le long du premier axe 21.  jection 18 along the first axis 21.

En outre, les faisceaux lumineux 75 C, 77 C et 78 C sont focalisés par la lentille de formation d'image 48 aux points respectifs 94 A, B et C Comme cela est bien connu, dans ces conditions, la lumière de chaque faisceau C, 77 C, et 78 C qui frappe le plan image 60 contiendra des images ayant différents degrés de focalisation en fonction de la position de l'objet 33 Ceci est encore illustré à la figure 3 o onareprésenté une image 94 AA comme étant celle projetée sur le photodétecteur 57 par le faisceau lumineux 75 C sur la figure 2 (On n'a pas représenté pour des raisons de simplicité les rayons lumineux qui se propagent réellement du point 94 A vers le photodétecteur 57) De même, l'image 63 A de la figure 3 correspond au point 94 B sur la figure 2, et l'image 63 A de la figure 3 correspond au point 94 B sur la figure 2, et l'image 94 CC est projetée sur le photodétecteur 57 par le faisceau Iumineux 78 C. I 1 est à noter que les faisceaux lumineux 75 A, 77 A et 78 A sur la figure 2 peuvent tous apparaître être  In addition, the light beams 75 C, 77 C and 78 C are focused by the image forming lens 48 at the respective points 94 A, B and C. As is well known, under these conditions, the light of each beam C , 77 C, and 78 C strikes the image plane 60 will contain images having different degrees of focus depending on the position of the object 33 This is further illustrated in Figure 3 o onarepresented a picture 94 AA as being projected on the photodetector 57 by the light beam 75 C in FIG. 2 (For the sake of simplicity, the light rays which actually propagate from the point 94 A to the photodetector 57 have not been represented). Similarly, the image 63 A of FIG. Fig. 3 corresponds to point 94 B in Fig. 2, and Fig. 63A of Fig. 3 corresponds to point 94B in Fig. 2, and image 94 CC is projected onto photodetector 57 through light beam 78 C. It should be noted that the light beams 75 A, 77 A and 78 A in Figure 2 can all appear to be

parallèles au premier axe 21 et, de même, que les fais-  parallel to the first axis 21 and, similarly, that the

ceaux lumineux 75 B, 77 B, et '78 B, peuvent apparaître être parallèles à l'axe 45 Cependant, il est connu dans la technique que, dans les circonstances décrites, seuls les  However, it is known in the art that, in the circumstances described, only the light beams 75B, 77B, and '78B may appear parallel to the axis 45. However,

faisceaux 77 A et 77 B possédent ces propriétés de parallè-  beams 77 A and 77 B have these parallel properties

lisme Les autres faisceaux lumineux 75 A, 78 A, 75 B et 78 B apparaissent seulement ainsi pour la commodité de la représentation En fait, les faisceaux 75 A-B convergeront vers les axes 21 et 45 en se propageant vers la lentille de formation d'image 48 et les faisceaux lumineux 78 A-B  The other light beams 75 A, 78 A, 75 B and 78 B appear only so for the convenience of the representation. In fact, the beams 75 AB will converge towards the axes 21 and 45 as they propagate towards the imaging lens. 48 and the light beams 78 AB

divergeront de ces axes.will diverge from these axes.

En conséquence, d'un point de vue, l'image 63 A,  As a result, from a point of view, the 63 A picture,

vue par le photodétecteur,57, en termes à la fois de posi-  seen by the photodetector 57 in terms of both

tion et de foyer, dépend de la position de l'objet 33 qui réfléchit le faisceau d'indexation 6 Les signaux produits par les photodétecteurs 57 AB indiquent quand l'image 63 A de la figure 3 vue par les photodétecteurs 57 A-B est focalisée car lorsque l'image 63 A éclaire exclusivement l'espace 57 C, l'amplificateur différentiel 68 produit un signal de sortie zéro (le signal de focalisation) De plus, la question de savoir si la réflexion a lieu au premier point focal 24 est constatée, en fait, par la détection du parallélisme du faisceau lumineux 77 avec le premier axe  The signals produced by the photodetectors 57 AB indicate when the image 63 A of FIG. 3 seen by the photodetectors 57 AB is focused because the object 33 reflects the indexing beam 6. when the image 63 A exclusively illuminates the space 57 C, the differential amplifier 68 produces a zero output signal (the focusing signal). In addition, the question of whether the reflection takes place at the first focal point 24 is noted. , in fact, by the detection of the parallelism of the light beam 77 with the first axis

21 (qui est l'axe optique de la lentille de projection 18).  21 (which is the optical axis of the projection lens 18).

La focalisation du faisceau lumineux 77 au point 94 B entre les photodétecteurs 57 A-B indique ce parallélisme, qui est, bien sûr, un type particulier de collimation du  The focusing of the light beam 77 at point 94 B between the photodetectors 57 A-B indicates this parallelism, which is, of course, a particular type of collimation of the light.

faisceau lumineux 77 par la lentille de projection 18.  light beam 77 by the projection lens 18.

Comme le montrent les figures 4 A-C, lés photodétec-  As shown in FIGS. 4A-C, photodetection

teurs 57 A-B (représentés en traits en tirets seulement sur la figure 4 A) sont remplacés par un miroir en lame de couteau 95 (dont la pointe seulement est représentée) et par deux autres photodétecteurs 57 D-E L'arête 95 A du miroir en lame de couteau 95 est située au second plan focal 60 Le miroir en lame de couteau 95 réfléchit la lumière projetée vers lui par la lentille de formation d'image 48 (non représentée sur les figures 4 A-C) vers l'un ou l'autre ou les deux photodétecteurs 57 D et 57 E situés de chaque côté du miroir en lame de couteau 95 La quantité de lumière reçue par chaque photodétecteur 57 'D-E dépend de la position de l'objet 33 sur la figure 1 C'est-à-dire, au fur et à mesure que les faisceaux lumineux 75 B, 77 B et 78 B se translatent dans le sens de la flèche 83 sur la figure 2, ils frappent le miroir en lame de couteau 95,  57 AB (shown in dashed lines only in Figure 4A) are replaced by a knife-blade mirror 95 (whose tip only is shown) and by two other photodetectors 57 DE The edge 95A of the mirror blade The knife mirror 95 reflects the light projected toward it by the imaging lens 48 (not shown in FIG. 4A) to either one or the other the two photodetectors 57 D and 57 E located on each side of the knife-blade mirror 95 The quantity of light received by each photodetector 57 'DE depends on the position of the object 33 in FIG. 1, i.e. as the light beams 75 B, 77 B and 78 B translate in the direction of the arrow 83 in FIG. 2, they strike the knife-blade mirror 95,

sur les figures 4 A-C à des positions différentes.  in FIGS. 4A-C at different positions.

En particulier, sur la figure 4 A, le faisceau lumi-  In particular, in FIG. 4A, the light beam

neux 75 C est réfléchi vers le photodétecteur 57 D Sur la figure 4 B, le faisceau lumineux 77 C est divisé en deux  C 75 is reflected back to the photodetector 57 D In FIG. 4 B, the light beam 77 C is divided in two

8 25410028 2541002

parties 77 F et 77 G réfléchies vers les deux photodétec-  parts 77 F and 77 G reflected towards the two photodetectors

teurs 57 D et 57 E Sur la figure 4 C, le faisceau lumineux 78 C est réfléchi vers le photodétecteur 57 E Une raison à l'utilisation d'un miroir en lame de couteau 95 plutôt que les deux photodétecteurs adjacents 57 A-B de la figure 1 est que ce miroir en lame de couteau 95 permet à l'espace 57 d'être, en fait, défini par l'arête 95 C de ce miroir en lame de couteau Ainsi, on définit en fait, un espace 57 C  In FIG. 4C, the light beam 78C is reflected towards the photodetector 57E. One reason for using a knife blade mirror 95 rather than the two adjacent photodetectors 57 AB of FIG. 1 is that this knife-blade mirror 95 allows the space 57 to be, in fact, defined by the edge 95 C of this knife-blade mirror. Thus, in fact, a space 57 C is defined

très étroit et on obtient une meilleure résolution et pré-  very narrow and we obtain a better resolution and

cision de détection de conditions d'écart par rapport au foyer. En conséquence, en théorie et en pratique, au degré possible avec l'équipement utilisé, lorsque la réflexion  detection of deviation conditions from the focus. Consequently, in theory and in practice, to the degree possible with the equipment used, when the reflection

par l'objet 33 engendre l'image 63 A sur la figure 3 préci-  the object 33 generates the image 63 A in FIG.

sément au point focal 24 de la lentille de projection 18 sur la figure 1, la lumière transportant l'image 63 A se  at the focal point 24 of the projection lens 18 in Figure 1, the light carrying the image 63 A is

propage exactement le long des axes 21 et 45, est précisé-  propagates exactly along axes 21 and 45, is specified

ment divisée par moitié par le miroir en lame de couteau sur la figure 4 B, et chaque moitié est projetée vers un des photodétecteurs 57 D et 57 E Dans le cas d'un laser comme le laser He Ne 3, l'image sera un cercle lumineux de 0,02 à 0,05 mm de diamètre (représentant la répartition de Gauss) focalisé sur l'arête 95 C du miroir en deux demi-cercles projetés vers les photodétecteurs 57 D et 57 E. On va maintenant discuter le balayage de la surface de l'objet 33 Le miroir 12 de la figure 1 peut tourner  half divided by the knife blade mirror in FIG. 4B, and each half is projected towards one of the photodetectors 57D and 57E. In the case of a laser such as the He Ne laser 3, the image will be a light circle 0.02 to 0.05 mm in diameter (representing the Gauss distribution) focused on the mirror edge 95 C in two half-circles projected towards the photodetectors 57 D and 57 E. We will now discuss the scanning of the surface of the object 33 The mirror 12 of FIG.

pour occuper des positions 12 A et 12 B comme indiqué ci-  to occupy positions 12A and 12B as indicated below.

dessus Ceci est en outre représenté sur la figure 5 Lors-  This is further shown in FIG.

que le miroir de balayage 12 tourne dans le sens des aiguil-  that the scanning mirror 12 turns in the direction of the

les d'une montre, le faisceau lumineux d'indexation est réfléchi sous forme de faisceaux lumineux 106 A, 106 B et  of a watch, the indexing light beam is reflected in the form of light beams 106 A, 106 B and

106 C vers la lentille de projection 18 Les faisceaux foca-  106 C to the projection lens 18 The focal beams

lisés par la lentille de projection 18 sous forme de fais-  by the projection lens 18 in the form of

ceaux 108 A-C passent par les points de réflexion 110 A-C dans le plan focal 30 La lumière réfléchie par l'objet 33 en ces points sera collimatée par la lentille de projection 18 sous forme de lumière collimatée telle que le faisceau 112, qui est réfléchi par le miroir de balayaqe 12 le long  The light reflected from the object 33 at these points will be collimated by the projection lens 18 in the form of collimated light such as the beam 112, which is reflected by the balayaqe mirror 12 along

du second axe 45 sous forme du faisceau 114.  the second axis 45 in the form of the beam 114.

Si on considère le parallélisme au second axe 45, une analyse géométrique montrera quel, si les axes 21 et sont perpendiculaires, si la surface du miroir de balayage 12 pivote au point d'intersection 15 des axes, et si la partie 6 du faisceau laser est parallèle au second axe 45, alors tous les rayons tels que les rayons 114 qui proviennent de la réflexion au premier plan focal 30 seront parallèles au second axe 45 Les rayons émanant de réflexions hors du premier plan focal 30 ne seront pas parallèles au second axe 45 De plus, lorsque les points de réflexion A-C se déplacent le long du premier plan focal 30, les rayons résultants comme 114 se déplacent vers et loin de ce second axe 45, mais restent parallèles à cet axe Comme cela est bien connu, ce déplacement latéral du rayon 114 par rapport au second axe 45 ne change pas le point auquel la lentille de formation d'image 48 sur les figures 1 et 2 focalise le rayon 114 Cependant, si on éloigne l'objet 33 sur la figure 5 du premier plan focal 30 (comme le sont les objets 68 et 72 sur la figure 2), la lumière  If we consider the parallelism to the second axis 45, a geometrical analysis will show which, if the axes 21 and are perpendicular, if the surface of the scanning mirror 12 pivots at the point of intersection 15 of the axes, and if the part 6 of the laser beam is parallel to the second axis 45, then all the rays such as the rays 114 which come from the reflection at the first focal plane 30 will be parallel to the second axis 45 The rays emanating from reflections out of the first focal plane 30 will not be parallel to the second axis Moreover, when AC reflection points move along the first focal plane 30, the resulting rays like 114 move towards and away from this second axis 45, but remain parallel to this axis. As is well known, this displacement Lateral of the spoke 114 relative to the second axis 45 does not change the point at which the imaging lens 48 in FIGS. 1 and 2 focuses the spoke 114. However, if the object 33 is moved away from the FIG. 5 of the first focal plane 30 (as are the objects 68 and 72 in FIG. 2), the light

réfléchie par l'objet déplacé sur la figure 5 (non repré-  reflected by the displaced object in Figure 5 (not shown

senté comme déplacé sur la figure 5) à partir des fais-  felt as displaced in Figure 5) from the

ceaux lumineux 108 A-C (non représentés déplacés) se com-  light beams 108 A-C (not shown displaced)

portera, car elle est réfléchie soit vers la gauche soit  will carry because it is reflected either to the left or

vers la droite du premier plan focal 30, comme les fais-  to the right of the first focal plane 30, as the

ceaux lumineux 75, 77 et 78 sur la figure 2 Par consé-.  light beams 75, 77 and 78 in FIG.

quent, les positions à gauche et à droite des points de réflexion 110 A-C par rapport au premier plan focal 30  the positions to the left and to the right of the reflection points 110 A-C relative to the first focal plane 30

sont constatées de la même manière que le sont les posi-  are recorded in the same way as the posi-

tions à gauche et à droite des points de réflexion 72 A, 33 A et 68 A sur la figure 2 par rapport au premier point focal 24 sur la figure 1 De plus, la constatation de la figure 2 lorsqu'elle est appliquée à l'objet tel que  left and right of the reflection points 72A, 33A and 68A in FIG. 2 relative to the first focal point 24 in FIG. 1. Furthermore, the observation of FIG. 2 when applied to FIG. object such as

balayé à la figure 5 n'est pas affectée de façon signifi-  scanned in Figure 5 is not significantly affected

cative par le fait que les points de réflexion 11 OB et  by the fact that the points of reflection 11 OB and

11 OC sur la figure 5 se trouvent hors du premier axe 21.  11 OC in Figure 5 are off the first axis 21.

Par conséquent, on peut balayer l'objet 33 et retracer le contour de sa surface.  Therefore, one can scan the object 33 and trace the contour of its surface.

Dans une forme recommandée de représentation de con-  In a recommended form of representation of con-

tour de la présente invention, on place- tout d'abord l'objet 33 sur un chariot mobile 153 sur la figure 1 et on l'amène dans la région du premier plan focal 30 sous la commande de l'équipement de commande numérique 156 Comme  In accordance with the present invention, the object 33 is first placed on a movable carriage 153 in FIG. 1 and brought into the region of the first focal plane 30 under the control of the digital control equipment 156. As

discuté en liaison avec les figures 2 et-4 A-C, les photo-  discussed in connection with Figures 2 and 4 A-C, the photographs

détecteurs 57 A-B produisent des signaux de position indi-  detectors 57 A-B produce indi-

quant si l'objet 33 est plus près ou plus loin de la  as to whether object 33 is closer or further away from the

lentille de projection 18 que le premier plan focal 30.  projection lens 18 as the first focal plane 30.

En variante, on peut utiliser un capteur de position du chariot 157 pour indiquer l'arrivée du chariot 153 près du premier plan focal 30 En réponse à ces signaux de position, l'équipement de commande numérique 156 délivre un signal à un moteur 159 pour déplacer la lentille de projection 18 soit vers,soit loin de l'objet 33, selon  Alternatively, a carriage position sensor 157 may be used to indicate the arrival of the carriage 153 near the first focal plane. In response to these position signals, the digital control equipment 156 outputs a signal to a motor 159 for move the projection lens 18 to or away from the object 33, according to

les signaux des photodétecteurs comme traités par l'ampli-  the signals from the photodetectors as processed by the amplifier

ficateur différentiel 68 Le déplacement de la lentille de projection 18 se poursuit jusqu'à ce que les signaux  differential indicator 68 The displacement of the projection lens 18 continues until the signals

des photodétecteurs indiquent l'obtention de la focalisa-  photodetectors indicate the achievement of

tion du faisceau d'indexation 6 sur l'objet 33.  the indexing beam 6 on the object 33.

Le déplacement de la lentille de projection 18 le  The displacement of the projection lens 18

long de l'axe 21 s'effectue de préférence en faisant tour-  along the axis 21 is preferably carried out by

ner un montage fileté 163 pour déplacer la lentille de projection 18 par rapport à l'objet 33 Ceci oblige les faisceaux lumineux 75 C, 77 C et 78 C sur la figure 2 à balayer le miroir en lame de couteau 95 sur les figures 4 A-C et oblige l'amplificateur différentiel 68 à délivrer un signal de focalisation lorsque l'image reçue par les photodétecteurs 57 A et 57 B sont d'intensités égales (c'est-à-dire, lorsque la lumière reçue par les photo é  A threaded assembly 163 for moving the projection lens 18 relative to the object 33 This forces the light beams 75 C, 77 C and 78 C in FIG. 2 to scan the knife blade mirror 95 in FIG. and causes the differential amplifier 68 to output a focus signal when the image received by the photodetectors 57A and 57B are of equal intensities (i.e., when the light received by the photos

2 25410022 2541002

tecteurs 57 A-B est réfléchie au premier point focal 24).  The sensors 57 A-B is reflected at the first focal point 24).

L'équipement de commande numérique 156 reçoit des signaux relatifs à la position de la lentille de projection 18 d'un capteur de position 170 et est alors capable de calculer la position du point focal 24 sur l'objet 33 lorsque le comparateur délivre un signal de focalisation Le point focal 24 est situé à une distance focale plus loin  The digital control equipment 156 receives signals relating to the position of the projection lens 18 of a position sensor 170 and is then able to calculate the position of the focal point 24 on the object 33 when the comparator delivers a signal The focal point 24 is located at a further focal distance

de la lentille de projection 18 le long du premier axe 21.  projection lens 18 along the first axis 21.

Bien évidemment, on pourrait déplacer l'objet 33 en même temps que le chariot, plutôt que de déplacer la lentille de projection 18, mais il est généralement plus facile pour changer rapidement la distance entre l'objet 33 et la lentille de projection 18 de déplacer la lentille de projection 18 plutôt que le chariot car la masse de la lentille de projection 18 est généralement beaucoup  Of course, it would be possible to move the object 33 together with the carriage, rather than to move the projection lens 18, but it is generally easier to quickly change the distance between the object 33 and the projection lens 18. move the projection lens 18 rather than the carriage because the mass of the projection lens 18 is generally much

moindre que celle du chariot 153.less than that of the trolley 153.

La représentation du contour d'un objet peut s'ef-  The representation of the outline of an object can be

fectuer de la façon suivante L'objet, qui peut être une aube de moteur à turbine à gaz 172 sur la figure 6 (ou un moulage maître à partir duquelon peut fabriquer une  The object, which may be a gas turbine engine blade 172 in FIG. 6 (or a master molding from which a

série de moules pour de telles aubes) et qui est repré-  series of molds for such blades) and which is

senté en coupe sur la figure 6 A est placé près du plan focal 30 de la lentille de projection 18, Une partie d'une paroi 175 de l'aube 172 a été arrachée pour permettre au faisceau d'indexation 6 de frapper les membrures internes de l'aube 172 L'aube 172 est balayée par le faisceau d'indexation 6 dans le sens vertical (flèche 174 par rotation du miroir de balayage 12 comme décrit en liaison avec la figure 5 et si la surface de l'aube 172 dévie du plan focal 30 (comme elle le fera à cause des membrures ), l'image 63 du faisceau laser se déplace sur le miroir en lame de couteau 95 à la manière décrite en liaison avec les figures 3 et 4 A-C, induisant ainsi des signaux que produiront les photodétecteurs 37 A-B En réponse à cela, l'équipement de commande numérique 156 sur la figure 1  FIG. 6A is placed near the focal plane 30 of the projection lens 18. Part of a wall 175 of the blade 172 has been torn off to allow the indexing beam 6 to strike the internal members. The blade 172 is swept by the indexing beam 6 in the vertical direction (arrow 174 by rotation of the scanning mirror 12 as described with reference to FIG. 5 and if the surface of the blade 172 deviates of the focal plane 30 (as it will do because of the ribs), the image 63 of the laser beam moves on the knife blade mirror 95 in the manner described in connection with FIGS. 3 and 4 AC, thereby inducing signals In response to this, the digital control equipment 156 in FIG. 1 will produce the photodetectors 37.

12 254100212 2541002

déplace la lentille de projection 18 le long du premier axe 21 comme décrit ci-dessus jusqu'à obtention du signal de focalisation Ainsi, on peut voir que l'équipement de commande numérique 156 ajuste la lentille de projection 18 afin de maintenir le plan focal toujours à la surface de l'aube 172 Le déplacement vers la gauche et vers la droite de la lentille de projection 18 le long du premier axe 21 correspond aux modifications vers la gauche et vers la  moves the projection lens 18 along the first axis 21 as described above until the focusing signal is obtained. Thus, it can be seen that the digital control equipment 156 adjusts the projection lens 18 to maintain the focal plane always at the surface of the dawn 172 The leftward and rightward movement of the projection lens 18 along the first axis 21 corresponds to the changes to the left and to the

droite du contour de l'aube 172 Lorsqu'elle est balayée.  right of the outline of the dawn 172 When it is scanned.

En un sens, on maintient constante la distance entre la lentille de projection 18 et l'aube 172 comme si une came mécanique fixée à la lentille de projection 18 suivait la  In a sense, the distance between the projection lens 18 and the blade 172 is kept constant as if a mechanical cam attached to the projection lens 18 was

surface de l'aube 172 Ainsi, l'enregistrement des déplace-  surface of the dawn 172 Thus, the recording of the

ments vers la gauche et vers la droite de la lentille de projection 18 et le report de l'amplitude de cesdéplacements en fonction du-balayage vertical desfaisceaux laser 108 A-C sur la figure 5 est équivalent àl'enregistrementdu contour  to the left and to the right of the projection lens 18 and the report of the amplitude of these displacements as a function of the vertical scanning of the laser beams 108A-C in FIG. 5 is equivalent to the recording of the contour

de la surface d'une bandelette (c'est-à-dire larégion éclai-  the surface of a strip (ie, the illuminated region)

réeparle faisceau d'indexation 6) surl'aube 172 Après ce  by the indexing beam 6) on the dawn 172 After this

balayage vertical, ondéplace l'aube 172 dans leplan de la fi-  vertical scan, swirls the dawn 172 in the plane of the

gure 6 A etune autre bandelette, verticale, adjacente est balayée Ainsi, on balaye des bandelettes parallèles de la surface  6A and another strip, vertical, adjacent is swept Thus, one sweeps parallel strips of the surface

de l'aube 172 et on enregistre le contour de la surface.  of the dawn 172 and the contour of the surface is recorded.

On a décrit un système d'inspection optique qui utilise une seule lentille (la lentille de projection 18 décrite ci-dessus) pour projeter un faisceau lumineux d'indexation vers, ainsi que pour capter la lumière réfléchie par un point de réflexion situé sur un objet à inspecter (Bien évidemment, la lentille unique peut se composer d'une série de lentille coaxiales et ainsi être  An optical inspection system has been described which uses a single lens (the projection lens 18 described above) to project an indexing light beam to, as well as to capture light reflected from a reflection point on a object to be inspected (Of course, the single lens can consist of a series of coaxial lenses and so be

une lentille composée) On détecte le degré de focalisa-  composite lens). The degree of focus is detected.

tion de la lumière réfléchie et on déplace la lentille par rapport à l'objet pour amener la lumière réfléchie au foyer Lorsque le foyer est atteint, le point focal est connu comme étant situé à une distance focale de la  When the focal point is reached, the focal point is known to be located at a focal distance from the reflected light and the lens is moved relative to the object to bring the reflected light to the focus.

1 25410021 2541002

lentille et la position du point focal dans l'espace est ainsi vérifiée à partir de la position de la lentille On peut entreprendre le balayage de l'objet avec la lumière projetée et le système maintient une distance constante entre la lentille et la surface de l'objet situé au point focal de la lentille, permettant ainsi de déterminer le  lens and the position of the focal point in space is thus verified from the position of the lens One can undertake the scanning of the object with the projected light and the system maintains a constant distance between the lens and the surface of the lens. object located at the focal point of the lens, thus making it possible to determine the

contour de l'objet.outline of the object.

Il faut noter que l'on peut mesurer la distance du premier point focal 24 à la lentille de projection 18 sur la figure 1 à de nombreux points différents sur la lentille de projection 18 Cependant, on détermine des distances comme la distance focale de cette lentille d'une manière  It should be noted that the distance from the first focal point 24 to the projection lens 18 in FIG. 1 can be measured at many different points on the projection lens 18. However, distances such as the focal length of this lens are determined. in a way

connue dans la technique, en choisissant des points parti-  known in the art, by choosing particular points

culiers sur une lentille pour mesure de distance.  on a lens for distance measurement.

L'espace 57 C est de préférence infinitésiment étroit Cependant, en pratique, l'espace le plus étroit que l'on pense pouvoir obtenir dans un ensemble commercial comme le dispositif UDT spot 2 D, disponible auprès de United Detector Technology, Cuber City, California, est d'environ 0, 125 mm Aussi, l'image 63 A sur la figure 3 n'est pas un cercle discret comme représenté mais est  The space 57 C is preferably infinitely narrow. However, in practice, the narrower space that is thought to be possible in a commercial unit such as the UDT spot 2D device, available from United Detector Technology, Cuber City, California, is about 0, 125 mm Also, the 63 A image in Figure 3 is not a discrete circle as shown but is

réellement une répartition circulaire de l'intensité lumi-  actually a circular distribution of light intensity

neuse dans l'espace comme représenté par la répartition gaussienne de la figure 3 A Ainsi, comme dans une telle répartition le niveau d'intensité n'atteint jamais en théorie zéro à n'importe quelle distance de l'axe centrale 63 C de l'image, un certain éclairage, en théorie, frappera les photodétecteurs 57 A-B sur la figure 3 même lorsque l'image 63 A est précisément focalisée au point médian entre eux Ceci, cependant, ne pose pas en pratique un problème important, mais provoque une certaine dégradation du pouvoir de résolution théoriquement disponible dans l'ensemble de photodétecteurs L'image focalisée peut en conséquence être traitée comme un cercle de lumière ayant des limites 63 D sur la figure 3 A situées aux points o la  In this way, as in such a distribution, the intensity level never reaches theoretically zero at any distance from the central axis 63 C of the horizontal axis. image, some illumination, in theory, will hit the photodetectors 57 AB in Figure 3 even when the image 63 A is precisely focused at the midpoint between them This, however, does not pose in practice a significant problem, but causes a Certain degradation of the resolving power theoretically available in the photodetector assembly. The focused image may accordingly be treated as a circle of light having boundaries 63 D in FIG.

14 254100214 2541002

répartition gaussienne a diminué à une fraction choisie 63 F (telle que 10 %) de la valeur de pic 63 E. Un aspect important de la présente invention réside dans le fait que la mesure de la distance de la lentille de projection 18 à l'objet peut se faire par déplacement de la lentille de projection 18 seule On déplace la lentille de projection 18 le long du premier axe 21, mais le reste  Gaussian distribution decreased to a selected fraction 63 F (such as 10%) of the peak value 63 E. An important aspect of the present invention resides in the fact that measuring the distance from the projection lens 18 to the object can be done by moving the projection lens 18 only The projection lens 18 is moved along the first axis 21, but the rest

des composants sur la figure 1 peut rester fixe.  components in Figure 1 may remain fixed.

Bien que l'on a décrit des réalisations particu-  Although particular achievements have been described

lières de la présente invention, on peut y apporter de nombreuses substitutions et modifications En particulier, on peut faire tourner le miroir de balayage 12 dans une seconde direction, comme autour du second axe 45, pour  In particular, the scanning mirror 12 can be rotated in a second direction, such as around the second axis 45, for the purpose of the present invention.

obtenir un balayage bi-dimensionnel.  get a two-dimensional scan.

25410022541002

Claims (11)

REVENDICATIONS 1 Système d'inspection optique caractérisé en ce qu'il comprend: (a) une première lentille ( 18) ayant un premier axe optique ( 21) pour focaliser un faisceau lumineux vers un objet ( 33) situé à un premier plan focal ( 30) et pour recevoir et collimater la lumière réfléchie de la direction du 'premier plan focal, et (b) des moyens ( 57) pour détecter l'apparition d'un  An optical inspection system characterized by comprising: (a) a first lens (18) having a first optical axis (21) for focusing a light beam toward an object (33) at a first focal plane (30); ) and for receiving and collimating light reflected from the direction of the first focal plane, and (b) means (57) for detecting the occurrence of a type prédéterminé de collimation de (a).  predetermined type of collimation of (a). 2 Système selon la revendication 1, dans lequel le premier type de collimation comprend la collimation de la lumière réfléchie parallèle au premier axe optique ( 21) 3 Système d'inspection optique, caractérisé en ce qu'il comprend:  System according to Claim 1, in which the first type of collimation comprises the collimation of the light reflected parallel to the first optical axis (21) 3 Optical inspection system, characterized in that it comprises: (a) une source lumineuse ( 3) pour fournir un fais-  (a) a light source (3) to provide a ceau lumineux; (b) une première lentille ( 18) ayant un premier axe optique ( 21) pour X (i) recevoir le faisceau lumineux parallèle au premier axe optique, (ii) projeter le faisceau lumineux vers une région renfermant un premier plan focal ( 30) de la première lentille ( 18), (iii) recevoir la lumière réfléchie par un objet ( 33) dans la région renfermant le premier plan focal,  bright water; (b) a first lens (18) having a first optical axis (21) for X (i) receiving the light beam parallel to the first optical axis, (ii) projecting the light beam to a region enclosing a first focal plane (30) of the first lens (18), (iii) receiving the light reflected by an object (33) in the region enclosing the first focal plane, (iv) diriger la lumière reçue vers une seconde len-  (iv) direct the received light to a second tille ( 48) pour focaliser la lumière vers un second plan focal ( 60) de la seconde lentille et (c) un moyen de détection ( 57) situé clans la région  lens (48) for focusing the light toward a second focal plane (60) of the second lens and (c) detection means (57) located in the region du second plan focal pour recevoir la-lumière de la se-  the second focal plane to receive the light of the se- conde lentille et pour engendrer un signal lorsque la  lens conde and to generate a signal when the 16 254100216 2541002 réflexion du faisceau d'indexation ( 6) par l'objet a lieu  reflection of the indexing beam (6) by the object takes place à une position prédéterminée.at a predetermined position. 4 Système selon la revendication 1, caractérisé  System according to Claim 1, characterized en ce que la source lumineuse est un laser.  in that the light source is a laser. 5 Système d'inspection optique caractérisé en ce qu'il comprend (a) une lentille de projection ( 18) ayant un premier plan focal ( 30) et un premier axe optique ( 21); (b) une lentille de formation d'image ( 48) ayant second plan focal ( 60) et un second axe optique ( 45), un second axe optique qui coupe perpendiculairement le premier axe optique; (c) des moyens-pour projeter un faisceau lumineux parallèle au second axe optique; (d) un miroir de balayage ( 12) tournant autour du point d'intersection du premier et du second axe optique pour: (i) recevoir le faisceau lumineux (c) (ii) tourner pour réfléchir le faisceau lumineux vers différents endroits sur la lentille de projection de (a) pour (A) focaliser le faisceau lumineux au moyen de la lentille de projection vers différents endroits dans le premier plan focal ( 30)  An optical inspection system characterized by comprising (a) a projection lens (18) having a first focal plane (30) and a first optical axis (21); (b) an imaging lens (48) having a second focal plane (60) and a second optical axis (45), a second optical axis perpendicularly intersecting the first optical axis; (c) means for projecting a light beam parallel to the second optical axis; (d) a scanning mirror (12) rotating about the intersection point of the first and second optical axes for: (i) receiving the light beam (c) (ii) rotating to reflect the light beam to different locations on the projection lens of (a) for (A) focusing the light beam by means of the projection lens to different locations in the first focal plane (30) (B) recevoir, au moyen de la lentille de pro-  (B) receive, by means of the lens of jection, la lumière réfléchie par un objet ( 33) situé près du premier plan focal pour focaliser la lumière reçue vers le miroir de balayage, et pour (C) réfléchir la lumière focalisée de (ii) B vers la lentille de formation d'image ( 48) pour focalisation vers le second plan focal ( 60); et (e) un détecteur ( 57) placé près du second plan focal pour recevoir la lumière réfléchie de (d) (ii) (C) 254 i 002 et pour produire un signal lorsque la lumière de (d) (ii)  jection, the light reflected by an object (33) located near the first focal plane to focus the received light to the scanning mirror, and (C) reflecting the focused light from (ii) B to the imaging lens (48) for focusing to the second focal plane (60); and (e) a detector (57) located near the second focal plane for receiving the reflected light of (d) (ii) (C) 254-002 and for producing a signal when the light of (d) (ii) (C) est réfléchie au premier plan focal ( 30).  (C) is reflected at the first focal plane (30). 6 Système selon l'une quelconque des revendications  System according to one of the claims 1 à 5, caractérisé en ce qu'il comprend en outre: des moyens de détection ( 57 A-C) pour détecter une déviation angulaire du faisceau lumineux par rapport à une référence prédéterminée, et pour en réponse engendrer un signal d'erreur, et  1 to 5, characterized in that it further comprises: detection means (57A-C) for detecting an angular deviation of the light beam from a predetermined reference, and for generating an error signal, and des moyens de correction ( 156, 159, 163, 170) cou-  correction means (156, 159, 163, 170) plés aux moyens de détection pour supprimer en réponse au signal d'erreur l'influence de la déviation angulaire dans  detection means for suppressing in response to the error signal the influence of the angular deviation in un faisceau lumineux dérivé du faisceau lumineux.  a light beam derived from the light beam. 7 Procédé d'inspection optique d'un objet ( 33) situé près d'un premier plan focal ( 30) caractérisé en ce qu'il consiste à: (a) projeter un faisceau lumineux d'indexation ( 6) vers une première lentille ( 18),  7 A method of optical inspection of an object (33) located near a first focal plane (30), characterized in that it consists in: (a) projecting an indexing light beam (6) towards a first lens (18), (b) utiliser la première lentille ( 18) pour foca-  (b) use the first lens (18) for focusing liser le faisceau lumineux d'indexation ( 6) vers le premier plan focal ( 30);  aligning the indexing light beam (6) with the first focal plane (30); (c) recevoir et collimater avec la première len-  (c) receive and collimate with the first tille ( 18) de la lumière réfléchie par l'objet et (d) produire un signal de focalisation en réponse à la lumière collimatée de (c) lorsque l'objet ( 33) réfléchit le faisceau d'indexation ( 6) en  mirror (18) of the light reflected by the object and (d) producing a focus signal in response to the collimated light of (c) when the object (33) reflects the indexing beam (6) by premier-plan focal ( 30).focal foreground (30). 8 Procédé selon la revendication 7, caractérisé  Process according to Claim 7, characterized en ce que l'étape (d) comprend les étapes de (i) focalisa-  in that step (d) comprises the steps of (i) focusing tion de la lumière collimatée vers un second plan focal ( 60) en utilisant une seconde lentille ( 48) et (ii) engendrer le signal de focalisation en réponse à la lumière  collimated light to a second focal plane (60) using a second lens (48) and (ii) generating the focus signal in response to the light focalisée au second plan focal.focused in the second focal plane. 9 Procédé selon la revendication 7 ou 8, caractérisé en ce qu'il comprend en outre les étapes de stabilisation  Process according to claim 7 or 8, characterized in that it further comprises the steps of stabilization 18 254100218 2541002 du faisceau lumineux d'indexation par (a) focalisation du faisceau lumineux d'indexation ( 6) par une plaque ( 12) en utilisant un premier moyen à lentille vers un point sur un plan focal et ensuite vers un second moyen à lentille pour la projection vers la lentille de projection ( 18), (b) détection d'une déviation du point par rapport à un point prédéterminé, et (c) rotation de la plaque ( 12) en réponse à la  of the indexing light beam by (a) focusing the indexing light beam (6) by a plate (12) using a first lens means to a point on a focal plane and then to a second lens means for the projecting to the projection lens (18), (b) detecting a deviation of the point from a predetermined point, and (c) rotating the plate (12) in response to the déviation pour réduire cette déviation.  deviation to reduce this deviation.
FR8402153A 1983-02-15 1984-02-13 OPTICAL INSPECTION SYSTEM Withdrawn FR2541002A1 (en)

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