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Patent 2712968 Summary

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Claims and Abstract availability

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  • At the time the application is open to public inspection;
  • At the time of issue of the patent (grant).
(12) Patent Application: (11) CA 2712968
(54) English Title: DEVICE AND METHOD FOR THE SPACE-COLORIMETRIC MEASUREMENT OF A THREE-DIMENSIONAL OBJECT
(54) French Title: DISPOSITIF ET PROCEDE DE MESURE SPATIO-COLORIMETRIQUE D'UN OBJET TRIDIMENSIONNEL
Status: Dead
Bibliographic Data
(51) International Patent Classification (IPC):
  • G01J 3/02 (2006.01)
  • G01J 3/51 (2006.01)
(72) Inventors :
  • FILLOL, BERNARD (France)
  • GREMILLET, PHILIPPE (France)
  • MAGAIN, JEAN-MARIE (France)
  • TRETOUT, JEAN (France)
  • WEIMANN, FREDERIC (France)
(73) Owners :
  • LEADS FRANCE PRODUCTION, SARL (France)
(71) Applicants :
  • IJINA (France)
(74) Agent: BERESKIN & PARR LLP/S.E.N.C.R.L.,S.R.L.
(74) Associate agent:
(45) Issued:
(86) PCT Filing Date: 2008-01-23
(87) Open to Public Inspection: 2009-07-30
Examination requested: 2013-01-22
Availability of licence: N/A
(25) Language of filing: French

Patent Cooperation Treaty (PCT): Yes
(86) PCT Filing Number: PCT/FR2008/000081
(87) International Publication Number: WO2009/092868
(85) National Entry: 2010-07-22

(30) Application Priority Data: None

Abstracts

English Abstract

The invention relates to a device and a method for the space-colorimetric measurement of a three-dimensional object, in order to digitally model the low-relief and the colorimetric coordinates of this object according to multiple analysis points. In order to do so, the measuring device of the invention combines a lighting means with at least four optical detection means, including at least two twin detection means sensitive to substantially identical light wavelength ranges, in order to determine by stereoscopic effect the low-relief of the object analysed. The invention thus proposes a device for the space-colorimetric measurement of a three-dimensional object (2), that comprises a detection head (4) including a lighting means (14) for the object and at least four detection means (16) for detecting the light reflected by the object (2), wherein said device further includes a unit (8) for processing the information received by the detection means (16). At least two twin detection means (16c, 16e) are sensitive to substantially identical light wavelength ranges.


French Abstract



La présente invention vise un dispositif
et un procédé de mesure spatio-colorimétrique
d'un objet tridimensionnel permettant de modéliser
numériquement les bas reliefs et les coordonnées
colorimétriques de cet objet selon une multitude de
points d'analyse. Pour ce faire, le dispositif de mesure
selon l'invention propose de combiner des moyens d'éclairage avec au moins
quatre moyens de détection optiques, dont au moins
deux moyens de détection jumeaux sensibles à des plages de longueurs d'onde
lumineuse sensiblement identiques, de façon
à déterminer, par effet stéréoscopique, le bas relief de l'objet analysé. A ce
titre l'invention propose un dispositif de mesure
spatio-colorimétrique d'un objet (2) tridimensionnel comportant une tête de
détection (4) constituée de moyens d'éclairage (14) de
l'objet et d'au moins quatre moyens




de détection (16) de la lumière-réfléchie-par-l'objet (2), le-dispositif-
comportant en outre une unité de traitement 8 des informations
reçues par les moyens de détection (16). Au moins deux moyens de détection
jumeaux (16c, 16e) sont sensibles à des plages de
longueurs d'onde lumineuse sensiblement identiques.

Claims

Note: Claims are shown in the official language in which they were submitted.




15

REVENDICATIONS


1. Dispositif de mesure spatio-colorimétrique d'un objet (2) tridimensionnel
comportant une tête de détection (4) constituée de moyens d'éclairage
(14) de l'objet et d'au moins quatre moyens de détection (16) de la
lumière réfléchie par l'objet (2), le dispositif comportant en outre une unité

de traitement 8 des informations reçues par les moyens de détection
(16), caractérisé en ce qu'au moins deux moyens de détection jumeaux
(16c,16e) sont sensibles à des plages de longueurs d'onde lumineuse
sensiblement identiques.

2. Dispositif selon la revendication 1, dans lequel les deux moyens de
détection jumeaux (16c,16e) comportent des éléments de filtration
jumeaux (16c) associés à au moins un capteur matriciels photoniques
(16e).

3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que le capteur
matriciel photonique (16e) est divisé en plusieurs zones recevant
respectivement les rayons lumineux provenant de chacun des éléments
de filtration jumeaux (16c).

4. Dispositif selon la revendication 3, dans lequel les capteurs (16e)
matriciels photoniques sont des capteurs CMOS.

5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel
les deux moyens de détection jumeaux (16c,16e) sont sensibles à une
plage de longueur d'onde sensiblement égale au domaine des longueurs
d'ondes du vert.

6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, dans lequel
les deux moyens de détection primaires (16b,16e) sont sensibles, l'un à
une plage du domaine des longueurs d'ondes du bleu, l'autre à une plage
du domaine des longueurs d'ondes du rouge.


16

7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, dans lequel
les moyens d'éclairage (14) sont constitués d'une source de lumière
(14a) centrale autour de laquelle sont disposés les moyens de détection
(16).


8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, dans lequel
les moyens d'éclairage (14) sont constitués d'une source d'éclairage
(14a) annulaire disposée autour des moyens de détection (16).


9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, dans lequel la
tête de détection (4) est coiffée d'un embout de cloisonnement (20) de
profondeur prédéterminée.


10. Procédé de mesure spatio-colorimétrique d'un objet (2) tridimensionnel
comportant les étapes suivantes :

i-émettre-au-moins-un-rayonnement lumineux pour éclairer l'objet (2)
à analyser,
ii. recevoir les rayons lumineux réfléchis par l'objet (2) sur au moins
quatre moyens de détection (16),
iii. transférer les informations lumineuses recueillies par les moyens
de détection (16) vers une unité de traitement (8),

caractérisé en ce que les rayons lumineux réfléchis par l'objet (2) sont
détectés par au moins deux moyens de détection jumeaux (16c,16e)
sensibles à des plages de longueurs d'onde lumineuse sensiblement
identiques.


11. Procédé selon la revendication 10, comportant préalablement une étape
d'étalonnage des moyens de détection (16).


12. Procédé selon la revendication 10 ou 11, dans lequel l'unité de traitement

(8) détermine, par calcul itératif, la position relative d'une pluralité de
points d'analyse par rapport à la tête de détection (4).


17

13. Procédé selon la revendication 12, dans lequel l'unité de traitement (8)
détermine, par stéréoscopie, la distance d'une pluralité de points
d'analyse par rapport aux moyens de détection (16).


14. Procédé selon la revendication 12 ou 13, dans lequel l'unité de traitement

(8) détermine les coordonnées de la normale à la surface de l'objet (2),
en une pluralité de points d'analyse.


15. Procédé selon l'une quelconque des revendications 12 à 14, dans lequel
le calcul itératif de la profondeur est réalisé entre une profondeur
minimale, correspondant à la distance entre les moyens de détection (16)
et l'extrémité d'un embout de cloisonnement (20), et une profondeur
maximale prédéterminée.


16. Procédé selon l'une quelconque des revendications 12 à 15, dans lequel
le pas d'itération est sensiblement égal à la taille du champ
correspondant à un pixel pour la profondeur minimale prédéterminée.


17. Procédé selon l'une quelconque des revendications 9 à 16, dans lequel
l'unité de traitement (8) écarte des points d'analyse dont l'intensité des
valeurs colorimétriques dépasse une valeur prédéterminée par
étalonnage.


18. Procédé selon l'une quelconque des revendications 13 à 17, comportant
une étape de calcul des coordonnées colorimétriques d'une pluralité de
points d'analyse pondérées selon la position desdits points d'analyse.


19. Procédé selon l'une quelconque des revendications 13 à 18, dans lequel
les coordonnées colorimétriques de chaque point sont ajustées par
interpolation bilinéaire.

Description

Note: Descriptions are shown in the official language in which they were submitted.



CA 02712968 2010-07-22
WO 2009/092868 PCT/FR2008/000081
DISPOSITIF ET PROCÉDÉ DE MESURE SPATIO-COLORIMÉTRIQUE D'UN
OBJET TRIDIMENSIONNEL

L'invention se rapporte à un dispositif et un procédé de mesure
spatio-colorimétrique non invasive d'un objet tridimensionnel en bas relief.
DOMAINE TECHNIQUE
A ce titre, la présente invention concerne le domaine du
diagnostic spatio-colorimétrique, également nommé domaine de la métrologie
io colorimétrique.

ÉTAT de la TECHNIQUE
Il est connu de l'état de la technique différentes solutions
permettant d'analyser les caractéristiques colorimétriques d'un objet en deux
dimensions. Par exemple, -les chirurgiens dentistes et les prothésistes
utilisent
des appareils permettant de définir, de façon précise, une cartographie
colorimétrique de dents afin de produire des prothèses présentant sensiblement
les mêmes caractéristiques colorimétriques que les dents d'origine. Pour ce
faire, il est nécessaire de relever avec précision la colorimétrie d'une dent
selon
une pluralité de points d'analyse.

A ce titre, le document n WO 05/080929 présente un dispositif
permettant de mesurer les caractéristiques colorimétriques d'une dent en une
pluralité de points et dans un espace bidimensionnel.

De la même façon, le document n WO 06/002703 divulgue un
dispositif composé de plusieurs diodes électroluminescentes émettant des
faisceaux lumineux de couleurs différentes sur un objet. Les faisceaux
lumineux
sont ensuite réfléchis par l'objet puis reçus par un système de détection et
une
unité centrale de traitement de l'image. Ainsi, chaque point de l'image est
analysé de sorte à déterminer le spectre constitué de différents niveaux de
couleurs correspondant aux différentes longueurs d'onde d'émission des diodes
électroluminescentes.


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A partir de ces niveaux de couleurs, l'unité centrale de
traitement calcule, pour chaque point de la surface analysée, les coordonnées
colorimétriques correspondantes. Ainsi, le dispositif décrit dans ce document
permet de déterminer une cartographie colorimétrique bidimensionnelle de
l'objet analysé.

Cependant, ces solutions ne sont pas satisfaisantes dans la
mesure où le relief, ou topologie, des objets analysés n'est pas pris en
compte
lors des mesures. De ce fait, les dispositifs de l'état de la technique
calculent les
io coordonnées colorimétriques d'objets considérés comme plans par
approximation.

Or, la combinaison de mesures spatiale et colorimétrique pour
des objets tridimensionnels présente un large champ d'application dans le
domaine dentaire, la biométrie, la métrologie industrielle ou artistique, etc.
Plus
particulièrement, le fait de mesurer simultanément les coordonnées spatiales,
-selon-tr-ois-directions-delespace,et-.co.lorimétriques de l'objet analysé
permet
d'améliorer sensiblement la qualité des résultats.

En effet, la valeur des coordonnées colorimétriques dépend
directement de la position de l'objet mesuré vis-à-vis de moyens d'éclairage
puisque la quantité de lumière reçue par un objet décroît proportionnellement
au
carré de la distance qui le sépare de ces moyens d'éclairage. De la même
façon, plus l'angle défini entre la normale à l'objet analysé et le rayon
lumineux
émis est important, plus la quantité de lumière réfléchie, dans le cadre d'une
réflexion diffuse, diminue. De ce fait, les approximations réalisées par les
dispositifs de l'état de la technique génèrent des erreurs importantes qui
dénaturent au moins partiellement la qualité de l'analyse colorimétrique
réalisée.

Une autre difficulté relative à la mesure colorimétrique provient
du choix de l'éclairage de l'objet à analyser. En effet, il est préférable
d'utiliser
des moyens d'éclairage permettant d'opérer une répartition du flux lumineux
suivant des critères géométriques et chromatiques prédéterminés. Mais ce choix
dépend de critères de qualité, de coût, d'encombrement, et de durée de vie.


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La présente invention vise à pallier les inconvénients de l'état de
la technique mentionnés ci-dessus en proposant un dispositif et un procédé de
mesure spatio-colorimétrique d'un objet tridimensionnel permettant de
modéliser
numériquement les bas reliefs et les coordonnées colorimétriques de cet objet
selon une multitude de points d'analyse.

L'invention vise également à proposer un procédé de calcul de
la cartographie colorimétrique d'un objet tridimensionnel en tenant compte des
io paramètres du dispositif de mesure.

Pour ce faire, le dispositif de mesure selon l'invention propose
de combiner des moyens d'éclairage avec des moyens de détection
monochromatiques, dont au moins deux moyens de détection jumeaux
sensibles à des plages de longueurs d'onde lumineuse sensiblement identiques,
de façon à déterminer, par effet stéréoscopique, le bas relief de l'objet
analysé.
Plus précisément, l'invention a pour objet un dispositif de
mesures spatio-colorimétrique d'un objet tridimensionnel comportant une tête
de
détection constituée de moyens d'éclairage de l'objet et d'au moins quatre
moyens de détection de la lumière réfléchie par l'objet, le dispositif
comportant
en outre une unité de traitement des informations reçues par les moyens de
détection, dans lequel au moins deux moyens de détection jumeaux sont
sensibles à des plages de longueurs d'onde lumineuse sensiblement identiques.
L'utilisation d'au moins deux moyens de détection jumeaux
sensibles à des plages de longueurs d'onde lumineuse sensiblement identiques
permet de calculer, par stéréoscopie, la distance des points analysés par
rapport aux moyens de détection. Ainsi, les coordonnées spatiales de l'objet
peuvent être déterminées selon les trois directions de l'espace et les
coordonnées colorimétriques peuvent être corrigées en fonction de la position
des points d'analyse par rapport à la tête de détection (distance et normale à
la
surface).


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Par ailleurs, la mise en oeuvre simultanée de plusieurs moyens
de détections monochromatiques, sensibles chacun et de façon complémentaire
à une partie du. domaine des longueurs d'ondes du visible, permet, au moyen
d'un algorithme de calcul, de composer une image numérique couleur des
objets analysés. Ce procédé apporte une meilleur précision que les capteurs
photoniques matriciels couleurs et un vitesse d'acquisition inférieure aux
systèmes de détection photoniques monochromatiques multi-spectraux
séquentiels.

Selon des modes de réalisation particuliers :

- les deux moyens de détection jumeaux comportent des éléments de
filtration jumeaux associés à au moins un capteur matriciel photoniques ;
- le capteur matriciel photonique est divisé en plusieurs zones recevant
respectivement les rayons lumineux provenant de chacun des éléments
de filtration jumeaux. Ainsi, les zones du capteur photonique n'ont pas
besoin d'être synchronisées l'une par rapport à l'autre ;
- les capteurs matriciels photoniques sont des capteurs CMOS de telle
sorte que même si un pixel est violemment saturé de photons, cela a peu
d'incidence sur les pixels voisins. Une interpolation bilinéaire tenant
compte des valeurs colorimétriques des pixels entourant un point
d'analyse est toutefois prévue de manière à lisser les résultats obtenus ;
- les deux moyens de détection jumeaux sont sensibles à une plage de
longueur d'onde sensiblement égale au domaine des longueurs d'ondes
du vert, ce qui permet d'obtenir des résultats particulièrement pertinents
quant à la topologie des objets analysés ;
- les deux moyens de détection primaires sont sensibles, l'un à une plage
du domaine des longueurs d'ondes du bleu, l'autre à une plage du
domaine des longueurs d'ondes du rouge ;
- les moyens d'éclairage sont constitués d'une source de lumière centrale
autour de laquelle sont disposés les moyens de détection ;
- les moyens d'éclairage sont constitués d'une source d'éclairage
annulaire disposée autour des moyens de détection, ce qui est


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avantageux car l'éclairage est ainsi sensiblement homogène pour
l'ensemble des points d'analyse ;
- la tête de détection est coiffée d'un embout de cloisonnement de
profondeur prédéterminée de manière à réduire le temps de calcul du
5 procédé. En effet, le calcul itératif est ainsi réalisé entre une distance
minimale correspondant sensiblement à la profondeur de l'embout de
cloisonnement et une distance maximale correspondant à la profondeur
de champ d'observation ;

Selon un autre aspect, l'invention concerne également un
procédé de mesure spatio-colorimétrique d'un objet tridimensionnel comportant
les étapes suivantes : émettre au moins un rayonnement lumineux pour éclairer
l'objet à analyser, recevoir les rayons lumineux réfléchis par l'objet sur au
moins
quatre moyens de détection, et transférer les informations lumineuses
recueillies
par les moyens de détection vers une unité de traitement. Les rayons lumineux
réfléchis par l'objet sont détectés par au moins deux moyens de détection
-jumeaux sensibles-à-des- plages de longueurs d'onde lumineuse sensiblement
identiques.

Selon des modes de réalisation particuliers :

- le procédé comporte préalablement une étape d'étalonnage des moyens
de détection ;
- l'unité de traitement détermine, par calcul itératif, la position relative
d'une
pluralité de points d'analyse par rapport à la tête de détection afin de tenir
compte de la position de ces points par rapport à la source lumineuse et
aux moyens de détection pour ajuster les coordonnées colorimétriques
de l'objet analysé ;
- l'unité de traitement détermine, par stéréoscopie, la distance d'une
pluralité de points d'analyse par rapport aux moyens de détection ;
- l'unité de traitement détermine les coordonnées de la normale à la
surface de l'objet, en une pluralité de points d'analyse ;
- le calcul itératif de la profondeur est réalisé entre une profondeur
minimale, correspondant à la distance entre les moyens de détection et


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l'extrémité d'un embout de cloisonnement, et une profondeur maximale
prédéterminée ;
- le pas d'itération est sensiblement égal à la taille du champ
correspondant à un pixel pour la profondeur minimale prédéterminée. La
s valeur mesurée est ainsi sensiblement isotrope ;
- l'unité de traitement écarte des points d'analyse dont l'intensité des
valeurs colorimétriques dépasse une valeur prédéterminée par
étalonnage de sorte que les erreurs dues à la réflexion spéculaire soient
identifiées ;
- le procédé comporte une étape de calcul des coordonnées
colorimétriques d'une pluralité de points d'analyse pondérée selon la
position desdits points d'analyse ;
- les coordonnées colorimétriques de chaque point sont ajustées par
interpolation bilinéaire de sorte à respecter la linéarité de la colorimétrie
de l'objet analysé.

DESGRI-PTION-DÉTAILLÉE
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront
à la lecture qui suit d'exemples de réalisation détaillés, en référence aux
figures
qui illustrent respectivement :

- la figure 1, une représentation schématique d'un dispositif de mesure
selon l'invention ;
- les figures 2a et 2b, des représentations schématiques d'un premier
mode de réalisation d'une tête de détection selon l'invention comportant
des moyens d'éclairage annulaire ;
- les figures 3a et 3b, des représentations schématiques d'un deuxième
mode de réalisation d'une tête de détection selon l'invention comportant
des moyens d'éclairage centraux ;
- la figure 4, une représentation schématique du fonctionnement des
moyens de détection jumeaux.


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Il est à noter que le terme de mesure isotrope signifie que la
résolution de la mesure est sensiblement la même selon les trois directions de
l'espace.

Un exemple de réalisation d'un dispositif de mesure selon
l'invention va maintenant être décrit en référence à la figure 1. Dans cet
exemple
de réalisation, le dispositif permet de réaliser une mesure spatio-
colorimétrique
d'un objet tridimensionnel 2, en l'occurrence une dent.

Bien entendu, tout autre objet tridimensionnel 2 bas relief, c'est-
à-dire dont la topologie ne présente aucune contre dépouille, pourrait
également
faire l'objet d'une telle mesure spatio-colorimétrique. Par exemple, l'objet
tridimensionnel 2 mesuré pourrait être une peinture, une pièce produite dans
l'industrie, un billet, etc.
Le dispositif selon l'invention comporte de préférence une tête
de détection 4 et un boîtier de support 6 relié à une unité de traitement 8
des
informations provenant de la tête de détection 4.

L'unité de traitement 8 est séparée du boîtier de support 6 et
reliée à celui-ci par l'intermédiaire de moyens de communication 10. Cette
configuration permet notamment de réduire les dimensions du boîtier de support
6 ainsi que les coût de production du dispositif de mesure. Le dispositif est
ainsi
compact de sorte à pouvoir être aisément manipulé d'une seule main par un
opérateur. L'unité de traitement 8 pourrait également être intégrée dans un
support 8 plus stable afin d'améliorer la précision des résultats et de
mesurer
des objets 2 plus volumineux.

Avantageusement, les données numériques recueillies par la
tête de détection 4 sont transmises, par le biais de moyens de communication
10, à une unité de traitement 8 permettant reconstituer par calcul itératif
les
coordonnées spatio-colorimétriques de l'objet analysé. Ces moyens de
communication 10 peuvent alternativement être filaire ou bien sans fil.


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Il est à noter que la tête de détection 4 présente des dimensions
adaptées à la taille de l'objet tridimensionnel 2 mesuré de sorte à réduire le
temps de traitement des informations fournies par la tête de détection 4 à
l'unité
de traitement 8.
Les figures 2a et 2b sont des représentations schématiques
d'un premier mode de réalisation d'une tête de détection 4 selon l'invention.
Dans cet exemple, la tête de détection 4 comporte des moyens d'éclairage 14
centraux et quatre moyens de détection optiques 16 disposés autour et à égale
lo distance des moyens d'éclairage 14 centraux.

Les moyens d'éclairage 14 annulaires comportent des sources
de lumière 14a large spectre dans le domaine du visible. Il serait
envisageable
d'utiliser plus ou moins de sources de lumière 14a. Néanmoins les résultats
expérimentaux ont montré qu'à partir de huit sources lumineuses 14a, la
résolution en chaque point d'analyse est relativement constante. L'éclairage
-fourni--par- les-moyens-d'éclairage-l4-annulaires est donc continu et la
puissance
est susceptible d'être ajustée aux besoins de la mesure. Les moyens
d'éclairage
14 annulaire comportent également avantageusement un verre dépoli 14b, ou
holographique, situé en aval de la source de lumière 14a afin d'améliorer
l'homogénéité de l'éclairage.

Selon une variante de réalisation, la source de lumière 14
annulaire pourrait être constituée d'un tube de néon circulaire.

Avantageusement, les moyens de détection optique 16 sont
constitués d'un filtre infrarouge 16a éliminant les parasites infrarouges
auxquels
sont sensibles les capteurs photoniques de type CMOS (présentés ci-après).
Selon un mode de réalisation le filtre infrarouge 16a est un filtre BG40 de la
société SCOTT.

Les moyens de détection 16 comportent en outre quatre
éléments de filtration 16b,16c disposés derrière les éléments d'optique 16a et
au
centre des moyens d'éclairage 14 annulaires. De préférence, les éléments de


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filtration 16b,16c sont des lentilles permettant à la fois de filtrer et de
focaliser
les rayons lumineux provenant de l'objet analysé vers les capteurs photoniques
(présentés ci-après).

Les axes optiques de ces quatre éléments de filtration 16b,16c
sont sensiblement parallèles entre eux et sensiblement selon la même direction
que l'axe de propagation des moyens d'éclairage 14 annulaires.

Toutefois, selon plusieurs variantes, les éléments de filtration
16b,16c peuvent également présenter des axes optiques convergents vers un
même point, ou bien vers des points différents, ou encore une composition de
ces différentes possibilités.

Une première paire d'éléments de filtration primaires 16b est
constituée d'une lentille de filtration bleue, de référence B440 chez la
société
HOYA, et d'une lentille de filtration rouge, de référence DG570 chez la
société
SCHO-T-T.-préfér-ence,:eette-paire-d'éléments de filtration est disposée de
façon symétrique par rapport à l'axe centrale des moyens d'éclairage 14
annulaire.

Par ailleurs, les moyens de détection 16 comportent également
une paire d'éléments de filtration jumeaux 16c présentant une bande passante
sensiblement identique. Avantageusement, ces éléments de filtration jumeaux
16c sont des lentilles de couleur verte, par exemple des lentilles de
référence
G550 chez la société HOYA. Ces éléments de filtration jumeaux 16c sont
avantageusement disposés de façon à former une symétrie de révolution autour
de l'axe centrale des moyens d'éclairage 14 annulaires.

Un capteur photonique 16e, subdivisé en quatre quadrants
respectivement en correspondance avec les quatre éléments de filtration
16b,16c, est disposé derrière les éléments de filtration 16b,16c de façon à
recevoir les rayons lumineux propagés au travers de ces éléments de filtration
16b,16c. Ce capteur photonique 16e est de préférence un capteur CMOS.


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La combinaison des éléments de filtration jumeaux 16c avec la
zone du capteur photonique 16e correspondant forme les moyens de détection
jumeaux (16c,16e). De la même façon, la combinaison des éléments de filtration
primaires 16b avec la zone du capteur photonique 16e correspondant forme les
5 moyens de détection primaires (16b,16e).

Selon un deuxième mode de réalisation décrit en référence aux
figures 3a et 3b, la tête de détection 4 est constituée de moyens de détection
16
présentant quatre éléments de filtration 16b,16c disposés autour de moyens
10 d'éclairages 14 centraux, de préférence positionnés derrière un filtre
diffusant
14b de type holographique.

Selon cet exemple de réalisation, les moyens de détection 16
présentent deux éléments de filtration primaires 16b, respectivement de
couleur
rouge et bleu, et deux éléments de filtration jumeaux 16c, de couleur verte
16c.

Avantageusement-les-deux.-.éléments de filtration jumeaux 16c
sont intercalés entre les deux éléments de filtration primaires 16b de façon à
conserver une symétrie par rapport à l'axe de révolution de la tête de
détection
4. Toutefois, les éléments de filtration jumeaux 16c pourraient également être
disposés côte à côte.

Dans cet exemple de réalisation, la tête de détection 4 comporte
quatre capteurs photoniques 16e, indépendants et synchronisés, également
disposés derrière les éléments de filtration 16b,16c de façon à recevoir les
rayons lumineux propagés au travers de ces éléments de filtration 16b,16c.

La tête de détection 4 est de préférence coiffée d'un embout de
cloisonnement 20 d'une profondeur prédéterminée permettant de définir une
chambre dans laquelle l'objet analysé n'est pas perturbé par la lumière
extérieure. La profondeur de l'embout de cloisonnement 20 définie la
profondeur
minimale d'observation. En effet, l'objet 2 analysé ne peut être situé à une
distance variable vis-à-vis des moyens de détection 16 qui correspond à une


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distance de tolérance prédéterminée en avant ou en arrière de la distance
nominale de l'embout de cloisonnement 20.

Cet embout de cloisonnement 20 présente une profondeur de
quelques centimètres dans le cadre d'un dispositif de mesure portatif ou bien
quelques mètres dans le cadre d'un dispositif monté sur un support.

Avantageusement, la profondeur de l'embout de cloisonnement
20 est cinq fois supérieure à la profondeur de l'objet 2 à mesurer. De la même
façon, la largeur et la hauteur de l'objet 2 analysé sont, de préférence,
environ
trois fois supérieures à la profondeur de l'objet à mesurer.

En phase d'utilisation, le dispositif selon l'invention peut être
maintenu par le biais du boîtier de support 6 et actionné grâce au circuit de
commande 9 du dispositif.

De préférence, l'opérateur réalise dans un premier temps un
étalonnage du dispositif de mesure en plaçant une surface blanche contre
l'embout de cloisonnement 20. La durée de la prise de mesure est déterminée
de façon à ce que l'intensité maximale du ou des capteurs photoniques,
n'excède pas environ 85% de l'intensité maximale admissible. Ainsi, lors de la
prise de mesure, les éventuels effets spéculaires se traduiront par une
intensité
égale à l'intensité maximale admissible et pourront donc être détectables.

L'embout de cloisonnement 20 du dispositif de mesure selon
l'invention est ensuite placé contre l'objet 2 à analyser, de sorte que
l'objet se
trouve au moins partiellement protégé de la lumière extérieure.

Le procédé selon l'invention consiste, dans un second temps, à
réaliser au moins une prise de mesure, ou numérisation, non invasive et d'une
très courte durée. En effet, cette mesure est réalisée sans contact et en
utilisant
des moyens d'éclairage 14 d'une parfaite innocuité. D'autre part, le temps de
mesure peut être inférieure au dixième de seconde.


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Lors de cette deuxième mesure, les rayons lumineux, émanant
des moyens d'éclairage 14, se propagent vers l'objet 2 analysé, avant d'être
réfléchis vers les moyens de détection 16.

Ainsi, ces rayons lumineux réfléchis traversent successivement
l'élément d'optique 16a, puis les éléments de filtration 16b,16c avant
d'atteindre
le ou les capteurs matriciels photoniques 16e. Une information optique
correspondant à un point d'analyse est donc recueillie par chacun des pixels
constituant les capteurs matriciels photoniques 16f. Ces informations sont
ensuite transmises vers l'unité de traitement 8, par l'intermédiaire de moyens
de
communication 10 avec une unité centrale 12, afin d'en déduire la cartographie
spatio-colorimétrique de l'objet 2 analysé.

Les moyens de détection jumeaux, constitués par les élément
1s de filtration jumeaux 16c et les capteurs matriciels 16e correspondants,
permettent, par calcul stéréoscopique dans l'unité de traitement 8, de
déterminer
les-coordonnées. spatiales- de-chaeun:des--points analysés.

En effet, les moyens de détection jumeaux reçoivent la lumière
réfléchie sur l'objet dans les mêmes conditions spectrales. Dans ce cas, les
valeurs obtenues par les moyens de détection jumeaux devraient être égales.

Dans le cadre d'un dispositif de mesure selon l'invention
présentant les caractéristiques représentées sur la figure 4, la valeur de
l'intensité lumineuse réémise par un point de l'objet analysé peut être
exprimée
par les relations suivantes :

LOG Lpc 2 et LOD LpD
2 OU
cos(bG) x d2G cos(bD) X d2D

- LOD représente la valeur de l'intensité lumineuse réémise par un point
d'analyse, déterminée à partir d'un capteur droit ;


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- LOG, la valeur de l'intensité lumineuse réémise par un point d'analyse,
déterminée à partir d'un capteur gauche ;
- LPD, l'énergie lumineuse reçue par le pixel du capteur droit après
réflexion diffuse sur l'objet ;
- LPG, l'énergie lumineuse reçue par le pixel du capteur gauche après
réflexion diffuse sur l'objet ;
- bp, l'angle entre la normale du capteur droit en un pixel et le rayon issu
de l'objet ;
- bG, l'angle entre la normale du capteur gauche en un pixel et le rayon
issu de l'objet ;
- d20, la longueur du trajet lumineux depuis le point d'analyse jusqu'au pixel
correspondant sur le capteur droit ; et
- d2G, la longueur du trajet lumineux depuis le point d'analyse jusqu'au
pixel correspondant sur le capteur droit.

Par conséquent, le procédé selon l'invention prévoit de calculer
de-manière-itérative,-pour chaque profondeur potentielle d'un point d'analyse
comprise entre une profondeur minimale et une profondeur maximale
prédéterminées, la profondeur pour laquelle les valeurs de l'intensité
lumineuse
(LOG,LOD) réémises par un point d'analyse et calculées à partir des moyens de
détection jumeaux, sont les plus proches.

Il est à noter que la profondeur minimale correspond
avantageusement à la profondeur de l'embout de cloisonnement 20 tandis que
la profondeur maximale correspond à la profondeur du champ d'observation. De
préférence, le pas d'itération est sensiblement égal à la taille du champ
correspondant à un pixel pour la profondeur minimale prédéterminée.

L'unité de traitement 8 détermine à ce stade un couple de
données correspondant à la profondeur d'une pluralité de points d'analyse et à
l'intensité lumineuse réémise par lesdits points d'analyse correspondant à la
plage de longueur des moyens de détection jumeaux. L'unité de traitement en
déduit ainsi, les coordonnées (x,y,z) de chaque point d'analyse de l'objet
mesuré.


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A partir de ces données, l'unité de traitement 8 détermine
également la normale en chaque point d'analyse pour être en mesure de
restituer la couleur en ce point d'analyse. Cette opération se fait par calcul
du
plan moyen passant par chaque point d'analyse.

L'unité de traitement 8 détermine enfin, à partir des valeurs de
l'intensité lumineuse recueillie par les moyens de détection primaires et
jumeaux, la cartographie colorimétrique de l'objet analysé. Cette cartographie
est pondérée en fonction de la position spatiale des points d'analyse et
notamment de la distance de ces points d'analyse vis-à-vis des moyens de
détection 16 ainsi que de la direction de la normale à la surface de l'objet
en
chacun de ces points d'analyse.

Il est éventuellement possible de réaliser plusieurs séries de
mesure de façon à accroître la précision des résultats.

L'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation décrits
et représentés ci-dessus. Notamment, l'homme du métier est à même de
réaliser différentes variantes des dispositif et procédé décrits susmentionnés
sans sortir du cadre de l'invention.

Notamment, bien qu'il soit préférable d'utiliser des lentilles de
filtration monochromatiques, les éléments de filtrations 16b,16c pourraient
être
composés de lentille combinées à des filtres de couleur. Par ailleurs, le
dispositif
selon l'invention pourrait également être composé de quatre paires de moyens
de détection 16 ou plus, dans le but d'améliorer la qualité des résultats,
notamment sur le plan colorimétrique.

D'autre part, il serait également envisageable de remplacer les
capteurs matriciels photoniques CMOS par des capteurs CDD ou tout autre type
de capteur photonique.

Representative Drawing
A single figure which represents the drawing illustrating the invention.
Administrative Status

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Administrative Status

Title Date
Forecasted Issue Date Unavailable
(86) PCT Filing Date 2008-01-23
(87) PCT Publication Date 2009-07-30
(85) National Entry 2010-07-22
Examination Requested 2013-01-22
Dead Application 2016-03-23

Abandonment History

Abandonment Date Reason Reinstatement Date
2011-01-24 FAILURE TO PAY APPLICATION MAINTENANCE FEE 2012-01-23
2014-01-23 FAILURE TO PAY APPLICATION MAINTENANCE FEE 2014-01-31
2015-03-23 R30(2) - Failure to Respond
2016-01-25 FAILURE TO PAY APPLICATION MAINTENANCE FEE

Payment History

Fee Type Anniversary Year Due Date Amount Paid Paid Date
Application Fee $400.00 2010-07-22
Maintenance Fee - Application - New Act 2 2010-01-25 $100.00 2010-07-22
Registration of a document - section 124 $100.00 2011-02-18
Reinstatement: Failure to Pay Application Maintenance Fees $200.00 2012-01-23
Maintenance Fee - Application - New Act 3 2011-01-24 $100.00 2012-01-23
Maintenance Fee - Application - New Act 4 2012-01-23 $100.00 2012-01-23
Request for Examination $800.00 2013-01-22
Maintenance Fee - Application - New Act 5 2013-01-23 $200.00 2013-01-23
Reinstatement: Failure to Pay Application Maintenance Fees $200.00 2014-01-31
Maintenance Fee - Application - New Act 6 2014-01-23 $200.00 2014-01-31
Maintenance Fee - Application - New Act 7 2015-01-23 $200.00 2015-01-22
Owners on Record

Note: Records showing the ownership history in alphabetical order.

Current Owners on Record
LEADS FRANCE PRODUCTION, SARL
Past Owners on Record
FILLOL, BERNARD
GREMILLET, PHILIPPE
IJINA
MAGAIN, JEAN-MARIE
TRETOUT, JEAN
WEIMANN, FREDERIC
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Document
Description 
Date
(yyyy-mm-dd) 
Number of pages   Size of Image (KB) 
Abstract 2010-07-22 2 98
Claims 2010-07-22 3 122
Drawings 2010-07-22 2 49
Description 2010-07-22 14 678
Representative Drawing 2010-07-22 1 8
Cover Page 2010-10-21 2 54
Correspondence 2010-09-21 1 21
PCT 2010-07-22 16 634
Assignment 2010-07-22 4 121
Correspondence 2010-12-06 2 64
Assignment 2011-02-18 5 246
Fees 2012-01-23 1 163
Prosecution-Amendment 2013-01-22 1 47
Prosecution-Amendment 2014-09-23 3 103
Fees 2014-01-31 1 33