Domaine

La présente description concerne, de façon générale, les systèmes de prise de vues et, plus particulièrement, les installations d'inspection optique, par exemple de cartes électroniques. La présente description concerne une mire d'étalonnage des caméras d'une telle installation.

Exposé de l'art antérieur

Les installations d'inspection optique et plus généralement de prise de vue ont besoin d'être étalonnées. On utilise pour cela des mires d'étalonnage qui sont généralement constituées d'un damier bicolore alternant des cases blanches et des cases d'une certaine couleur.

Plus la résolution du système de prise de vues doit être précise, plus la mire d'étalonnage doit elle-même être précise. Cela accroît considérablement le coût des mires et réserve leur utilisation à des opérations de maintenance.

Le document US-A-2012/0327214 décrit un système et un procédé de calibration d'images dans lesquels un damier bicolore est obtenu par réalisation de marques contrastantes par gravure laser dans une plaque anodisée de couleur sombre.

Le document US-A-2006/0285112 décrit un procédé et un système pour déterminer un décalage dans la position d'un rayon lumineux, dans lesquels des tranchées sont réalisées dans une plaque d'aluminium anodisée noire pour former des lignes blanches .

Ces deux solutions ont pour résultat des damiers ou structures linéaires bicolores (blanches et noires) .

Résumé

Il serait souhaitable de disposer d'une mire d'étalonnage qui puisse être intégrée dans l'installation de prise de vues. Pour cela, il serait souhaitable de disposer d'une mire d'étalonnage à faible coût par rapport aux mires de maintenance .

Un mode de réalisation vise à proposer une mire d'étalonnage adaptée à des installations d'inspection optique.

Un mode de réalisation vise une mire d'étalonnage adaptée à équiper l'installation en permanence pour une utilisation périodique.

Un mode de réalisation vise une mire d'étalonnage adaptée à un processus d'étalonnage au cours duquel des motifs sont projetés sur la mire.

Ainsi, un mode de réalisation prévoit une mire d'étalonnage d'un système optique, formée d'une plaque métallique anodisée comportant des rainures.

Selon un mode de réalisation, la profondeur des rainures n'excède pas l'épaisseur de 1 ' anodisation.

Selon un mode de réalisation, les rainures forment un quadrillage .

Selon un mode de réalisation, le quadrillage définit des cases toutes de même couleur et des rainures présentant un contraste entre elles.

Selon un mode de réalisation, les rainures sont plus lumineuses que les cases.

Selon un mode de réalisation, 1 ' anodisation est une anodisation couleur.

Selon un mode de réalisation, la couleur de 1 ' anodisation est choisie parmi des teintes claires. Selon un mode de réalisation, la couleur de 1 ' anodisation est choisie parmi les couleurs RAL 1004, 6034, 9006 et 3015.

Selon un mode de réalisation, la largeur des rainures est de l'ordre d'une centaine à quelques centaines de micromètres .

Selon un mode de réalisation, la mire est réalisée en aluminium anodisé.

Selon un mode de réalisation, les rainures résultent d'une gravure par laser.

Selon un mode de réalisation, la mire est appliquée à un étalonnage d'une installation d'inspection optique de cartes électroniques .

Brève description des dessins

Ces caractéristiques et avantages, ainsi que d'autres, seront exposés en détail dans la description suivante de modes de réalisation particuliers faite à titre non limitatif en relation avec les figures jointes parmi lesquelles :

la figure 1 est une représentation schématique en perspective d'une installation d'inspection optique du type auquel s'applique plus particulièrement la mire d'étalonnage qui va être décrite ;

la figure 2 est une vue de dessus partielle d'un mode de réalisation d'une mire d'étalonnage ; et

la figure 3 est une vue en coupe de la mire de la figure 2.

Description détaillée

De mêmes éléments ont été désignés par de mêmes références aux différentes figures. Par souci de clarté, seuls les étapes et éléments utiles à la compréhension des modes de réalisation qui vont être décrits ont été représentés et seront détaillés. En particulier, les processus d'inspection optique n'ont pas été détaillés, la mire d'étalonnage étant compatible avec toute installation d'inspection optique et, plus généralement, avec tout système de prise de vues. De plus, l'exploitation de la mire à des fins d'étalonnage n'a pas non plus été détaillée, l'interprétation des images prises de la mire étant là encore compatible avec les procédés d'exploitation des images prises avec des mires usuelles.

La figure 1 est une représentation schématique en perspective d'un exemple arbitraire d'installation d'inspection optique, par exemple de cartes de circuits électroniques. Dans cet exemple, l'installation comprend deux projecteurs 24 d'images dans une scène S et deux groupes 2' de quatre caméras 22 alignées selon deux droites parallèles dans une direction Y, perpendiculaire à une direction X de convoyage des cartes à inspecter par prise de vues. Toujours de façon arbitraire, dans l'exemple représenté, les deux groupes 2' sont placés de part et d'autre des projecteurs 24, également alignés selon une droite parallèle à la direction Y. Les caméras 22 sont positionnées de sorte que leurs points de visée respectifs soient alignés selon la direction Y et sont appariées, une caméra de chaque groupe visant le même point que la caméra de l'autre groupe avec laquelle elle est symétrique par rapport à l'axe Y. Cela revient à incliner toutes les caméras d'un angle β par rapport à la verticale Z. Les caméras et projecteurs sont reliés à un système 26 (SYST) de commande et d'exploitation des images numériques prises, typiquement un outil informatique.

L'exemple de l'installation de la figure 1 correspond à un exemple décrit dans la demande de brevet européen

N° 2 413 132 de la demanderesse.

Pour étalonner le système d'inspection optique, on utilise une mire 3 placée dans la scène S à la place d'une carte électronique lors de phases d'étalonnage.

Habituellement, de telles mires sont constituées de damiers alternant les cases blanches et les cases noires ou de couleur. Ces mires fonctionnent convenablement. Toutefois, en raison de la précision recherchée, leur coût de fabrication est élevé, ce qui réserve leur emploi à des opérations de maintenance et ne permet pas, en pratique, d'équiper chaque installation avec une mire.

On aurait pu penser réaliser des mires par impression jet d'encre sur des plaques rigides ou sur des feuilles collées à de telles plaques. Toutefois, une telle technique n'apporterait pas la durabilité nécessaire au produit, l'impression pouvant s'altérer avec la température et dans le temps. De plus, l'imprécision d'un collage et les possibles décollements ultérieurs rendent cette solution inadaptée.

On pourrait penser réaliser une impression laser d'un damier alternant des cases blanches et des cases noires ou de couleur. Toutefois, une impression par des techniques laser fournit généralement un résultat de surface brillant. Un tel état de surface pose problème dans les installations plus particulièrement visées par la présente description. En particulier, lorsque l'étalonnage requiert une étape de projection d'une image ou de motifs dans la scène, une mire brillante engendre des perturbations liées aux réflexions.

Ainsi, une autre contrainte est de disposer d'une surface mate compatible avec un étalonnage, avec et sans projection d'image.

Les inventeurs ont constaté qu'une nature particulière de matériau pouvait satisfaire à ces objectifs. Ainsi, on prévoit d'utiliser une plaque métallique anodisée et de graver cette plaque, de préférence par laser.

De préférence, 1 ' anodisation est une anodisation couleur au moyen de pigments présents dans le bain d' ano ^¬ disation. La couleur est choisie en fonction de son intensité, suffisamment claire pour permettre la projection d'images, mais pas trop pour se distinguer des lignes. De préférence, on choisira une couleur de type champagne/or, code RAL 1004. D'autres teintes comme, par exemple, turquoise - code RAL 6034, aluminium - code RAL 9006, ou rose - code RAL 3015 ou similaires constituent également des compromis particulièrement appropriés. La gravure est effectuée sans excéder l'épaisseur de la couche anodisée, c'est-à-dire sans atteindre le métal brut. En pratique, cette gravure vaporise les pigments et donne le contraste requis pour l'examen optique en créant des lignes de couleur plus claire.

En fait, la gravure provoque un contraste entre les zones gravées et les zones non gravées. De préférence, ce contraste est d'au moins 25 %.

Selon un mode de réalisation, on réalise une mire en damier comme les mires habituelles.

Selon un autre mode de réalisation préféré, appliqué au cas où la gravure est effectuée par laser, on abandonne le damier bicolore au profit d'un motif de type grillage ou quadrillage .

On obtient, selon ce mode de réalisation préféré, un quadrillage dans lequel toutes les cases sont de même couleur et sont séparées les unes des autres par les rainures plus lumineuses .

Les inventeurs se sont en effet aperçus qu'une telle mire était compatible avec un étalonnage, pourvu que la largeur des lignes et notamment leurs intersections soient suffisamment nettes .

Les procédés de gravure par laser économiquement intéressants souffrent d'arrêts et de démarrages des zones gravées qui ne respectent pas la précision requise. Cela laissait penser que l'utilisation d'un laser de gravure était incompatible avec la réalisation d'une mire d'étalonnage en raison de l'imprécision à l'arrêt et au démarrage du laser. Toutefois, le fait de réaliser des lignes continues tout le long de la plaque conduit à ce que ces imprécisions se produisent, lors de la gravure, aux extrémités de la plaque, voire en dehors de celle-ci. Par conséquent, les lignes obtenues sont particu ^¬ lièrement précises, ce qui ne serait pas le cas en réalisant un damier par gravure laser. La figure 2 est une vue de dessus d'un exemple de mire d'étalonnage 3, obtenu par gravure laser. Dans cet exemple, on réalise des rainures 32 et 34 dans deux directions perpen ^¬ diculaires et on obtient des carrés 36 de la couleur de l'anodi- sation, encadrés par des rainures 32 et 34 plus claires.

La figure 3 est une vue en coupe de la mire 3 de la figure 2. La couche d' anodisation est symbolisée par une épaisseur 4 en face supérieure de la couche métallique 3. La gravure conduit à la création des rainures 32 (ou 34) définissant des lignes dans lesquelles l'épaisseur de la couche 4 est moindre.

Typiquement, on sait réaliser des couches d' anodi ^¬ sation de quelques microns (par exemple, de 20 à 100 micromètres) et une gravure laser peut attaquer cette couche sur une épaisseur comprise entre quelques micromètres et quelques dizaines de micromètres (par exemple entre 2 et 30 micromètres) .

A titre de variante de réalisation, on notera que l'on pourra réaliser des lignes 32 et 34 non perpendiculaires entre elles, toutes les lignes 32, respectivement 34, étant de préférence parallèles entre elles.

Selon une autre variante, en utilisant un moyen de gravure ne souffrant pas de l'imprécision d'un laser lors des changements de direction (arrêts/démarrages), on pourra réaliser des lignes cassées ayant un tracé quelconque. Le motif gravé est cependant choisi pour être compatible avec les images projetées qui, à titre d'exemple, constituent un damier (zones illuminées et zones non illuminées) .

Le matériau constitutif de la mire 3 est métallique pour être compatible avec une anodisation. A titre d'exemple préféré de réalisation, on utilisera une plaque d'aluminium qui présente un avantage en termes de coût.

Les dimensions de la mire d'étalonnage 3 sont choisies en fonction du champ de vision de l'installation à laquelle elle est destinée, pour occuper tout le champ. A titre d'exemple particulier de réalisation, la largeur des lignes 32 et 34 est de l'ordre de la centaine de micromètres à quelques centaines de micromètres et les lignes sont séparées les unes des autres dans une même direction de quelques millimètres, par exemple de l'ordre de 5 mm.

Un avantage des modes de réalisation décrits ci-dessus est qu'il est désormais possible d'équiper une installation optique d'une mire d'étalonnage qui y reste en permanence et qui est déplacée, par exemple par un système automatique, dans le champ de vision de la scène lorsqu'un étalonnage est nécessaire. Cela permet d'effectuer des étalonnages périodiques plus fréquents et améliore donc la qualité des inspections optiques réalisées .

Divers modes de réalisation ont été décrits, diverses variantes et modifications apparaîtront à l'homme de l'art. En particulier, la réalisation pratique de 1 ' anodisation et de la gravure par laser de la mire est à la portée de l'homme du métier à partir des indications fonctionnelles données ci-dessus et en utilisant des techniques usuelles. De plus, le choix du tracé dans la mire d'étalonnage est également à la portée de l'homme du métier en fonction de son installation optique et des motifs projetés. En outre, bien que la mire décrite soit plus particulièrement destinée à être à demeure dans un équipement d'inspection optique, elle est compatible avec une utilisation lors d'opérations de maintenance.