FR3001564A1 - Systeme de determination d'une image tridimensionnelle d'un circuit electronique - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un procédé de détermination d'images tridimensionnelles d'un objet (Card), comprenant la projection d'un affichage sur l'objet par un projecteur (P) ; l'acquisition de plusieurs images bidimensionnelles de l'objet par au moins un premier capteur d'images (C), un déplacement relatif de l'objet par rapport à l'ensemble comprenant le projecteur et le capteur d'images étant réalisé pendant les acquisitions des images ; et la détermination de la hauteur de chaque point de l'objet comme correspondant à un extrémum d'une fonction obtenue à partir des images bidimensionnelles acquises.

Description

SYSTÈME DE DÉTERMINATION D'UNE IMAGE TRIDIMENSIONNELLE D'UN CIRCUIT ÉLECTRONIQUE Domaine La présente invention concerne de façon générale les systèmes d'inspection optique et, plus particulièrement, les systèmes de détermination d'images tridimensionnelles destinés à l'analyse en ligne d'objets, notamment de circuits électroniques. L'invention concerne plus particulièrement les systèmes équipés de caméras numériques. Exposé de l'art antérieur Un système d'inspection optique d'un objet, par exemple un circuit électronique, comprend généralement un dispositif de projection de motifs particuliers sur le circuit à inspecter et au moins une caméra numérique adaptée à acquérir plusieurs images du circuit. L'image projetée comprend, par exemple, une succession de franges claires et sombres.

Un exemple de procédé de détermination d'images tridimensionnelles comprend la projection de plusieurs images sur le circuit à inspecter. Il s'agit, par exemple, d'images comportant une répétition de motifs. Il peut également s'agir d'une image aléatoire. Les images projetées lors de deux projections successives diffèrent l'une de l'autre. Par exemple, lorsque l'image comprend des motifs, ceux-ci peuvent être B12295 - Mode d'acquisition continu 2 décalés d'une image projetée à l'autre. Une image du circuit est acquise à chaque nouvelle position de l'image projetée sur le circuit. Une image tridimensionnelle peut être déterminée à 5 partir des images du circuit acquises par la caméra numérique. Résumé Ainsi, un mode de réalisation prévoit un procédé de détermination d'images tridimensionnelles d'un objet, comprenant la projection d'un affichage sur l'objet par un projecteur ; 10 l'acquisition de plusieurs images bidimensionnelles de l'objet par au moins un premier capteur d'images, un déplacement relatif de l'objet par rapport à l'ensemble comprenant le projecteur et le capteur d'images étant réalisé pendant les acquisitions des images ; et la détermination de la hauteur de chaque point de 15 l'objet comme correspondant à un extrémum d'une fonction obtenue à partir des images bidimensionnelles acquises. Selon un mode de réalisation, le projecteur et/ou le premier capteur d'images sont de type perspectif. Selon un mode de réalisation, l'affichage projeté est 20 identique lors de l'acquisition de chaque image bidimensionnelle. Selon un mode de réalisation, l'affichage comprend des franges. Selon un mode de réalisation, un déplacement relatif 25 de l'objet par rapport à l'ensemble comprenant le projecteur et le capteur d'images est réalisé lors de l'acquisition d'au moins l'une des images bidimensionnelles. Selon un mode de réalisation, un déplacement relatif de l'objet par rapport à l'ensemble comprenant le projecteur et 30 le capteur d'images est réalisé lors de l'acquisition de chaque image bidimensionnelle. Selon un mode de réalisation, le déplacement relatif est accéléré entre les acquisitions des deux images d'au moins une paire d'images bidimensionnelles successives.

B12295 - Mode d'acquisition continu 3 Selon un mode de réalisation, la vitesse du déplacement relatif est constante à 10 % près. Selon un mode de réalisation, le procédé comprend l'acquisition de plusieurs images bidimensionnelles de l'objet par au moins un deuxième capteur d'images, la hauteur de chaque point de l'objet correspondant à un extrémum d'une fonction obtenue à partir des images acquises par les premier et deuxième capteurs d'images. Un mode de réalisation prévoit également un système de 10 détermination d'images tridimensionnelles d'un objet, comprenant : un projecteur adapté à projeter un affichage sur l'objet ; un premier capteur d'images adapté à acquérir 15 plusieurs images bidimensionnelles de l'objet ; un convoyeur adapté à réaliser un déplacement relatif de l'objet par rapport à l'ensemble comprenant le projecteur et le premier capteur d'images lors des acquisitions successives d'images bidimensionnelles ; et 20 des moyens de traitement adaptés à déterminer la hauteur de chaque point de l'objet comme correspondant à un extrémum d'une fonction obtenue à partir des images bidimensionnelles acquises. Selon un mode de réalisation, le projecteur et/ou le 25 capteur d'images sont de type perspectif. 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 30 relation avec les figures jointes parmi lesquelles : la figure 1 représente, de façon schématique, un mode de réalisation d'un système d'inspection optique de circuits électroniques ; B12295 - Mode d'acquisition continu 4 la figure 2 représente une courbe d'évolution du déplacement en fonction du temps d'un circuit à inspecter pour un système d'inspection optique classique ; les figures 3 et 4 représentent des courbes 5 d'évolution du déplacement en fonction du temps d'un circuit à inspecter pour deux modes de réalisation de systèmes d'inspection optique ; la figure 5 illustre, de façon schématique, un exemple de procédé de détermination d'images en trois dimensions ; 10 les figures 6 et 7 illustrent, de façon schématique, d'autres exemples de procédé de détermination d'images en trois dimensions ; la figure 8 illustre, de façon schématique, un mode de réalisation d'un procédé de détermination d'images en trois 15 dimensions ; et la figure 9 représente, de façon schématique, un autre mode de réalisation d'un système d'inspection optique de circuits électroniques. Par souci de clarté, de mêmes éléments ont été 20 désignés par de mêmes références aux différentes figures. Description détaillée Par souci de clarté, de mêmes éléments ont été désignés par de mêmes références aux différentes figures et, de plus, les diverses figures ne sont pas tracées à l'échelle. Dans 25 la suite de la description, sauf indication contraire, les termes "sensiblement", "environ" et "de l'ordre de" signifient "à 10 % près". En outre, seuls les éléments utiles à la compréhension de la présente description ont été représentés et sont décrits. En particulier, les moyens de commande du 30 convoyeur du système d'inspection optique décrit ci-après sont à la portée de l'homme de l'art et ne sont pas décrits. La figure 1 représente, de façon très schématique, un système 10 d'inspection de circuits électroniques. On entend par circuit électronique indifféremment un ensemble de composants 35 électroniques interconnectés par l'intermédiaire d'un support, B12295 - Mode d'acquisition continu le support seul utilisé pour réaliser cette interconnexion sans les composants électroniques ou le support sans les composants électroniques mais muni de moyens de fixation des composants électroniques. A titre d'exemple, le support est un circuit 5 imprimé et les composants électroniques sont fixés au circuit imprimé par des plots de pâte qui, après chauffage, forment des joints de soudure. Dans ce cas, on entend par circuit électronique indifféremment le circuit imprimé seul (sans composants électroniques, ni plots de pâte), le circuit imprimé muni des plots de pâte et sans composants électroniques, le circuit imprimé muni des plots de pâte et des composants électroniques avant l'opération de chauffage ou le circuit imprimé muni des composants électroniques fixés au circuit imprimé par les joints de soudure.

Le système 10 permet la détermination d'une image tridimensionnelle du circuit électronique Card. Chaque circuit électronique Card est placé sur un convoyeur 12, par exemple un convoyeur plan. Le convoyeur 12 est susceptible de déplacer le circuit Card selon une direction X, par exemple une direction horizontale. A titre d'exemple, le convoyeur 12 peut comprendre un ensemble de courroies 13 et de galets entraînés par un moteur électrique tournant 14. A titre de variante, le convoyeur 12 peut comprendre un moteur linéaire déplaçant un charriot sur lequel repose le circuit électronique Card.

Le système 10 comporte un dispositif de projection d'images P comprenant au moins un projecteur, un seul projecteur P étant représenté en figure 1. Le projecteur P est relié à un système informatique 16 de traitement d'images. Lorsque plusieurs projecteurs P sont présents, les projecteurs P peuvent être sensiblement alignés, de préférence selon une direction perpendiculaire à la direction X. Le système 16 peut comprendre un microcontrôleur comportant un processeur et une mémoire non volatile dans laquelle sont stockées des d'instructions dont l'exécution par le processeur permet au système 16 de réaliser les fonctions souhaitées. A titre de variante, le système 16 B12295 - Mode d'acquisition continu 6 peut correspondre à un circuit électronique dédié. Le moteur électrique 14 est, en outre, commandé par le système 16. Le système 10 comporte, en outre, un dispositif d'acquisition d'images C comprenant au moins une caméra numérique, une seule caméra C étant représentée en figure 1. La caméra C est reliée au système informatique 16 de traitement d'images. Lorsque plusieurs caméras C sont présentes, les caméras C peuvent être sensiblement alignées, de préférence selon une direction perpendiculaire à la direction X et/ou être disposées de part et d'autre du projecteur ou des projecteurs P. Dans le présent mode de réalisation, la caméra C et le projecteur P sont fixes et le circuit électronique Card est déplacé par rapport à la caméra C et au projecteur P par l'intermédiaire du convoyeur 12. A titre de variante, le circuit électronique Card est fixe et la caméra C et le projecteur P sont déplacés par rapport au circuit électronique Card par tout dispositif de convoyage adapté. Pour simplifier la description qui va suivre, on considère un seul projecteur P et une seule caméra C. La caméra 20 C est fixe par rapport au projecteur P. Les dimensions du circuit Card, correspondant par exemple à une carte ayant une longueur et une largeur variant de 50 mm à 550 mm, sont généralement supérieures au champ de vue de la caméra C de sorte que le circuit Card doit être déplacé par 25 rapport au projecteur P et à la caméra C pour que la totalité de la surface du circuit Card soit vue par la caméra C. La figure 2 représente une courbe d'évolution du déplacement du circuit électronique Card selon la direction X en fonction du temps pour un exemple de procédé d'acquisition 30 d'images pour la détermination d'une image tridimensionnelle. Les instants to à t5 sont des instants successifs. En figure 2, chaque étoile 20 représente l'instant d'acquisition d'une image par la caméra C. Une phase Ai d'acquisition d'images est réalisée entre 35 les instants to et tl. Au cours de la phase Ai, le circuit Card B12295 - Mode d'acquisition continu 7 est immobile par rapport au projecteur P et à la caméra C. L'image tridimensionnelle de la partie du circuit Card vue par la caméra C est déterminée à partir de plusieurs images acquises par la caméra C pendant la phase AI alors que différentes images sont projetées sur le circuit Card par le projecteur P. Chaque image projetée correspond, par exemple, à des franges. La position des franges projetées est décalée d'une image projetée à l'autre. Une phase D1 de déplacement est réalisée entre les instants t1 et t2 dans laquelle le circuit Card est déplacé par le convoyeur 12 jusqu'à ce qu'une autre partie du circuit électronique soit vue par la caméra C. Une phase A2 d'acquisition d'images est réalisée entre les instants t2 et t3 pour la détermination d'une image tridimensionnelle de cette autre partie du circuit Card. Une phase de déplacement D2 est réalisée entre les instants t3 et t4, et une phase A3 d'acquisition d'images est réalisée entre les instants t4 et t5. Dans l'exemple illustré en figure 2, quatre images sont acquises par la caméra C pendant chaque phase d'acquisition AI, A2, A3. Toutefois, ce nombre peut être plus ou moins important. La durée de chaque phase d'acquisition Ai, A2, A3 dépend notamment du nombre d'images acquises, certaines des images acquises pouvant ne pas être destinées à la détermination d'une image tridimensionnelle. A titre d'exemple, la durée de chaque phase d'acquisition Ai, A2, A3 est d'environ 1,2 s dans le cas de l'acquisition de 11 images et d'environ 0,76 s dans le cas de l'acquisition de 7 images et la durée d'une phase de déplacement D1, D2 est d'environ 0,35 s. Un inconvénient du procédé de détermination d'images tridimensionnelles décrit précédemment est que la durée totale nécessaire pour la détermination de l'image tridimensionnelle de la totalité du circuit Card, qui est égale à la somme des durées des phases d'acquisition d'images Ai, A2, A3 et des durées des phases de déplacement D1, D2 du circuit Card, peut être importante, notamment en raison du temps pris pour le B12295 - Mode d'acquisition continu 8 déplacement du circuit Card pendant lequel aucune acquisition d'image n'est réalisée. En outre, lors d'une phase d'acquisition d'images, l'image projetée par le projecteur P sur le circuit Card est modifiée entre deux acquisitions. Il faut donc prévoir des moyens de modification de l'image projetée, ce qui peut nécessiter l'utilisation d'un projecteur P de structure complexe et/ou d'adapter le système de traitement informatique 16. Ainsi, un objet d'un mode de réalisation est de 10 pallier tout ou partie des inconvénients des procédés de détermination d'images tridimensionnelles par un système d'inspection optique. Un autre objet d'un mode de réalisation est que la durée d'une opération de détermination d'une image tridimen15 sionnelle de la totalité du circuit électronique à inspecter est réduite. Un autre objet d'un mode de réalisation est de simplifier la fourniture des images projetées par le projecteur P. 20 Un autre objet d'un mode de réalisation est d'utiliser des projecteurs et/ou des caméras dont l'optique est simple et à bas coût. Un autre objet d'un mode de réalisation est de prévoir un système de détermination d'images tridimensionnelles 25 impliquant des traitements d'image rapides, quelle que soit la forme de la scène tridimensionnelle à observer. Pour atteindre tout ou partie de ces objets ainsi que d'autres, il est prévu un système d'inspection optique de circuits électroniques dans lequel le circuit électronique à 30 inspecter n'est plus immobile lors d'une phase d'acquisition d'images pour la détermination d'une image tridimensionnelle mais est déplacé au cours d'une phase d'acquisition d'images pour la détermination d'une image tridimensionnelle. Par la suite, on appelle système optique télécentrique 35 un système optique dont les rayons principaux sont parallèles B12295 - Mode d'acquisition continu 9 dans l'espace objet. L'espace objet désigne la scène (circuit Card) indépendamment pour les caméras et les projecteurs. On appelle système optique perspectif un système optique qui n'est pas télécentrique. Selon un mode de réalisation, au moins un appareil parmi le projecteur P et la caméra C est de type perspectif. Ceci permet de façon avantageuse de réduire l'encombrement du système d'inspection étant donné que les appareils de projection ou d'acquisition d'images de type perspectif ont un encombrement moindre que les appareils analogues de type télécentrique. Ceci permet, en outre, de façon avantageuse de réduire le coût du système d'inspection étant donné que les appareils de projection ou d'acquisition d'images de type perspectif ont un coût inférieur aux appareils analogues de type télécentrique.

Les figures 3 et 4 illustrent des modes de réalisation de procédés de détermination d'une image tridimensionnelle de la totalité du circuit Card. Aux figures 3 et 4, chaque étoile 22 représente l'instant d'acquisition d'une image par la caméra C. Selon un mode de réalisation, un déplacement relatif entre le circuit Card et l'ensemble comprenant le projecteur P et la caméra C est réalisé tout au long de l'opération de détermination de l'image tridimensionnelle. Dans ce but, le circuit Card peut être déplacé par le convoyeur 12 lors de l'acquisition des images, le projecteur P et la caméra C restant fixes. A titre de variante, le circuit Card peut être fixe et l'ensemble comprenant le projecteur P et la caméra C est déplacé lors de l'acquisition des images. A titre d'exemple, la durée entre deux acquisitions successives d'images est comprise entre 10 ms et 250 ms. La 30 durée entre deux acquisitions successives d'images peut être sensiblement constante à 10 % prés. Dans le mode de réalisation illustré en figure 3, la vitesse de déplacement relatif entre le circuit Card et l'ensemble comprenant le projecteur P et la caméra C est 35 sensiblement constante à 10 % prés. La vitesse de déplacement B12295 - Mode d'acquisition continu 10 dépend notamment du procédé de projection d'image utilisé. A titre d'exemple, la vitesse de déplacement est comprise entre 20 mm/s et 200 mm/s. Dans le mode de réalisation illustré en figure 4, la vitesse de déplacement relatif est temporairement augmentée, par exemple de plus de 30 %, entre deux acquisitions successives d'images par la caméra. De préférence, entre deux acquisitions successives d'une image par la caméra C, la vitesse de déplacement relatif est augmentée puis diminuée de façon que la vitesse de déplacement relatif au moment de l'acquisition d'une image soit sensiblement la même pour chaque acquisition d'image. A titre d'exemple, le convoyeur 12 est commandé par le système de traitement informatique 16 pour commander le déplacement du circuit Card entre deux acquisitions successives.

Les images acquises sont utilisées pour déterminer l'image tridimensionnelle de la totalité du circuit Card. Toutefois, pour la détermination de l'image tridimensionnelle de seulement une partie du circuit Card, seule quelques images acquises successivement sont utilisées, de préférence plus de trois images, par exemple huit images. Selon un mode de réalisation, l'image projetée par le projecteur P sur le circuit Card lors de l'acquisition des images par la caméra C est identique pour plusieurs images acquises successivement, de préférence pour la totalité des images acquises successivement. La figure 5 illustre un exemple de procédé de détermination d'une image tridimensionnelle dans le cas où le circuit Card à inspecter est immobile par rapport au projecteur P et à la caméra C lors de l'acquisition de plusieurs images successives. On appelle REF un plan de référence, parallèle au plan sur lequel repose le circuit Card. On a représenté en traits pointillés des droites Dp de parcours de rayons projetés par le projecteur P et des droites DC de parcours de rayons reçus par la caméra C.

B12295 - Mode d'acquisition continu 11 On appelle RREF(0, X, Y, Z) un repère lié au plan de référence REF dans lequel la direction X est la direction de déplacement du circuit Card, Y est une direction parallèle au plan REF et perpendiculaire à la direction X et Z est une direction perpendiculaire aux directions X et Y. Une image tridimensionnelle du circuit Card correspond à un nuage d'un nombre entier M de points Qt où i est un nombre entier variant de 1 à M. A titre d'exemple, M est supérieur à plusieurs millions.

Le nombre en exposant de Qt désigne la position qu'occupe le circuit Card par rapport à la caméra C et au projecteur P lors de l'acquisition d'images. Dans l'exemple illustré en figure 5, le circuit Card est immobile par rapport au projecteur P et à la caméra C pendant l'acquisition des images par la caméra C nécessaires à la détermination de l'image tridimensionnelle d'une partie du circuit Card. Cette position est indiquée par l'exposant "1". Un point elli) de la surface externe du circuit Card est repéré dans le repère RREF par les coordonnées (xi, Yi' hi). La coordonnée hi correspond à la hauteur du point Qt par rapport au plan REF. Un procédé de détermination d'une image tridimensionnelle du circuit Card consiste à déterminer la hauteur hi de chaque point W. A chaque point Qt correspond un point cle dans le plan image de la caméra C et un point Pie dans le plan image du projecteur P. On considère un repère Rc(0c, X', Y', Z') associé à la caméra C dans lequel Oc est le centre optique de la caméra C, la direction Z' est parallèle à l'axe optique de la caméra C et les directions X' et Y' sont perpendiculaires entre elles et perpendiculaires à la direction Z'. Dans le repère Rc, pour simplifier la description qui va suivre, on peut considérer de façon approximative que le point cle a les coordonnées (W, fc) où fc est la distance focale de la caméra C. On considère un repère Rp(Op, X", Y", Z") associé au projecteur P dans lequel Op est le centre optique du projecteur P, la direction Z" est parallèle à l'axe optique du projecteur P et B12295 - Mode d'acquisition continu 12 les directions X" et Y" sont perpendiculaires entre elles et perpendiculaires à la direction Z". Dans le repère Rp, pour simplifier la description qui va suivre, on peut considérer de façon approximative que le point Pie a les coordonnées (W, fp) où fp est la distance focale du projecteur P. De façon générale, en appelant Pp la matrice de projection du projecteur P et Pc la matrice de projection de la caméra C, on a le système d'équations (1) suivant pour chaque point e noté en coordonnées homogènes : f PqUhi)-Ppehi) (1) (cce(hi)_pcQuhi) Chaque point Qi correspond à l'intersection d'une droite DC associée à la caméra C et d'une droite Dp associée au projecteur P. 1 A chaque point P qi de l'image projetée par le 15 projecteur P est associée une phase cpi(hi). L'intensité lumineuse q(W(11J Cci1 ), mesurée par le pixel au point de l'image acquise par la caméra et correspondant au point Ql, suit la relation (2) suivante : q(celi))==P(hi)+13(hi)cosw(hi) (2) 20 où A(hi) est l'intensité lumineuse du fond au point Q1 de l'image, B(hi) représente l'amplitude entre les intensités minimale et maximale au point Q1 de l'image projetée. Dans l'exemple illustré en figure 5, le projecteur P projette successivement N images différentes sur le circuit, où 25 N est un entier naturel strictement supérieur à 1, de préférence supérieur ou égal à 4, par exemple d'environ 8. Pour chaque image projetée, un déphasage de 2n/N est appliqué. A titre d'exemple, les niveaux de gris Gl, G2 de deux images projetées sont illustrés en figure 5. L'intensité 30 lumineuse Celi)), mesurée par le pixel au point cle pour la d-ième image acquise par la caméra correspondant au point Ql, suit la relation (3) suivante : cce(hi)) =A+ Bcos(wi(hi)+da) (3) B12295 - Mode d'acquisition continu 13 où d est un entier qui varie entre 0 et N-1 et a est égal à 2n/N. On définit le vecteur .01,D selon la relation (4) suivante : (4) / cehj) 1 0 ( A ) e(hi) = 1( CCI:.?(I1J) cos(da) -sin(da) Bcoswi(hi) Bsimpi(hi) cqP(hi))/ cosOEN-1)a) -sin((1^1-1)a)/ : Il s'agit d'un système d'équations linéaires. On montre que la phase cpi(hi) est donnée par la relation (5) suivante : (1)1(h3= arctan EdN,10 sin(pco vN-1 z,d=o 'd cipsl1300 Dans l'exemple représenté en figure 5, le projecteur P 10 et la caméra C sont de type télécentrique. A titre d'exemple, dans le cas où les conditions suivantes sont remplies : les axes optiques du projecteur P et de la caméra C sont coplanaires ; 15 une rangée de l'image projetée par le projecteur P est associée à une rangée de l'image acquise par la caméra C, ces rangées étant situées dans un plan parallèle à la direction X ; les images projetées comprennent des franges droites qui s'étendent, par exemple, perpendiculairement à la direction 20 X et dont l'amplitude varie de façon sinusoïdale ; les droites Dp sont perpendiculaires au plan REF et les droites DC font un angle 0 avec le plan REF, le système d'équations (1) peut se simplifier selon le système d'équations (6) suivant : 1 P 1 Xi = Ui 25 (6) hi= al-rie ()q- -XiREF) en considérant que le point 0 jf1EF de coordonnées (xLF, Y!1 REF' 0) est le point du plan de référence REF associé au point C qi de la caméra C. (5) B12295 - Mode d'acquisition continu 14 P Dans le plan image du projecteur P, l'abscisse ui du point P qi suit, par exemple, la relation suivante (7) : Pli=a(piOli)+b (7) où a et b sont des nombres réels, a étant égal à p0/21-1 avec 5 correspondant au pas des franges sinusoïdales. A partir des relations (6) et (7), on obtient la relation (8) suivante : hi= Y(q)i (QREF) -(1)i (e) (8) où y est égal à po/(2ntane) et(0 Ti( 0 -,LF) est égal à la phase au 10 point 0 du plan de référence REF, c'est-à-dire à la phase en l'absence du circuit. Dans le cas où les conditions énoncées précédemment ne sont pas remplies, les calculs sont plus complexes. Toutefois, une expression littérale de la hauteur hi peut être obtenue. 15 La figure 6 illustre un exemple de procédé de détermination d'une image tridimensionnelle dans le cas où le circuit Card à inspecter est immobile par rapport au projecteur P et à la caméra C lors de l'acquisition de plusieurs images successives et dans le cas où la caméra C et le projecteur P 20 sont de type perspectif. Par rapport au cas précédent, le système d'équations (1) ne peut pas se simplifier pour donner le système d'équations (6). Toutefois, il correspond à un système d'équations linéaires pour la hauteur hi. Il est donc possible de trouver une 25 expression littérale pour la hauteur hi. La figure 7 illustre un exemple de procédé de détermination d'une image tridimensionnelle dans le cas où le circuit Card à inspecter est mobile par rapport au projecteur P et à la caméra C lors de l'acquisition des N images successives 30 et dans le cas où la caméra C et le projecteur P sont de type télécentrique. A titre d'exemple, deux positions du circuit sont représentées en figure 7 pour l'acquisition de deux images successives. De façon générale, à la position "t", t étant un 35 nombre entier variant entre 0 et N-1, le point (2 qui correspond PO B12295 - Mode d'acquisition continu 15 au point Q1 après déplacement du circuit est obtenu par la relation (9) suivante : ehi)=RtQUhi)+Tt (9) où Rt est une matrice de rotation et Tt une matrice de 5 translation, ces matrices étant représentatives du déplacement du circuit de la position "1" à la position Le projecteur P projette la même image sur le circuit lors des acquisitions des N images successives. Cette image comprend des franges qui s'étendent, par exemple, perpendi- 10 culairement à la direction X et dont l'amplitude varie de façon sinusoïdale. Comme le circuit est déplacé par rapport au projecteur, l'intensité lumineuse 1,1(cellj) réfléchie par le point (g n'est pas la même que l'intensité lumineuse I(celi)) réfléchie par le point (e lorsque d est différent de s. 15 Dans le cas où la matrice de rotation Rt correspond à la matrice identité, c'est-à-dire dans le cas d'une translation sans rotation, le vecteur e04) est alors défini par la relation (10) suivante : / Iâ( \INc 1( cqiN-1(hi))/ 20 Comme le projecteur P est télécentrique, la différence de phases entre l'intensité 11(celli)) réfléchie par le point Q? et l'intensité Gn( j) réfléchie par le point Q?' est la ccei (h même quel que soit le point considéré du circuit. La vitesse de déplacement relatif du circuit par rapport à l'ensemble 25 comprenant la caméra C et le projecteur P peut donc être choisie de façon que la différence de phases entre les intensités W(hi)) et 1,1+1(Cqd+1 (11J) corresponde à une différence de phase de 2n/N. Dans le plan image du projecteur P, l'abscisse Plq- du point Pie suit donc la relation (7) décrite précédemment. 30 En outre, comme la caméra C est également de type télécentrique, le déplacement de chaque point c« de la caméra associé au point Q? est le même quel que soit le point Q? du (10) B12295 - Mode d'acquisition continu 16 circuit. En particulier, ce déplacement est indépendant de la hauteur hi. On a donc la relation (11) suivante : (11) ( cehi)) \ 71 1 0 \ (Bsimpi (hi) A ) e(hi) 1 cos (da) -sin(da) Bcoswi (hi) \I cqv-i(hi)) I^1_1( - :I/ \1 cos((N-1)a) -sin((1^1-1)a)/ L'expression de hi selon la relation (8) peut alors être utilisée. Dans les procédés de détermination d'une image tridimensionnelle illustrés aux figures 5 à 7, la hauteur hi est une solution d'une équation linéaire de sorte qu'une expression analytique de la hauteur hi peut être obtenue directement.

La figure 8 illustre un mode de réalisation de procédé de détermination d'une image tridimensionnelle dans le cas où un déplacement relatif du circuit Card à inspecter par rapport au projecteur P et à la caméra C est réalisé lors de l'acquisition de plusieurs images successives et dans le cas où la caméra C et/ou le projecteur P sont de type perspectif. Les inventeurs ont mis en évidence que, dans ce cas, il n'est pas possible d'obtenir une expression analytique de la hauteur hi. Les inventeurs ont mis en évidence qu'une expression analytique de la hauteur hi ne peut pas être obtenue notamment lorsque le projecteur est du type perspectif. En effet, à la différence de l'exemple décrit précédemment en relation avec la figure 7, la différence de phases entre l'intensité réfléchie par le point Q? et l'intensité Gn(cel (h j) réfléchie par le point Qr1- est différente selon le point considéré. En effet, cette différence de phases varie nécessairement en fonction de la hauteur hi. Il n'est donc pas possible de choisir la vitesse de déplacement relatif du circuit par rapport à l'ensemble comprenant la caméra C et le projecteur P de façon que la différence de phases entre l'intensité 11(celi)) B12295 - Mode d'acquisition continu 17 réfléchie par le point Q? et l'intensité Gn( ccen (h j) réfléchie par le point Qr1 corresponde à une différence de phases de 2n/N pour tous les points de la surface externe. De ce fait, la relation (3) précédente n'est plus 5 valable mais doit être remplacée par la relation (12) suivante : ( cce(hi)) = A + Bcos((pi(hi)+6(Pfl(hi)) (12) où belli) est une fonction de la hauteur hi et de la position d du point e De plus, les inventeurs ont mis en évidence qu'une 10 expression analytique de la hauteur hi ne peut pas être obtenue lorsque la caméra C est du type perspectif. En effet, lorsqu'un déplacement relatif du circuit Card par rapport à l'ensemble comprenant la caméra C et le projecteur P est réalisé entre l'acquisition de deux images, le déplacement du pixel au point 15 c« de la caméra associé au point Q? n'est pas le même pour tous les points Q? du circuit, et, en particulier, dépend de la hauteur hi du point e De ce fait, dès que la caméra C ou le projecteur P est du type perspectif et qu'un déplacement relatif du circuit Card 20 par rapport à la caméra C et au projecteur P est réalisé lors de l'acquisition des images, les algorithmes de détermination de l'image tridimensionnelle décrit précédemment ne peuvent pas être appliqués. Les inventeurs ont néanmoins déterminé que l'image 25 tridimensionnelle du circuit pouvait être obtenue en déterminant une fonction de coût Cost qui dépend notamment de la hauteur hi. La hauteur hi recherchée est alors celle pour laquelle la fonction de coût Cost atteint un minimum selon la relation (13) suivante : 30 hi= argminh Costi (h) (13) La fonction de coût peut être basée sur la comparaison entre des signaux obtenus à partir de l'image acquise par la caméra et de l'image affichée par le projecteur, des images acquises par plus d'une caméra et de l'image affichée par le 35 projecteur ou des images acquises par au moins deux caméras ou B12295 - Mode d'acquisition continu 18 plus. Le signal peut correspondre à une pseudo-phase ou à l'intensité lumineuse. Selon un mode de réalisation, la fonction de coût est déterminée en comparant la phase de l'image projetée avec au moins une estimation de phase déterminée à partir l'image acquise par une caméra ou en comparant des estimations de phase déterminées à partir des images acquises par au moins deux caméras. L'expression (13) revient alors à minimiser une différence de phases.

La relation (11) décrite précédemment devient la relation (14) suivante, en utilisant la relation (12) : /1 cos(behj) -sin(Sehj) / A \ 1 cos(6e(h)) -sin(6e(11,)) Bcos(e(h)) (14) \Bsin(e(h,)) cos(6(e 1(h,)) -sin (6(e 1(11,))/ X, (h,) AÀ) On détermine un vecteur estimé RF(h), dont les coordonnées sont (-fr(h,),«(h,),K(h,))T, qui correspond à une 15 estimation du vecteur XF(h) et est donné par la relation (15) suivante : 5-( F (hi)= Ai(hi))+e(hi) (15) On utilise, en outre, les variables e(h) et -e(11,) données par la relation (16) suivante : 20 16) re(hi)-1 ( rff (h,)] Dans le mode de réalisation illustré en figure 8 comprenant une caméra C et un projecteur P, pour une hauteur hi et une position d données, la phase ell,) peut être déterminée à partir des équations de fonctionnement du projecteur P. Selon le 25 présent mode de réalisation, la fonction de coût Costi est donnée par la relation (17) suivante : 2 Costi(h3= reF(h,)] [cos(e (p,(h,))1 [SF(h) [sin(ep,(h,))] (17) B12295 - Mode d'acquisition continu 19 La figure 9 représente un autre mode de réalisation dans lequel le système d'inspection optique 30 comprend au moins deux caméras C1 et C2. Le projecteur P et/ou les caméras C1 et C2 sont de type perspectif.

Selon un mode de réalisation, la fonction de coût Cost2 pour le système 30 est déterminée selon la relation (18) suivante : 2 r1(111 r(h1 Cost2(h - i)= ( 18 ) (hi) Selon un autre mode de réalisation, le système 10 d'inspection optique 30 comprend G caméras Cl, C2, ..., CG , où G est un nombre entier supérieur ou égal à 3 et la fonction de coût Cost3 est donnée par la relation (19) suivante : [e(hi)1 71=G Cost3(hi)= 2 (19) '-'1-11:1(hi) Selon un autre mode de réalisation, le système 15 d'inspection optique 30 comprend G caméras Cl, C2, ..., CG , où G est un nombre entier supérieur ou égal à 3 et la fonction de coût Cost4 est donnée par la relation (20) suivante : 2 [-e(hi)-1 [cos(q)? (h)) C (h ost4i)=(20) e(11J] [sin(WPW(h))] Selon un mode de realisation dans lequel le système 20 d'inspection 30 comprend au moins deux caméras Cl, C2, la fonction de coût est déterminée en comparant directement les images fournies par au moins deux caméras différentes. L'expression (13) revient alors à minimiser une différence d'intensité lumineuse.

25 A titre d'exemple, la fonction de coût Cost5 est donnée par la relation (21) suivante : Costs (hi) = g1(hi)_e2(hi)112 (21) Selon un autre mode de réalisation, le système d'inspection optique 30 comprend G caméras Cl, C2, ..., CG et la 30 fonction de coût Cost6 est donnée par la relation (22) suivante : B12295 - Mode d'acquisition continu 20 Cost6(hi)= Eliçnr I(h)-1En 11(hi) 11 2 Les fonctions de coût décrites (22) être mises en oeuvre dans le cas décrit lequel la caméra précédemment peuvent précédemment en relation C et le projecteur P matrice de rotation Rt avec la figure 7, dans lorsque la sont de type télécentrique, est différente de la matrice identité. Des modes de réalisation particuliers ont été décrits. Diverses variantes et modifications apparaîtront à l'homme de l'art. En particulier, bien que dans les modes de réalisation le projecteur soit disposé à l'aplomb du circuit électronique et que les caméras soient disposées de part et d'autre du projecteur, des caméras peuvent être disposées à l'aplomb du circuit à inspecter et des projecteurs peuvent être disposés de part et d'autre de la caméra. En outre, bien qu'un système d'inspection optique ait été décrit pour l'inspection de circuits électroniques, il est clair que le système d'inspection optique peut être utilisé pour l'inspection d'autres objets.

Claims (11)

1. REVENDICATIONS1. Procédé de détermination d'images tridimensionnelles d'un objet (Card), comprenant : la projection d'un affichage sur l'objet par un projecteur (P) ; l'acquisition de plusieurs images bidimensionnelles de l'objet par au moins un premier capteur d'images (C ; C1), un déplacement relatif de l'objet par rapport à l'ensemble comprenant le projecteur et le capteur d'images étant réalisé pendant les acquisitions des images ; et la détermination de la hauteur de chaque point de l'objet comme correspondant à un extrémum d'une fonction obtenue à partir des images bidimensionnelles acquises.
2. 2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel le projecteur et/ou le premier capteur d'images sont de type 15 perspectif.
3. 3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, dans lequel l'affichage projeté est identique lors de l'acquisition de chaque image bidimensionnelle.
4. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 20 à 3, dans lequel l'affichage comprend des franges.
5. 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel un déplacement relatif de l'objet (Card) par rapport à l'ensemble comprenant le projecteur (P) et le capteur d'images (C) est réalisé lors de l'acquisition d'au moins l'une 25 des images bidimensionnelles.
6. 6. Procédé selon la revendication 5, dans lequel un déplacement relatif de l'objet (Card) par rapport à l'ensemble comprenant le projecteur (P) et le capteur d'images (C) est réalisé lors de l'acquisition de chaque image bidimensionnelle.
7. 7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, dans lequel le déplacement relatif est accéléré entre les acquisitions des deux images d'au moins une paire d'images bidimensionnelles successives. B12295 - Mode d'acquisition continu
8. 8. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, dans lequel la vitesse du déplacement relatif (Card) est constante à 10 % près.
9. 9. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 5 à 8, comprenant l'acquisition de plusieurs images bidimensionnelles de l'objet par au moins un deuxième capteur d'images (C2), la hauteur de chaque point de l'objet correspondant à un extrémum d'une fonction obtenue à partir des images acquises par les premier et deuxième capteurs d'images.
10. 10. Système de détermination d'images tridimension- nelles d'un objet (Card), comprenant : un projecteur (P) adapté à projeter un affichage sur l'objet ; un premier capteur d'images (C) adapté à acquérir 15 plusieurs images bidimensionnelles de l'objet ; un convoyeur (12) adapté à réaliser un déplacement relatif de l'objet par rapport à l'ensemble comprenant le projecteur et le premier capteur d'images lors des acquisitions successives d'images bidimensionnelles ; et des moyens de traitement (16) adaptés à déterminer la hauteur de chaque point de l'objet comme correspondant à un extrémum d'une fonction obtenue à partir des images bidimensionnelles acquises.
11. 11. Système selon la revendication 10, dans lequel le 25 projecteur et/ou le capteur d'images sont de type perspectif.