FR3096126A1 - Procede d'inspection optique d'un objet - Google Patents
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Abstract
PROCEDE D'INSPECTION OPTIQUE D'UN OBJET La présente description concerne un procédé d'inspection optique d'un objet comprenant au moins un profilomètre comprenant un projecteur configuré pour projeter sur l'objet un motif lumineux et au moins des premier et deuxième capteurs d'images (C1, C2), le procédé comprenant le déplacement de l'objet par rapport au profilomètre selon un parcours et la commande par un module de traitement des premier et deuxième capteurs d'images pour l’acquisition d'images de l'objet selon au moins des première et deuxième phases successives, dans l'une des première ou deuxième phases, les premier et deuxième capteurs d'images étant alternativement commandés pour l’acquisition d'images de l'objet, et, dans l'autre des première ou deuxième phases, les premier et deuxième capteurs d'images étant commandés simultanément pour l’acquisition d'images de l'objet. Figure pour l'abrégé : Fig. 6
Description
La présente description concerne de façon générale les procédés d'inspection optique et, plus particulièrement, les procédés de détermination d'images tridimensionnelles destinés à l'analyse en ligne d'objets, notamment de circuits électroniques.
Les systèmes d'inspection optique sont généralement utilisés pour vérifier le bon état d'un objet avant sa mise sur le marché. Ils permettent notamment de déterminer une image tridimensionnelle, également appelée image 3D, de l'objet qui peut être analysée pour rechercher d'éventuels défauts. Dans le cas d'un circuit électronique comprenant par exemple un circuit imprimé équipé de composants électroniques, l'image tridimensionnelle du circuit électronique peut être utilisée notamment pour inspecter le bon état des soudures des composants électroniques sur le circuit imprimé.
L'image 3D de l'objet peut être déterminée à partir de l'acquisition d'images bidimensionnelles, également appelées images 2D, de l'objet par au moins une caméra alors que l'objet est balayé par un profil lumineux, par exemple un faisceau laser. Une opération de balayage correspond à l'ensemble des images 2D de l'objet devant être acquises pour permettre la détermination d'une image 3D de l'objet. Le facteur limitant pour la durée d'une opération de balayage correspond généralement à la vitesse d'acquisition des images 2D par la caméra pour obtenir la résolution souhaitée des images 2D acquises par la caméra.
Il serait souhaitable de pouvoir réduire la durée d'une opération de balayage d'un objet sans dégrader la résolution des images 2D acquises.
Un objet d'un mode de réalisation est de pallier au moins en partie les inconvénients des procédés et systèmes d'inspection optique décrits précédemment.
Un autre objet d’un mode de réalisation est de réduire la durée d'une opération de balayage d'un objet, notamment pour la détermination d'une image 3D de l'objet.
Un autre objet d’un mode de réalisation est de ne pas dégrader la résolution des images 2D acquises d'un objet pour la détermination de l'image 3D de l'objet.
Ainsi, un mode de réalisation prévoit un procédé d'inspection optique d'un objet comprenant au moins un profilomètre comprenant un projecteur configuré pour projeter sur l'objet un motif lumineux et au moins des premier et deuxième capteurs d'images, le procédé comprenant le déplacement de l'objet par rapport au profilomètre selon un parcours et la commande par un module de traitement des premier et deuxième capteurs d'images pour l’acquisition d'images de l'objet selon au moins des première et deuxième phases successives, dans l'une des première ou deuxième phases, les premier et deuxième capteurs d'images étant alternativement commandés pour l’acquisition d'images de l'objet, et, dans l'autre des première ou deuxième phases, les premier et deuxième capteurs d'images étant commandés simultanément pour l’acquisition d'images de l'objet.
Un mode de réalisation prévoit également un système d'inspection optique d'un objet comprenant au moins un profilomètre comprenant un projecteur configuré pour projeter sur l'objet un motif lumineux et au moins des premier et deuxième capteurs d'images et un module de traitement configuré pour commander le déplacement de l'objet par rapport au profilomètre selon un parcours et pour commander les premier et deuxième capteurs d'images pour l’acquisition d'images de l'objet selon au moins des première et deuxième phases successives, dans l'une des première ou deuxième phases, les premier et deuxième capteurs d'images étant alternativement commandés pour l’acquisition d'images de l'objet, et, dans l'autre des première ou deuxième phases, les premier et deuxième capteurs d'images étant commandés simultanément pour l’acquisition d'images de l'objet.
Selon un mode de réalisation, les images sont utilisées pour la détermination d'une image tridimensionnelle de l'objet.
Selon un mode de réalisation, le procédé comprend la détermination par le module de traitement d'au moins une première zone de l'objet pour laquelle une résolution minimale à une première valeur est recherchée et d'au moins une deuxième zone de l'objet pour laquelle une résolution minimale à une deuxième valeur est recherchée, la première valeur de résolution minimale étant inférieure strictement à la deuxième valeur de résolution minimale.
Selon un mode de réalisation, le procédé comprend la détermination par le module de traitement, à partir des positions des premier et deuxième capteurs d'images par rapport à l'objet le long dudit parcours lorsque les premier et deuxième capteurs d'images sont alternativement commandés pour l’acquisition d'images de l'objet, d'au moins une troisième zone de l'objet pour laquelle une résolution maximale à une première valeur est atteignable et d'au moins une quatrième zone de l'objet pour laquelle une résolution maximale à une deuxième valeur est atteignable, la première valeur de résolution maximale étant strictement supérieure à la deuxième valeur de résolution maximale.
Selon un mode de réalisation, sur le parcours, les premier et deuxième capteurs d'images sont alternativement commandés pour l’acquisition d'images de l'objet dans le cas où au moins une partie de l'objet vue par les capteur d'images correspond à la fois à l'une des premières zones et à l'une des troisièmes zones et les premier et deuxième capteurs d'images sont commandés simultanément pour l’acquisition d'images de l'objet dans le cas où la partie de l'objet vue par les capteur d'images correspond à la fois à l'une des deuxièmes zones et à l'une des quatrièmes zones.
Selon un mode de réalisation, le procédé comprend le déplacement de l'objet par un convoyeur selon une direction de convoyage et comprend en outre le déplacement du profilomètre par rapport au convoyeur selon une direction de déplacement non parallèle à la direction de convoyage.
Selon un mode de réalisation, la direction de déplacement est perpendiculaire à la direction de convoyage.
Selon un mode de réalisation, l'objet comprend un circuit imprimé.
Selon un mode de réalisation, le projecteur est configuré pour projeter sur l'objet un faisceau lumineux dont l'épaisseur est inférieure à 200 µm.
Selon un mode de réalisation, le projecteur comprend une source laser.
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 :
De mêmes éléments ont été désignés par de mêmes références dans les différentes figures. En particulier, les éléments structurels et/ou fonctionnels communs aux différents modes de réalisation peuvent présenter les mêmes références et peuvent disposer de propriétés structurelles, dimensionnelles et matérielles identiques.
Par souci de clarté, seuls les étapes et éléments utiles à la compréhension des modes de réalisation décrits ont été représentés et sont détaillés. En particulier, les moyens de convoyage du circuit électronique et les moyens de déplacement des caméras et des projecteurs du système d'inspection optique décrit ci-après sont à la portée de l'homme de l'art et ne sont pas décrits en détail. En outre, les processus d'inspection optique n'ont pas été détaillés, le procédé de détermination d'images tridimensionnelles étant compatible avec tout système d'inspection optique et, plus généralement, avec tout système de prise de vues.
Dans la description qui suit, lorsque l'on fait référence à des qualificatifs de position absolue, tels que les termes "avant", "arrière", "haut", "bas", "gauche", "droite", etc., ou relative, tels que les termes "dessus", "dessous", "supérieur", "inférieur", etc., ou à des qualificatifs d'orientation, tels que les termes "horizontal", "vertical", etc., il est fait référence sauf précision contraire à l'orientation des figures ou à un système d'inspection optique dans une position normale d'utilisation.
Sauf précision contraire, les expressions "environ", "approximativement", "sensiblement", et "de l'ordre de" signifient à 10 % près, de préférence à 5 % près.
Dans la suite de la description, des modes de réalisation vont être décrits dans le cas de l’inspection optique de circuits électroniques. Toutefois, ces modes de réalisation peuvent s’appliquer à la détermination d’images tridimensionnelles de tous types d’objets, notamment pour l’inspection optique de pièces mécaniques. On appelle par la suite X et Y deux directions perpendiculaires, par exemple horizontales.
Les figures 1, 2 et 3 sont respectivement une vue en perspective, une vue de face et une vue de dessus, partielles et schématiques, d’un mode de réalisation d'un système d'inspection optique 10 d’un circuit électronique 12. On entend par circuit électronique indifféremment un ensemble de composants électroniques interconnectés par l'intermédiaire d'un support, 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 une carte de circuit imprimé et les composants électroniques sont fixés à la carte de circuit imprimé par des joints de soudure obtenus par chauffage de blocs de pâte à souder. Dans ce cas, on entend par circuit électronique indifféremment la carte de circuit imprimé seule (sans composants électroniques, ni blocs de pâte à souder), la carte de circuit imprimé munie des blocs de pâte à souder et sans composants électroniques, la carte de circuit imprimé munie des blocs de pâte à souder et des composants électroniques avant l'opération de chauffage ou la carte de circuit imprimé munie des composants électroniques fixés à la carte de circuit imprimé par les joints de soudure.
Le circuit électronique 12 est placé sur un convoyeur 14, par exemple un convoyeur plan. Le convoyeur 14 est configuré pour déplacer le circuit 12 parallèlement à la direction X. A titre d'exemple, le convoyeur 14 peut comprendre un ensemble de courroies et de galets entraînés par un moteur électrique tournant 16, représenté seulement en figure 2. A titre de variante, le convoyeur 14 peut comprendre un moteur linéaire déplaçant un charriot sur lequel repose le circuit électronique 12. Le circuit 12 correspond, par exemple, à une carte rectangulaire ayant une longueur et une largeur variant de 50 mm à 550 mm. Le convoyeur 14 est configuré pour déplacer le circuit 12 selon la direction X d'une position d'introduction du circuit 12 jusqu'à une position d'inspection, à laquelle le circuit 12 est à l'arrêt, et de la position d'inspection jusqu'à une position de récupération du circuit 12.
Le système d'inspection optique 10 comprend en outre un dispositif 20 de détermination d'une image 3D d'une scène, correspondant dans le présent mode de réalisation au circuit électronique 12. Le dispositif 20 peut comprendre un projecteur P d'un faisceau lumineux fin. Le projecteur P peut comprendre une source laser ou un projecteur adapté à projeter une image contenant seulement une ligne. La longueur d'onde du laser est par exemple comprise entre 400 nm et 700 nm. Le projecteur P est relié à un système informatique 22 de contrôle, d'acquisition et de traitement d'images, également appelé module de traitement 22 par la suite. Le dispositif 20 comporte, en outre, un dispositif d'acquisition d'images comprenant au moins deux caméras, par exemple des caméras numériques, deux caméras C1 et C2 étant représentées sur les figures 1 à 3. Chaque caméra C1, C2 est reliée au module de traitement 22.
Le module de traitement 22 peut comprendre un ordinateur ou un microcontrôleur comportant un processeur et une mémoire non volatile dans laquelle sont stockées des séquences d'instructions dont l'exécution par le processeur permet au module de traitement 22 de réaliser les fonctions souhaitées. A titre de variante, le module de traitement 22 peut correspondre à un circuit électronique dédié. Le moteur électrique 16 peut, en outre, être commandé par le module de traitement 22. Le module de traitement 22 peut en outre comprendre une interface homme-machine, comprenant par exemple un écran d'affichage pour l'affichage d'informations et un clavier et une souris pour la saisie de données par un opérateur.
Les caméras C1, C2 peuvent être disposées par paire de part et d'autre du projecteur P, parallèlement à la direction X. Selon un mode de réalisation, la direction X est parallèle à une direction privilégiée des caméras C1, C2 et/ou du projecteur P. A titre d'exemple, la direction X peut être parallèle à la droite passant par les centres optiques des caméras C1, C2. Dans la suite de la description, on appelle image bidimensionnelle, ou image 2D, une image numérique acquise par l'une des caméras C1, C2 et correspondant à une matrice de pixels. Dans la suite de la description, sauf indication contraire, le terme "image" fait référence à une image 2D. Dans la suite de la description, on appelle résolution de chaque caméra C1, C2 le nombre total de pixels de la caméra. A titre d'exemple, la résolution de chaque caméra C1, C2 est comprise entre 500000 pixels et 3 millions pixels.
Dans la suite de la description, on appelle profilomètre optique 24 l'ensemble comprenant le projecteur P et les caméras C1, C2. Le profilomètre 24 peut correspondre à un profilomètre laser. Selon un mode de réalisation, le système d'inspection optique 10 comprend un dispositif 26 de support, représenté de façon schématique seulement sur les figures 2 et 3, du profilomètre 24, adapté à déplacer simultanément le projecteur P et les caméras C1, C2, notamment en translation selon la direction X et selon la direction Y. Le dispositif de support 26 peut être commandé par le module de traitement 22. A titre d'exemple, on a représenté en figure 3, par une ligne en traits pointillés 26', le support du profilomètre à une autre position selon les directions X et Y.
Les moyens de commande du convoyeur 14, du dispositif de support 26, des caméras C1, C2 et du projecteur P du système d'inspection optique 10 décrit précédemment sont à la portée de l'homme de l'art et ne sont pas décrits plus en détail.
On appelle Z la direction perpendiculaire aux directions X et Y. Les directions X, Y et Z et une origine O constituent un repère d'espace à trois dimensions RREF (OX, OY, OZ) fixe par rapport au châssis, non représenté, du système d'inspection optique 10. La figure 2 est vue selon la direction Y et la figure 3 est vue selon la direction Z. Le dispositif 20 est adapté à déterminer une image tridimensionnelle, également appelée image 3D ou carte de hauteur, du circuit 12. Une image 3D du circuit 12 correspond à un nuage de points, par exemple plusieurs millions de points, d'au moins une partie de la surface extérieure du circuit 12 dans lequel chaque point de la surface est repéré par ses coordonnées (x, y, z) déterminées par rapport au repère RREF (OX, OY, OZ).
La figure 4 illustre le fonctionnement du dispositif de détermination d'une image 3D pour un profilomètre laser 24, seule la caméra C1 du profilomètre 24 étant représentée. Le projecteur P est configuré pour projeter un faisceau lumineux fin qui suit sensiblement une surface lumineuse S. Selon un mode de réalisation, le faisceau lumineux correspond à un faisceau laser sensiblement cylindrique et le projecteur P comprend un mécanisme configuré pour déplacer le faisceau laser et lui faire balayer la surface S. Selon un autre mode de réalisation, le projecteur P est configuré pour émettre le faisceau lumineux directement selon la surface S. Il s'agit par exemple d'un projecteur P comprenant une source laser et un dispositif de diffraction ou une lentille de Powell. Dans la suite de la description, on appelle surface lumineuse S la surface définie par le faisceau lumineux projeté par le projecteur P indépendamment du fait que le faisceau lumineux s'étend directement à partir du projecteur P selon la surface S ou que le faisceau lumineux balaye cette surface S. Selon un mode de réalisation, l'épaisseur du faisceau lumineux selon la direction X est inférieure à 200 µm. De préférence, la surface lumineuse S est la plus plane possible, par exemple selon un plan parallèle au plan (OYZ), avec un balayage du circuit électronique 12 par la surface lumineuse S selon la direction X lors du déplacement relatif du projecteur P par rapport au circuit 12 selon la direction X. Toutefois, notamment lorsque la surface S est obtenue par diffraction ou au moyen d'une lentille de Powell, il peut être difficile de contrôler parfaitement la surface S de sorte que la surface S peut ne pas être parfaitement plane. Le faisceau lumineux est réfléchi par le circuit électronique 12 et chaque caméra C1, C2 fait l'acquisition d'une image I de la scène Sc. L'intersection entre le faisceau lumineux délimitant la surface lumineuse S et la scène Sc correspond sensiblement à une ligne lumineuse L qui apparaît sous la forme d'une ligne L' sur l'image I acquise par chaque caméra C1, C2.
Une opération de balayage du circuit 12 correspond à une phase d'acquisition d'images 2D du circuit 12 par les caméras C1, C2 pour la détermination d'une image 3D du circuit 12. Lors d'une opération de balayage, un déplacement relatif est réalisé entre le circuit 12 et le profilomètre 24, par exemple selon la direction X, et des images sont acquises par chaque caméra C1, C2, par exemple à intervalles réguliers dans l'espace. Le déplacement relatif entre le circuit 12 et le profilomètre 24 peut être temporairement interrompu pour l'acquisition de chaque image I par chaque caméra C1, C2 ou l'acquisition de chaque image I peut être réalisée à la volée au cours du déplacement relatif entre le circuit 12 et le profilomètre 24. On dispose ainsi, pour chaque caméra C1, C2, d'un ensemble d'images comprenant chacune un trait L' de forme différente d'une image à l'autre. A titre de variante, le projecteur P peut être adapté à projeter deux faisceaux lumineux fins s'étendant selon deux directions différentes.
La figure 5 est un schéma par blocs illustrant un mode de commande des caméras C1, C2, appelé mode de commande standard, au cours d'une opération de balayage du circuit 12.
A l'étape 30, le module de traitement 22 détermine les signaux de commande des acquisitions d'images 2D des caméras C1, C2 en fonction du temps pour l'opération de balayage à réaliser. On a représenté de façon schématique en figure 5 un chronogramme d'impulsions IMP, chaque impulsion IMP correspondant à la commande d'acquisition d'une image 2D par une caméra.
A l'étape 32, le module de traitement 22 fournit à chaque caméra C1, C2 les signaux de commande des acquisitions d'images 2D. Dans ce but, le module de traitement 22 peut comprendre une carte de routage configurée pour transmettre une série d'impulsions IMP1 à la première caméra C1 et une série d'impulsions IMP2 à la deuxième caméra C2 à partir de la série d'impulsions IMP. Dans le mode de commande standard, la série d'impulsions IMP1 est identique à la série d'impulsion IMP et la série d'impulsions IMP2 est identique à la série d'impulsion IMP.
A l'étape 34, la première caméra C1 fait l'acquisition d'images 2D sous la commande des signaux de commande IMP1 et à l'étape 36 la deuxième caméra C2 fait l'acquisition d'images 2D sous la commande des signaux de commande IMP2. Les impulsions IMP1 et IMP2 étant simultanées, l'acquisition de chaque image par la caméra C1 est réalisée simultanément à l'acquisition d'une image par la caméra C2. Les images acquises par les caméras C1, C2 sont transmises au module de traitement 22.
A l'étape 38, le module de traitement 22 détermine l'image 3D du circuit 12 à partir des images 2D fournies par les caméras C1, C2. Une seule caméra pourrait en théorie être utilisée pour acquérir les images 2D d'un objet à partir desquelles une image 3D de l'objet est déterminée. Toutefois, en général, au moins deux caméras sont utilisées pour multiplier les angles de vue et minimiser les zones cachées dues aux éléments les plus hauts de la scène. En effet, plus le nombre de caméras est important, plus le risque qu'une zone ne soit pas visible sur toutes les images acquises simultanément par les caméras est réduit. De ce fait, lorsque la scène est vue par les deux caméras, le module de traitement peut utiliser les deux images 2D acquises simultanément de la scène pour la détermination de l'image 3D. En particulier, le module de traitement 22 peut produire une nouvelle image 2D à partir des deux images 2D, correspondant par exemple à une "fusion" des deux images, pour la détermination de l'image 3D. Lorsque qu'une partie de la scène n'est vue que par l'une des deux caméras, le module de traitement utilise seulement l'image 2D sur laquelle apparaît cette partie de la scène pour la détermination de l'image 3D.
Selon un mode de réalisation, les caméras sont commandées lors d'une opération de balayage selon une seule phase ou une succession d'au moins deux phases pendant chacune desquels les caméras sont commandées selon l'un ou l'autre de premier et deuxième modes de commande des caméras, les modes de commande de deux phases qui se suivent étant différents. Le premier mode correspond au mode de commande standard décrit précédemment en relation avec la figure 5 selon lequel les caméras C1, C2 font des acquisitions simultanées des images 2D. Le deuxième mode de commande, appelée mode de commande alternée par la suite, comprend l'alternance d'acquisitions d'images par les caméras C1, C2. Selon un autre mode de réalisation, les caméras sont commandées pour réaliser au moins des première et deuxième opérations de balayage d'une même scène à inspecter, l'une des première ou deuxième opérations de balayage étant réalisée en commandant les caméras selon le mode de commande standard et l'autre des première ou deuxième opérations de balayage étant réalisée en commandant les caméras selon le mode de commande alternée.
La figure 6 est un schéma par blocs illustrant le mode de commande alternée des caméras C1, C2 au cours d'une opération de balayage du circuit 12. Le mode de commande alternée comprend l'ensemble des étapes du mode de commande standard décrit précédemment en relation avec la figure 5 à la différence que l'étape 32, décrite précédemment, est remplacée par l'étape 42, et que l'étape 38, décrite précédemment, est remplacée par l'étape 48.
A l'étape 42, le module de traitement 22 fournit à chaque caméra C1, C2 les signaux de commande des acquisitions d'images 2D comme cela a été décrit précédemment pour l'étape 32, en transmettant une série d'impulsions IMP1 à la première caméra C1 et une série d'impulsions IMP2 à la deuxième caméra C2, à la différence que la série d'impulsions IMP1 comprend une impulsion sur deux de la série d'impulsions IMP et que la série d'impulsions IMP2 comprend les autres impulsions de la série d'impulsions IMP. De ce fait, au cours d'une phase dans laquelle le mode commande alternée est mis en oeuvre, les acquisitions d'images 2D par la première caméra C1 sont réalisées à des instants différents des acquisitions d'images 2D par la deuxième caméra C2.
A l'étape 48, le module de traitement 22 détermine l'image 3D à partir des images 2D en tenant compte du fait qu'une seule image 2D est disponible à chaque instant d'acquisition.
La durée de l'opération de balayage lors de l'application du mode de commande alternée est inférieure à la durée de l'opération de balayage lors de l'application du mode de commande standard, puisque, dans le mode de commande alternée, les caméras font des acquisitions d'images à tour de rôle. De façon avantageuse, la durée de l'opération de balayage lors de l'application du mode de commande alternée est inférieure à au moins 90 %, de préférence au moins 85 %, de la durée de l'opération de balayage lors de l'application du mode de commande standard. Ceci permet de réduire la durée totale de l'opération de balayage.
La détermination des instants de début et de fin de chaque phase d'une opération de balayage est réalisée au préalable par une analyse du circuit électronique 12 à inspecter. Dans ce but, le circuit électronique à inspecter est modélisé dans un logiciel de conception assistée par ordinateur ou logiciel CAO.
La figure 7 est image en vue de dessus d'une modélisation d'un circuit électronique telle qu'elle peut être affichée sur un écran d'affichage par un logiciel CAO. En figure 7, on a représenté un circuit électronique 50 comprenant une carte de circuit imprimé 52 sur laquelle sont fixés des composants électroniques 54 par des plots de soudure, non représentés en figure 7, les composants 54 pouvant comprendre des broches de connexion 56, les plots de soudure, non représentés, étant en pratique situés aux extrémités des broches de connexion 56.
Il est déterminé à partir d'une analyse de la modélisation CAO du circuit électronique 50 des zones en fonction de la résolution nécessaire des images 2D acquises pour la mise en oeuvre du procédé d'inspection optique sur l'image 3D obtenue à partir des images 2D, notamment pour inspecter le bon état des soudures des composants électroniques du circuit électronique.
La figure 8 est une image en vue de dessus du circuit électronique 50 dans laquelle sont indiquées trois zones, les premières zones 60 pour lesquelles une résolution basse des images 2D acquises est suffisante pour l'inspection optique, des deuxième zones 62 pour lesquelles une résolution moyenne, supérieure à la résolution basse, des images 2D acquises est suffisante pour l'inspection optique et des troisièmes zones 64 pour lesquelles une résolution haute, supérieure à la résolution moyenne, des images 2D acquises est nécessaire pour l'inspection optique. La résolution moyenne peut être égale à deux fois la résolution basse. La résolution haute peut être égale à deux fois la résolution moyenne. La détermination des zones 60, 62, 64 peut être réalisées par un opérateur et/ou peut être réalisée de façon automatique par ordinateur. Un opérateur peut transmettre des instructions au module de traitement 22 au moyen d'une interface homme/machine, non représentée, comprenant par exemple un clavier, un écran, notamment un écran tactile, une souris, un microphone et/ou des boutons de commandes.
Lors d'une opération de balayage, un déplacement relatif entre le circuit 12 et le profilomètre 24 est réalisé au moins entre les acquisitions de deux images 2D successives par les caméras C1, C2. Le déplacement relatif entre le circuit 12 et le profilomètre 24 est défini par le module de traitement 22 au préalable, notamment à partir d'une analyse de la modélisation du circuit électronique 50. A partir du déplacement relatif entre le circuit 12 et le profilomètre 24, le module de traitement 22 est adapté à déterminer les parties du circuit 12 qui resteront invisibles à chaque caméra C1, C2 lors d'une opération de balayage. Selon un mode de réalisation, ces parties sont déterminées par un calcul théorique à partir des données fournies par le logiciel CAO et de la géométrie des caméras C1, C2. Selon un autre mode de réalisation, ces parties sont déterminées par des mesures réalisées au préalable à partir d'acquisitions d'images du circuit 12. Selon un autre mode de réalisation, ces parties sont déterminées en combinant des mesures réalisées au préalable à partir d'acquisitions d'images du circuit 12 et un calcul théorique réalisé à partir des données fournies par le logiciel CAO et de la géométrie des caméras C1, C2.
Les figures 9 et 10 sont des images en vue de dessus du circuit électronique 50 sur lesquelles les zones noires 70 correspondent aux parties du circuit électronique 50 qui sont invisibles au cours d'une opération de balayage respectivement pour la première caméra C1 (figure 9) et pour la deuxième caméra C2 (figure 10), le contour des composants électroniques 54 étant indiqués en traits pointillés sur les figures.
A partir des zones non visibles 70 par les caméras C1 et C2 au cours d'une opération de balayage, le module de traitement 22 détermine la résolution maximale pouvant être obtenue dans le cas où la totalité du balayage est réalisée en mettant en oeuvre le mode de commande alternée des caméras. En effet, pour les parties du circuit électronique 50 qui sont visibles simultanément par les deux caméras C1, C2, la résolution haute peut être obtenue tandis que, pour les parties du circuit électronique 50 qui ne sont visibles simultanément que par l'une des caméras C1, C2, la résolution maximale qui peut être obtenue est la résolution moyenne puisque seule une image 2D sur deux est alors utilisable.
La figure 11 est une image en vue de dessus du circuit électronique 50 dans laquelle sont indiquées des premières zones 80 pour lesquelles une résolution haute peut être obtenue et des deuxièmes zones 82 pour lesquelles une résolution moyenne peut au mieux être obtenue lorsqu'un mode de commande alternée est mis en oeuvre pendant toute l'opération de balayage.
La figure 12 illustre un mode de réalisation d'un procédé de détermination des instants de début et de fin de chaque phase pour une opération de balayage par le module de traitement 22. On a reproduit sur la figure 12, les images des figures 8 et 11 décrites précédemment. On a en outre représenté en figure 12, entre les images des figures 8 et 11, une image en vue de dessus du circuit électronique 50 illustrant la résolution maximale pouvant être obtenue lorsqu'un mode de commande standard est mis en oeuvre pendant toute l'opération de balayage, c'est-à-dire la résolution haute.
Selon un mode de réalisation, le module de traitement compare entre l'instant t0 de début de l'opération de balayage et l'instant t3 de fin de l'opération de balayage si, à chaque point sur la partie du circuit 50 se trouvant dans l'angle de vue des caméras C1 et C2, la résolution maximale possible pour ce point selon le mode de commande alternée, obtenue à partir de l'image de la figure 11 est compatible avec la résolution minimale souhaitée pour ce point obtenue à partir de l'image de la figure 8. Si la résolution maximale possible pour ce point selon le mode de commande alternée est supérieure ou égale à la résolution minimale souhaitée pour ce point, le mode de commande alternée est appliqué. Si la résolution maximale possible pour ce point selon le procédé de commande alternée est inférieure strictement à la résolution minimale souhaitée pour ce point, le mode de commande standard est appliqué.
Avec les images des figures 8 et 11 du circuit électronique 50, il résulte que le mode de commande alternée A est appliqué de l'instant t0 à un instant t1 et d'un instant t2 à l'instant t3 et que le mode de commande standard S est appliqué entre les instants t1 et t2.
Divers modes de réalisation et variantes ont été décrits. L’homme de l’art comprendra que certaines caractéristiques de ces divers modes de réalisation et variantes pourraient être combinées, et d’autres variantes apparaitront à l’homme de l’art. En particulier, bien que des modes de réalisation aient été décrits pour un profilomètre dont le projecteur émet un faisceau lumineux fin, il est clair que les modes de réalisation décrits précédemment peuvent être mis en oeuvre avec tout type de profilomètre optique comprenant un projecteur et au moins deux caméras, notamment un profilomètre optique dans lequel le projecteur est adapté à projeter plusieurs images structurées sur l'objet, c'est-à-dire des images comprenant des motifs, par exemple des franges lumineuses décalées d'une image à l'autre. Enfin, la mise en oeuvre pratique des modes de réalisation et variantes décrits est à la portée de l’homme du métier à partir des indications fonctionnelles données ci-dessus.
Claims (11)
- Procédé d'inspection optique d'un objet (12) comprenant au moins un profilomètre (24) comprenant un projecteur (P) configuré pour projeter sur l'objet un motif lumineux et au moins des premier et deuxième capteurs d'images (C1, C2), le procédé comprenant le déplacement de l'objet par rapport au profilomètre selon un parcours et la commande par un module de traitement (22) des premier et deuxième capteurs d'images pour l’acquisition d'images de l'objet selon au moins des première et deuxième phases successives, dans l'une des première ou deuxième phases, les premier et deuxième capteurs d'images étant alternativement commandés pour l’acquisition d'images de l'objet, et, dans l'autre des première ou deuxième phases, les premier et deuxième capteurs d'images étant commandés simultanément pour l’acquisition d'images de l'objet.
- Procédé selon la revendication 1, dans lequel les images sont utilisées pour la détermination d'une image tridimensionnelle de l'objet (12).
- Procédé selon la revendication 1 ou 2, comprenant la détermination par le module de traitement (22) d'au moins une première zone (60) de l'objet (12) pour laquelle une résolution minimale à une première valeur est recherchée et d'au moins une deuxième zone (62, 64) de l'objet pour laquelle une résolution minimale à une deuxième valeur est recherchée, la première valeur de résolution minimale étant inférieure strictement à la deuxième valeur de résolution minimale.
- Procédé selon la revendication 1 ou 2, comprenant la détermination par le module de traitement (22), à partir des positions des premier et deuxième capteurs d'images (C1, C2) par rapport à l'objet (12) le long dudit parcours lorsque les premier et deuxième capteurs d'images sont alternativement commandés pour l’acquisition d'images de l'objet, d'au moins une troisième zone (80) de l'objet (12) pour laquelle une résolution maximale à une première valeur est atteignable et d'au moins une quatrième zone (82) de l'objet pour laquelle une résolution maximale à une deuxième valeur est atteignable, la première valeur de résolution maximale étant strictement supérieure à la deuxième valeur de résolution maximale.
- Procédé selon les revendications 3 et 4, dans lequel, sur le parcours, les premier et deuxième capteurs d'images (C1, C2) sont alternativement commandés pour l’acquisition d'images de l'objet dans le cas où au moins une partie de l'objet vue par les capteur d'images correspond à la fois à l'une des premières zones (60) et à l'une des troisièmes zones (80) et les premier et deuxième capteurs d'images sont commandés simultanément pour l’acquisition d'images de l'objet dans le cas où la partie de l'objet vue par les capteur d'images correspond à la fois à l'une des deuxièmes zones (62, 64) et à l'une des quatrièmes zones (82).
- Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, comprenant le déplacement de l'objet (12) par un convoyeur (14) selon une direction de convoyage (X) et comprenant en outre le déplacement du profilomètre (24) par rapport au convoyeur (14) selon une direction de déplacement (Y) non parallèle à la direction de convoyage (X).
- Procédé selon la revendication 6, dans lequel la direction de déplacement (Y) est perpendiculaire à la direction de convoyage (X).
- Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, dans lequel l'objet (12) comprend un circuit imprimé.
- Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, dans lequel le projecteur (P) est configuré pour projeter sur l'objet un faisceau lumineux dont l'épaisseur est inférieure à 200 µm.
- Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, dans lequel le projecteur (P) comprend une source laser.
- Système d'inspection optique d'un objet (12) comprenant au moins un profilomètre (24) comprenant un projecteur (P) configuré pour projeter sur l'objet un motif lumineux et au moins des premier et deuxième capteurs d'images (C1, C2) et un module de traitement (22) configuré pour commander le déplacement de l'objet par rapport au profilomètre selon un parcours et pour commander les premier et deuxième capteurs d'images pour l’acquisition d'images de l'objet selon au moins des première et deuxième phases successives, dans l'une des première ou deuxième phases, les premier et deuxième capteurs d'images étant alternativement commandés pour l’acquisition d'images de l'objet, et, dans l'autre des première ou deuxième phases, les premier et deuxième capteurs d'images étant commandés simultanément pour l’acquisition d'images de l'objet.
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|---|---|---|---|
| FR1905065A FR3096126B1 (fr) | 2019-05-15 | 2019-05-15 | Procede d'inspection optique d'un objet |
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| FR1905065A FR3096126B1 (fr) | 2019-05-15 | 2019-05-15 | Procede d'inspection optique d'un objet |
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Citations (4)
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- 2020-05-14 WO PCT/FR2020/050804 patent/WO2020229780A1/fr active Application Filing
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