WO2017162603A1 - Dispositif d'éclairage pour analyse d'objet ayant au moins une surface polie réfléchissante et/ou transparente et système associé - Google Patents

Dispositif d'éclairage pour analyse d'objet ayant au moins une surface polie réfléchissante et/ou transparente et système associé Download PDF

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    • G01N2201/0642—Light traps; baffles

Definitions

  • Illumination device for object analysis having at least one reflective and / or transparent polished surface and associated system
  • the present invention relates to an illumination device for object analysis having at least one reflective and / or transparent polished surface.
  • the invention lies in the field of the analysis of objects having polished surfaces, and in particular the quality inspection of such objects.
  • Examples of such objects to be analyzed are for example: mirrors, anti-glare glasses, filters, slides for various laboratory applications, optical lenses.
  • Such objects can be affected by very slight disturbances, for example very fine scratches, molecular or particulate contaminations, detachments (for example detachment of a filter on an optical glass) or fingerprints.
  • a visual control by an operator is difficult and not quantifiable nor reproducible.
  • the invention proposes an illumination device for object analysis having at least one reflective and / or transparent polished surface.
  • This lighting device comprises at least one light source capable of illuminating the object to be analyzed according to a predetermined illumination angle when the object is positioned at a predetermined location, said polished surface being positioned so as to be orthogonal to a the aiming direction, and within an object observation field of view, and at least one reflecting or diffusing type absorber, said absorber being positioned with respect to said light source so as to that light rays from said source, which do not reach said polished surface or which are reflected by said polished surface, are picked up by said absorber.
  • the proposed lighting device makes it possible to illuminate with a very high contrast the polished surface to be analyzed and to absorb all the other light rays so as to avoid any disturbance of the observations by the shooting environment.
  • the object analysis illumination device according to the invention further comprises one or more of the following features, taken independently or in any technically feasible combination.
  • It comprises a first point light source, positioned outside the field of view, inclined with respect to a direction perpendicular to the viewing direction at a first inclination angle so as to substantially uniformly illuminate said polished surface of the object to analyze.
  • the first light source has an emission axis
  • the device comprises a lens positioned perpendicularly to the emission axis of the first light source.
  • It comprises a first reflective type absorber, positioned at a second angle of inclination with respect to the direction perpendicular to the aiming direction so as to capture all the light rays from the first light source and to reflect some of the rays of light incident outside the field of view.
  • It comprises a second reflective type absorber, positioned at a third angle of inclination relative to the direction perpendicular to the direction of sight, so as to capture all the light rays reflected by the object to be analyzed and to reflect a part light rays incident on said second absorber outside the field of view.
  • It comprises a second light source capable of illuminating substantially perpendicular to the direction of view, and an inclined semi-transparent plate positioned to capture a beam of light rays emitted by the second light source and to reflect a portion of rays of light incident towards the surface of the object.
  • the device comprises a third light source, said third source being positioned to illuminate the object to be analyzed in transmission in the aiming direction.
  • the device comprises a fourth light source, positioned outside the field of view of observation, and able to illuminate the object to be analyzed according to a predetermined inclination.
  • it comprises a housing, with internal walls covered by a uniform matte coating, comprising an opening in a first wall, said opening corresponding to the field of view of observation.
  • the or each inner wall of the housing is adapted to absorb a first percentage of incident light and to diffuse a second percentage of incident light on said the second percentage being at least ten times smaller than the first percentage.
  • the housing has lateral openings, for successively positioning a plurality of objects to be analyzed in said housing at said predetermined position.
  • the housing is of parallelepipedal shape and two side walls located opposite each other are absent from said housing.
  • the invention relates to an illumination system for object analysis having at least one reflective and / or transparent polished surface, characterized in that it comprises lighting device as briefly described above and a camera whose lens is positioned in front of said aperture, the camera being able to capture at least one image representative of said polished surface of the object to be analyzed.
  • the captured image is clear throughout the field of view.
  • the invention relates to the use of a lighting system as briefly described above in a method of automated inspection of a polished reflective and / or transparent object surface.
  • FIG. 1 schematically represents an illumination system for object analysis having at least one polished reflective and / or transparent surface according to one embodiment
  • FIG. 2 schematically shows a sectional view of a lighting device according to a first embodiment of the invention
  • FIG. 3 schematically shows a sectional view of a lighting device according to a second embodiment of the invention
  • FIG. 4 shows schematically a sectional view of a lighting device according to a third embodiment of the invention.
  • FIG. 5 schematically represents a sectional view of a lighting device according to a fourth embodiment of the invention.
  • Figure 6 schematically shows a sectional view of a lighting device according to a fifth embodiment of the invention.
  • Figure 1 schematically illustrates an illumination system 1 for object analysis having at least one reflective and / or transparent polished surface, according to an embodiment of the invention.
  • the system comprises a lighting device 2 of parallelepipedal shape, and a camera device 4, for example a camera, the lens of which is positioned at an aperture 8 made in a corresponding wall of the housing 6. of the lighting device 2.
  • a standard camera is usable.
  • the opening 8 makes it possible to define an observation field of view of said object surface to be analyzed, the depth of field being adjustable by adjustment of the camera.
  • a line of sight A is also defined, which is the line of sight of the camera.
  • an object E to be analyzed comprising a polished surface S, is positioned perpendicularly to the line of sight A (collinear with the Y axis of the reference ( ⁇ , ⁇ , ⁇ ) of FIG. a predetermined location.
  • the illumination of the object E is thus a coaxial illumination with respect to the shooting.
  • the positioning of the camera also defines a direction of sight, indicated by the arrow on the line of sight A in Figure 1.
  • the object E has a given thickness and a base of any geometric shape.
  • its base is rectangular, but any other form is possible.
  • a not shown fastening support makes it possible to keep the object E at the predetermined location, in the field of view of the camera.
  • the housing 6 of the lighting device 2 has, in the illustrated embodiment, the shape of a parallelepiped, or, alternatively, a cube, whose base and height have given dimensions.
  • the dimensions are chosen according to the maximum dimensions of the objects whose surface is to be analyzed.
  • these dimensions are chosen so that the field of view of the camera is either uniformly illuminated or evenly extinguished in the field of view, without stray light returning to the first order at less. It should be noted that in the embodiment illustrated in FIGS. 2 to 6, thanks to the positioning of the absorbers described in detail below, second-order parasitic light extinction is obtained.
  • a lighting device 2 has dimensions of 30 cm in height, for a base of 15x15 cm 2 or 20x20 cm 2 for the inspection of objects of maximum dimensions 20x20 mm 2 .
  • FIG. 2 diagrammatically illustrates a lighting device 2 according to the invention in a first embodiment of backscattering lighting, allowing the re-illumination of backscattered light rays by non-specular diffusing elements deposited on a highly specular surface on an object to be analyze, for example a mirror or an optical filter.
  • FIG. 2 represents a cross-sectional view in a horizontal plane (X,
  • Y of a lighting device 2, comprising a rectangular frame 6, comprising walls 6a, 6b, 6c, 6d.
  • the internal faces of the walls are covered with a uniform matte coating, preferably black, so as to maximize the absorption rate of light rays.
  • only one of the walls, denoted 6a, has an opening 8.
  • the opening 8 has a circular shape, as illustrated in FIG.
  • the opening 8 has a tubular side wall 8a for limiting the amount of external light entering the housing.
  • FIG. 2 also shows, by way of example, an object E to be analyzed, of width L equal to or less than the illuminated area.
  • the device 2 comprises a first source 10 of white light, positioned on or near the first wall 6a, also called the first wall, in which the opening 8 is made.
  • the source 10 is a point light source having an axis emission B and emitting a beam F of light rays in the direction of the object E covering only the useful area through a lens 12 shaping the lighting 10, to illuminate only the surface of the object E uniformly.
  • the lens 12 is positioned perpendicularly to the emission axis B of the light source 10, which is oriented so as to emit rays with an angle of incidence ⁇ with respect to the X direction, greater than or equal to at a minimum angle of incidence ototel the illuminated area projected on the absorber 14 is out of the field of view of the camera.
  • the light source 10 does not need to be collimated, the lens 12 limiting the extent of the beam F to an opening angle.
  • the light source 10 consists of light-emitting diodes.
  • any other light source may be used, for example filament lamps.
  • the light source 10 and the positioning of the object E to be analyzed with respect to the opening 8 are determined so that the surface S of the object E is illuminated uniformly.
  • a part of the light rays of the beam F diagrammatically represented by the rays F-1 and F n in FIG. 2, does not reach the object E to be analyzed.
  • each of the radii F 1; F n reaches a first absorber reflective 14, having a glossy coating of dark color, preferably black, which is positioned so as to capture all the light rays coming from the source 10 and to reflect a portion toward the inner walls of housing, the wall 6d in the example.
  • a reflected ray F'- is reflected towards the inner wall 6d, and likewise for the incident ray F n , a reflected ray F ' n is reflected towards the inner wall 6d.
  • the wall 6d is absorbent of a given percentage P 3 , of the order of 95%, of the light received.
  • a very small part, of the order of P 4 5%, is scattered, as illustrated by the dashed arrows in FIG. 2. Since the quantity of light scattered is small, it does not illuminate the object E to be analyzed. .
  • a portion of the rays F, reaching the surface S of the object E to be analyzed is scattered in a radius F ', indicating the presence of a defect or an impurity on the observed surface.
  • the reflective absorber 14 is positioned at a given angle ⁇ with respect to the wall 6c, opposite the wall 6a on which the light source 10 is positioned, the angle ⁇ and the size of the absorber 14 being chosen so that the illuminated area the absorber 14 is out of the field of view of the camera or more generally from the field of view of observation. More generally, the angle ⁇ is the angle formed between the reflecting absorber 14 and the X direction of the reference mark shown in FIG.
  • the dimensions of the reflecting absorber 14 are chosen according to the minimum and maximum dimensions of the object E to be analyzed, and the dimensions of the housing.
  • the distance and the focal length of the camera to have the object E in the open field make it possible to calculate the distance between E and the first reflecting absorber 14 taking into account the triangle formed between the camera, the object E and the camera. source 10. It is understood that depending on the maximum dimensions of the objects E to be analyzed, one can build a suitable device by applying the principles of the invention.
  • the device 2 also includes a second reflecting absorber 16, having a dark, preferably black, shiny coating, which is positioned to capture all light rays reflected from the surface S.
  • the reflected light rays F absorber 16 and are reflected in radii
  • the absorption percentage du of the second absorber 16 may be equal to or different from the absorption percentage of the first absorber 14.
  • the wall 6b also absorbs about 95% of the light, and 5% is scattered as illustrated schematically in FIG.
  • the second absorber 16 is positioned in the example of FIG. 2 bearing on the wall 6b and at an angle ⁇ with respect to the direction X in the coordinate system ( ⁇ , ⁇ , Z), so as to capture all the radii of light reflected by the surface S of the object E.
  • the positioning angle ⁇ depends on the dimensions of the various elements, in particular on the position of the object E and the source 10.
  • the dimensions of the reflecting absorber 16 are chosen according to the minimum and maximum dimensions of the object E to be analyzed, and the dimensions of the housing.
  • the second reflecting absorber 16 is positioned so as to capture all the light rays reflected by the object to be analyzed and reflected. a portion of the light rays incident on said second absorber to one of the inner walls of the housing.
  • the extinction of the light inside the housing of the device 2 is completely controlled.
  • the rays of light R are the rays captured by the camera.
  • scratch-like defects will be revealed as elongated clear lines.
  • An anti-glare treatment detachment will also be visible, and its shape can be characterized.
  • the first embodiment described above is particularly suitable for inspecting defects on a mirror surface or transparent antireflection films.
  • FIG. 3 represents a cross-sectional view in a horizontal plane (X, Y) of a lighting device 2 according to a second embodiment of the invention, reference 20 in this figure.
  • the lighting device 20 comprises elements similar to those of the lighting device 2 of FIG. 2, for which the references are retained, in particular the housing 6, the first reflecting absorber 14 and the second reflecting absorber 16.
  • the device 20 comprises a second light source 18 positioned on or near the wall 6d in the example, and able to illuminate a semi-transparent plate 22 which illuminates the object E coaxially with respect to the axis of referred to A of the camera.
  • the light source 18 is wide and not punctual, a lens 24 being positioned in front of this source in order to limit the extent of the beam from the source so as to uniformly illuminate the object E.
  • the second light source 18 consists of light-emitting diodes.
  • any other light source may be used, for example filament lamps.
  • the semi-transparent plate 22 reflects a part F 'of a ray of light F coming from the source 18 towards the surface S of the object E.
  • a part F "of the ray of light F is transmitted by the blade semi-transparent to the second absorber 16, the operation of which has been described above with reference to FIG.
  • the surface S of the object E is illuminated uniformly.
  • the rays of light passing through the object E or the radii F k passing around are absorbed by the absorber 14, and a small portion is reflected towards one of the walls 6c or 6d.
  • the angle inclination ⁇ of the absorber 14 ensures entrapment of the incident rays and consequently a high extinction rate of the stray light reaching the object E.
  • this embodiment is adapted to detect any defect of an antireflection treatment applied to a glass surface, any antireflection defect inducing a variation of radiometry on the captured image.
  • a color variation of an interference filter in the field of view may reveal a variation in thickness of the thin layers that constitute it.
  • the appearance of colored fringes may reveal the presence of an air gap between thin layers, that is to say a delamination of thin layers, or the presence of a liquid film.
  • FIG. 4 represents a cross-sectional view in a horizontal plane (X, Y) of a lighting device 2 according to a third embodiment of the invention, referenced 30 in this figure.
  • the lighting device 30 comprises elements similar to those of the lighting device 2, for which the references are retained, in particular the housing 6 and the second absorber 16.
  • the device 30 comprises a third light source 32, which is a large source of white light positioned on the wall 6c, located opposite the opening 8, and able to illuminate the object E in transmission.
  • a third light source 32 which is a large source of white light positioned on the wall 6c, located opposite the opening 8, and able to illuminate the object E in transmission.
  • the geometric extent of the light source 32 is sufficient to illuminate the object E uniformly.
  • the extent of the source 32 covers the field of view of the camera.
  • the third light source 32 is directional consisting of light-emitting diodes.
  • any other light source may be used, for example filament lamps.
  • the device 30 comprises a diaphragm 34, preferably circular, which limits the direct parasitic light in the field of view.
  • the diaphragm 34 is a matt black diffusing absorber.
  • the light rays G, which pass around the object E are absorbed by the second absorber 16, and a portion G 'is reflected by this absorber to one of the walls of the housing, the wall 6b in the example.
  • a second annular diaphragm 36 is positioned in the housing to absorb the remainder of light.
  • the diaphragm 36 is a matt black diffusing absorber.
  • a color variation of an interference filter in the field of view may reveal a variation in thickness of the thin layers that constitute it.
  • the appearance of colored fringes may reveal the presence of an air gap between thin layers, that is to say a delamination of thin layers, or the presence of a liquid film.
  • the colors observed are complementary to the previous lighting (figure 3) for the interference filters.
  • FIG. 5 represents a cross-sectional view in a horizontal plane (X, Y) of a lighting device 2 according to a fourth embodiment of the invention, referenced 40 in this figure.
  • the lighting device 40 comprises elements similar to those of the lighting device 2, for which the references are retained, in particular the housing 6 and the second absorber 16.
  • the device 40 has a fourth light source 42, which is a source of point white light positioned on the wall 6c, outside the field of view of the camera.
  • the fourth light source 42 is an annular source disposed around the third light source 32.
  • a diffusing absorber type mask 46 is positioned on the third light source 32 to avoid reflection. of light through the surface of the light source 32.
  • the fourth source 42 transmits towards the object E to be analyzed, with an angle of inclination with respect to the predetermined location of the object E, and the illumination of the surface of the object is almost uniform.
  • the fourth light source 42 consists of light-emitting diodes.
  • any other light source may be used, for example filament lamps.
  • the diaphragm 34 limits the direct stray light.
  • a film of micro-droplets 44 located on the surface of the object E diffuses the light, this diffusion being imaged by the camera positioned in the field of view.
  • a larger drop in size behaves like a lens and refracts light to the camera.
  • FIG. 6 illustrates a fifth embodiment of a lighting device 60 according to the invention.
  • This lighting device comprises a set of elements for successively operate all the embodiments described above.
  • It comprises a housing 6, a first light source 10, a second light source 18, a third light source 32 and a fourth annular light source 42.
  • Each of the light sources can be controlled to be turned on or off, depending on the desired lighting mode for an object to be analyzed E.
  • diffusing absorber type masks are also provided to prevent any reflection of light from the surfaces of the light sources when they are extinguished.
  • the device 60 also comprises a first absorber 14, a second absorber 16, a first annular diaphragm 34, and a second annular diaphragm 36.
  • the elements 14, 16, 34 and 36 are removable, housing being provided for positioning each of these elements.
  • the lighting device 2 has been described above in one embodiment in which the housing has a parallelepipedal shape.
  • the housing of the lighting device 2 has another geometrical shape, for example a cylindrical shape, with an internal wall covered with a uniform matte coating, preferably black, so as to maximize the absorption rate of light rays. .
  • the lighting device according to the invention does not comprise a housing.
  • This embodiment is suitable when the lighting device is used in a dedicated space, without stray light source, for example a dark room.
  • the lighting device comprises a first light source 10 and / or a second light source 18 and / or a third light source 32 and / or a fourth annular light source 42 .
  • Each of the light sources can be controlled to be turned on or off, depending on the desired lighting mode for an object to be analyzed E.
  • the light sources 10, 18, 32 and 42 are positioned as described in the above embodiments, depending on the intended location of the object to be analyzed, and the maximum dimensions of the object to be analyzed.
  • diffusing absorber type masks are also provided to prevent any reflection of light from the surfaces of the light sources when they are extinguished.
  • the illumination device also comprises, in this embodiment without housing, a first absorber 14 and a second absorber 16, a first annular diaphragm 34, and a second annular diaphragm 36.
  • the elements 14, 16, 34 and 36 are positioned as explained above as a function of the observation field of view, the maximum dimensions of the object or objects to be analyzed, and the location provided for the object to be analyzed. provided that the surface S of the object to be analyzed is entirely within the field of view of the camera.
  • Each of the elements 14, 16, 34, 36 is held by a suitable support in the predetermined position.
  • the first absorber 14 is positioned so that the illuminated area projected on the absorber 14 is out of the field of view.
  • the second absorber 16 is positioned so that light rays reflected from the surface of the object E when illuminated by the source 10 are reflected out of the field of view.
  • the annular diaphragms 34, 36 have, as in the embodiments described above, the role of limiting the illumination field of the sources 32, 42.
  • a device as described above in its various embodiments is integrable into a production line for a systematic inspection of the quality of objects produced.
  • the housing of the device 2, 20, 30, 40, 60 is an open housing, having openings in the walls corresponding to the internal walls 6e, 6f, or alternatively, an absence of the side walls corresponding to the internal walls 6e, 6f, or more generally an absence of two side walls located vis-à-vis one with respect to the other.
  • openings allow the mounting of such a lighting device on an industrial chain, allowing the successive positioning of objects to be analyzed at the location provided for the object E, for analysis and systematized inspection of their surfaces.
  • the lighting device according to the invention is positioned in such a way that a conveyor belt transports and positions the objects to be inspected at the intended location.
  • the treadmill is transparent.
  • the housing has another geometric shape than a parallelepipedal shape
  • appropriate openings are made to mount the lighting device so as to allow the successive positioning of objects to be analyzed at the location of the object E.
  • the lighting device according to the invention can be used in an automated industrial inspection / quality control process for possible surface defects of any reflective and / or transparent polished surface object.
  • the inspection of glasses of any type for example spectacle lenses, and various treatments (anti-reflective for example) is one of the applications envisaged.
  • the illumination device for object analysis finds, for example, an application in the field of the application of standardized tests for monitoring an industrial process, for example the alteration of treatments (sulphidation, oxidation), applied in an aqueous medium.
  • a plurality of control tanks comprising a control mirror, making it possible to check the deterioration of a treatment at regular intervals, are presented on a treadmill, each control tray being positioned at the planned analysis location, at a given moment. chosen time.
  • the device of the invention allows a shooting allowing a subsequent image processing, allowing an automatic inspection of the observed deteriorations. Shooting is always done with a unique adjustment of the camera.
  • the device of the invention allows a shooting independent of the illumination of the environment, with good reproducibility of colors, intensity of illumination and uniformity of illumination.
  • control tanks it is sufficient to position the control tanks on a suitable carpet to serialize the analysis tests, without having to interrupt or disrupt the chemical reactions.
  • a strong contrast image of the chemical reactions is obtained on a highly specular surface.
  • the invention is also applicable for the analysis of the reflective and / or transparent surface of various supports, and makes it possible to obtain representative images of the analyzed surface with a sufficient contrast to characterize any variation on this surface.
  • illumination of the surface being uniform in the field of view of observation, without return of stray light at least first order.
  • it finds applications in any field requiring capture of an image representative of an object having a reflective surface.

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Abstract

L'invention concerne un dispositif d'éclairage pour analyse d'objet ayant au moins une surface polie réfléchissante et/ou transparente, caractérisé en ce qu'il au moins une source de lumière (10, 18, 32, 42), apte à éclairer l'objet à analyser selon un angle d'éclairage prédéterminé lorsque l'objet est positionné à un emplacement prédéterminé, ladite surface polie étant orthogonale à une direction de visée, et à l'intérieur d'un champ de vue d'observation de l'objet, et au moins un absorbeur (14, 16, 34, 36) de type réfléchissant ou de type diffusant, ledit absorbeur étant positionné par rapport ladite source de lumière de manière à ce que les rayons de lumière issus de ladite source qui n'atteignent pas ladite surface polie ou qui sont réfléchis par ladite surface polie soient captés par ledit absorbeur.

Description

Dispositif d'éclairage pour analyse d'objet ayant au moins une surface polie réfléchissante et/ou transparente et système associé
La présente invention concerne un dispositif d'éclairage pour analyse d'objet ayant au moins une surface polie réfléchissante et/ou transparente.
L'invention se situe dans le domaine de l'analyse d'objets ayant des surfaces polies, et notamment de l'inspection de qualité de tels objets.
Des exemples de tels objets à analyser sont par exemple : des miroirs, verres à traitement antireflets, filtres, lames pour diverses applications de laboratoire, objectifs optiques.
De tels objets peuvent être affectés par des perturbations très ténues, par exemple de très fines rayures, contaminations moléculaires ou particulaires, décollements (par exemple décollement d'un filtre sur un verre optique) ou empreintes digitales.
Il est utile de déterminer et d'analyser de tels défauts, de manière reproductible et quantifiable. Par exemple, une inspection de qualité systématique peut être nécessaire pour des produits optiques, par exemple verres pour lunettes ou pour instruments optiques, comme par exemple des télescopes.
Un contrôle visuel par un opérateur est difficile et non quantifiable, ni reproductible. De plus, se pose un problème de conditions d'observation, notamment d'éclairage. En effet, l'éclairage dans une pièce varie, et en plus l'inspection visuelle de surfaces polies est particulièrement difficile.
Il est donc utile de mettre au point un dispositif et un système d'analyse de surfaces polies qui permette d'obtenir un résultat reproductible, fiable, indépendant de l'éclairage ambiant et uniforme.
A cet effet, suivant un premier aspect, l'invention propose un dispositif d'éclairage pour analyse d'objet ayant au moins une surface polie réfléchissante et/ou transparente.
Ce dispositif d'éclairage comprend au moins une source de lumière apte à éclairer l'objet à analyser selon un angle d'éclairage prédéterminé lorsque l'objet est positionné à un emplacement prédéterminé, ladite surface polie étant positionnée de manière à être orthogonale à une direction de visée, et à l'intérieur d'un champ de vue d'observation de l'objet, et au moins un absorbeur de type réfléchissant ou de type diffusant, ledit absorbeur étant positionné par rapport ladite source de lumière de manière à ce que les rayons de lumière issus de ladite source, qui n'atteignent pas ladite surface polie ou qui sont réfléchis par ladite surface polie, soient captés par ledit absorbeur.
Avantageusement, le dispositif d'éclairage proposé permet d'éclairer avec un très fort contraste la surface polie à analyser et d'absorber tous les autres rayons lumineux de manière à éviter toute perturbation des observations par l'environnement de prise de vue. Dans des modes de réalisation, le dispositif d'éclairage pour analyse d'objet suivant l'invention comporte en outre une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prise indépendamment ou selon toutes les combinaisons techniquement réalisables.
Il comporte une première source de lumière ponctuelle, positionnée hors du champ de vue d'observation, inclinée par rapport à une direction perpendiculaire à la direction de visée selon un premier angle d'inclinaison de manière à éclairer substantiellement uniformément ladite surface polie de l'objet à analyser.
La première source de lumière a un axe d'émission, et le dispositif comporte une lentille positionnée perpendiculairement à l'axe d'émission de la première source de lumière.
Il comporte un premier absorbeur de type réfléchissant, positionné selon un deuxième angle d'inclinaison par rapport à la direction perpendiculaire à la direction de visée de manière à capturer tous les rayons de lumière issus de la première source de lumière et à réfléchir une partie des rayons de lumière incidents hors du champ de vue d'observation.
Il comporte un deuxième absorbeur de type réfléchissant, positionné selon un troisième angle d'inclinaison par rapport à la direction perpendiculaire à la direction de visée, de manière à capturer tous les rayons de lumière réfléchis par l'objet à analyser et à réfléchir une partie des rayons de lumière incidents sur ledit deuxième absorbeur hors du champ de vue d'observation.
Il comporte une deuxième source de lumière, apte à éclairer sensiblement perpendiculairement à la direction de visée, et une lame semi-transparente inclinée positionné de manière à capter un faisceau de rayons de lumière émis par la deuxième source de lumière et à réfléchir une partie des rayons de lumière incidents vers la surface de l'objet.
Le dispositif comporte une troisième source de lumière, ladite troisième source étant positionnée de manière à éclairer l'objet à analyser en transmission dans la direction de visée.
Le dispositif comporte une quatrième source de lumière, positionnée à l'extérieur du champ de vue d'observation, et apte à éclairer l'objet à analyser selon une inclinaison prédéterminée.
Selon un mode de réalisation, il comporte un boîtier, à parois internes recouvertes par un revêtement uniforme mat, comprenant une ouverture dans une première paroi, ladite ouverture correspondant au champ de vue d'observation.
La ou chaque paroi interne du boîtier est apte à absorber un premier pourcentage de lumière incidente et à diffuser un deuxième pourcentage de lumière incidente sur ladite paroi, le deuxième pourcentage étant au moins dix fois plus petit que le premier pourcentage.
Le boîtier comporte des ouvertures latérales, permettant de positionner successivement une pluralité d'objets à analyser dans ledit boîtier à ladite position prédéterminée.
Le boîtier est de forme parallélépipédique et deux parois latérales situées en vis-à- vis l'une par rapport à l'autre sont absentes dudit boîtier.
Selon un autre aspect, l'invention concerne un système d'éclairage pour analyse d'objet ayant au moins une surface polie réfléchissante et/ou transparente, caractérisé en ce qu'il comporte dispositif d'éclairage tel que brièvement décrit ci-dessus et un appareil photographique dont l'objectif est positionné devant ladite ouverture, l'appareil photographique étant apte à capter au moins une image représentative de ladite surface polie de l'objet à analyser. Avantageusement, l'image captée est nette dans tout le champ d'observation.
Selon autre aspect, l'invention concerne l'utilisation d'un système d'éclairage tel que brièvement décrit ci-dessus dans un procédé d'inspection automatisée d'une surface polie réfléchissante et/ou transparente d'objet.
Des caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui en est donnée ci-dessous, à titre indicatif et nullement limitatif, en référence aux figures annexées, parmi lesquelles :
- la figure 1 représente schématiquement un système d'éclairage pour analyse d'objet ayant au moins une surface polie réfléchissante et/ou transparente selon un mode de réalisation ;
- la figure 2 représente schématiquement une vue en coupe d'un dispositif d'éclairage selon un premier mode de réalisation de l'invention ;
- la figure 3 représente schématiquement une vue en coupe d'un dispositif d'éclairage selon un deuxième mode de réalisation de l'invention ;
- la figure 4 représente schématiquement une vue en coupe d'un dispositif d'éclairage selon un troisième mode de réalisation de l'invention ;
- la figure 5 représente schématiquement une vue en coupe d'un dispositif d'éclairage selon un quatrième mode de réalisation de l'invention, et
- la figure 6 représente schématiquement une vue en coupe d'un dispositif d'éclairage selon un cinquième mode de réalisation de l'invention. La figure 1 illustre schématiquement un système d'éclairage 1 pour analyse d'objet ayant au moins une surface polie réfléchissante et/ou transparente, selon un mode de réalisation de l'invention.
Le système comporte un dispositif d'éclairage 2, de forme parallélépipédique, et un dispositif de prise de vues 4, par exemple un appareil photographique, dont l'objectif est positionné au niveau d'une ouverture 8 pratiquée dans une paroi correspondante du boîtier 6 du dispositif d'éclairage 2.
Avantageusement, un appareil photographique de fabrication standard est utilisable.
L'ouverture 8 permet de définir un champ de vue d'observation de ladite surface d'objet à analyser, la profondeur de champ étant réglable par réglage de l'appareil de prise de vues. Un axe de visée A est également défini, qui est l'axe de visée de l'appareil photographique.
Comme montré en transparence, un objet E à analyser, comportant une surface polie S, est positionné perpendiculairement à l'axe de visée A (colinéaire à l'axe Y du repère (Χ,Υ,Ζ) de la figure 1 ), à un emplacement prédéterminé.
L'éclairement de l'objet E est donc un éclairement coaxial par rapport à la prise de vue.
Le positionnement de l'appareil photographique définit également une direction de visée, indiquée par la flèche sur l'axe de visée A sur la figure 1 .
L'objet E a une épaisseur donnée et une base de forme géométrique quelconque. Dans l'exemple de la figure 1 , sa base est rectangulaire, mais toute autre forme est envisageable.
De préférence, un support de fixation non représenté permet de maintenir l'objet E à l'emplacement prédéterminé, dans le champ de vue de l'appareil photographique.
Le boîtier 6 du dispositif d'éclairage 2 a, dans le mode de réalisation illustré, la forme d'un parallélépipède, ou, en variante, d'un cube, dont la base et la hauteur ont des dimensions données.
De préférence, les dimensions sont choisies en fonction des dimensions maximales des objets dont la surface est à analyser.
De plus, ces dimensions sont choisies pour que le champ de vue de l'appareil photographique soit ou bien éclairé de manière uniforme, ou bien éteint de manière uniforme dans le champ de vue d'observation, sans retour de lumière parasite au premier ordre au moins. Il est à noter que dans le mode de réalisation illustré dans les figures 2 à 6, grâce au positionnement des absorbeurs décrits en détail ci-après, une extinction de lumière parasite au deuxième ordre est obtenue.
Par exemple, un dispositif d'éclairage 2 a des dimensions de 30 cm de hauteur, pour une base de 15x15 cm2 ou 20x20 cm2 pour l'inspection d'objets de dimensions maximales 20x20 mm2.
Il est à noter que tous les éléments d'un dispositif d'éclairage 2 ne sont pas représentés, ils seront décrits en détail ci-après en références aux figures 2 à 6 selon les divers modes de réalisation envisagés.
La figure 2 illustre schématiquement un dispositif d'éclairage 2 selon l'invention dans un premier mode de réalisation d'éclairage en rétrodiffusion, permettant la révélation des rayons lumineux rétrodiffusés par des éléments diffusants non spéculaires déposés sur une surface hautement spéculaire sur un objet à analyser, par exemple un miroir ou un filtre optique.
La figure 2 représente une vue en coupe transversale dans un plan horizontal (X,
Y) d'un dispositif d'éclairage 2, comportant un cadre rectangulaire 6, comportant des parois 6a, 6b, 6c, 6d.
Les parois 6e et 6f, visibles sur la figure 1 , ne sont pas visibles sur les figures 2 à
6.
Les faces internes des parois sont couvertes d'un revêtement uniforme mat, de préférence noir, de manière à maximiser le taux d'absorption de rayons lumineux.
Dans un mode de réalisation, seule une des parois, notée 6a, comporte une ouverture 8.
Dans un mode de réalisation, l'ouverture 8 a une forme circulaire, comme illustré à la figure 1 .
Selon le mode de réalisation illustré, l'ouverture 8 comporte une paroi latérale tubulaire 8a destinée à limiter la quantité de lumière externe rentrant dans le boîtier.
Dans la figure 2 on a également représenté, à titre d'exemple, un objet E à analyser, de largeur L égale ou inférieure à la zone éclairée.
Le dispositif 2 comporte une première source 10 de lumière blanche, positionné sur ou à proximité de la première paroi 6a, appelée également première paroi, dans laquelle est pratiquée l'ouverture 8. La source 10 est une source de lumière ponctuelle, ayant un axe d'émission B et émettant un faisceau F de rayons de lumière en direction de l'objet E couvrant uniquement la zone utile grâce à une lentille 12 de mise en forme de l'éclairage 10, afin d'éclairer seulement la surface de l'objet E de façon uniforme. De préférence, la lentille 12 est positionnée perpendiculairement à l'axe d'émission B de la source de lumière 10, qui est orientée de manière à émettre des rayons avec un angle d'incidence a par rapport à la direction X, supérieur ou égal à un angle d'incidence minimum ototel que la zone éclairée projetée sur l'absorbeur 14 soit hors du champ de vue de l'appareil photographique.
Avantageusement, la source de lumière 10 n'a pas besoin d'être collimatée, la lentille 12 limitant l'étendue du faisceau F à un angle d'ouverture.
De préférence, la source de lumière 10 est constituée de diodes électroluminescentes. En variante, toute autre source de lumière peut être utilisée, par exemple des lampes à filament.
La source de lumière 10 et le positionnement de l'objet E à analyser par rapport à l'ouverture 8 sont déterminés de manière à ce que la surface S de l'objet E soit éclairée de manière uniforme.
Une partie des rayons de lumière du faisceau F, représentée schématiquement par les rayons F-ι et Fn sur la figure 2, n'atteint pas l'objet E à analyser.
Comme illustré sur la figure, chacun des rayons F1 ; Fn atteint un premier absorbeur réfléchissant 14, comportant un revêtement brillant de couleur foncée, de préférence noire, qui est positionné de manière à capter tous les rayons de lumière issus de la source 10 et à en réfléchir une partie vers une des parois internes du boîtier, la paroi 6d dans l'exemple. L'absorbeur 14 a la capacité d'absorber un premier pourcentage Pi de la lumière incidente, par exemple Ρ1 =95%, le reste, pourcentage P2=5%, étant réfléchi vers la paroi 6d. Plus généralement, P1+P2=100%, Pi étant de préférence supérieur à 90%.
Pour le rayon incident F1 ; un rayon réfléchi F'-, est réfléchi vers la paroi interne 6d, et de même pour le rayon incident Fn, un rayon réfléchi F'n est réfléchi vers la paroi interne 6d.
La paroi 6d est absorbante d'un pourcentage donné P3, de l'ordre de 95%, de la lumière reçue. Une très faible partie, de l'ordre de P4=5%, est diffusée, comme illustré par les flèches en pointillés sur la figure 2. La quantité de lumière diffusée étant faible, elle n'éclaire pas l'objet E à analyser.
De plus, une partie des rayons F, atteignant la surface S de l'objet E à analyser est diffusée en un rayon F',, indiquant la présence d'un défaut ou d'une impureté sur la surface observée.
L'absorbeur réfléchissant 14 est positionné à un angle β donné par rapport à la paroi 6c, opposée à la paroi 6a sur laquelle est positionnée la source de lumière 10, l'angle β et la taille de l'absorbeur 14 étant choisis de manière à ce que la zone éclairée de l'absorbeur 14 soit hors du champ de vue de l'appareil photographique ou plus généralement du champ de vue d'observation. Plus généralement, l'angle β est l'angle formé entre l'absorbeur réfléchissant 14 et la direction X du repère représenté à la figure 1 .
Les dimensions de l'absorbeur réfléchissant 14 sont choisies en fonction des dimensions minimales et maximales de l'objet E à analyser, et des dimensions du boîtier.
La distance et la focale de l'appareil photographique pour avoir l'objet E en plein champ permettent de calculer la distance entre E et le premier absorbeur réfléchissant 14 en tenant compte du triangle formé entre l'appareil photographique, l'objet E et la source 10. Il est entendu qu'en fonction des dimensions maximales des objets E à analyser, on peut construire un dispositif adapté en appliquant les principes de l'invention.
Le dispositif 2 comporte également un deuxième absorbeur réfléchissant 16, comportant un revêtement de couleur foncée, de préférence noire, brillant, qui est positionné de manière à capter tous les rayons de lumière réfléchis par la surface S. Les rayons de lumière réfléchis F atteignent l'absorbeur 16 et sont réfléchis en des rayons
F. vers une autre paroi interne du boîtier, qui est la paroi 6b opposée à la paroi 6d.
De préférence, le deuxième absorbeur 16 a la capacité d'absorber un premier pourcentage ΡΊ de la lumière incidente, par exemple ΡΊ=95%, un deuxième pourcentage 2 restant étant diffusé, par exemple P'2=5%. Plus généralement, ΡΊ+Ρ'2=100%, ΡΊ étant de préférence supérieur à 90%.
Le pourcentage ΡΊ d'absorption du deuxième absorbeur 16 peut être égal ou différent du pourcentage d'absorption du premier absorbeur 14.
Comme expliqué ci-dessus, la paroi 6b absorbe également environ 95% de la lumière, et 5% est diffusée comme illustré schématiquement sur la figure 2.
Le deuxième absorbeur 16 est positionné dans l'exemple de la figure 2 en appui sur la paroi 6b et à un angle γ par rapport à la direction X dans le repère (Χ,Υ, Z), de manière à capter la totalité des rayons de lumière réfléchis par la surface S de l'objet E.
L'angle γ de positionnement dépend des dimensions des divers éléments, notamment de la position de l'objet E et de la source 10.
Un positionnement adéquat peut être obtenu par calcul ou par expérimentation.
Les dimensions de l'absorbeur réfléchissant 16 sont choisies en fonction des dimensions minimales et maximales de l'objet E à analyser, et des dimensions du boîtier.
Plus généralement, le deuxième absorbeur réfléchissant 16 est positionné de manière à capturer tous les rayons de lumière réfléchis par l'objet à analyser et à réfléchir une partie des rayons de lumière incidents sur ledit deuxième absorbeur vers une des parois internes du boîtier.
Avantageusement, grâce à la présence des deux absorbeurs réfléchissants 14, 16 l'extinction de la lumière à l'intérieur du boîtier du dispositif 2 est totalement maîtrisée.
Les rayons de lumière R, sont les rayons captés par l'appareil photographique.
Ainsi, lorsque la surface S de l'objet E est sans défauts, l'image capturée par un appareil photographique 4 est uniformément sombre.
Si un défaut est présent, une partie de la lumière est diffusée. Tout défaut est révélé par une tâche plus claire apparaissant sur l'image capturée par l'appareil photographique, lorsque la prise de vue est effectuée avec un temps d'exposition suffisamment long.
Bien entendu, un réglage adéquat de l'appareil photographique pour une mise au point sur l'objet E à analyser est effectué, de manière à focaliser sur la totalité de la surface S de l'objet E.
Avantageusement, il est aisé de caractériser tout défaut par sa taille, sa forme.
Par exemple, des défauts de type rayure seront révélés comme des traits clairs de forme allongée. Un décollement de traitement antireflet sur sera également visible, et sa forme pourra être caractérisée.
Le premier mode de réalisation décrit ci-dessus est particulièrement adapté pour l'inspection de défauts sur une surface de miroir ou de films antireflets transparents.
La figure 3 représente une vue en coupe transversale dans un plan horizontal (X, Y) d'un dispositif d'éclairage 2 selon un deuxième mode de réalisation de l'invention, référence 20 sur cette figure.
Le dispositif d'éclairage 20 comporte des éléments analogues à ceux du dispositif d'éclairage 2 de la figure 2, pour lesquels les références sont conservées, notamment le boîtier 6, le premier absorbeur réfléchissant 14 et le deuxième absorbeur réfléchissant 16.
Le dispositif 20 comporte une deuxième source de lumière 18 positionnée sur ou à proximité de la paroi 6d dans l'exemple, et apte à éclairer une lame semi-transparente 22 qui éclaire l'objet E de manière coaxiale par rapport à l'axe de visée A de l'appareil photographique.
La source de lumière 18 est large et non ponctuelle, une lentille 24 étant positionnée devant cette source afin de limiter l'étendue du faisceau issu de la source de manière à éclairer uniformément l'objet E.
De préférence, la deuxième source de lumière 18 est constituée de diodes électroluminescentes. En variante, toute autre source de lumière peut être utilisée, par exemple des lampes à filament. La lame semi-transparente 22 réfléchit une partie F', d'un rayon de lumière F, issue de la source 18 vers la surface S de l'objet E. Une partie F" du rayon de lumière F, est transmise par la lame semi-transparente vers le deuxième absorbeur 16, dont le fonctionnement a été décrit ci-dessus en référence à la figure 2.
Grâce à la lame semi-transparente 22, la surface S de l'objet E est éclairée uniformément.
Les rayons de lumière qui traversent l'objet E ou les rayons Fk qui passent autour sont absorbés par l'absorbeur 14, et une faible partie est réfléchie vers l'une des parois 6c ou 6d.
L'inclinaison d'angle β de l'absorbeur 14 assure un piégeage des rayons incidents et par conséquent un taux d'extinction élevé de la lumière parasite atteignant l'objet E.
Par conséquent, seule la lumière réfléchie par la surface S de l'objet E à analyser est capturée par l'appareil photographique.
Cela permet d'observer la réflexion uniforme de la surface, et les défauts de traitement de type délamination. En particulier, ce mode de réalisation est adapté pour détecter tout défaut d'un traitement antireflet appliqué sur une surface en verre, tout défaut d'antireflet induisant une variation de radiométrie sur l'image captée.
En l'absence de tout défaut, l'image obtenue est totalement uniforme.
Une variation de couleur d'un filtre interférentiel dans le champ de vue peut révéler une variation d'épaisseur des couches minces qui le constituent. L'apparition de franges colorées peut par exemple révéler la présence d'une lame d'air entre des couches minces, donc d'un décollement de couches minces, ou la présence d'un film liquide.
La figure 4 représente une vue en coupe transversale dans un plan horizontal (X, Y) d'un dispositif d'éclairage 2 selon un troisième mode de réalisation de l'invention, référencé 30 dans cette figure.
Le dispositif d'éclairage 30 comporte des éléments analogues à ceux du dispositif d'éclairage 2, pour lesquels les références sont conservées, notamment le boîtier 6 et le deuxième absorbeur 16.
Le dispositif 30 comporte une troisième source de lumière 32, qui est une large source de lumière blanche positionnée sur la paroi 6c, située à l'opposé de l'ouverture 8, et apte à éclairer l'objet E en transmission.
L'étendue géométrique de la source de lumière 32 est suffisante pour éclairer l'objet E uniformément. De plus, l'étendue de la source 32 couvre le champ de vue de l'appareil photographique. De préférence, la troisième source de lumière 32 est directionnelle constituée de diodes électroluminescentes. En variante, toute autre source de lumière peut être utilisée, par exemple des lampes à filament.
Le dispositif 30 comporte un diaphragme 34, de préférence circulaire, qui limite la lumière parasite directe dans le champ de vue. De préférence, le diaphragme 34 est un absorbeur diffusant noir mat.
Les rayons de lumière G, qui passent autour de l'objet E sont absorbés par le deuxième absorbeur 16, et une partie G', est réfléchie par cet absorbeur vers une des parois du boîtier, la paroi 6b dans l'exemple.
Optionnellement, un deuxième diaphragme annulaire 36 est positionné dans le boîtier pour absorber le reste de lumière. De préférence, le diaphragme 36 est un absorbeur diffusant noir mat.
En utilisant ce dispositif d'éclairage 30, seule la lumière transmise par l'objet E à analyser est captée par l'appareil photographique. Ainsi, il est possible de déterminer précisément les zones de non uniformité de l'objet E, notamment les zones de délamination. Une variation de couleur d'un filtre interférentiel dans le champ de vue peut révéler une variation d'épaisseur des couches minces qui le constituent. L'apparition de franges colorées peut par exemple révéler la présence d'une lame d'air entre des couches minces, donc d'un décollement de couches minces, ou la présence d'un film liquide. Les couleurs observées sont complémentaires de l'éclairage précédent (figure 3) pour les filtres interférentiels.
La figure 5 représente une vue en coupe transversale dans un plan horizontal (X, Y) d'un dispositif d'éclairage 2 selon un quatrième mode de réalisation de l'invention, référencé 40 dans cette figure.
Le dispositif d'éclairage 40 comporte des éléments analogues à ceux du dispositif d'éclairage 2, pour lesquels les références sont conservées, notamment le boîtier 6 et le deuxième absorbeur 16.
Le dispositif 40 comporte une quatrième source de lumière 42, qui est une source de lumière blanche ponctuelle positionnée sur la paroi 6c, en dehors du champ de vue de l'appareil photographique. Dans un mode de réalisation, la quatrième source de lumière 42 est une source annulaire, disposée autour de la troisième source de lumière 32. Un masque de type absorbeur diffusant 46 est positionné sur la troisième source de lumière 32, afin d'éviter toute réflexion de lumière par la surface de la source de lumière 32.
La quatrième source 42 émet en direction de l'objet E à analyser, avec un angle d'inclinaison par rapport à l'emplacement prédéterminé de l'objet E, et l'éclairage de la surface de l'objet est quasiment uniforme. De préférence, la quatrième source de lumière 42 est constituée de diodes électroluminescentes. En variante, toute autre source de lumière peut être utilisée, par exemple des lampes à filament.
Le diaphragme 34 limite la lumière parasite directe.
Un film de micro-gouttelettes 44 située sur la surface de l'objet E diffuse la lumière, cette diffusion étant imagée par l'appareil photographique positionné dans le champ de vue. Une goutte plus importante en taille se comporte comme une lentille et réfracte la lumière vers l'appareil photographique.
La figure 6 illustre un cinquième mode de réalisation d'un dispositif d'éclairage 60 selon l'invention.
Ce dispositif d'éclairage comporte un ensemble d'éléments permettant de faire fonctionner successivement tous les modes de réalisation décrit ci-dessus.
Il comporte un boîtier 6, une première source de lumière 10, une deuxième source de lumière 18, une troisième source de lumière 32 et une quatrième source de lumière annulaire 42.
Chacune des sources de lumière peut être commandée pour être allumée ou éteinte, selon le mode d'éclairage souhaité pour un objet à analyser E.
Optionnellement, des masques de type absorbeur diffusant sont également prévus pour éviter toute réflexion de lumière par les surfaces des sources de lumière lorsqu'elles sont éteintes.
Le dispositif 60 comporte également un premier absorbeur 14, un deuxième absorbeur 16, un premier diaphragme annulaire 34, et un deuxième diaphragme annulaire 36.
Les éléments 14, 16, 34 et 36 sont amovibles, des logements étant prévus pour positionner chacun de ces éléments.
Les positions et les dimensions des éléments 14, 16, 34 et 36 sont prévues comme expliqué ci-dessus, en fonction des dimensions du boîtier et des dimensions minimale et maximale de l'objet à analyser.
Avantageusement, dans ce mode de réalisation, il est possible d'obtenir successivement plusieurs images représentatives de la surface de l'objet analysé en changeant de mode d'éclairage, chaque image étant révélatrice de certains types de défauts. Ainsi, des informations complémentaires relatives à la surface de l'objet E sont obtenues.
Avantageusement, aucun déplacement de l'objet E et aucun changement de mise au point n'est nécessaire. Le dispositif d'éclairage 2 a été décrit ci-dessus dans une mode de réalisation dans lequel le boîtier a une forme parallélépipédique.
En variante, le boîtier du dispositif d'éclairage 2 a une autre forme géométrique, par exemple une forme cylindrique, de paroi interne recouverte d'un revêtement uniforme mat, de préférence noir, de manière à maximiser le taux d'absorption de rayons lumineux.
Toute autre forme géométrique est envisageable.
Selon une autre variante, le dispositif d'éclairage selon l'invention ne comporte pas de boîtier. Ce mode de réalisation est adapté lorsque le dispositif d'éclairage est utilisé dans un espace dédié, sans source de lumière parasite, par exemple une chambre noire.
Dans ce mode de réalisation, le dispositif d'éclairage selon l'invention comporte une première source de lumière 10 et/ou une deuxième source de lumière 18 et/ou une troisième source de lumière 32 et/ou une quatrième source de lumière annulaire 42.
Chacune des sources de lumière peut être commandée pour être allumée ou éteinte, selon le mode d'éclairage souhaité pour un objet à analyser E.
Les sources de lumière 10, 18, 32 et 42 sont positionnées comme décrit dans les modes de réalisation ci-dessus, en fonction l'emplacement prévu pour l'objet à analyser, et des dimensions maximales de l'objet à analyser.
Optionnellement, des masques de type absorbeur diffusant sont également prévus pour éviter toute réflexion de lumière par les surfaces des sources de lumière lorsqu'elles sont éteintes.
Le dispositif d'éclairage comporte également, dans ce mode de réalisation sans boîtier, un premier absorbeur 14 et un deuxième absorbeur 16, un premier diaphragme annulaire 34, et un deuxième diaphragme annulaire 36.
Les éléments 14, 16, 34 et 36 sont positionnés comme expliqué ci-dessus en fonction du champ de vue d'observation, des dimensions maximales du ou des objets à analyser, et de l'emplacement prévu pour l'objet à analyser, l'emplacement prévu assurant que la surface S de l'objet à analyser est entièrement dans le champ de vue de l'appareil photographique.
Chacun des éléments 14, 16, 34, 36 est maintenu par un support approprié, dans la position déterminée au préalable.
Le premier absorbeur 14 est positionné de manière à ce que la zone éclairée projetée sur l'absorbeur 14 soit hors du champ de vue d'observation.
Le deuxième absorbeur 16 est positionné de manière à ce que les rayons de lumière réfléchis par la surface de l'objet E lorsqu'il est éclaire par la source 10 soient réfléchis hors du champ de vue d'observation. Les diaphragmes annulaires 34, 36 ont, comme dans les modes de réalisation décrits ci-dessus, pour rôle de limiter le champ d'éclairage des sources 32, 42.
Il est à noter qu'un dispositif tel que décrit ci-dessus dans ses divers modes de réalisation est intégrable dans une chaîne de production pour une inspection systématique de la qualité d'objets produits.
Dans un tel cas, pour des objets de taille et de forme similaire, une seule mise au point préalable des paramètres de prise de vue de l'appareil photographique est effectuée, les objets à analyser étant successivement positionnés à l'emplacement déterminé dans le boîtier du dispositif 2, 20, 30, 40, 60.
Dans un mode de réalisation alternatif, le boîtier du dispositif 2, 20, 30, 40, 60 est un boîtier ouvert, comportant des ouvertures dans les parois correspondant aux parois internes 6e, 6f, ou en alternative, une absence des parois latérales correspondant aux parois internes 6e, 6f, ou plus généralement une absence de deux parois latérales situées en vis-à-vis l'une par rapport à l'autre.
Ces ouvertures permettent le montage d'un tel dispositif d'éclairage sur une chaîne industrielle, permettant le positionnement successif d'objets à analyser à l'emplacement prévu pour l'objet E, pour une analyse et inspection systématisée de leurs surfaces.
Par exemple, le dispositif d'éclairage selon l'invention est positionné de manière à ce qu'un tapis roulant transporte et positionne les objets à inspecter à l'emplacement prévu.
Dans un mode de réalisation, le tapis roulant est transparent.
Selon d'autres variantes, lorsque le boîtier a une autre forme géométrique qu'une forme parallélépipédique, des ouvertures appropriées sont pratiquées réaliser le montage du dispositif d'éclairage de manière à permettre le positionnement successif d'objets à analyser à l'emplacement de l'objet E.
Ainsi, le dispositif d'éclairage selon l'invention est utilisable dans un processus industriel automatisé d'inspection/contrôle de qualité d'éventuels défauts de surface de tout objet de surface polie réfléchissante et/ou transparente.
Par exemple, l'inspection de verres de tout type, par exemple de verres pour lunettes, et des divers traitements (antireflets par exemple) fait partie des applications envisagées.
Le dispositif d'éclairage pour analyse d'objet selon l'invention trouve par exemple une application dans le domaine de l'application de tests normalisés de surveillance d'un processus industriel, par exemple d'altération de traitements (sulfuration, oxydation), appliqués en milieu aqueux. Ainsi, une pluralité de bacs témoins comportant un miroir témoin, permettant de vérifier l'altération d'un traitement à intervalles réguliers, sont présentés sur un tapis roulant, chaque bac témoin étant positionné à l'emplacement d'analyse prévu, à un instant temporel choisi. Avantageusement, le dispositif de l'invention permet une prise de vues permettant un traitement d'image ultérieur, permettant une inspection automatique des altérations constatées. La prise de vues se fait systématiquement avec un réglage unique de l'appareil photographique.
Avantageusement, le dispositif de l'invention permet une prise de vues indépendante de l'éclairage de l'environnement, avec une bonne reproductibilité des couleurs, des intensités d'éclairement et de l'uniformité de l'éclairement.
Avantageusement, il suffit de positionner les bacs témoins sur un tapis adéquat pour sérialiser les tests d'analyse, sans avoir à interrompre ou à perturber les réactions chimiques.
Avantageusement, un fort contraste d'image révélateur des réactions chimiques est obtenu sur une surface hautement spéculaire.
En outre, l'invention est également applicable pour l'analyse de la surface réfléchissante et/ou transparente de divers supports, et permet d'obtenir des images représentatives de la surface analysée avec un contraste suffisant caractériser toute variation sur cette surface, l'éclairage de la surface étant uniforme dans le champ de vue d'observation, sans retour de lumière parasite au premier ordre au moins. Ainsi, elle trouve des applications dans tout domaine nécessitant une capture d'une image représentative d'un objet ayant une surface réfléchissante.

Claims

REVENDICATIONS
1 . - Dispositif d'éclairage pour analyse d'objet ayant au moins une surface polie (S) réfléchissante et/ou transparente, caractérisé en ce qu'il comprend :
-au moins une source de lumière (10, 18, 32, 42), apte à éclairer l'objet (E) à analyser selon un angle d'éclairage prédéterminé lorsque l'objet est positionné à un emplacement prédéterminé, ladite surface polie étant positionnée de manière à être orthogonale à une direction de visée (A), et à l'intérieur d'un champ de vue d'observation de l'objet, et
-au moins un absorbeur (14, 16, 34, 36) de type réfléchissant ou de type diffusant, ledit absorbeur (14, 16, 34, 36) étant positionné par rapport ladite source de lumière (10, 18, 32, 42) de manière à ce que les rayons de lumière issus de ladite source (10, 18, 32, 42), qui n'atteignent pas ladite surface polie (S) ou qui sont réfléchis par ladite surface polie (S), soient captés par ledit absorbeur.
2. - Dispositif selon la revendication 1 , caractérisé en ce qu'il comporte une première source (10) de lumière ponctuelle, positionnée hors du champ de vue d'observation, inclinée par rapport à une direction perpendiculaire à la direction de visée (A) selon un premier angle d'inclinaison (a) de manière à éclairer substantiellement uniformément ladite surface polie de l'objet à analyser.
3. - Dispositif selon la revendication 2, dans lequel ladite première source (10) de lumière a un axe d'émission (B), caractérisé en ce qu'il comporte une lentille (12) positionnée perpendiculairement à l'axe d'émission (B) de la première source (10) de lumière.
4. - Dispositif selon l'une des revendications 2 ou 3, caractérisé en ce qu'il comporte un premier absorbeur (14) de type réfléchissant, positionné selon un deuxième angle d'inclinaison par rapport à la direction perpendiculaire à la direction de visée (A) de manière à capturer tous les rayons de lumière issus de la première source (10) de lumière et à réfléchir une partie des rayons de lumière incidents hors du champ de vue d'observation.
5. - Dispositif selon l'une des revendications 2 à 4, caractérisé en ce qu'il comporte un deuxième absorbeur (16) de type réfléchissant, positionné selon un troisième angle d'inclinaison par rapport à la direction perpendiculaire à la direction de visée (A), de manière à capturer tous les rayons de lumière réfléchis par l'objet à analyser et à réfléchir une partie des rayons de lumière incidents sur ledit deuxième absorbeur hors du champ de vue d'observation.
6.- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il comporte une deuxième source (18) de lumière, apte à éclairer sensiblement perpendiculairement à la direction de visée (A), et une lame semi-transparente (22) inclinée positionné de manière à capter un faisceau de rayons de lumière émis par la deuxième source (18) de lumière et à réfléchir une partie des rayons de lumière incidents vers la surface (S) de l'objet.
7. - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il comporte une troisième source (32) de lumière, ladite troisième source (32) étant positionnée de manière à éclairer l'objet à analyser en transmission dans la direction de visée (A).
8. - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il comporte une quatrième source (42) de lumière, positionnée à l'extérieur du champ de vue d'observation, et apte à éclairer l'objet à analyser selon une inclinaison prédéterminée.
9. - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'il comporte un boîtier (6), à parois internes (6a, 6b, 6c, 6d, 6e, 6f) recouvertes par un revêtement uniforme mat, comprenant une ouverture (8) dans une première paroi (6a), ladite ouverture (8) correspondant au champ de vue d'observation.
10. - Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce que la ou chaque paroi interne du boîtier est apte à absorber un premier pourcentage de lumière incidente et à diffuser un deuxième pourcentage de lumière incidente sur ladite paroi, le deuxième pourcentage étant au moins dix fois plus petit que le premier pourcentage.
1 1 . - Dispositif selon l'une des revendications 9 ou 10, caractérisé en ce que ledit boîtier (6) comporte des ouvertures latérales, permettant de positionner successivement une pluralité d'objets à analyser dans ledit boîtier à ladite position prédéterminée.
12.- Dispositif selon l'une des revendications 9 ou 10, caractérisé en ce que ledit boîtier (6) est de forme parallélépipédique et que deux parois latérales situées en vis-à-vis l'une par rapport à l'autre sont absentes dudit boîtier.
13.- Système d'éclairage pour analyse d'objet ayant au moins une surface polie réfléchissante et/ou transparente, caractérisé en ce qu'il comporte dispositif d'éclairage (2, 20, 30, 40, 60) conforme à l'une des revendications 1 à 12 et un appareil photographique (4) dont l'objectif est positionné selon ladite direction de visée (A), le champ de prise de vue de l'appareil photographique étant ledit champ de vue d'observation, l'appareil photographique étant apte à capter au moins une image représentative de ladite surface polie de l'objet à analyser.
14.- Utilisation d'un système d'éclairage conforme à la revendication 13 dans un procédé d'inspection automatisée d'une surface polie réfléchissante et/ou transparente d'objet.
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