Brevet FR2914099A1 — publié le 20080926

l0 La présente invention concerne un système de test universel apte à contrôler une pluralité de paramètres relatifs au fonctionnement de dispositifs d'affichage de présentation d'informations optoélectroniques de types variés. Elle s'applique aussi bien à des afficheurs à écrans, par exemple à tube cathodique (CRT), à cristaux liquides (LCD), ou même à plasma qu'à des 15 dispositif dans lesquels l'image est projetée à l'infini tels que, par exemple, des viseurs tête haute (Head Up Display -HUD), des systèmes d'affichage par projection sur le pare-brise, ou même des viseurs de casque (Helmet Mounted Display - HMD). 20 L'invention a plus particulièrement pour but de permettre une caractérisation de ces dispositifs de présentation d'informations, au moyen d'un capteur unique facile à utiliser et permettant d'effectuer, en mode automatique, l'ensemble des mesures et des tests nécessaires à cette caractérisation, à savoir notamment, mais non limitativement : 25 des tests de colorimétrie (aussi bien en un point que dans tout le champ de l'afficheur), des tests d'uniformité des couleurs (histogramme de couleurs .), des mesures de luminance, qui peuvent être également réalisées dans tout le 30 champ de l'afficheur, des tests d'uniformité pouvant en outre être réalisés dans tous les points du champ, la détection de pixels défectueux (un ou plusieurs pixels, "clusters" ...), des mesures géométriques (largeur de trace, parallaxe, distorsion ...), - la détection d'incrustation de motifs élémentaires dans une image .....DTD: On sait que dans l'état actuel de la technique, à chaque type d'équipement servant à la présentation d'informations sont associés des moyens de test spécifiques, ce qui est particulièrement "onéreux" si l'on doit acquérir des équipements faisant intervenir des dispositifs d'affichage ou de visualisation de types différents. Par ailleurs, ce suréquipement engendre des coûts supplémentaires notamment pour la maintenance des moyens de tests et la gestion de l'obsolescence. En outre, ces moyens de test font fréquemment intervenir plusieurs capteurs affectés, chacun, à un type de mesure effectuée. Ainsi, pour une mesure de luminance, le capteur utilisé sera un luminancemètre ; une mesure de colorimétrie fera intervenir un colorimètre ; pour des mesures de précision, on utilisera un capteur petit champ à haute résolution ; pour des mesures géométriques standard, le capteur utilisé sera un capteur grand champ à moyenne résolution ; certaines mesures telles que celles ayant trait à la détection de pixels défectueux ou à l'analyse de motifs élémentaires sont habituellement faites en mode manuel. Ces inconvénient se retrouvent dans le dispositif d'inspection décrit dans le brevet US 6 064 462 qui exploite la corrélation entre les anneaux de Newton formés à la surface d'un panneau d'affichage à cristal liquide et l'espace entre les deux plaques de verre contenant le cristal liquide, en vue de vérifier l'uniformité dudit espace : Ce principe n'est pas envisageable dans un dispositif de visualisation n'utilisant pas un afficheur à cristaux liquides.30 De même, le brevet japonais JP 31 603 10 utilise un montage mettant en oeuvre plusieurs dispositifs photographiques destinés à prendre des photos d'une mire présentée sur l'écran cathodique d'un dispositif de présentation d'informations. Ce montage est spécifiquement conçu pour un type particulier d'écran cathodique et ne convient pas pour d'autres types d'affichage tels que, par exemple, des viseurs tête haute ou des viseurs de casque. Le document WO 02/39 753 décrit, quant à lui, un dispositif pour le test de dispositifs d'affichage à cristaux liquides qui utilise des moyens sources lumineuses éclairant latéralement l'afficheur ainsi qu'un appareil photographique disposé de manière à recevoir, via un polariseur et un filtre, une fraction de la lumière réfléchie par l'afficheur. Un processeur analyse l'image reçue par l'appareil photographique en vue de vérifier un certain nombre de critères. Ce dispositif s'utilise donc spécifiquement pour des afficheurs à cristaux liquides et ne convient pas pour les autres types d'afficheurs. L'invention a donc plus particulièrement pour but de supprimer ces inconvénients en utilisant un capteur unique permettant d'effectuer automatiquement ou semi automatiquement l'ensemble des mesures et des tests usuels, sur la plupart des dispositifs d'affichage ou viseurs existant sur le marché, de manière à : - homogénéiser les moyens de tests utilisés dans des entreprises utilisant 25 différents types de moyens d'affichage ou de visualisation, -uniformiser les procédures de tests et les résultats obtenus (du fait que l'on utilise un capteur unique), - diminuer les coûts d'investissement et les coûts d'entretien grâce à l'utilisation de moyens d'acquisition unique, 30 - diminuer la subjectivité des résultats obtenus grâce au remplacement des mesures manuelles par des mesures automatiques, - pouvoir stocker les informations relatives à un test de manière à pouvoir notamment les comparer à des informations obtenues lors de tests effectués ultérieurement. A cet effet, elle propose un système de test faisant intervenir en tant que capteur unique universel, un appareil de photo numérique de type classique commandable à distance à partir d'un système informatique comportant un processeur et une interface homme/machine telle qu'un ensemble clavier/écran, cet appareil photographique comportant un objectif l0 éventuellement à focale variable dont la mise au point peut s'effectuer automatiquement grâce à un dispositif télémétrique (par exemple de type "autofocus"), ledit processeur étant lui-même couplé, grâce à des moyens de transmission à distance, au dispositif de présentation à tester, des moyens étant prévus pour disposer l'appareil photographique en regard du dispositif de 15 présentation que l'on souhaite tester, de préférence coaxialement à celui-ci. Le processeur est alors programmé de manière à effectuer une séquence comprenant les phases opératoires suivantes : 20 une phase d'autopositionnement comportant la commande par le processeur de l'affichage ou de la projection par le dispositif de présentation de repères de positionnement, l'analyse de l'image obtenue par l'appareil photographique et la commande par le processeur des moyens de positionnement en fonction des résultats de ladite analyse, 25 une phase de calibration éventuelle pour amener, par exemple en réglant la focale de l'objectif, l'image générée par le dispositif de présentation à occuper une zone prédéterminée de la photographie numérique prise par l'appareil de photo (par exemple toute la photo), une phase de mise au point automatique de l'objectif de manière à obtenir 30 une image nette, -5 une phase de test au cours de laquelle le processeur exécute au moins une séquence de tests comportant l'application par le processeur au système d'affichage, de stimuli pouvant consister en des informations à afficher et/ou en des commandes visant à modifier des paramètres de fonctionnement de l'afficheur puis, à la suite de l'application de stimuli, la prise d'une photographie numérique par l'appareil de photo et l'analyse de la photographie ainsi prise de manière à déterminer au moins un paramètre de fonctionnement du dispositif de présentation, cette séquence de test étant répétée, avec des stimuli appropriés pour chacun des paramètres du dispositif de présentation que l'on veut vérifier. Bien entendu, le processeur sera programmé de manière à pouvoir exécuter des séquences de test appropriées à tous les types de dispositif de présentation que l'on veut tester. Dans ce cas, le système pourra comprendre des moyens d'identification du type d'appareil à tester et des moyens permettant de déterminer, à la suite de cette identification, la séquence de test correspondante à exécuter. Un mode d'exécution de l'invention sera décrit ci-après, à titre d'exemple non 20 limitatif, avec référence au dessin annexé dans lequel : La figure unique est une représentation schématique d'un système de test monté sur un banc. 25 Dans l'exemple illustré sur cette figure, le système de test se compose d'un banc 1 portant deux structures de support 2, 3, à savoir : une structure de support 2 d'un appareil de photo 4 avec possibilité de réglage en position, selon l'axe longitudinal X, X' du banc et selon un axe 30 Y, Y' perpendiculaire au plan de ce banc, une structure de support 3 d'un dispositif de présentation 5 (représentée schématiquement par un bloc parallélépipédique), avec possibilité de réglage en orientation autour d'un axe vertical V, V' (perpendiculaire au plan du banc 1) et un axe horizontal H, H' (parallèle audit banc 1). 5 Dans cet exemple, la structure de support 2 comprend une embase 6 de section en forme de C couché dont l'âme est fixée sur le banc 1 et qui supporte un chariot 7 mobile le long de glissières longitudinales 8, 9 constituées par des tiges cylindriques horizontales fixées par leurs extrémités sur les ailes 10 parallèles de l'embase 6. L'actionnement du chariot 7 le long des glissières 8, 9 est assuré grâce à un actionneur à vis entraîné en rotation par un moteur électrique logé dans le chariot 7. Le chariot 7 supporte une potence 10 portant des glissières verticales 11, 12 le long desquelles l'appareil de photo 4 peut coulisser, grâce à une pièce de liaison (non représentée) prévue à l'arrière de 15 l'appareil de photo. Les déplacements de l'appareil de photo 4 le long des glissières 11, 12 sont assurés par un actionneur à vis entraîné par un moteur 13 solidaire de la potence 10. La structure de support 3 se compose d'une pièce de support 14 de section en 20 forme de U dont l'âme est montée rotative sur le banc 1 autour de l'axe vertical V, V' par l'intermédiaire d'une embase 15 logeant un moteur d'entraînement en rotation de la pièce 14. Le dispositif de présentation 5 est monté dans un cadre de support et de 25 fixation 16 monté rotatif entre les ailes de la pièce de support 14, autour de l'axe horizontal, grâce à deux tourillons coaxiaux 17, 18 passant dans des orifices correspondants des deux ailes. L'entraînement en rotation du dispositif de présentation 5 est alors assuré au moyen d'un motoréducteur 19 en prise avec le tourillon 18. 30 L'appareil de photo numérique 4 est un appareil numérique comportant les fonctions usuelles d'un appareil de type professionnel. Il présente un objectif à focale variable (zoom optique/zoom électronique) et dont la mise au point peut s'effectuer automatiquement grâce à un système télémétrique (autofocus). Cet appareil de photo numérique 4 est relié par exemple par l'intermédiaire d'une connexion USB à un processeur 20 muni d'un logiciel conçu de manière à assurer les commandes de l'appareil de photo 4, soit manuellement, par l'intermédiaire d'une interface homme/machine 21 (ici une console clavier/écran), soit automatiquement, selon une séquence opératoire prédéterminée. De même, le dispositif de présentation 5 est connecté au processeur, lequel est en outre programmé pour exécuter une séquence de test comprenant l'application au dispositif de présentation de stimuli pouvant consister en des informations à afficher et/ou des commandes visant à modifier des paramètres de fonctionnement de ce dispositif.. Le processeur 20 est en outre programmé de manière à assurer la commande des moteurs des actionneurs des deux structures de support par l'intermédiaire de liaisons appropriées et ce, afin de permettre à un opérateur d'effectuer tous les réglages à partir de la console clavier/écran. Le réglage de la position du dispositif de visualisation (coaxialité de l'axe optique du dispositif et celui de l'objectif de l'appareil de photo ou perpendicularité du plan de l'afficheur par rapport à l'axe optique de l'appareil de photo) peut s'effectuer automatiquement en mode autopositionnement par exemple par affichage (ou projection) de repères de positionnement (grille ou mire) sur le dispositif de présentation et analyse de l'image fournie par l'appareil, puis commande appropriée des actionneurs par le processeur 20.30 Une fois que le dispositif de présentation 5 a été correctement positionné en regard de l'appareil de photo 4, le processeur 20 commande la mise au point de l'appareil 4. Dans un premier temps, il règle la focale de l'appareil 4 de manière à ce que l'image réalisée par l'afficheur 5 occupe une zone prédéterminée de la photo réalisée par l'appareil 4 (de préférence toute la photo). Il procède alors à la mise au point (grâce à son dispositif de télémesure) de manière à obtenir une photo aussi nette que possible. Le processeur 20 effectue une ou plusieurs séquences de tests comportant chacune l'application au dispositif de présentation de stimuli pouvant par exemple conduire à l'affichage par le dispositif d'informations telles que des grilles ou des mires et/ou des commandes visant à modifier les paramètres de fonctionnement de ce dispositif (tels que la luminance, la chrominance, le contraste, le lissage, l'épaisseur des traits ...). Le processeur 20 commande alors une ou plusieurs prises de vue puis le transfert des données numériques relatives aux photographies venant d'être prises dans ses propres mémoires. Il effectue alors une analyse d'image de ces photographies en vue d'effectuer la caractérisation du dispositif de présentation. Cette caractérisation pourra être éventuellement associée à un processus d'autoréglage et d'autocalibrage du dispositif de présentation 5. Bien entendu, l'invention pourra être utilisée aussi bien dans le cadre d'un contrôle qualité en fin de chaîne de production par exemple en vue de détecter et, éventuellement, d'éliminer des dispositifs défectueux, que dans le cadre d'une maintenance. Dans ce dernier cas, le système selon l'invention pourra être installé sur site, par exemple dans le poste de pilotage d'un avion pour tester les dispositifs d'affichage et de visualisation de ce site. Dans ce cas, compte tenu de la fixité des dispositifs d'affichage, seuls des moyens de positionnement ou d'autopositionnement de l'appareil photographique montés sur la structure du poste de pilotage, devront être prévus. Grâce aux dispositions précédemment décrites, le système selon l'invention permet d'obtenir de nombreux avantages tels que notamment : une optimisation des temps de tests, 10 - une automatisation partielle, voire même totale, des tests, une meilleure objectivité des résultats (l'analyse étant effectuée d'une façon purement numérique, on s'affranchit de toute appréciation subjective), une possibilité de mémorisation des résultats, notamment en vue d'analyses statistiques, 15 - une plus grande exhaustivité des tests, - une très grande souplesse d'utilisation et de multiples possibilités d'adaptation, notamment aux nouveaux types de dispositifs de présentation d'informations.5 Revendications 1. Système de test apte à effectuer le contrôle d'une pluralité de paramètres relatifs au fonctionnement de dispositifs de présentation 5 d'informations optoélectroniques de types variés, caractérisé en ce qu'il fait intervenir, en tant que capteur unique, un appareil de photographie numérique (4) de type classique commandable à distance à partir d'un système informatique comportant un processeur (20) et une interface homme/machine (21), cet appareil comportant un objectif dont la mise au 10 point peut s'effectuer automatiquement grâce à un dispositif télémétrique, en ce que ledit processeur (20) est par ailleurs couplé, grâce à des moyens de transmission à distance, au dispositif de présentation à tester (5), des moyens de positionnement étant prévus pour centrer l'appareil photographique (4) en regard du dispositif de présentation (5) que l'on veut tester, et en ce que le 15 processeur (20) est programmé de manière à effectuer au moins une séquence comprenant les phases opératoires suivantes : - une phase d'autopositionnement comportant la commande par le processeur (20) de l'affichage ou de la projection par le dispositif de présentation (5) de 20 repères de positionnement, l'analyse de l'image obtenue par l'appareil photographique et la commande par le processeur (20) des moyens de positionnement en fonction des résultats de ladite analyse, - une phase de mise au point automatique de l'objectif de manière à obtenir des photographies possédant une bonne netteté, des informations présentées 25 par le dispositif de présentation (5), une phase de test au cours de laquelle le processeur (20) exécute au moins une séquence de test comportant l'application par le processeur (20) au dispositif de présentation (5) de stimuli pouvant consister en des informations à afficher et/ou en des commandes visant à modifier des 30 paramètres de fonctionnement dudit dispositif (5) puis, à la suite de l'application desdits stimuli, la prise d'une photographie numérique par-11- l'appareil de photographie (4) puis l'analyse de la photographie par le processeur (20) de manière à déterminer et à vérifier au moins un paramètre de fonctionnement du dispositif de présentation, cette séquence de test étant répétée, avec des stimuli appropriés pour chacun des paramètres du dispositif de présentation que l'on veut vérifier. 2. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que dans le cas où le dispositif (5) à tester est un dispositif de présentation d'informations dans lequel les informations sont affichées sur un écran, la phase de mise au point automatique s'effectue au moyen d'un dispositif télémétrique équipant l'appareil de photo (4). 3. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que dans le cas où le dispositif à tester est un viseur dans 15 lequel l'image contenant les susdites informations est projetée à l'infini, la phase de mise au point comprend le réglage à l'infini de l'objectif. 4. Système selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens d'identification du type de 20 dispositif (5) à tester et des moyens de détermination, à la suite de cette identification de la séquence de test correspondante à exécuter. 5. Système selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'appareil de photo (4) comprend un objectif à focale 25 variable, et en ce que le processeur (20) est programmé de manière à effectuer, avant la mise au point automatique, une phase de calibration consistant à régler la focale de l'objectif de manière à ce que l'image générée par le dispositif de présentation (5) occupe une zone prédéterminée de la photographie numérique prise par l'appareil de photo (4). 30 6. Système selon l'une des revendications précédentes,- 12 - caractérisé en ce que l'appareil de photo (4) est monté sur une structure de support mobile selon deux axes perpendiculaires (X, X' - Y, Y'), les déplacements dudit appareil le long desdits axes étant commandés par deux actionneurs respectifs pilotés par le processeur (20). 7. Système selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le dispositif de présentation d'informations à tester (5) est monté sur une structure de support orientable autour de deux axes de rotation perpendiculaires (H, H' - V, V'), l'orientation du dispositif de présentation (5) étant assurée par deux actionneurs respectifs commandés par le processeur (20). 8. Système selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la susdite séquence de tests comprend : des tests de colorimétrie, aussi bien en un point que dans tout le champ de l'afficheur, et/ou des tests d'uniformité des couleurs (histogramme de couleurs ...), et/ou - des mesures de luminance pouvant être réalisées dans tout le champ de l'afficheur, des tests pouvant être réalisés dans tous les points du champ, et/ou - la détection de pixels défectueux (un ou plusieurs pixels, "clusters" ...), et/ou des mesures géométriques (largeur de trace, parallaxe, distorsion ...), et/ou la détection d'incrustation de motifs élémentaires dans une image.