Brevet FR3018621A1 — publié le 20150918

B13172 - Structured Light 1 PROCEDE DE DETERMINATION D'IMAGES TRIDIMENSIONNELLES D'UN OBJET Domaine La présente invention concerne de façon générale les systèmes d'inspection optique et, plus particulièrement, les systèmes de détermination d'images tridimensionnelles destinés à l'analyse en ligne d'objets, notamment de circuits électroniques. Exposé de l'art antérieur Les systèmes d'inspection optique sont généralement utilisés pour vérifier le bon état d'un objet avant sa mise sur le marché ou pour vérifier la conformité d'un objet avant une étape de fabrication à forte valeur ajoutée. Ils permettent notamment de déterminer une image tridimensionnelle, ou 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 3D du circuit électronique peut être utilisée notamment pour inspecter le bon état des soudures des composants électroniques sur le circuit imprimé. Une image 3D d'un objet correspond à un nuage de 20 points, par exemple plusieurs millions de points, d'au moins une partie de la surface extérieure de l'objet dans lequel chaque point de la surface est repéré par des coordonnées (x, y, z) où B13172 - Structured Light 2 les coordonnées (x, y) correspondent à la position de la projection du point dans un plan de référence et où z correspond à la hauteur du point par rapport au plan de référence. Un procédé de détermination d'une image 3D d'un objet 5 peut comprendre une séquence de projections sur l'objet d'une lumière structurée, c'est-à-dire une image comprenant des motifs lumineux prédéterminés et l'acquisition d'images à deux dimensions, ou image 2D, de l'objet ainsi éclairé. L'image 3D est déterminée à partir des images 2D acquises en tenant compte 10 des déformations des motifs lumineux réfléchis sur l'objet. Un exemple de motifs lumineux utilisé de façon classique pour la détermination d'une image 3D comprend une alternance de franges parallèles claires et sombres. De façon générale, les motifs lumineux projetés sur le plan de référence présentent 15 généralement une périodicité spatiale avec un pas p donné. Un inconvénient est que, contrairement à ce que prévoit le calcul théorique, les hauteurs des points de l'image 3D qui sont déterminées peuvent différer des dimensions réelles de l'objet lorsque le pas varie en fonction des caractéristiques 20 de l'objet. En particulier, plus le pas est grand, plus l'image 3D peut s'écarter des dimensions réelles de l'objet. Toutefois, il peut être souhaitable d'utiliser une lumière structurée comportant des motifs ayant un grand pas. En effet, la hauteur maximale de l'objet dont une image 3D peut être déterminée est 25 d'autant plus grande que le pas est grand. Résumé Un objet d'un mode de réalisation est de pallier tout ou partie des inconvénients des procédés et systèmes de détermination d'images 3D décrits précédemment. 30 Un autre objet d'un mode de réalisation est de permettre la détermination d'une image 3D d'un objet dont la hauteur maximale peut-être supérieure à plusieurs millimètres. Un autre objet d'un mode de réalisation est que le dispositif de détermination d'une image 3D peut être mis en 35 oeuvre en utilisant des systèmes d'inspection optiques connus. B13172 - Structured Light 3 Ainsi, un mode de réalisation prévoit un procédé de détermination d'images tridimensionnelles d'un objet, comprenant : la projection par au moins un projecteur de plusieurs 5 images sur l'objet, chaque image projetée étant déterminée par modulation de premiers motifs lumineux ; l'acquisition, pour chaque image projetée, d'au moins une image bidimensionnelle de l'objet par au moins un capteur d'images, notamment au moins deux capteurs d'images ; et 10 la détermination de la hauteur de chaque point de l'objet à partir des images bidimensionnelles acquises, la modulation étant sélectionnée de façon que les erreurs de détermination soient inférieures à celles obtenues en l'absence de modulation. 15 Selon un mode de réalisation, les premiers motifs ont une première orientation par rapport à une direction privilégiée du projecteur et du capteur d'images ou des deux capteurs d'images et le procédé comprend la projection d'images ayant des franges inclinées par rapport à la direction privilégiée selon 20 une deuxième orientation différente de la première orientation. Selon un mode de réalisation, le procédé comprend la superposition et/ou la multiplication des premiers motifs lumineux et de deuxièmes motifs lumineux, les premiers motifs lumineux étant déphasés d'un premier déphasage d'une image 25 projetée à la suivante et les deuxièmes motifs lumineux étant déphasés d'une image projetée à la suivante d'un deuxième déphasage différent du premier déphasage. Selon un mode de réalisation, les premiers motifs lumineux comprennent des premières franges. 30 Selon un mode de réalisation, les deuxièmes motifs lumineux comprennent des deuxièmes franges. Selon un mode de réalisation, les premières franges sont droites et parallèles et les deuxièmes franges sont droites et parallèles. B13172 - Structured Light 4 Selon un mode de réalisation, les deuxièmes franges sont inclinées par rapport aux premières franges d'un angle compris entre 45° et 135°. Selon un mode de réalisation, les premiers motifs 5 lumineux sont périodiques selon un premier pas compris entre 1 mm et 15 mm. Selon un mode de réalisation, les deuxièmes motifs lumineux sont périodiques selon un deuxième pas compris entre 1 mm et 15 mm. 10 Un mode de réalisation prévoit également un système de détermination d'images tridimensionnelles d'un objet, comprenant : au moins un projecteur adapté à projeter plusieurs images sur l'objet, chaque image projetée étant déterminée par 15 modulation de premiers motifs lumineux ; au moins un capteur d'images, notamment au moins deux capteurs d'images, adapté à acquérir, pour chaque image projetée, au moins une image bidimensionnelle de l'objet ; et un module de détermination de la hauteur de chaque 20 point de l'objet à partir des images bidimensionnelles acquises, la modulation étant sélectionnée de façon que les erreurs de détermination soient inférieures à celles obtenues en l'absence de modulation. Selon un mode de réalisation, les premiers motifs ont 25 une première orientation par rapport à une direction privilégiée du projecteur et du capteur d'images ou des deux capteurs d'images et le projecteur est adapté à projeter des images ayant des franges inclinées par rapport à la direction privilégiée selon une deuxième orientation différente de la première 30 orientation. Selon un mode de réalisation, chaque image projetée comprend la superposition ou la multiplication des premiers motifs lumineux et de deuxièmes motifs lumineux, les premiers motifs lumineux étant déphasés d'un premier déphasage d'une 35 image projetée à la suivante et les deuxièmes motifs lumineux B13172 - Structured Light étant déphasés d'une image projetée à la suivante d'un deuxième déphasage différent du premier déphasage. Selon un mode de réalisation, le système comprend un module de fourniture d'images numériques et le projecteur est 5 adapté à projeter lesdites plusieurs images sur l'objet, chacune desdites images étant formée par le projecteur à partir de l'une desdites images numériques. Brève description des dessins Ces caractéristiques et avantages, ainsi que d'autres, 10 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 : les figures 1 et 2 représentent, de façon partielle et schématique, un mode de réalisation d'un système d'inspection 15 optique de circuit électronique ; la figure 3 représente, de façon partielle et schématique, un autre mode de réalisation d'un système d'inspection optique de circuit électronique ; la figure 4 représente, sous la forme d'un schéma-20 bloc, un exemple de procédé de détermination d'une image 3D ; la figure 5 représente un exemple de motifs lumineux pouvant être projetés lors de la mise en oeuvre de l'exemple de procédé de détermination d'une image 3D illustré en figure 2 ; la figure 6 est une coupe, partielle et schématique, 25 d'un circuit imprimé ; la figure 7 représente l'évolution de la hauteur de points en surface du circuit imprimé représenté en figure 6 en fonction du pas des motifs lumineux projetés ; les figures 8 et 9 représentent des modes de 30 réalisation de motifs lumineux projetés lors de la mise en oeuvre du procédé de détermination d'une image 3D ; la figure 10 est une figure analogue à la figure 7 lorsque les motifs lumineux représentés en figure 9 sont utilisés ; B13172 - Structured Light 6 la figure 11 représente un autre mode de réalisation de motifs lumineux projetés lors de la mise en oeuvre du procédé de détermination d'une image 3D ; la figure 12 représente, sous la forme d'un schéma-5 bloc, un mode de réalisation d'un procédé de détermination d'une image 3D ; et la figure 13 représente un autre mode de réalisation de motifs lumineux projetés lors de la mise en oeuvre du procédé de détermination d'une image 3D. 10 Description détaillée Par souci de clarté, de mêmes éléments ont été désignés par de mêmes références aux différentes figures et, de plus, les diverses figures ne sont pas tracées à l'échelle. Dans la suite de la description, sauf indication contraire, les 15 termes "sensiblement", "environ" et "de l'ordre de" signifient "à 10 % près". En outre, seuls les éléments utiles à la compréhension de la présente description ont été représentés et sont décrits. En particulier, les moyens de commande du convoyeur du système d'inspection optique décrit ci-après sont à 20 la portée de l'homme de l'art et ne sont pas décrits. 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 25 tridimensionnelles de tous types d'objets, notamment pour l'inspection optique de pièces mécaniques. On appelle (OX) et (OY) deux directions perpendiculaires, par exemple horizontales. Les figures 1 et 2 sont respectivement une vue de face et une vue de dessus, très schématiques, d'un mode de 30 réalisation d'un système 10 d'inspection d'un circuit électro- nique Board. 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 35 ou le support sans les composants électroniques mais muni de B13172 - Structured Light 7 moyens de fixation des composants électroniques. A titre d'exemple, le support est un circuit imprimé et les composants électroniques sont fixés au 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 le circuit imprimé seul (sans composants électroniques, ni blocs de pâte à souder), le circuit imprimé muni des blocs de pâte à souder et sans composants électroniques, le circuit imprimé muni des blocs de pâte à souder et des composants électroniques avant l'opération de chauffage ou le circuit imprimé muni des composants électroniques fixés au circuit imprimé par les joints de soudure. Le système 10 permet la détermination d'une image 3D du circuit électronique Board. Le circuit électronique Board est placé sur un convoyeur 12, par exemple un convoyeur plan. Le convoyeur 12 est susceptible de déplacer le circuit Board parallèlement à la direction (0Y). A titre d'exemple, le convoyeur 12 peut comprendre un ensemble de courroies et de galets entraînés par un moteur électrique tournant 14. A titre de variante, le convoyeur 12 peut comprendre un moteur linéaire déplaçant un charriot sur lequel repose le circuit électronique Board. Le circuit Board correspond, par exemple, à une carte rectangulaire ayant une longueur et une largeur variant de 50 mm à 550 mm. Le système 10 comporte un dispositif de projection d'images P comprenant au moins un projecteur, un seul projecteur P étant représenté en figure 1. Le projecteur P est relié à un système informatique 16 de contrôle, d'acquisition et de traitement d'images. Lorsque plusieurs projecteurs P sont présents, les projecteurs P peuvent être sensiblement alignés selon une direction parallèle à la direction (0Y). Le système 16 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 système 16 de réaliser les fonctions B13172 - Structured Light 8 souhaitées. A titre de variante, le système 16 peut correspondre à un circuit électronique dédié. Le moteur électrique 14 est, en outre, commandé par le système 16. Le système 10 comporte, en outre, un dispositif d'acquisition d'images C comprenant au moins une caméra, par exemple une caméra numérique. A titre d'exemple, deux caméras C sont représentées sur les figures 1 et 2. Chaque caméra C est reliée au système informatique 16 de contrôle, d'acquisition et de traitement d'images. Lorsqu'une seule caméra C est présente, la caméra C et le projecteur P peuvent être alignés parallèlement à une direction (0X). Lorsque plusieurs caméras C sont présentes, les caméras C peuvent être disposées de part et d'autre du projecteur ou des projecteurs P, parallèlement à la direction (0X). Lorsque plusieurs groupes caméras C et projecteurs P sont présents, ces groupes peuvent être sensiblement alignés parallèlement à la direction (0Y). La direction (0X) est parallèle à une direction privilégiée du dispositif d'acquisition d'images C et/ou du dispositif de projection d'image P. A titre d'exemple, lorsqu'une seule caméra C est présente, la direction (0X) peut être parallèle à la droite passant par le centre optique de la caméra et le centre optique du projecteur et, lorsque deux caméras C sont présentes, la direction (0X) peut être parallèle à la droite passant par les centres optiques des caméras. Dans la suite de la description, on appelle image bidimensionnelle, ou image 2D, une image numérique acquise par l'une des caméras C 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. Les moyens de commande du convoyeur 12, de la caméra C 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. A titre de variante, la direction de déplacement du circuit Board peut être une direction horizontale perpendiculaire à la direction (0Y) représentée en figure 2. B13172 - Structured Light 9 Dans le présent mode de réalisation, les caméras C et le projecteur P sont fixes et le circuit électronique Board est déplacé par rapport à la caméra C et au projecteur P par l'intermédiaire du convoyeur 12. A titre de variante, le circuit électronique Board est fixe et la caméra ou les caméras C et le projecteur P sont déplacés par rapport au circuit électronique Board par tout dispositif de convoyage adapté. Le système 10 est adapté à déterminer une image 3D du circuit Board. Une image 3D du circuit Board correspond à un nuage de points, par exemple plusieurs millions de points, d'au moins une partie de la surface extérieure du circuit Board dans lequel chaque point de la surface est repéré par ses coordonnées (x, y, z) déterminées par rapport à un repère d'espace à trois dimensions RREF (OX, OY, OZ). Dans la suite de la description, le plan (OX, OY) est appelé plan de référence P1REF- La coordonnée z d'un point de la surface de l'objet correspond alors à la hauteur du point mesurée par rapport au plan de référence P1REF- A titre d'exemple, le plan de référence P1REF correspond au plan contenant la face supérieure ou la face inférieure du circuit imprimé. Le plan P1REF peut être horizontal. De préférence, la direction (OZ) est perpendiculaire au plan (OX, OY), c'est-à-dire perpendiculaire aux faces supérieure ou inférieure du circuit imprimé. La figure 3 est une vue analogue à la figure 2 d'un 25 autre mode de réalisation d'un système 18 d'inspection optique comprenant trois ensembles projecteur P - caméras C alignés selon la direction (OY). La figure 4 illustre, sous la forme d'un schéma-bloc, les étapes d'un exemple de procédé de détermination d'une image 30 3D pouvant être mis en oeuvre par le système 10. A l'étape 20, le projecteur P projette successivement, sur le circuit Board à inspecter, des images comportant chacune des motifs lumineux déterminés. Au cours de la projection de chaque image à motifs lumineux déterminés, au moins une image de B13172 - Structured Light 10 l'objet éclairé est acquise par chaque caméra C. Le procédé se poursuit à l'étape 22. A l'étape 22, le système 16 de traitement d'images détermine une image 3D du circuit Board à partir des images 2D 5 acquises par chaque caméra C. La figure 5 représente un exemple connu d'image 24 pouvant être projetée à l'étape 20 par le projecteur P sur le circuit Board lors de la mise en oeuvre d'un procédé de détermination d'une image 3D. Dans cet exemple, l'image 24 10 comprend une succession de franges lumineuses 25 droites et parallèles. Dans le présent exemple, lorsque l'image 24 représentée en figure 5 est projetée sur le plan de référence P1REF, les franges 25 sont perpendiculaires à la direction (0X) et apparaissent avec un pas pi mesuré selon la direction (0X). 15 De façon générale, plus le pas pl est grand, plus la hauteur maximale séparant deux points de l'image 3D pouvant être déterminés par le procédé, ou profondeur de champ, est grande. Selon une variante, les franges droites 25 peuvent être seulement sensiblement parallèles. Selon une autre variante, les 20 franges lumineuses 25 peuvent suivre des lignes brisées parallèles ou sensiblement parallèles, et de façon générale, des courbes parallèles ou sensiblement parallèles. Dans le présent exemple de procédé de détermination d'une image 3D, à l'étape 20, plusieurs images à motifs sont 25 projetées successivement sur le circuit Board. Les images diffèrent les unes des autres par un décalage des motifs selon une direction privilégiée. A titre d'exemple, pour l'image 24 représentée en figure 5, un décalage correspond à déplacement des franges 25 selon la direction (0X). Une image 2D est acquise 30 lors de la projection de chaque nouvelle image à motifs lumineux sur le circuit Board. La figure 6 est une vue en coupe, partielle et schématique, d'un exemple de circuit imprimé 30 comprenant une couche isolante 32 sur laquelle sont réparties des pistes 35 conductrices 34, une seule de ces pistes 34 étant représentée en B13172 - Structured Light 11 figure 6. Une couche isolante 36 recouvre les pistes conductrices 34 et le reste de la couche isolante 32. Des pistes conductrices 38 s'étendent sur la couche isolante 36, deux pistes 38 étant représentées en figure 6. Le reste de la couche isolante 36 peut être recouvert d'une couche de résine 40 qui recouvre au moins partiellement certaines pistes conductrices 38. De façon générale, une image tridimensionnelle du circuit Board correspond à un nuage d'un nombre entier M de points Qi où i est un nombre entier variant de 1 à M. A titre d'exemple, M est supérieur à plusieurs millions. Un point Qi de la surface externe du circuit Board est repéré dans le repère RREF par les coordonnées (xi, yi, zi). La coordonnée zi correspond à la hauteur du point Qi par rapport au plan P1REF- Un procédé de détermination d'une image tridimensionnelle du circuit Board consiste à déterminer la hauteur zi de chaque point Qi. Les inventeurs ont mesuré l'évolution de hauteurs zi de différents points Qi' Q2, Q3 et Q4 de l'image 3D du circuit Board déterminée en projetant des franges 25 telles que représentées en figure 5 en fonction du pas pl des franges 25. Le point Qi est situé sur l'une des pistes conductrices 38 non recouvertes de la couche de résine 40. Le point Q2 est situé sur une portion de la couche de résine 40 recouvrant l'une des pistes conductrices 38. Le point Q3 est situé sur la couche de résine 40 à l'aplomb de l'une des pistes conductrices 34 prévues entre les couches isolantes 32 et 36. Le point Q4 est situé sur la couche de résine 40 et ne se trouve pas à l'aplomb de l'une des pistes conductrices 34, c'est-à-dire qu'il est situé seulement à l'aplomb des couches isolantes 32 et 36. Les essais ont été réalisés en utilisant les matériaux et les épaisseurs de couches suivantes. Les couches isolantes 32 et 36 étaient en ER4, composite de résine époxyde renforcé de fibres de verre. La couche isolante 32 avait une épaisseur entre 150 fun et 400 fun et la couche isolante 36 avait une épaisseur B13172 - Structured Light 12 entre 150 fun et 800 gm. Les pistes conductrices 34 et 38 étaient en cuivre. Les pistes conductrices 34 avaient une épaisseur entre 35 fun et 70 fun et les pistes conductrices 38 avaient une épaisseur entre 35 fun et 70 gm. La couche de résine 40 correspondait à un vernis de différentes couleurs et avait une épaisseur de l'ordre de 10 fun à 15 fun à l'aplomb de Q2. La figure 7 représente des courbes Cl, C2, C3 et C4 d'évolution respectivement de la hauteur zi des points Qi' Q2, Q3 et Q4 du circuit imprimé 30 représenté en figure 6 en 10 fonction du pas pl des franges 25. Comme cela apparaît sur la figure 7, les hauteurs mesurées pour les points Qi et Q4 ne sont pas constantes en fonction du pas pl et les variations observées en fonction du pas pl dépendent du point considéré. Les inventeurs ont mis en 15 évidence que les erreurs sur les hauteurs augmentent lorsque le pas pl augmente. Une explication serait que le rayonnement projeté pour former les franges 25 interagit avec les matériaux présents en surface du circuit 30 et en profondeur dans le circuit 30, notamment en raison de la régularité des franges 25 20 et du fait que certains des matériaux composant le circuit 30 sont partiellement transparents. Les inventeurs ont mis en évidence que les erreurs sur les hauteurs zi des points de l'image 3D peuvent être réduites en réalisant une modulation spécifique des images projetées 25 comprenant des premiers motifs lumineux utilisés pour la détermination de l'image 3D. La modulation est choisie de façon que, éventuellement après la mise en oeuvre d'une étape de démodulation des images acquises par la caméra C ou les caméras C, l'étape 22 décrite précédemment de détermination d'une image 30 3D du circuit Board peut être mise en oeuvre comme si seuls les premiers motifs avaient été projetés sur le circuit Board. La modulation peut être une modulation additive ou multiplicative. Selon un mode de réalisation, l'image comprenant les premiers motifs est modulée par une image comprenant des 35 deuxièmes motifs. Les premiers motifs sont caractérisés par un B13172 - Structured Light 13 premier pas, correspondant, par exemple, à la distance moyenne séparant deux motifs adjacents parmi les premiers motifs et les deuxièmes motifs sont caractérisés par un deuxième pas qui correspond à la distance moyenne séparant deux motifs adjacents parmi les deuxièmes motifs. En particulier, lorsque les motifs correspondent à des franges périodiques, le pas des motifs correspond à la distance entre deux franges successives. Selon un mode de réalisation, le deuxième pas est inférieur ou égal au premier pas. Les inventeurs ont mis en évidence que la modulation de l'image comprenant les premiers motifs par une image comprenant des deuxièmes motifs ne modifie pas la profondeur de champ du procédé de détermination de l'image 3D. Selon un mode de réalisation, les premiers motifs ont une orientation privilégiée par rapport à la direction (0X) et 15 les deuxièmes motifs ont une orientation privilégiée différente par rapport à la direction (0X). Selon un mode de réalisation, le système informatique 16 de contrôle, d'acquisition et de traitement d'images comprend un module de détermination d'une image numérique et le 20 projecteur P est adapté à projeter une image obtenue à partir de cette image numérique. Selon un mode de réalisation, le projecteur P est du type comprenant une lampe émettant un faisceau qui est dirigé vers un moteur optique. Le moteur optique module le faisceau, en fonction de l'image numérique, 25 pour former une image qui est projetée sur le circuit Board. Le moteur optique peut comprendre une matrice active. A titre d'exemple, le moteur optique peut comprendre une matrice d'obturateurs à cristaux liquides ou obturateur LCD (acronyme anglais pour Liquid Cristal Display) qui fonctionne par 30 transmission, le faisceau lumineux traversant l'obturateur LCD. A titre de variante, le moteur optique peut mettre en oeuvre la technologie DLP (acronyme anglais pour Digital Light Processing) qui repose sur l'utilisation d'un dispositif comprenant une matrice de micro-miroirs orientables, le faisceau lumineux se 35 réfléchissant sur ces miroirs. A titre de variante, le moteur B13172 - Structured Light 14 optique peut mettre en oeuvre la technologie LCoS (acronyme anglais pour Liquid Cristal on Silicon) qui repose sur l'utilisation d'un dispositif à cristaux liquides, le faisceau lumineux se réfléchissant sur le dispositif. Selon une autre variante, le moteur optique peut mettre en oeuvre la technologie GLV (acronyme anglais pour Grating Light Valve) qui repose sur l'utilisation d'un réseau de diffraction ajustable dynamiquement à base de rubans réflecteurs. Selon un autre mode de réalisation, le projecteur P peut mettre en oeuvre au moins un faisceau laser qui est modulé en fonction de l'image numérique, l'image étant obtenue par un balayage matriciel du faisceau laser modulé. De façon avantageuse, lorsque le projecteur P est adapté à projeter une image obtenue à partir d'une image numérique, les images projetées modulées peuvent être obtenues de façon simple en modifiant l'image numérique qui commande le projecteur. Selon un mode de réalisation de modulation additive, la modulation comprend, lors de la projection des images structurées à l'étape 20 décrite précédemment, l'ajout de deuxièmes motifs lumineux spécifiques aux premiers motifs lumineux. Plus précisément, le procédé de détermination d'une image 3D comprend la projection successive de plusieurs images comprenant simultanément les premier et deuxième ensembles de motifs lumineux sur le circuit Board, un premier déphasage étant appliqué aux premiers motifs lumineux entre chaque image projetée et un deuxième déphasage, éventuellement nul, étant appliqué aux deuxièmes motifs lumineux entre chaque image projetée, les premier et deuxième déphasages étant différents. En outre, le deuxième déphasage appliqué aux deuxièmes motifs lumineux est choisi pour que, lors de la mise en oeuvre du procédé de détermination de l'image 3D du circuit Board, la contribution due à l'intensité lumineuse des deuxièmes motifs lumineux est nulle, c'est-à-dire que, du point de vue de l'algorithme mis en oeuvre pour la détermination de l'image 3D, B13172 - Structured Light 15 tout se passe comme si seuls les premiers motifs lumineux étaient présents. De façon avantageuse, le traitement réalisé par le système 16 des images acquises par les caméras n'est pas modifié. La figure 8 représente un mode de réalisation d'une image 45 comprenant un ensemble de franges supplémentaire 50 en plus de l'ensemble de franges 25 de l'image 24 représentée en figure 5. Dans ce mode de réalisation, les franges 50 sont droites et parallèles. Les franges 50 peuvent avoir une intensité lumineuse qui varie de façon sinusoïdale. Les franges 50 sont perpendiculaires à une direction (0W) qui est un axe appartenant au plan de référence P1REF et qui est incliné d'un angle R par rapport à la direction (OX). Selon un mode de réalisation, l'angle R est compris entre 45° et 135°, de préférence entre 60° et 120°, plus préférentiellement entre 80° et 100°. Les franges 50 sont caractérisées par un pas p2 mesuré selon la direction (OW). Les pas pl et p2 peuvent être différents. Selon un mode de réalisation, le pas pl est compris entre 1 mm et 15 mm. Selon un mode de réalisation, le pas p2 est compris entre 1 mm et 15 mm, de préférence entre 1 mm et 10 mm, plus préférentiellement entre 1 mm et 8 mm. La figure 9 représente un mode de réalisation particulier de l'image 45 dans lequel l'angle R est sensiblement égal à 90° et la direction (0W) est confondue avec la direction (OY). De façon avantageuse, lorsque le projecteur P comprend un moteur optique, les images projetées, comprenant notamment deux ensembles de franges 25 et 50, peuvent être obtenues de façon simple en modifiant la commande du moteur optique. A titre de variante, le projecteur P peut être remplacé par deux interféromètres dont l'un projette le premier ensemble de franges et l'autre projette le deuxième ensemble de franges. Un mode de réalisation plus détaillé des conditions 35 que doit respecter le deuxième déphasage va maintenant être B13172 - Structured Light 16 décrit pour un exemple de procédé de détermination d'une image 3D. Toutefois, il est clair que ces conditions vont dépendre du procédé utilisé de détermination de l'image 3D. A chaque point Qj correspond un point c(I dans le plan 5 image de la caméra C et un point Pqi dans le plan image du projecteur P. On considère un repère Rc(0c, X', Y', Z') associé à la caméra C dans lequel Oc est le centre optique de la caméra C, la direction Z' est parallèle à l'axe optique de la caméra C et les directions X' et Y' sont perpendiculaires entre elles et 10 perpendiculaires à la direction Z'. Dans le repère RC, pour simplifier la description qui va suivre, on peut considérer de façon approximative que le point c(I a les coordonnées ( Cui, cvi, fc) où fc est la distance focale de la caméra C. On considère un repère Rp(Op, X", Y", Z") associé au projecteur P dans lequel Op 15 est le centre optique du projecteur P, la direction Z" est parallèle à l'axe optique du projecteur P et les directions X" et Y" sont perpendiculaires entre elles et perpendiculaires à la direction Z". Dans le repère Rp, pour simplifier la description qui va suivre, on peut considérer de façon approximative que le 20 point Pqi a les coordonnées (Pui, Pvi, fp) où fp est la distance focale du projecteur P. De façon générale, en appelant Pp la matrice de projection du projecteur P et PC la matrice de projection de la caméra C, on a le système d'équations (1) suivant pour chaque 25 point Qi, noté/ en coordonnées homogènes : fzi) Pp Qi (zi) cqi(zi)_pcQi(zi) Chaque point Qi correspond à l'intersection d'une droite DC associée à la caméra C et d'une droite Dp associée au projecteur P. 30 A chaque point Pqi de l'image projetée par le projecteur P est associée une phase cpi(zi). L'intensité lumineuse r( ccii(zi)), mesurée par le pixel au point c(I de l'image acquise par la caméra et correspondant au point Qi, suit la relation (2) suivante : (1) B13172 - Structured Light 17 IC( cch(zi)) = A(zi) B(zi)coscp,(zi) (2) où A(zi) est l'intensité lumineuse du fond au point Qi de l'image et B(zi) représente l'amplitude entre les intensités minimale et maximale au point Qi de l'image projetée. Selon un exemple, le projecteur P projette successivement N images différentes sur le circuit, où N est un nombre entier naturel strictement supérieur à 1, de préférence supérieur ou égal à 4, par exemple d'environ 8. De façon connue, lorsque seuls les premiers motifs lumineux, décrits précédemment et utilisés pour la détermination de l'image 3D, sont présents, un déphasage de 2n/N est appliqué pour chaque nouvelle image projetée par rapport à la précédente image projetée. L'intensité lumineuse 11(cqi(zi)), mesurée par le pixel au point c(I pour la d-ième image acquise par la caméra correspondant au point Qi, suit la relation (3) suivante : 1d( cch(zi)) = A + Bcos((pi(zi)+ -2N7 (3) où d est un nombre entier qui varie entre 0 et N-1. On définit le vecteur e(zi) selon la relation (4) suivante : (4) e(zi) = ( cqi(zi)) \ 71 ( cqi(zi)) cch(zi))/ \1 1 cos (-Nd) cos (-271N (N-1)) 0 -sin (N d) -sin (±12 (N-1))/ 1 A (Bcos(pi(zi) Bsin(pi(zi) Il s'agit d'un système d'équations linéaires. On montre que la phase cpi(zi) est donnée par la relation (5) suivante (pi(zi)= arctan Ed=o roqd) N-1 r d sin(;d) (5) Une expression littérale de la hauteur zi peut généralement être obtenue. Un exemple d'expression de La hauteur z. va être décrit dans une configuration particulière dans laquelle le B13172 - Structured Light 18 projecteur P et la caméra C sont de type télécentrique et dans laquelle les conditions suivantes sont remplies : les axes optiques du projecteur P et de la caméra C sont coplanaires ; les images projetées sont du type représentées en figure 5, c'est-à-dire qu'elles comprennent des franges 25 droites qui s'étendent perpendiculairement à la direction (0X) et dont l'amplitude varie de façon sinusoïdale ; et les droites Dp sont perpendiculaires au plan P1REF et 10 les droites DC font un angle e avec le plan P1REF. Dans cette configuration, le système d'équations (1) peut alors se simplifier selon le système d'équations (6) suivant : 1-1 , Zi =an@ 0(.-X.REF) 1 1 xi = Ui (6) 15 en considérant que le point 0 (XiREF YiREF 0) -tiREF de coordonnées est le point du plan de référence P1REF associé au point cch de la caméra C. Dans le plan image du projecteur P, l'abscisse Pui du point Pch suit, par exemple, la relation suivante (7) : 20 Pui=a(pi(zi)+b (7) où a et b sont des nombres réels, a étant égal à p1/21-1 avec correspondant au pas des franges sinusoïdales 25. A partir des relations (6) et (7), on obtient la relation (8) suivante : I= Pi (q)i(QiREF)-(Pi(Q 25 27tan0 )) (8) où (Pi(QiREF) est égal à la phase au point 0 --tiREF du plan de référence P1REF, c'est-à-dire à la phase en l'absence du circuit Board. Dans le cas où les deuxièmes motifs décrits 30 précédemment sont présents dans les images projetées, l'intensité lumineuse Ic(cqi(zi)), mesurée par le pixel au point cqi de l'image acquise par la caméra et correspondant au point Qi, est égale à la somme d'une intensité lumineuse lic( c qi(zi)) due aux Pl B13172 - Structured Light 19 premières franges 25 et d'une intensité lumineuse 2r( ccii(zi)) due aux deuxièmes franges 50. Dans le cas de la mise en oeuvre du procédé de détermination de l'image 3D, la relation (5) peut alors s'écrire 5 sous la forme de la relation (9) suivante : Ero sin(2'1c1) p Wi(Zi)= araan (9) Nt D CWITA Ed=0 111+ 2I p / Afin que les deuxièmes motifs lumineux ne modifient pas, de façon théorique, le résultat de l'algorithme de détermination de l'image 3D, le deuxième déphasage est choisi de 10 façon à obtenir les relations (10) suivantes : sire d) =0 cos (t2 d) = o (10) A titre d'exemple, pour N égal à 3, les relations (10) sont vérifiées lorsque le deuxième déphasage est nul, c'est-à15 dire lorsque les deuxièmes motifs sont identiques (non déphasés) sur les différentes images projetées. A titre d'exemple, pour N égal à 4, les relations (10) sont vérifiées lorsque les deuxièmes motifs sur la première image projetée sont identiques aux deuxièmes motifs sur la 20 troisième image projetée et que les deuxièmes motifs sur la deuxième image projetée sont identiques aux deuxièmes motifs sur la quatrième image projetée. Les inventeurs ont mis en évidence que, lorsque des franges 25 et 50, par exemple telles que représentées en figure 25 8 ou 9 sont projetées sur le circuit Board pour la détermination de l'image 3D, les erreurs sur les points de l'image 3D étaient réduites. Une explication serait que les deuxièmes franges rendent moins régulières les images projetées de sorte que les phénomènes indésirables d'interaction des premières franges 25 30 avec les matériaux composant le circuit Board sont réduits. La figure 10 est une figure analogue à la figure 7 qui a été obtenue pour le circuit imprimé 30 représenté en figure 6 lorsque les images projetées comprenaient les ensembles de franges 25, 50 représentés en figure 9. Sur cette figure, les B13172 - Structured Light 20 valeurs des hauteurs zi pour les points Qi à Q4 correspondent aux dimensions réelles du circuit imprimé et ne varient sensiblement pas en fonction du pas pi. La figure 11 représente un mode de réalisation d'une 5 image 60 dans lequel les deuxièmes motifs ajoutés aux premiers motifs, c'est-à-dire les franges 25 en figure 11, comprennent des taches 62 réparties de façon aléatoire ou pseudo aléatoire. Le pas des taches 62 correspondant, par exemple, à la distance moyenne séparant les centres de deux taches adjacentes est de 10 préférence inférieur ou égal au pas pl. Les courbes de la figure 10 ont également été obtenues lors de la projection des images représentées en figure 11 en appliquant un déphase entre deux projections successives permettant de vérifier les relations (10) précédentes. 15 Selon un mode de réalisation, une modulation multiplicative de l'image comprenant les premiers motifs est mise en oeuvre, c'est-à-dire que la première image I1 comprenant les premiers motifs est multipliée par la deuxième image 12 comprenant les deuxièmes motifs pour fournir une troisième image 20 13 qui est projetée. A titre d'exemple, la valeur d'un pixel donné de la troisième image 13 correspond au produit de la valeur du pixel donné de la première image I1 et de la valeur du pixel donné de la deuxième image 12. Un premier déphasage est appliqué aux premiers motifs lumineux entre chaque image 25 projetée et un deuxième déphasage est appliqué aux deuxièmes motifs lumineux entre chaque image projetée, les premier et deuxième déphasages étant différents. La figure 12 illustre, sous la forme d'un schéma-bloc, les étapes d'un mode de réalisation de procédé de détermination 30 d'une image 3D pouvant être mis en oeuvre par le système 10 lorsqu'une modulation multiplicative est mise en oeuvre. A l'étape 70, le système informatique 16 de contrôle, d'acquisition et de traitement d'images détermine chaque troisième image à projeter. B13172 - Structured Light 21 A l'étape 72, le projecteur P projette successivement les troisièmes images sur le circuit Board à inspecter. Au cours de la projection de chaque troisième image, au moins une image de l'objet éclairé est acquise par chaque caméra C. Le procédé se poursuit à l'étape 74. A l'étape 74, le système informatique 16 de contrôle, d'acquisition et de traitement d'images effectue une opération de démodulation sur les images acquises par les caméras. Les images démodulées obtenues correspondent sensiblement aux images qui seraient acquises si la modulation n'avait pas été mise en oeuvre. A l'étape 76, le système 16 de traitement d'images détermine une image 3D du circuit Board à partir des images 2D démodulées obtenues à l'étape 74. Selon un mode de réalisation de modulation, un déphasage de 2n/N est appliqué entre deux premières images II et un déphasage de 2n/M est appliqué entre deux deuxièmes images 12. Il est projeté un nombre N*M de troisièmes images 13 selon la relation (11) suivante : Qk=MX où d est un nombre entier qui varie entre 0 et N-1 et k est un nombre entier qui varie entre 0 et M-1. L'intensité lumineuse 1,1k(cezi)), mesurée par le pixel au point c(I pour l'image acquise par la caméra correspondant au point correspondant à la projection de l'image Idk suit la relation (12) suivante : cqi(zi)) = A + Blâxlk (12) Lorsque la modulation précédemment décrite est mise en oeuvre, la démodulation peut être réalisée de la façon suivante. 30 On détermine les paramètres Fk et Gk selon les relations (13) suivantes : v M-1 c Fd= LIk=0 dl , k COS Ci: k) Gd= EkM k sin (21: 1() (13) B13172 - Structured Light 22 L'intensité lumineuse 11(cqi(zi)) qui serait mesurée par le pixel au point c(I pour l'image acquise par la caméra correspondant au point en l'absence de modulation est donnée par la relation (14) suivante : cch(zi)) = \/(Fd)2+(Gd)2 (14) L'image 3D peut alors être déterminée comme cela a été décrit précédemment. Selon un autre mode de réalisation, dans le cas où les premiers motifs ont un pas caractéristique, la modulation 10 consiste à incliner l'image comprenant les premiers motifs de façon que la projection du pas caractéristique des premiers motifs sur la direction (0X) soit plus importante que le pas caractéristique des premiers motifs. L'image ainsi inclinée est alors projetée. 15 A titre d'exemple, lorsque les premiers motifs correspondent à des franges parallèles, perpendiculaires à la direction (0X), la modulation consiste à incliner les franges par rapport à la direction (0X) et à projeter les franges ainsi inclinées. L'algorithme mis en oeuvre pour la détermination de 20 l'image 3D n'est pas modifié par rapport à ce qui a été décrit précédemment. De préférence l'angle d'inclinaison est compris entre 45° et 90° La figure 13 représente un mode de réalisation d'une image 80 comprenant un ensemble de franges 82 inclinées par 25 rapport à la direction (0X) et obtenues à partir de la modulation des franges 25 de l'image 24 représentée en figure 5. Le pas pi' correspond à la projection du pas pi sur la direction (0X). Les inventeurs ont mis en évidence que les erreurs sur les hauteurs sont réduites lorsque l'image 80 représentée en figure 30 13 était utilisée pour la détermination de l'image 3D. Des modes de réalisation particuliers ont été décrits. Diverses variantes et modifications apparaîtront à l'homme de l'art. En particulier, bien qu'un mode de réalisation ait été décrit dans lequel la détermination de l'image 3D est réalisée à 35 partir d'un algorithme mettant en oeuvre la caméra et le B13172 - Structured Light 23 projecteur, il est clair que la détermination de l'image 3D peut être mise en oeuvre par un procédé de triangulation mettant en oeuvre au moins deux caméras. REVENDICATIONS1. Procédé de détermination d'images tridimensionnelles d'un objet (Board), comprenant : la projection par au moins un projecteur (P) de plusieurs images (45) sur l'objet, chaque image projetée étant 5 déterminée par modulation de premiers motifs lumineux (25) ; l'acquisition, pour chaque image projetée (50), d'au moins une image bidimensionnelle de l'objet par au moins un d'images (C), notamment au moins deux capteurs ; et la détermination de la hauteur de chaque point de à partir des images bidimensionnelles acquises, la capteur d'images 10 l'objet modulation étant sélectionnée de façon que les erreurs de détermination soient inférieures à celles obtenues en l'absence de modulation. 15 2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel les premiers motifs (25) ont une première orientation par rapport à une direction privilégiée (0X) du projecteur (P) et du capteur d'images (C) ou des deux capteurs d'images et dans lequel le procédé comprend la projection d'images ayant des franges (82) 20 inclinées par rapport à la direction privilégiée selon une deuxième orientation différente de la première orientation. 3. Procédé selon la revendication 1, comprenant la superposition et/ou la multiplication des premiers motifs lumineux (25) et de deuxièmes motifs lumineux (50), les premiers 25 motifs lumineux étant déphasés d'un premier déphasage d'une image projetée à la suivante et les deuxièmes motifs lumineux étant déphasés d'une image projetée à la suivante d'un deuxième déphasage différent du premier déphasage. 4. Procédé selon la revendication 2 ou 3, dans lequel 30 les premiers motifs lumineux (25) comprennent des premières franges. 5. Procédé selon la revendication 3 ou 4, dans lequel les deuxièmes motifs lumineux (50 ; 62) comprennent des deuxièmes franges.B13172 - Structured Light 25 6. Procédé selon les revendications 4 et 5, dans lequel les premières franges (25) sont droites et parallèles et dans lequel les deuxièmes franges (50) sont droites et parallèles. 7. Procédé selon la revendication 6, dans lequel les deuxièmes franges (50) sont inclinées par rapport aux premières franges (25) d'un angle compris entre 45° et 135°. 8. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, dans lequel les premiers motifs lumineux (25) sont 10 périodiques selon un premier pas (pi) compris entre 1 mm et 15 mm. 9. Procédé selon la revendication 3, dans lequel les deuxièmes motifs lumineux (50) sont périodiques selon un deuxième pas (p2) compris entre 1 mm et 15 mm. 15 10. Système de détermination d'images tridimension- nelles d'un objet (Board), comprenant : au moins un projecteur (P) adapté à projeter plusieurs images (45) sur l'objet, chaque image projetée étant déterminée par modulation de premiers motifs lumineux (25) ; 20 au moins un capteur d'images (C), notamment au moins deux capteurs d'images, adapté à acquérir, pour chaque image projetée (50), au moins une image bidimensionnelle de l'objet ; et un module (16) de détermination de la hauteur de 25 chaque point de l'objet à partir des images bidimensionnelles acquises, la modulation étant sélectionnée de façon que les erreurs de détermination soient inférieures à celles obtenues en l'absence de modulation. 11. Système selon la revendication 10, dans lequel les 30 premiers motifs (25) ont une première orientation par rapport à une direction privilégiée (0X) du projecteur (P) et du capteur d'images (C) ou des deux capteurs d'images et dans lequel le projecteur (P) est adapté à projeter des images ayant des franges (82) inclinées par rapport à la direction privilégiéeB13172 - Structured Light 26 selon une deuxième orientation différente de la première orientation. 12. Système selon la revendication 10, dans lequel chaque image projetée comprend la superposition ou la 5 multiplication des premiers motifs lumineux (25) et de deuxièmes motifs lumineux (50), les premiers motifs lumineux étant déphasés d'un premier déphasage d'une image projetée à la suivante et les deuxièmes motifs lumineux étant déphasés d'une image projetée à la suivante d'un deuxième déphasage différent 10 du premier déphasage. 13. Système selon l'une quelconque des revendications 10 à 12, comprenant un module de fourniture d'images numériques et dans lequel le projecteur (P) est adapté à projeter lesdites plusieurs images (45) sur l'objet, chacune desdites images étant 15 formée par le projecteur à partir de l'une desdites images numériques.