Brevet FR3101144A1 — publié le 20210326

La présente invention a pour objet un système (100) de contrôle de la couleur en temps réel d’un article (10) positionné sur un support en déplacement. Le système comprend : un dispositif d’éclairage (101, 105) configuré pour former successivement, sur ledit article en déplacement, des cycles d’éclairage comprenant un nombre donné N de lignes d’éclairage présentant des bandes spectrales distinctes, N ≥ 4, lesdites lignes d’éclairage étant sensiblement perpendiculaires à la direction de déplacement et formées successivement pendant chaque cycle d’éclairage à une fréquence donnée, l’ensemble des lignes d’éclairage formées pendant un cycle d’éclairage définissant sur l’article en déplacement une bande d’éclairage de dimension donnée dans la direction de déplacement ; un dispositif de détection (102, 106) configuré pour détecter, pendant chaque cycle d’éclairage, la lumière rétrodiffusée par l’article éclairé successivement par chacune desdites lignes d’éclairage, de telle sorte à former, pendant chaque cycle d’éclairage, en chaque point d’un nombre de points donné d’une bande d’observation (20) perpendiculaire à la direction de déplacement, un nombre N de signaux correspondant respectivement à la lumière rétrodiffusée par ledit point dans chacune des bandes spectrales ; une unité de traitement (104) configurée pour déterminer, en chacun des points de la bande d’observation et à partir desdits N signaux, au moins une valeur représentative de la couleur dudit point. FIG. 1 Système et procédé de contrôle de la couleur d’un article en déplacement La présente invention concerne le contrôle de la couleur d’un article en déplacement et s’applique notamment au contrôle de la couleur dans le domaine de l’impression industrielle. Etat de la technique Portée par les nouvelles technologies numériques, l’impression industrielle se développe dans de nombreux secteurs tels que le packaging, le textile, l’automobile, la cosmétique, la pharmacie, la chimie, l’agro-alimentaire, l’ameublement, etc. La qualité d’impression et le respect de la couleur sont primordiaux pour éviter l’insatisfaction des clients ; aussi, le contrôle de la conformité de l’impression couleur constitue un enjeu concurrentiel pour les nouveaux utilisateurs des technologies d’impression numérique, qui sont demandeurs d’automatisation dans les processus industriels de contrôle de la qualité de l’impression. Le seuil rejet / acceptation résultant du contrôle automatique doit être positionné entre la sous-qualité qui laisse partir des objets non conformes et entraîne des retours coûteux, et la sur-qualité qui rejette des objets acceptables par le client avec, là encore, des surcoûts. Un contrôle humain de la couleur permet facilement d’être proche des critères de validation du client ; Cependant, le contrôle de la couleur par un opérateur nécessite une expérience longue pour former un spécialiste du contrôle. Par ailleurs, la subjectivité du contrôle par un opérateur et la fatigue visuelle rendent les contrôles humains peu fiables ou répétables. Des méthodes de contrôle automatique de la couleur se sont ainsi développées. Il est connu par exemple un contrôle de la couleur basé sur l’utilisation de caméras « RGB » (RGB, acronyme anglo-saxon de « Red », « Green », « Blue »). Une lumière incidente blanche éclaire l’article imprimé à contrôler et la lumière réfléchie est analysée par la caméra RGB dans au moins 3 bandes spectrales rouge, vert, bleu. Un tel contrôle automatique de la couleur est décrit par exemple dans le brevet EP 2172171, dans lequel est décrit un système de contrôle de la couleur d'une image imprimée sur une bande d'impression en cours de déplacement. A partir des composantes RGB, il est possible de déterminer un « profil couleur », par exemple déterminé dans un espace L*a*b* CIE 1976, qui pourra être comparé à un profil couleur de référence. Cependant, la lumière qui éclaire des surfaces colorées participe à la formation du spectre lumineux perçu par l'œil. Deux surfaces peuvent sembler identiques sous un éclairage donné et apparaître de couleurs différentes avec un autre éclairage. C’est le cas des couleurs métamères dont le spectre physique est différent mais qui ont des valeurs identiques en RGB sous un éclairage donné. Elles deviennent différentes si on change le spectre de l’éclairage. Ainsi, le contrôle de couleur au moyen d’une caméra RGB ne permet qu’une mesure relative de la couleur, utile pour mesurer des dérives mais nécessitant une calibration préalable qu’il faudra refaire si les conditions extérieures changent. Il est également connu l’utilisation d’un spectrophotomètre pour le contrôle automatique de la couleur. Un spectrophotomètre permet une analyse complète du spectre de la lumière réfléchie par l’article éclairé en lumière blanche. Plus précisément, il permet, par rapport à une caméra RGB, de convertir des bandes d’énergie du spectre en une mesure absolue dans l’espace L*a*b* indépendante du profil de la source et d’accéder ainsi à un contrôle en « vraie couleur ». Cependant, le contrôle par spectrophotomètre est réalisé par échantillonnage sur des aplats imprimés de surface minimale 5 mm x 5 mm. Le contrôle ne peut donc être fait que dans des zones uniformes (même couleur, sans gradient), ce qui limite le contrôle de qualité pour les caractères imprimés et plus généralement toutes les surfaces dont la taille est inférieure à 5 mm x 5 mm. Un objectif de la présente description est de proposer un système de contrôle de la couleur d’un article en déplacement qui permette de s’affranchir des difficultés de l’art antérieur. Brève description des figures D’autres avantages et caractéristiques de l’invention apparaîtront à la lecture de la description, illustrée par les figures suivantes : représente un schéma fonctionnel d’un exemple de système de contrôle de la couleur selon la présente description. illustre un exemple d’objet sur un support en défilement, pour la mise en œuvre d’un procédé de contrôle de la couleur selon la présente description. illustre un exemple d’objet sur un support en rotation, pour la mise en œuvre d’un procédé de contrôle de la couleur selon la présente description. représente des schémas fonctionnels d’exemples de formations de lignes d’éclairage, pendant un cycle d’éclairage, dans un procédé de contrôle de la couleur selon la présente description. représente un schéma synoptique illustrant la formation des lignes d’éclairage et la détection des signaux lumineux correspondant, pendant un nombre donné de cycle d’éclairage, selon un exemple de mise en œuvre d’un procédé de contrôle de la couleur selon la présente description. représente un schéma fonctionnel d’un exemple de dispositif d’éclairage dans un système de contrôle de la couleur selon la présente description. représente un schéma fonctionnel d’un exemple de dispositif de détection dans un système de contrôle de la couleur selon la présente description. représente un schéma fonctionnel d’exemples de système de contrôle de la couleur selon la présente description, avec respectivement deux exemples d’éclairage et de détection. représente des courbes de spectres (intensité normalisée ne fonction de la longueur d’ondes) de lignes d’éclairage, selon un exemple de mise en œuvre d’un procédé de contrôle de la couleur selon la présente description. représente un schéma fonctionnel d’un exemple de source lumineuse dans un système de contrôle de la couleur selon la présente description. représente un schéma fonctionnel d’un exemple de dispositif d’éclairage dans un système de contrôle de la couleur selon la présente description. représente un schéma illustrant la sphère CIE Lab (ou « 1976 CIE L*a*b*») adoptée par le Comité International de l’Eclairage (CIE) en 1976 et définie selon la norme ISO 11664-4. Système (100) de contrôle de la couleur en temps réel d’un article (10) positionné sur un support (201, 202) en déplacement selon une direction de déplacement (Y) donnée, comprenant : - un dispositif d’éclairage (101, 105) configuré pour former successivement, sur ledit article en déplacement, des cycles d’éclairage comprenant un nombre donné N de lignes d’éclairage présentant des bandes spectrales distinctes, N ≥ 4, lesdites lignes d’éclairage étant sensiblement perpendiculaires à la direction de déplacement et formées successivement pendant chaque cycle d’éclairage à une fréquence donnée, l’ensemble des N lignes d’éclairage formées pendant un cycle d’éclairage définissant sur l’article en déplacement une bande d’éclairage de dimension donnée dans la direction de déplacement; - un dispositif de détection (102, 106) configuré pour détecter, pendant chaque cycle d’éclairage, la lumière rétrodiffusée par l’article éclairé successivement par chacune desdites lignes d’éclairage, de telle sorte à former, pendant chaque cycle d’éclairage, en chaque point (P k ) d’un nombre de points donnés d’une bande d’observation (20) perpendiculaire à la direction de déplacement, un nombre N de signaux correspondant respectivement à la lumière rétrodiffusée par ledit point dans chacune des bandes spectrales ; - une unité de traitement (104) configurée pour déterminer, en chacun des points de la bande d’observation et à partir desdits N signaux, au moins une valeur représentative de la couleur dudit point. Système de contrôle de la couleur selon la revendication 1, dans lequel le nombre N de lignes d’éclairage de bandes spectrales distinctes est compris entre 8 et 12. Système de contrôle de la couleur selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le dispositif d’éclairage comprend une pluralité de sources lumineuses (101) configurées pour l’émission successive d’un ou plusieurs faisceaux dans chacune desdites bandes spectrales, et un ou plusieurs éléments optiques (105) configurés pour former, à partir du ou desdits faisceaux émis dans chacune desdites bandes spectrales, une ligne d’éclairage dans ladite bande spectrale. Système de contrôle de la couleur selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel une dimension de la bande d’observation dans une direction parallèle à la direction de déplacement est comprise entre 0,1 mm et 1 mm. Système de contrôle de la couleur selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le dispositif de détection comprend au moins un capteur fixe (102) et un ou plusieurs éléments optiques (106) configurés pour former, pendant chaque cycle, une image de chaque ligne d’éclairage rétrodiffusée par l’article sur ledit capteur. Système de contrôle de la couleur selon la revendication 6 dans lequel ledit au moins un capteur est monochrome. Procédé de contrôle de la couleur d’un article sur un support (201, 202) en déplacement selon une direction donnée, comprenant : - la formation successive sur l’article en déplacement, au moyen d’un dispositif d’éclairage (101, 105), de cycles d’éclairage comprenant un nombre donné N de lignes d’éclairage présentant des bandes spectrales distinctes, N ≥ 4, lesdites lignes d’éclairage étant sensiblement perpendiculaires à la direction de déplacement et formées successivement pendant chaque cycle d’éclairage à une fréquence donnée, l’ensemble des N lignes d’éclairage formées pendant un cycle d’éclairage définissant sur l’article en déplacement une bande d’éclairage de dimension donnée dans la direction de déplacement; - la détection, au moyen d’un dispositif de détection (102, 106), pendant chaque cycle d’éclairage, de la lumière rétrodiffusée par l’article éclairé successivement par chacune desdites lignes d’éclairage, de telle sorte à former, pendant chaque cycle d’éclairage, en chaque point d’un nombre de points donnés d’une bande d’observation (20) perpendiculaire à la direction de déplacement, un nombre N de signaux correspondant respectivement à la lumière rétrodiffusée par ledit point dans chacune des bandes spectrales; - la détermination, en chacun des points de la bande d’observation et à partir desdits N signaux, d’au moins une valeur représentative de la couleur dudit point. Procédé de contrôle de la couleur selon la revendication 7, dans laquelle ladite au moins une valeur représentative de la couleur comprend un écart de couleur déterminé par rapport à un objet de référence. Procédé de contrôle de la couleur selon l’une quelconque des revendications 7 ou 8, dans lequel la détermination de ladite au moins une valeur représentative de la couleur comprend une étape de moyennage pondéré de signaux acquis par la détection de plusieurs lignes d’éclairage de même bande spectrale et de cycles d’éclairage consécutifs. Procédé de contrôle de la couleur selon l’une quelconque des revendications 7 à 9, comprenant en outre une étape préalable de calibration du dispositif de détection.