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SYSTEME DE TEST UNIVERSEL APTE A CONTROLER UNE
PLURALITE DE PARAMETRES RELATIFS AU
FONCTIONNEMENT DE DISPOSITIF DE PRESENTATION
D'INFORMATIONS OPTOELECTRONIOUES DE TYPES VARIES.
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
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).
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 :
- 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
champ de l'afficheur, des tests d'uniformité pouvant en outre être réalisés
dans tous les points du champ,
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- 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 ...
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.
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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
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,
- diminuer la subjectivité des résultats obtenus grâce au remplacement des
mesures manuelles par des mesures automatiques,
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- 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
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
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 :
- 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,
- 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
une image nette,
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- 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
limitatif, avec référence au dessin annexé dans lequel :
La figure unique est une représentation schématique d'un système de
test monté sur un banc.
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
Y, Y' perpendiculaire au plan de ce banc,
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- 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).
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
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
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
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solidaire de la potence 10.
La structure de support 3 se compose d'une pièce de support 14 de section en
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
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.
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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.
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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
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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,
- 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,
- 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.
