La coordination entre les lentilles industrielles et les sources lumineuses joue un rôle crucial dans le développement de systèmes de vision industrielle hautes performances. Obtenir des performances d'imagerie optimales nécessite un alignement parfait des paramètres optiques, des conditions environnementales et des cibles de détection. Voici quelques points clés à considérer pour une coordination efficace :
I. Équilibrage de l'ouverture et de l'intensité de la source lumineuse
L'ouverture (nombre F) affecte considérablement la quantité de lumière entrant dans le système.
Une petite ouverture (nombre f élevé, par exemple F/16) réduit l'apport de lumière et nécessite une compensation par une source lumineuse de forte intensité. Son principal avantage réside dans une profondeur de champ accrue, ce qui le rend idéal pour les applications impliquant des objets présentant d'importantes variations de hauteur.
À l'inverse, une grande ouverture (faible nombre f, par exemple f/2,8) laisse entrer davantage de lumière, ce qui la rend idéale pour les environnements peu éclairés ou les scènes de mouvements rapides. Cependant, en raison de sa faible profondeur de champ, il est essentiel de s'assurer que la cible reste dans le plan focal.
II. Ouverture optimale et coordination des sources lumineuses
Les objectifs atteignent généralement leur meilleure résolution à des ouvertures moyennes (environ un à deux diaphragmes inférieurs à l'ouverture maximale). À ce niveau, l'intensité lumineuse doit être adaptée afin de maintenir un bon équilibre entre le rapport signal/bruit et le contrôle des aberrations optiques.
III. Synergie entre la profondeur de champ et l'uniformité de la source lumineuse
Lors de l'utilisation d'une petite ouverture, il est recommandé de l'associer à une source lumineuse de surface très uniforme (par exemple, une source lumineuse à réflexion diffuse). Cette combinaison permet d'éviter une surexposition ou une sous-exposition localisée, garantissant ainsi la cohérence de l'image dans des conditions nécessitant une grande profondeur de champ.
Avec une grande ouverture, des sources lumineuses ponctuelles ou linéaires peuvent être utilisées pour améliorer le contraste des bords. Cependant, un réglage précis de l'angle de la source lumineuse est nécessaire pour minimiser les interférences lumineuses parasites.
IV. Adaptation de la résolution à la longueur d'onde de la source lumineuse
Pour les tâches de détection de haute précision, il est essentiel de sélectionner une source lumineuse adaptée aux caractéristiques de réponse spectrale de la lentille. Par exemple, les lentilles pour lumière visible doivent être associées à des sources LED blanches, tandis que les lentilles infrarouges doivent être utilisées avec des sources laser infrarouges.
De plus, la longueur d’onde de la source lumineuse sélectionnée doit éviter les bandes d’absorption du revêtement de la lentille pour éviter la perte d’énergie et l’aberration chromatique.
V. Stratégies d'exposition pour les scènes dynamiques
Dans les scénarios de détection à grande vitesse, il est souvent nécessaire de combiner une grande ouverture avec des temps d'exposition courts. Dans ce cas, une source de lumière pulsée haute fréquence (par exemple, un stroboscope) est recommandée pour éliminer efficacement le flou de mouvement.
Pour les applications nécessitant des temps d'exposition longs, une source lumineuse continue stable doit être utilisée et des mesures telles que des filtres polarisants doivent être envisagées pour supprimer les interférences de la lumière ambiante et améliorer la qualité de l'image.
Date de publication : 21 août 2025