défocalisation

La défocalisation est la distance axiale entre l'endroit où la lumière converge (le point focal) et l'endroit où l'image doit réellement se former, qu'il s'agisse d'un capteur de caméra, d'un film photographique ou d'une pièce à inspecter. Une défocalisation positive se produit lorsque le point focal se trouve devant le plan de l'image ; une défocalisation négative lorsqu'il se trouve derrière. L'amplitude est mesurée en millimètres ou en microns, et même de petites quantités dégradent la netteté et le contraste de l'image.

Dans les systèmes de vision industrielle, la défocalisation est souvent la principale cause d'erreur de mesure et de faux rejets. Une défocalisation de 50 microns à un grossissement de 10x peut décaler la position apparente du bord d'une caractéristique de plusieurs micromètres, ce qui est suffisant pour rejeter des pièces qui sont en fait dans la tolérance. En lithographie, une défocalisation de seulement 0,1 micromètre commence à dégrader le transfert de motif. La relation entre la distance de défocalisation et le flou de l'image n'est pas linéaire ; elle dépend de l'ouverture numérique de l'objectif, de la longueur d'onde de la lumière et du cercle de confusion admissible pour l'application.

Sources et compensation

La défocalisation résulte de la dilatation thermique des ensembles optiques, du jeu mécanique dans les mécanismes de mise au point, de l'inclinaison des surfaces de travail, des changements d'indice de réfraction dans les milieux optiques, ou simplement d'un réglage manuel incorrect de la mise au point. Dans les environnements de production, elle s'accumule au cours d'un quart de travail à mesure que les pièces s'empilent avec des épaisseurs variables, ou que la température de la machine dérive. Les systèmes d'autofocus, qui mesurent la défocalisation et actionnent un moteur d'objectif pour l'annuler, sont devenus la norme dans les applications critiques ; ils utilisent généralement la détection de contraste ou la détection de phase pour déterminer la direction et l'amplitude de la défocalisation en temps réel.

Le terme est issu de la géométrie optique : le préfixe dé signifie éloignement ou inversion, et focus vient du latin pour foyer ou point de concentration. Contrairement au simple flou, qui est qualitatif, la défocalisation est mesurable et quantifiable, ce qui en fait le terme préféré dans les travaux techniques où l'erreur de mise au point doit être spécifiée ou corrigée dans une bande de tolérance.