Objectif télécentrique à éclairage coaxial : quand est-ce nécessaire et comment le choisir

Réponse directe : l'éclairage coaxial intégré répond à un problème précis : les pièces planes et spéculaires — wafers, verre, métal poli, film — sur lesquelles un éclairage latéral crée des reflets qui masquent le bord. En éclairant selon le même axe que l'objectif, la réflexion spéculaire revient vers la caméra et le fond apparaît uniforme, tandis que le bord, incliné, apparaît sombre. L'optique est identique à celle de la version standard ; seul le trajet de la lumière change.

Les versions à éclairage coaxial existent à plusieurs grossissements ; les modèles précis, avec distance de travail et résolution, sont ici :

• 0,5X : 7 modèles, champ 17,60 × 13,20 mm
• 1,5X : 5 modèles, champ 5,87 × 4,40 mm

Le problème résolu

Sur une surface polie, la lumière d'un anneau ou d'une barre arrive avec un angle et se réfléchit hors de l'objectif, laissant la surface sombre, ou entre directement dans l'objectif et la surexpose. Le contraste dépend alors de l'orientation de la pièce et varie d'une pièce à l'autre. En coaxial, l'incidence est normale à la surface, la réflexion revient par le même chemin et le niveau de gris est stable.

Le second effet intéresse directement la mesure : un bord chanfreiné renvoie la lumière hors de l'axe et apparaît sombre sur fond clair. Un bord difficile devient un bord à fort contraste, ce dont le détecteur subpixel a besoin.

Comment le reconnaître au catalogue

Dans la famille LTCM, les versions coaxiales portent un C en fin de référence : PMS-LTCM05-110C contre PMS-LTCM05-110. Elles partagent le grossissement, la distance de travail et le capteur maximal, donc la substitution est directe si l'encombrement le permet. Le fût coaxial est un peu plus long et plus large car il loge le séparateur et le port de lumière.

La vérification pratique consiste à comparer les fiches : si le modèle coaxial annonce le même grossissement et la même distance de travail que le standard, la différence d'image éclairage éteint est minime ; éclairage allumé, la répartition de lumière change complètement.

La limite que personne ne regarde : le diamètre de la fenêtre

La lumière coaxiale entre par un port latéral et est injectée dans l'axe par un séparateur. Ce séparateur a un diamètre utile limité : si le champ est plus grand que la fenêtre éclairée, le coaxial éclaire le centre et laisse le bord dans le noir. Sur les grands champs, l'éclairage cesse d'être uniforme et il faut revenir au rétro-éclairage.

La règle : comparer le diamètre d'éclairage annoncé au champ réel, pas au champ nominal du modèle. Si l'écart au bord est inférieur à 10 %, demander un échantillon et mesurer l'uniformité avant de figer la conception.

Quand le rétro-éclairage est meilleur

Si l'on mesure le contour d'une pièce opaque, le rétro-éclairage donne plus de contraste et plus d'uniformité que n'importe quel coaxial, et il coûte moins cher. Le coaxial gagne lorsque la pièce est transparente, lorsqu'il faut voir un marquage ou une gravure en surface, ou lorsque la mécanique ne permet pas de placer une lumière derrière.

Pour les pièces à relief et surfaces mixtes — métal poli avec zones mates — la solution courante combine coaxial et lumière diffuse latérale, et le dosage se décide sur des images d'essai, pas sur la fiche technique.

Les sept références de la famille

Le tableau reprend les modèles 110 mm les plus utilisés sur les postes de mesure ; les versions coaxiales existent pour chacun avec le suffixe C.

Questions fréquentes

La version coaxiale perd-elle en résolution ?

Pas de façon sensible. Le séparateur introduit une perte de lumière — environ la moitié — et une légère perte de contraste, mais le design optique et la résolution sont identiques. Ce qui change, c'est la quantité de lumière nécessaire.

Peut-on ajouter un éclairage coaxial à un objectif standard ?

Pas de façon équivalente. Un éclairage coaxial externe fixé sur le fût ne fonctionne que si l'objectif possède un port prévu ; sur un objectif standard il n'y a pas de séparateur interne et la lumière n'atteint pas l'axe.

Quelle source utiliser en coaxial ?

Une source blanche de forte intensité à fibre optique, ou une LED de puissance. Le séparateur perdant environ la moitié de la lumière, il faut dimensionner la source avec de la marge et surveiller sa stabilité, car les variations d'intensité déplacent le seuil du détecteur de bord.

Cela fonctionne-t-il sur des pièces transparentes ?

Oui, c'est l'un des meilleurs usages : sur du verre ou un film, l'éclairage coaxial révèle le marquage ou le défaut interne sans que le fond masque l'information, à condition que la surface ne soit pas si courbée qu'elle dévie la réflexion hors de l'ouverture.

Le coaxial remplace-t-il le rétro-éclairage ?

Non. Pour mesurer des contours de pièces opaques, le rétro-éclairage reste supérieur en contraste et en uniformité. Le coaxial est complémentaire, pas substitutif.

Voir aussi

• Guide de sélection des objectifs télécentriques
• Qu'est-ce qu'un objectif télécentrique
• Télécentrique contre objectif FA
• Calcul du grossissement et du champ