Parfocalité et centrage d'un objectif zoom : procédure de terrain

Deux réglages mécaniques décident si un objectif à zoom continu est utilisable dans une cellule d'inspection automatisée : la parfocalité (l'image reste nette à chaque grossissement) et le centrage (l'axe optique s'aligne avec le centre du capteur de la caméra). Ils sont indépendants, tous deux réalisés à la main avec une clé Allen, et ils doivent être effectués dans cet ordre — parfocalité d'abord, centrage ensuite. Les faire dans l'autre sens détruit le résultat de parfocalité, car le centrage consiste à desserrer et serrer les vis de la monture C qui maintiennent la distance objet en place.

Cette procédure est la version terrain de la méthode de réglage du fabricant. Elle nécessite une image caméra en direct avec superposition d'un réticule en croix, une cible d'étalonnage imprimée avec des lignes de grille de 0.01 mm, et une petite clé Allen. Aucun logiciel, aucun gabarit, aucun outillage spécial.

L'essentiel en un coup d'œil

Ce que signifie réellement la parfocalité

La parfocalité signifie que la distance objet reste inchangée pendant le zoom : l'image doit rester nette à chaque grossissement, de l'extrémité minimale de la plage à l'extrémité maximale.

Un objectif à zoom continu contient plusieurs groupes de lentilles qui se déplacent ensemble pour se compenser mutuellement. Les tolérances mécaniques et d'assemblage font dériver légèrement le plan image réel du plan théorique, ce qui se manifeste par un objectif qui perd de la netteté à un grossissement particulier. Régler la parfocalité mécaniquement annule cette dérive.

C'est là que la plupart des gens se trompent. La parfocalité n'est pas « rendre l'objectif net ». Elle supprime la dérive du plan image sur toute la plage de zoom. Un objectif net à un seul grossissement n'a pas été rendu parfocal — il a simplement été mis au point.

Parfocalité : la procédure en cinq étapes

Décision de poursuivre ou non le centrage

Parfocality complete
  |
  +-- Centering needed? -- No --> tighten focus-ring screws AND C-mount screws -> done
  |
  +-- Centering needed? -- Yes -> tighten focus-ring screws ONLY,
                                  leave C-mount screws loose -> continue to centering

Ce que signifie réellement le centrage

La ligne centrale du faisceau allant de l'objectif vers la caméra devrait coïncider avec la ligne centrale du capteur de la caméra. En pratique ce n'est pas le cas, car le capteur n'est pas parfaitement centré dans le boîtier de la caméra et le faisceau n'est pas parfaitement centré dans le corps de l'objectif. La monture C est le réglage qui amène le faisceau au centre du capteur.

Mécaniquement, la monture C est maintenue par trois vis. Serrer ou desserrer des côtés différents incline très légèrement le plan de montage, ce qui translate le centre du faisceau projeté sur le capteur. Autrement dit, le centrage compense l'erreur d'axe optique par une inclinaison mécanique contrôlée.

Pour cette raison, le centrage aligne l'axe de l'objectif sur le capteur de cette caméra particulière. Changez de caméra et vous devez recentrer.

Centrage : la procédure en cinq étapes

Application de la règle « desserrez le côté vers lequel il a dérivé »

La logique sous-jacente : desserrer une vis soulève la face de montage de ce côté, donc le faisceau se déplace dans ce sens et le point de référence revient au centre.

Une technique du fabricant qui vaut la peine d'être suivie : ne serrez pas fermement les trois vis de la monture C en une seule passe. Serrer complètement bloque la course de réglage restante, et vous devrez recommencer. Augmentez progressivement la tension par petits incréments, en vérifiant le réticule après chacun.

Critères de réussite et nombre d'itérations

Problèmes courants et leurs causes réelles

La parfocalité ne tient pas — l'objectif perd de la netteté après un cycle de zoom

Quatre causes, par ordre de probabilité :

1. Itérations insuffisantes. Une passe converge fréquemment. Deux est l'exigence normale.
2. L'ordre a été inversé. Si le centrage a été fait en premier, ou entrelacé, le desserrage de la monture C a perturbé la distance objet et le travail de parfocalité est annulé.
3. Les vis de la bague de mise au point n'ont pas été verrouillées, ou le verrouillage a déplacé la bague. Serrer une vis peut déplacer légèrement la bague. Revérifiez l'image après le verrouillage, pas avant.
4. L'objectif est un modèle motorisé qui n'a pas été ramené à l'origine. Raminez-le à l'origine d'abord pour que la référence mécanique soit connue, puis ajustez.

Ai-je vraiment besoin d'une cible d'étalonnage ?

Fortement recommandé. Le critère est une déviation de 0.01 mm, et les caractères imprimés ou une scène générale ne permettent tout simplement pas de juger à cette échelle. Une cible avec des lignes de grille noires de 0.01 mm ou plus fines vous donne la référence que la méthode suppose.

J'ai changé de caméra — dois-je refaire cela ?

Refaites le centrage, oui. Le centrage aligne l'axe de l'objectif sur une position précise du capteur, et les décalages de montage du capteur diffèrent entre les boîtiers de caméra. La parfocalité est une propriété de l'objectif seul et survit normalement à un changement de caméra, mais revérifiez-la après toute perturbation mécanique.

Est-ce une mise au point automatique ?

Non. C'est une procédure entièrement mécanique et manuelle, réalisée par un technicien avec une clé Allen. Les objectifs zoom motorisés POMEAS offrent un zoom motorisé et un trim de mise au point motorisé ; ils ne contiennent pas d'algorithme de netteté ni de recherche de mise au point automatique. Voir la décomposition des capacités d'optique programmable pour la limite exacte.

Parfocalité et centrage — est-ce la même chose ?

Non, et ils agissent sur des axes orthogonaux. La parfocalité corrige la dérive de mise au point le long de l'axe optique (Z) quand le grossissement change. Le centrage corrige le décalage latéral (X/Y) entre l'axe optique et le centre du capteur. Corriger l'un ne fait rien pour l'autre, c'est exactement pourquoi les deux sont spécifiés.

Fiche de relevé terrain

Copiez ce tableau dans votre journal d'équipement. Consigner à la fois le nombre d'itérations et l'état final rend la dérive ultérieure diagnostiquable.

À lire également

• Pourquoi l'image dérive après un changement de grossissement — l'optique derrière la dérive que vous corrigez
• Calcul du champ de vision d'un objectif zoom — déterminer la couverture à chaque grossissement
• Référence des commandes série RS-232 — retour à l'origine de l'objectif avant le réglage
• Qu'est-ce qu'un objectif zoom motorisé ?

Produits associés

• PMS-LZL-12101D — objectif zoom industriel coaxial 12.5X
• PMS-LZG-63104-A — objectif zoom sur rail motorisé 6.5X
• Objectif zoom 6.5X avec mise au point fine 3 mm (0.7X–4.5X, 2/3")
• Objectif zoom continu 6.5X avec mise au point fine motorisée 12 mm (WD 87 mm)