Conception versus fabrication

Cette note correspond à la Section 3.6 du Guide de Ressources en Imagerie.

Performance nominale versus T.Q.C. (tel que construit)

« Comment cet objectif se comportera-t-il ? » Cette question peut sembler simple, mais la réponse peut être compliquée. Pour un objectif de vision industrielle, certains facteurs doivent d'abord être pris en compte, comme l'éclairage utilisé, la distance de travail (WD) par rapport à l'objet, le f/# de l'objectif et la taille du capteur. Tous ces éléments sont traités dans les sections précédentes. Il faut alors clarifier la question : « comment l'objectif se comportera-t-il tel qu'il est construit par rapport à la performance nominale ?

Nominal

Les spécifications nominales de conception supposent que l'objectif est construit exactement comme il est conçu. En modélisant l’objectif dans un logiciel de conception par traçage de rayons, tel que Code V, Zemax ou autre, les performances de l’objectif pour tout scénario sont prévisibles et les données sont facilement extractibles. Ce n'est cependant pas toujours la meilleure réponse, car elle suppose que tous les facteurs sont exactement tels que spécifiés dans le modèle de conception et sans aucune tolérance, ce qui n'est jamais le cas en pratique.

As-Built (tel que construit - T.Q.C.)

En revanche, le terme « T.Q.C. » décrit le processus d'utilisation de prédictions statistiques pour déterminer comment une conception d’objectif se comportera en tenant compte des tolérances de fabrication. Les performances T.Q.C. sont difficiles à prévoir ; il faut modéliser de nombreux facteurs susceptibles de modifier les performances de l'objectif, comme la position absolue et la forme des éléments, ainsi que l'indice et la dispersion du verre utilisé. Un fichier de tolérance typique – le code utilisé pour fournir au modèle tous les facteurs possibles – est de l'ordre de 100 à 200 composants pour une simulation de conception Zemax et de 200 à 400 composants pour une simulation de conception Code V ; cela peut varier considérablement en fonction du nombre d'éléments et de la manière dont les éléments sont montés.

Une description simplifiée de la modélisation des performances « T.Q.C. » consiste à faire varier chaque paramètre de manière aléatoire, en fonction des plages de tolérance, puis à procéder à une évaluation statistique afin de déterminer combien d'assemblages aléatoires présentent des performances adéquates. Quelques paramètres sont évalués, tels que la fonction de transfert de modulation (MTF) à des fréquences et des points de champ spécifiques ; à partir de là, il est possible de déterminer la probabilité que l’objectif réponde aux exigences de performance.

Les performances nominales d'un objectif sont facilement prédites pour n'importe quelle configuration et avec n'importe quel critère, tel que la FTM, la distorsion ou la taille du point, en utilisant les informations de la prescription. Bien que ces informations ne fournissent pas une prédiction aussi précise que les performances tolérées, les performances T.Q.C, elles peuvent fournir une approximation des circonstances spécifiques et constituent un outil de comparaison utile.

Pour plus de conseils et d'informations sur la gestion de la conception d’objectifs et d'assemblages manufacturables, lisez Tips for Designing Manufacturable Lenses and Assemblies.

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