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Contrairement aux systèmes optiques standards avec lesquels la taille de l’image change proportionnellement par rapport à la distance entre l’objet et l’objectif, avec les optiques télécentriques, la taille de l’objet reste théoriquement constante par rapport à la distance. Ceci est la raison principale de la popularité des systèmes télécentriques en vision industrielle. Un système optique télécentrique et ses faisceaux quasi-parallèles à l’axe optique :
Il ne faut cependant pas oublier que les optiques télécentriques induisent aussi à des « erreurs d’agrandissement », même si cette dernière est 10 ou 100 fois moins importante qu’avec un système optique standard. Dans un objectif télécentrique, le changement d’agrandissement est déterminé par la “pente télécentrique” exprimée en degré ou radian. Un bon objectif télécentrique a une pente télécentrique effective d’environ 0.1° (0.0017 rad) ; cela signifie que les dimensions de l’objet changent de 1.7µm pour chaque déplacement de 1mm. Une calibration relative par rapport à une référence permet de transformer les pixels en dimension physique (souvent en millimètres) et corrige, aux non-linéarités optiques près, les erreurs d’agrandissement et les distorsions. Par contre, les non-linéarités et les erreurs causées par le fait que les éclairages ne sont pas parfaitement cohérents, ne sont pas compensables par une calibration relative (offset).
Qualimatest a mis en place une procédure qui permet, en fonction du setup de vision (l’ensemble de caméra, objectif et éclairage), de faire une calibration absolue du système. Pour cela, Qualimatest caractérise les composants optiques de ses équipements pour en déterminer la fonction de transfert de la chaîne optique. Les logiciels de la famille QMTMesure corrigent l’image en compensant les imperfections de la chaîne optique pour fournir une mesure « juste ». La procédure de calibration proposées par Qualimatest et schématisée ci-dessous :
Pour valider cette méthode, des références mesurées par l’Institut fédéral de métrologie en Suisse, METAS, ont été utilisées. Une de ces références est illustrée ci-dessous. Des trois références utilisées, 9 diamètres intérieurs, 6 diamètres extérieurs et deux longueurs ont été mesurées :
Les écarts, par rapport aux valeurs de METAS, sont comparés entre les mesures avec seulement une calibration relative (non-ajustées), les mesures ajustées avec un simple offset et celles ajustées par Qualimatest (QMTJust)
Les incertitudes de mesure rapportées par METAS sont de ±1µm, pour les diamètres, et de ±1.5µm, pour les longueurs. Les mesures corrigées avec QMTJust sont, en moyenne, 16 fois plus justes que celles avec une calibration standard. Dans certain cas, QMTJust a réduit d’un facteur >50 l'erreur de justesse de mesure. C’est, par exemple, le cas du diamètre extérieur numéro 5. L’écart après calibration standard avec METAS est de 2.8µm, mais il est réduit à 0.05µm avec QMTJust.
- Amélioration de la justesse de mesure : 16x
- Des erreurs de justesse de mesure << à 1µm