Le noircissement des bords
Edmund Optics Inc.

Le noircissement des bords

Comment spécifier des optiques à bords noircis?
Toutes nos lentilles d'un diamètre de 5 mm ou plus peuvent être spécifiées avec des bords noircis. Pour spécifier le noircissement, il suffit d'ajouter un –INK au numéro de stock de la lentille traitée BBAR. Par exemple, pour commander une lentille DCX traitée VIS 0° de 10 mm de diamètre, d'une distance focale de 10 mm, avec des bords noircis, le numéro de stock serait #63-599-INK. Les lentilles standard avec bords noircis sont disponibles à l'achat et se trouvent dans la rubrique « D’autres options de traitement » sur les pages Web des produits concernés.

Lumière parasite

Noircissement des bords

Lors de l'intégration de lentilles dans un système multi-éléments, un facteur limitant communément les performances globales est la lumière parasite. La lumière parasite est l'énergie située à l'extérieur de l'ouverture utile d'un système optique, qui se diffuse sur les bords d'un composant optique ou mécanique (Figure 1) et atteint le capteur sous forme de bruit (plutôt que de signal). Une méthode efficace couramment utilisée pour réduire la lumière parasite dans un système consiste à noircir les bords des optiques du système.

Mesure de la BRDF

Les signaux diffusés sont généralement quantifiés en puissance de lumière diffusée par unité d'angle solide, ou stéradians inversés. Les résultats de la diffusion deviennent plus significatifs en normalisant les résultats par l'intensité de la lumière incidente sur la source de diffusion. Cette fonction est communément appelée fonction de distribution de la réflectance bidirectionnelle (Bidirectional reflectance distribution function, BRDF). Une équation simplifiée de la BRDF est le rapport d'intensité entre la lumière réfléchie et la lumière incidente par angle solide. Ces mesures sont effectuées en projetant un laser sur une surface à un angle fixe par rapport à la normale. On fait ensuite tourner un détecteur autour du point de diffusion pour enregistrer la variation en irradiance en fonction de l'angle (Figure 2).

La lumière réfléchie par un objet situé en dehors du champ de vision est diffusée par les bords d'une lentille sans noircissement des bords
Figure 1 : La lumière réfléchie par un objet situé en dehors du champ de vision est diffusée par les bords d'une lentille sans noircissement des bords
Détecteur enregistrant l'irradiance en fonction de l'angle
Figure 2 : Détecteur enregistrant l'irradiance en fonction de l'angle

 

La Figure 3 compare les résultats d'un tel test entre une surface enduite d'encre de noircissement des bords et l'autre en verre rodé non enduit pour simuler le bord d'une optique. Le graphique indique une amélioration de l'ordre de grandeur de la réduction de la lumière parasite par le noircissement des bords. Cette amélioration permet potentiellement d'éviter le recours à un système mécanique coûteux de chicanes. Avec le détecteur proche de -90° de la normale, le pourcentage de lumière incidente enregistrée est proche de zéro en raison de l'angle d'incidence élevé. À -5°, le pourcentage de lumière incidente enregistrée est également de 0%, en raison de l'éclipse de la source par le détecteur. À +5°, il y a un pic dû à la réflexion spéculaire (l'angle d'incidence est égal à l'angle de réflexion). Le pourcentage de lumière incidente enregistrée se rapproche alors de zéro lorsque l'angle du détecteur s'approche à nouveau de 90° par rapport à la normale.

Diagramme BRDF des lentilles non noircies et noircies
Figure 3 : Diagramme BRDF des lentilles non noircies et noircies

Résultats

Les Figures 4 et 5 illustrent un profil d'irradiance pris à partir d'un capteur formant une image d'une source ponctuelle à travers une lentille. La Figure 4 a été générée par une optique standard, tandis que la Figure 5 a été générée avec une optique à bord noirci. Comme l'illustre la Figure 4, l'effet de la lumière parasite est un plancher de bruit plus élevé. Cela interfère avec la capture d'image et entraîne un contraste d'image plus faible.

Profil de ligne de la distribution de l'irradiance à travers le centre d'un capteur d'image où les bords de la lentille ne sont pas noircis
Profil de ligne de la distribution de l'irradiance à travers le centre d'un capteur d'image où les bords de la lentille ne sont pas noircis
Figure 4 : Résultats conventionnels — Profil de ligne de la distribution de l'irradiance à travers le centre d'un capteur d'image où les bords de la lentille ne sont pas noircis
Profil de ligne de la distribution de l'irradiance à travers le centre d'un capteur d'image où les bords de la lentille sont noircis
Profil de ligne de la distribution de l'irradiance à travers le centre d'un capteur d'image où les bords de la lentille sont noircis
Figure 5 : Résultats avec noircissement des bords — Profil de ligne de la distribution de l'irradiance à travers le centre d'un capteur d'image où les bords de la lentille sont noircis

Le noircissement des bords, à l'aide d'une encre conforme à la directive RoHS et résistante aux solvants, est désormais disponible en tant qu'article de stock pour de nombreuses lentilles Edmund. Recherchez le suffixe INK à la fin du numéro de stock qui indique le noircissement des bords. Dans le cas où la lentille n'est pas disponible en stock, le noircissement des bords est également disponible par le biais du prototypage optique.

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