Les phénomènes de lumière parasite (ou stray light en anglais) diminuent les performances des systèmes optiques d’imagerie. Il est nécessaire d’en identifier les causes pour les réduire, voire les supprimer en agissant sur les paramètres physiques du système. Les experts PISÉO maîtrisent ces manifestations optiques. Grâce à leurs connaissances et moyens de simulation optique, ils sont en mesure de vous aider à les comprendre et à les corriger.
La lumière parasite fait référence à la lumière indésirable et non intentionnelle dans un système optique.
Ces rayons lumineux sont généralement dus à la diffusion de surface des composants optiques et mécaniques. La lumière parasite peut aussi provenir des réflexions internes entre les composants, sur des surfaces non souhaitées ou encore la lumière environnante.
Elle peut se présenter de différentes manières sur une image :
- Un voile (veiling glare) provenant d’une diffusion de la lumière sur les bords des lentilles ou sur leur surface.
- Une image fantôme (ghost ) : une image nette vue par le capteur due à des réflexions internes sur les surfaces des lentilles.
- Un halo (flare) : une image plus diffuse et proche de la source de lumière.
- L’effet d’étoile (starburst) : lié à la forme du diaphragme d’un système d’imagerie qui diffracte la lumière. Cet effet peut être recherché en photographie pour un effet artistique.
Les systèmes d’imagerie (objectif de caméra, d’appareil photo, projecteur…) sont les plus sensibles à la lumière parasite.
En effet, ces systèmes sont constitués de plusieurs lentilles et des réflexions multiples sur chaque face sont susceptibles de créer des artefacts indésirables. Les sous-ensembles optiques sont intégrés dans un système mécanique qui peut réfléchir ou diffuser la lumière et créer de la lumière parasite.
Les systèmes d’imagerie (objectif de caméra, d’appareil photo, projecteur…) sont les plus sensibles à la lumière parasite.
En effet, ces systèmes sont constitués de plusieurs lentilles et des réflexions multiples sur chaque face sont susceptibles de créer des artefacts indésirables. Les sous-ensembles optiques sont intégrés dans un système mécanique qui peut réfléchir ou diffuser la lumière et créer de la lumière parasite.
Pour réduire la lumière parasite, il est important de détecter sa présence et d’en comprendre les causes.
Le plus souvent, le problème survient lors des premiers prototypes et tests réalisés en laboratoire.
En effet, les phénomènes de lumière parasite ne sont en général pas pris en compte lors de la conception d’un système optique d’imagerie qui se fait au moyen de simulations en mode séquentiel (Zemax par exemple). Les problématiques de lumière parasite nécessitent de prendre finement en compte l’aspect énergétique et la propagation non séquentielle. Un outil comme LightTools que maîtrisent les experts PISÉO est bien adapté pour cela.
Afin d’évaluer les risques d’apparition de ces phénomènes lors de la conception ou sur un système existant, nous créons dans cet outil des modèles complets des composants optiques et de leur environnement (mécanique, sources lumineuses) le plus fidèle à la réalité. Nous prenons également en compte dans ces modèles les propriétés optiques des matériaux (indice de réfraction des lentilles) et des surfaces (BSDF, dépôts de surface, rugosité). Nous utilisons ensuite ce modèle pour effectuer des simulations qui permettent de mettre en évidence les effets de la lumière parasite et d’en rechercher les causes.
Une fois les causes connues, nous pouvons agir sur le système et proposer des améliorations : géométrie des composants opto-mécaniques, ajout de baffle, dépôt anti-reflet…
Article rédigé par Julie BONNETTO
Julie Bonnetto est spécialiste de la conception de systèmes optiques industriels. Elle détient un diplôme d’Ingénieur en Optique, Photonique et Vision Industrielle, ainsi qu’un Master de recherche en micro et nano structuration photonique obtenus à Telecom Saint-Etienne.
Avant de rejoindre PISÉO, elle a occupé des postes d’ingénieure en conception et développement optique de systèmes d’éclairage LED chez SIGNIFY (ex PHILIPS LIGHTING) puis de voyants et feux d’éclairage LED fonctionnant en environnement sévère au sein de la société MAFELEC.
Ses responsabilités au sein de PISÉO lui permettent de réaliser des études de conception optique à forts enjeux dans des domaines aussi différents que l’éclairage, l’automobile, la santé, les télécoms, l’horlogerie de luxe ou encore la biométrie.
