La profondeur de champ est un facteur important que vous pouvez utiliser à votre avantage. Cet article expliquera ce qu'est la profondeur de champ et comment l'utiliser.

Qu'est-ce que la profondeur de champ ?

Techniquement, la profondeur de champ est la distance entre l'objet le plus proche et l'objet le plus éloigné de l'image qui est net lors de l'acquisition. Dans l'image ci-dessous, la distance de travail est de 250 mm. L'objet le plus proche de la objectif est à 190 mm. L'objet le plus éloigné est à 250 mm et entre les deux se trouve un objet à 210 mm de la objectif . 

Si votre caméra est configurée avec une faible profondeur de champ, par exemple 30 mm, il serait possible d'obtenir le premier objet et le deuxième objet au point, mais la carte la plus éloignée serait floue. En contrôlant la profondeur de champ, vous pourriez obtenir les trois éléments au point, ou par exemple flouter spécifiquement deux des trois cartes.

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Contrôler la profondeur de champ avec l'ouverture

L’ouverture de l’iris a une grande influence sur la profondeur de champ. Si l'iris est grand ouvert, par exemple F1.4 ou F2.0, la profondeur de champ est relativement faible. Dans certains cas (F1.4), la profondeur de champ peut atteindre quelques millimètres seulement. Tout ce qui se trouve en dehors de cette zone est flou. Si l'iris est presque fermé, par exemple F16, la profondeur de champ est plus grande et la majeure partie de l'image sera nette. Veuillez noter que lorsque vous fermez l'ouverture, l'image devient plus sombre. Pour compenser cela, il faut augmenter le temps d'exposition, le gain ou la lumière.
Pour illustrer l'effet de l'ouverture sur la profondeur de champ, nous avons mis en place un test. Dans cet exemple, nous nous concentrons sur des objets à différentes distances de la caméra.

Exemple F1.4

Comme mentionné précédemment, une grande ouverture (faible nombre F) se traduira par une faible profondeur de champ. Une petite profondeur de champ est requise si vous avez des objets au premier plan ou à l'arrière-plan que vous souhaitez rendre flous.
Avantages F1.4

• Très sensible à la lumière (temps d'exposition court et peu ou pas de gain numérique requis)
• Flou de l'objet au premier plan ou à l'arrière-plan (plus facile pour les logiciels de traitement d'image)

Contre F1.4 

• Faible profondeur de champ (les informations importantes peuvent ne pas être nettes)

L'image ci-dessous montre que la carte à 250 mm est nette, que la carte à 210 mm n'est déjà pas parfaitement mise au point et que les détails peuvent ne pas être clairs pour votre logiciel de traitement d'image. La carte à 190 mm est encore plus floue et inutilisable. 

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Exemple F8

Comme mentionné précédemment, une petite ouverture (grand nombre F) entraînera une plus grande profondeur de champ. Une grande profondeur de champ est nécessaire si votre objet a des hauteurs différentes qui doivent être inspectées. De plus, elle est également requise si vous avez plusieurs objets qui peuvent être plus proches ou plus éloignés de la caméra. Une plus grande profondeur de champ permettra aux deux objets d'être nets.
F8 des pros

• Grande profondeur de champ (une plus grande zone sera nette)

Con’s F8

• Moins sensible à la lumière (temps d'exposition plus long ou gain numérique plus important requis. L'ajout d'une source de lumière supplémentaire peut être nécessaire)
• Plus difficile de flouter les objets au premier plan ou en arrière-plan

Comme vous pouvez le voir, la carte à 250 mm et 210 mm est acceptablement nette. La carte à 190 mm est encore floue mais pas aussi floue que dans l'exemple F1.4. La lumière perdue a été compensée par un temps d'exposition plus long et un gain numérique. Un temps d'exposition plus long peut entraîner dumouvementflou pour les objets en mouvement. Un volume élevé de gain numérique entraînera un grain visible.

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Conseils pour travailler avec la profondeur de champ

1. La profondeur de champ est-elle trop petite, mais fermer l'ouverture n'est pas une option ? Essayez d'augmenter la distance entre l'objet et la caméra. Dans ce cas, les pixels par millimètre vont diminuer. Si cela devient problématique, essayez un objectif avec une longueur focale plus élevée.
2. Fermer davantage l’ouverture pour une plus grande profondeur de champ entraînera des images plus sombres. Compensez cette perte en augmentant le temps d'exposition, en ajoutant un gain numérique ou en ajoutant une source de lumière supplémentaire. 
3. Si votre objet n'est pas complètement net, essayez de fermer un peu l'ouverture. Un nombre F plus élevé entraînera une plus grande profondeur de champ.
4. Si possible, essayez de garder l'ouverture en dessous de F8. Si vous fermez davantage l'ouverture, vous perdrez également en qualité d'image en raison de la puissance de résolution optique de l'objectif (voir l'image ci-dessous).

Dans cet exemple, nous avons utilisé F16. L'ouverture était presque complètement fermée. Toutes les cartes sont uniformément nettes, mais la qualité totale de l’image n’est pas aussi bonne que vous le souhaiteriez. 

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