Système d'imagerie polarimétrique à matrice de lames d'onde programmables à base de matériau avec un tenseur électro-optique isotrope Polarimetric imaging system with programmable material-based waveguide matrix with an isotropic electro-optical tensor
L'invention concerne un système d'imagerie polarimétrique dont la fonction est de mesurer la distribution spatiale d'état de polarisation de la lumière provenant d'une scène éclairée en lumière naturelle (imagerie passive) ou par un faisceau laser (imagerie active). Le composant principal du système d'imagerie polarimétrique de l'invention est un moyen d'analyse programmable d'une distribution de polarisation incidente. Un tel système réalise la projection d'une distribution spatiale de vecteurs de Stokes incidente sur un vecteur de Stokes arbitraire. Par mesures successives (par exemple de 2 à 4), le système donne ainsi accès à une image codée en polarisation (paramètres de Stokes) de la scène observée. Cette fonctionnalité est de grande importance pour un large spectre d'applications dont le décamouflage, l'analyse de scènes, par exemple pour la conduite autonome des véhicules terrestre non habités, ou l'analyse d'état de surface.The invention relates to a polarimetric imaging system whose function is to measure the polarization state spatial distribution of light from a scene illuminated by natural light (passive imaging) or by a laser beam (active imaging). The main component of the polarimetric imaging system of the invention is a programmable analysis means of an incident polarization distribution. Such a system effects the projection of a spatial distribution of stokes vectors incident on an arbitrary Stokes vector. By successive measurements (for example from 2 to 4), the system thus gives access to an image coded in polarization (Stokes parameters) of the observed scene. This feature is of great importance for a wide range of applications including decoupling, scene analysis, eg for autonomous driving of unmanned land vehicles, or surface condition analysis.
D'une manière générale, la mesure de l'état de polarisation de la lumière rétro-diffusée par un objet renseigne d'une part sur la nature de cet objet, et permet d'autre part d'améliorer le contraste entre l'objet et son environnement lorsqu'une image en intensité seule est insuffisante. L'état de polarisation de la lumière est classiquement représenté par un vecteur à 4 composantes, appelé vecteur de Stokes :In general, the measurement of the state of polarization of the light retro-diffused by an object informs on the one hand on the nature of this object, and on the other hand makes it possible to improve the contrast between the object and its environment when a single intensity image is insufficient. The state of polarization of the light is conventionally represented by a vector with 4 components, called Stokes vector:
où I est l'intensité totale, Q la composante polarisée linéairement horizontalement ou verticalement, U la composante polarisée linéairement à 45° ou à 135° par rapport à l'horizontale, et V la composante polarisée circulairement (droite ou gauche). Les différents effets de l'objet sur l'état de polarisation de la lumière rétro-diffusée sont décrits par la matrice de Mueller M associée à l'objet : Sout = M x Sin où S1n est l'état de polarisation de la source
d'illumination et Sout l'état de polarisation de la lumière rétro-diffusée. Les 16 coefficients m y de cette matrice 4x4 dépendent des paramètres intrinsèques de l'objet (rugosité, nature...) et du contexte expérimental (angles d'incidence et d'observation, longueur d'onde...). Différentes architectures de polarimètres de type actif ou passif existent alors, selon le ou les effets que l'on cherche à mettre en évidence et le nombre de coefficients de la matrice de Mueller que l'on souhaite mesurer. where I is the total intensity, Q is the component linearly polarized horizontally or vertically, U is the component linearly polarized at 45 ° or 135 ° with respect to the horizontal, and V is the circularly polarized component (right or left). The different effects of the object on the polarization state of the backscattered light are described by the Mueller matrix M associated with the object: S or t = M x Si n where S 1n is the state of polarization from the source illumination and S out the polarization state of the backscattered light. The 16 coefficients m y of this 4x4 matrix depend on the intrinsic parameters of the object (roughness, nature ...) and the experimental context (angles of incidence and observation, wavelength ...). Different architectures of active or passive type polarimeters then exist, depending on the effect or effects that one seeks to highlight and the number of coefficients of the Mueller matrix that one wishes to measure.
La figure 1 illustre un exemple de polarimètre actif comprenant : une source d'illumination 14, un moyen de contrôle 15 de l'état de polarisation de cette source S,n, un moyen d'analyse 12 de l'état de polarisation Sout de la lumière rétro-diffusée 17 provenant d'un objet 11 éclairé par ladite source d'illumination 14 et un moyen de détection 13. Un tel système permet la caractérisation complète de la matrice de Mueller en émettant 4 états de polarisation choisis, et en mesurant les paramètres de Stokes associés (Configuration 1 : 16 mesures pour 16 coefficients). Par ailleurs, il a été montré (S. Breugnot, P. Clemenceau, "Modeling and performances of a polarization active imager at λ=806 nm", Optical Engineering, Vol.39, No. 10, 2681 -2688, Oct 2000) que lorsque les directions d'incidence et d'observation sont sensiblement identiques (architecture "mono-statique"), et pour des objets communs, la matrice de Mueller peut être considérée comme diagonale, de coefficients moo, m-π, 1TI22 et 1TI33, mu étant le degré de polarisation linéaire horizontal, m22 le degré de polarisation linéaire à 45°, et m33 le degré de polarisation circulaire. Le degré de polarisation total est dans ce cas défini par (mπ+m22+m33)/3moo- Selon le nombre de ces paramètres que l'on souhaite mesurer, 2, 3 ou 4 mesures peuvent être requises.FIG. 1 illustrates an example of an active polarimeter comprising: an illumination source 14, a control means 15 for the state of polarization of this source S, n , a means of analysis 12 of the state of polarization S out retro-diffused light 17 from an object 11 illuminated by said illumination source 14 and a detection means 13. Such a system allows the complete characterization of the Mueller matrix by emitting 4 chosen polarization states, and measuring the associated Stokes parameters (Configuration 1: 16 measurements for 16 coefficients). Moreover, it has been shown (S. Breugnot, P. Clemenceau, "Modeling and performance of a polarization active imager at λ = 806 nm", Optical Engineering, Vol.39, No. 10, 2681 -2688, Oct 2000) when the directions of incidence and observation are substantially identical ("single-static" architecture), and for common objects, the Mueller matrix can be considered as diagonal, with coefficients moo, m-π, 1TI 22 and 1TI 33 , mu being the degree of horizontal linear polarization, m 22 the degree of linear polarization at 45 °, and m 33 the degree of circular polarization. The total degree of polarization is in this case defined by (mπ + m 2 2 + m3 3 ) / 3moo- Depending on the number of these parameters that one wishes to measure, 2, 3 or 4 measurements may be required.
Avec un polarimètre passif comme illustré en figure 2, la source d'illumination est la lumière ambiante 25 totalement dépolarisée (S1n = (I, 0, 0, O)). Le système comporte alors : un moyen d'analyse 22 de la lumière rétro- diffusée 24 provenant d'un objet 21 , et un moyen de détection 23. En mesurant l'état de polarisation Sout de la lumière rétro-diffusée 24, on mesure la capacité de l'objet à polariser une lumière dépolarisée (1ere colonne de la matrice de Mueller, mOo, m10, m2o et ITi30). Par exemple, une telle mesure permettra de parfaitement discriminer l'eau (polarisante) dans une scène. IT)10 désigne la capacité à polariser suivant une polarisation linéaire
horizontale ou verticale, m2o la capacité à polariser suivant une polarisation linéaire à 45° ou 135°, et ITi30 la capacité à polariser suivant une polarisation circulaire. Ici encore, selon le nombre de ces paramètres que l'on souhaite mesurer, 2, 3 ou 4 mesures seront nécessaires. Les différents systèmes proposés dans l'état de l'art diffèrent dans le moyen d'analyse de la polarisation rétro-diffusée, qui peut être fixe ou programmable, dans le nombre de capteurs utilisés et dans la nature de l'information collectée, plus ou moins directement liée aux coefficients à calculer. Avec un moyen d'analyse fixe, pour n mesures à effectuer, on doit réaliser n images de la scène à caractériser sur n capteurs, au travers de n combinaisons (analyseur+lame à retard) ou (analyseur seul) fixes. Les n images sont obtenues de diverses manières (combinaisons de prismes, réseaux holographiques, lentilles... — J. D. Barter, P. H. Y. Lee, "Visible Stokes polarimetric imager", US Patent 6 122 404 (2000); M.S.Shahriar, et al, "Ultrafast holographie Stokesmeter for polarization imaging in real time", Opt. Letters, vol. 29, No. 3, 298-300 (2004) ; G. R. Gerhart, R. M. Matchko, "Simultaneous 4-Stokes parameter détermination using a single digital image", US Patent 2005/0225761 (2005)). Les inconvénients du système (complexité, encombrement, coût...) viennent alors de la multiplication des dispositifs d'imagerie et des capteurs. Il existe toutefois un système qui divise l'image en 4 imagettes sur un unique capteur, mais cette opération se fait au détriment de la résolution et de la précision de la mesure (erreur due à l'imperfection du système optique diviseur, les 4 imagettes devant être rigoureusement identiques). Une alternative est proposée dans la littérature (K. Oka, T. Kaneko, "Compact complète imaging polarimeter using biréfringent wedge prisms", Opt. Express, Vol. 11 , No.13, 1510-1519 (2003)) qui utilise l'association de prismes biréfringents suivis d'un analyseur pour former sur un unique capteur un interférogramme qui permet après un calcul de transformée de Fourier de remonter aux composantes du vecteur de Stokes incident. Dans ce cas, l'inconvénient est la relative complexité de ce calcul. Enfin, un inconvénient commun à tous les systèmes à moyens d'analyse fixes est que l'on ne peut pas choisir de ne mesurer que telle ou telle composante du vecteur de Stokes selon leur pertinence.
Avec un moyen d'analyse programmable, les n mesures nécessaires aux n paramètres à mesurer sont effectuées sur un unique capteur, mais successivement. Un dispositif type (lame d'onde programmable et analyseur fixe) réalise alors séquentiellement les n combinaisons d'analyses requises. Classiquement, la fonction de lame d'onde programmable est réalisée par rotation mécanique d'une lame d'onde ou grâce à un contrôleur de polarisation à base de cristaux liquides (P.CIémenceau, S. Breugnot, L. Collot, "Dispositif d'imagerie par polarimétrie", Brevet 2 769 980 (1997)). Ces derniers posent cependant des problèmes de temps de réponse (10 à 100ms pour les cristaux liquides nématiques) ce qui peut perturber la mesure dans le cas de variations entre acquisitions successives. Le temps de réponse du composant est par ailleurs significativement important dans le cas où Ie système doit être monté sur une plateforme mobile (type drone, avec des vitesses de déplacement de l'ordre de 50km/h). En effet, l'acquisition des images doit être rapide pour éviter les erreurs dites de "registration", c'est à dire le mouvement de la scène entre chaque image. Les cristaux liquides ferro-électriques sont plus rapides, mais ne permettent pas de réaliser la totalité des fonctions requises. Enfin, les contrôleurs de polarisation à base de niobate de lithium ont un très bon temps de réponse, mais le faible coefficient électro-optique de ce matériau implique une architecture en optique intégrée, ce qui est difficilement compatible avec l'application d'imagerie.With a passive polarimeter as illustrated in FIG. 2, the illumination source is the fully depolarized ambient light (S 1n = (I, 0.0, 0)). The system then comprises: a means 22 for analyzing the backscattered light 24 coming from an object 21, and a detection means 23. By measuring the polarization state S or t of the backscattered light 24, the capacity of the object to polarize a depolarized light (1 st column of the Mueller matrix, m O o, m 10 , m 2 o and IT i 30 ) is measured. For example, such a measure will perfectly discriminate water (polarizing) in a scene. IT) 10 denotes the ability to polarize in a linear polarization horizontal or vertical, m 2 o the ability to polarize in a linear polarization at 45 ° or 135 °, and ITi 30 the ability to polarize in a circular polarization. Here again, depending on the number of these parameters that one wishes to measure, 2, 3 or 4 measurements will be necessary. The different systems proposed in the state of the art differ in the means of analysis of the retro-diffused polarization, which can be fixed or programmable, in the number of sensors used and in the nature of the information collected, more or less directly related to the coefficients to be calculated. With fixed analysis means, for n measurements to be made, n images of the scene to be characterized on n sensors, through n combinations (analyzer + delay plate) or (analyzer only) fixed. The n images are obtained in various ways (combinations of prisms, holographic gratings, lenses ...) - JD Barter, PHY Lee, "Visible Stokes polarimetric imager", US Patent 6,122,404 (2000), MSShahriar, et al, "Ultrafast Stokesmeter holography for polarization imaging in real time ", Opt.Letters, vol 29, No. 3, 298-300 (2004), GR Gerhart, RM Matchko," Simultaneous 4-Stokes parameterization using a single digital image ", US Patent 2005/0225761 (2005)). The disadvantages of the system (complexity, size, cost, etc.) come from the multiplication of imaging devices and sensors. There is however a system that divides the image into 4 images on a single sensor, but this operation is done to the detriment of the resolution and accuracy of the measurement (error due to the imperfection of the optical divider system, the 4 images must be strictly identical). An alternative is proposed in the literature (K. Oka, T. Kaneko, "Comprehensive Compact Imaging Polarimeter Using Birefringent Wedge Prisms", Opt.Express, Vol.11, No.13, 1510-1519 (2003)) which uses the association of birefringent prisms followed by an analyzer to form on a single sensor an interferogram which allows after a Fourier transform calculation to go back to the components of the incident Stokes vector. In this case, the disadvantage is the relative complexity of this calculation. Finally, a disadvantage common to all systems with fixed analysis means is that one can not choose to measure only one or another component of the Stokes vector according to their relevance. With a programmable analysis means, the n measurements necessary for the n parameters to be measured are performed on a single sensor, but successively. A standard device (programmable waveguide and fixed analyzer) then sequentially performs the n combinations of analyzes required. Conventionally, the programmable waveguide function is performed by mechanical rotation of a wave plate or by means of a polarization controller based on liquid crystals (P.CIémenceau, S. Breugnot, L. Collot, "Apparatus for Polarimetric Imaging, Patent 2,769,980 (1997)). These, however, pose problems of response time (10 to 100ms for the nematic liquid crystals) which can disturb the measurement in the case of variations between successive acquisitions. The response time of the component is also significantly important in the case where the system must be mounted on a mobile platform (drone type, with travel speeds of the order of 50km / h). Indeed, the acquisition of the images must be fast to avoid the so-called "registration" errors, ie the movement of the scene between each image. Ferroelectric liquid crystals are faster, but do not perform all the required functions. Finally, the lithium niobate-based polarization controllers have a very good response time, but the low electro-optical coefficient of this material implies an architecture in integrated optics, which is hardly compatible with the imaging application.
L'invention vise à pallier les problèmes cités précédemment en proposant un système d'imagerie polarimétrique présentant un axe optique, et comprenant des moyens de détection et d'analyse de la lumière rétro- diffusée par un objet illuminé par une source de lumière et au moins une lame d'onde programmable caractérisé en ce que la lame d'onde programmable comprend un matériau avec un tenseur électro-optique isotrope et un jeu d'au moins trois électrodes disposées selon des directions parallèles à l'axe optique du système d'imagerie.The aim of the invention is to overcome the problems mentioned above by proposing a polarimetric imaging system having an optical axis, and comprising means for detecting and analyzing light that is backscattered by an object illuminated by a light source and at the same time. least one programmable waveguide characterized in that the programmable waveguide comprises a material with an isotropic electro-optical tensor and a set of at least three electrodes arranged in directions parallel to the optical axis of the optical system. imaging.
Selon une variante de l'invention, les moyens de détection et d'analyse sont situés dans un même plan image.According to a variant of the invention, the detection and analysis means are located in the same image plane.
Selon une variante de l'invention, le système d'imagerie polarimétrique comprend au moins un jeu d'au moins deux lentilles
permettant de définir un premier plan focal intermédiaire, la lame d'onde programmable étant située dans ledit premier plan focal.According to a variant of the invention, the polarimetric imaging system comprises at least one set of at least two lenses for defining a first intermediate focal plane, the programmable wave plate being located in said first focal plane.
Selon une variante de l'invention, les électrodes sont formées de trous débouchants, sensiblement cylindriques et métallisés, percés dans l'épaisseur du matériau avec un tenseur électro-optique isotrope.According to a variant of the invention, the electrodes are formed by through holes, substantially cylindrical and metallized, pierced in the thickness of the material with an isotropic electro-optical tensor.
Selon une variante de l'invention, la focale f de la première lentille répond à l'équation suivante :
où Ohm est l'acceptance angulaire de la lame d'onde programmable et A la surface définie par l'intersection du cône de demi-angle au sommet θ|im avec le plan de la première lentille.According to a variant of the invention, the focal length f of the first lens corresponds to the following equation: where O h m is the angular acceptance of the programmable waveplate and at the surface defined by the intersection of the half-angle cone at the vertex θ | im with the plane of the first lens.
Selon une variante de l'invention, le système d'imagerie polarimétrique comprend au moins :According to a variant of the invention, the polarimetric imaging system comprises at least:
• un jeu de deux matrices de micro-lentilles permettant de définir un second plan focal intermédiaire,A set of two micro-lens arrays for defining a second intermediate focal plane,
• une matrice de lames d'ondes programmables, située dans ledit second plan focal intermédiaire.A matrix of programmable wave blades located in said second intermediate focal plane.
Selon une variante de l'invention, la matrice de lames d'onde programmables (83) comprend une matrice d'électrodes, quatre pistes de contact de façon à contacter l'ensemble des électrodes, une première (94) et une deuxième (92) pistes étant situées sur une première face du matériau, une troisième (91) et une quatrième (93) pistes étant situées sur une face opposée à ladite première face, lesdites électrodes présentant des coordonnées repérées par un numéro de ligne j et un numéro de colonne k qui sont des entiers dans un repère correspondant au plan de la matrice, ladite première piste (94) reliant les électrodes dont les coordonnées (j, k) répondent à l'équation suivante : k = 4pi - j, où pi est un entier relatif, ladite deuxième piste (92) reliant les électrodes dont les coordonnéesAccording to a variant of the invention, the programmable waveguide matrix (83) comprises an array of electrodes, four contact tracks so as to contact all the electrodes, a first (94) and a second one (92). ) tracks being located on a first face of the material, a third (91) and a fourth (93) track being located on a face opposite to said first face, said electrodes having coordinates denoted by a line number j and a number of column k which are integers in a coordinate system corresponding to the plane of the matrix, said first track (94) connecting the electrodes whose coordinates (j, k) correspond to the following equation: k = 4pi-j, where pi is a relative integer, said second track (92) connecting the electrodes whose coordinates
(j,k) répondent à l'équation suivante : k = (4p2 + 2) - j, avec P2 entier relatif,
ladite troisième piste (91 ) reliant les électrodes dont les coordonnées (j,k) répondent à l'équation suivante : k =(4p3 +1 ) + j, avec p3 entier relatif, ladite quatrième piste (93) reliant les électrodes dont les coordonnées (j,k) répondent à l'équation suivante : k = (4p4 + 3) + j, avec p4 entier relatif.(j, k) correspond to the following equation: k = (4p2 + 2) - j, with P2 relative integer, said third track (91) connecting the electrodes whose coordinates (j, k) correspond to the following equation: k = (4p 3 +1) + j, with p 3 relative integer, said fourth track (93) connecting the electrodes whose coordinates (j, k) correspond to the following equation: k = (4p 4 + 3) + j, with p 4 relative integer.
Selon une variante de l'invention, les moyens de détection et d'analyse comprennent la mesure des composantes So,,n, Siiin, S2,m ©t S3,,n d'un vecteur de Stokes de la lumière rétrodiffusée par l'objet (31 ), ladite mesure comprenant :According to a variant of the invention, the detection and analysis means comprise the measurement of the components S0 ,, n , Si iin , S 2 , m t t S3 ,, n of a Stokes vector of the light backscattered by the object (31), said measurement comprising:
- Une série de N ensembles de trois étapes, permettant N mesures d'intensité, lesdites étapes étant, avec 1 ≤ j < N:A series of N sets of three steps, allowing N intensity measurements, said steps being, with 1 ≤ j <N:
o Le choix d'une biréfringence εj de la lame d'ondeo The choice of a birefringence ε j of the wave plate
(33,53) et d'une orientation θj de cette biréfringence par rapport à un axe prédéfini.(33,53) and an orientation θ j of this birefringence with respect to a predefined axis.
o La détermination des potentiels V1 à appliquer aux électrodes E1 (41 , 42, 43, 44, 61 , 62, 63, 64) de façon à obtenir la biréfringence ε, d'orientation θj déterminée à l'étape précédente, lesdits potentiels V, répondant aux équations suivantes :
avec i entier compris entre 0 et 3, λ la longueur d'onde, no l'indice du matériau à champ nul, R le coefficient électro-optique quadratique, e l'épaisseur du matériau et d la distance entre 2 électrodes en regard.o The determination of the potentials V 1 to be applied to the electrodes E 1 (41, 42, 43, 44, 61, 62, 63, 64) so as to obtain the birefringence ε, of orientation θ j determined in the previous step, said potentials V, corresponding to the following equations: with i integer between 0 and 3, λ the wavelength, no the index of the zero-field material, R the quadratic electro-optical coefficient, e the thickness of the material and the distance between two electrodes facing each other.
o La mesure de l'intensité Ij sur le capteur.o The measurement of the intensity I j on the sensor.
- Le calcul des valeurs so,ιn, s1 iin, s2,ιn et s3iin à partir des N mesures d'intensité I1, ...,Ij, ..., IN.
Les avantages de la structure proposée sur les autres moyens d'analyse programmables (dispositifs opto-mécaniques, modulateurs à cristaux liquides) découlent des propriétés des matériaux à tenseur électrooptique isotrope et notamment des céramiques électro-optiques mises en jeu. Ces matériaux ont en effet un temps de réponse intrinsèque très rapide (inférieur à la microseconde), la constante diélectrique du matériau donnant alors le temps de réponse effectif du dispositif (filtre RC) de l'ordre de quelques microsecondes. Par ailleurs, ces matériaux ont une large bande de transmission (transparent de 500nm à 7000nm (G. Haertiing, CE. Land,"Hot- pressed (Pb,La)(Zr,Ti)O3 ferroelectric ceramics for electrooptic applications", J.Am.Ceram.Soc, 51 , 1 (1971) ; K.K. Li, et al, "Electro-optic ceramic material and devices, PMN-PT", US Patent Application 10/139857, 5/6/02 ; K.K. Li, et al, "Electro-optic ceramic material and devices, PZN-PT", US Patent Application 6746618 (2004)) avec un coefficient électro-optique sensiblement constant. Il en résulte que, au contraire des solutions type cristaux liquides, la solution proposée couvre une bande spectrale qui s'étend de 500 à 7000nm. Elle permet par ailleurs une meilleure compacité, des faibles tensions de commande et une grande souplesse dans le choix des paramètres de Stokes à mesurer.- The calculation of the values s o , ιn, s 1 iin , s 2 , ιn and s 3iin from the N intensity measurements I 1 , ..., I j , ..., I N. The advantages of the proposed structure over the other programmable analysis means (opto-mechanical devices, liquid crystal modulators) result from the properties of the materials with isotropic electro-optical tensor and in particular the electro-optical ceramics involved. These materials have indeed a very fast intrinsic response time (less than a microsecond), the dielectric constant of the material then giving the effective response time of the device (RC filter) of the order of a few microseconds. Moreover, these materials have a broad transmission band (transparent from 500 nm to 7000 nm (G. Haertiing, CE Land, "Hot-pressed (Pb, La) (Zr, Ti) O 3 ferroelectric ceramics for electrooptic applications", J. Am.Ceram.Soc., 51, 1 (1971), KK Li, et al., "Electro-optic ceramic material and devices, PMN-PT", US Patent Application 10/139857, 5/6/02; KK Li, and al, "Electro-optic ceramic material and devices, PZN-PT", US Patent Application 6746618 (2004)) with a substantially constant electro-optic coefficient, it follows that, unlike liquid crystal type solutions, the proposed solution covers a spectral band that extends from 500 to 7000nm, which also allows a better compactness, low control voltages and a great flexibility in the choice of Stokes parameters to be measured.
L'invention sera mieux comprise et d'autres avantages apparaîtront à la lecture de la description détaillée et à l'aide des figures parmi lesquelles : la figure 1 illustre le fonctionnement d'un polarimètre actif selon l'art connu. La figure 2 illustre le fonctionnement d'un polarimètre passif selon l'art connu.The invention will be better understood and other advantages will become apparent on reading the detailed description and with the help of the figures among which: FIG. 1 illustrates the operation of an active polarimeter according to the known art. FIG. 2 illustrates the operation of a passive polarimeter according to the known art.
La figure 3 illustre une première variante d'un système d'imagerie polarimétrique selon l'invention.FIG. 3 illustrates a first variant of a polarimetric imaging system according to the invention.
La figure 4 illustre un exemple de lame d'onde programmable pouvant être utilisée dans la première variante d'un système d'imagerie polarimétrique selon l'invention.FIG. 4 illustrates an example of a programmable waveguide that can be used in the first variant of a polarimetric imaging system according to the invention.
La figure 5 illustre une deuxième variante d'un système d'imagerie polarimétrique selon l'invention.
La figure 6 illustre un exemple de lame d'onde programmable pouvant être utilisée dans la deuxième variante d'un système d'imagerie polarimétrique selon l'invention.FIG. 5 illustrates a second variant of a polarimetric imaging system according to the invention. FIG. 6 illustrates an example of a programmable waveguide that can be used in the second variant of a polarimetric imaging system according to the invention.
La figure 7 illustre l'exemple de lame d'onde dans la deuxième variante d'un système d'imagerie polarimétrique selon l'invention, vue en coupe.FIG. 7 illustrates the example of wave plate in the second variant of a polarimetric imaging system according to the invention, seen in section.
La figure 8 illustre une troisième variante d'un système d'imagerie polarimétrique selon l'invention.FIG. 8 illustrates a third variant of a polarimetric imaging system according to the invention.
La figure 9 illustre un exemple de matrice de lames d'onde programmables pouvant être utilisée dans la troisième variante d'un système d'imagerie polarimétrique selon l'invention.FIG. 9 illustrates an example of a programmable waveguide matrix that can be used in the third variant of a polarimetric imaging system according to the invention.
La figure 10 illustre une vue détaillée de la matrice de lames d'onde programmables dans la troisième variante d'un système d'imagerie polarimétrique selon l'invention.FIG. 10 illustrates a detailed view of the programmable waveguide array in the third variant of a polarimetric imaging system according to the invention.
Une première variante d'un système d'imagerie polarimétrique selon l'invention est illustrée sur la figure 3.A first variant of a polarimetric imaging system according to the invention is illustrated in FIG.
La première variante d'un système d'imagerie polarimétrique selon l'invention comprend un objectif 32, une lame d'onde programmable 33, un moyen de détection 35 et un polariseur 34 situé entre ladite lame d'onde programmable et ledit moyen de détection 35. Le polariseur assure la projection de la polarisation selon son axe (fixe). L'association de la lame d'onde et du polariseur permet la projection de la polarisation selon n'importe quel axe. Le système mesure l'état de polarisation de la lumière rétrodiffusée par un objet 31 , éclairé par une source de lumière. La lame d'onde programmable 33 comprend notamment un bloc d'un matériau avec un tenseur électro-optique isotrope, et comportant un jeu d'au moins trois électrodes. Un exemple de réalisation d'une telle lame d'onde programmable est illustré sur la figure 4. La lame d'onde programmable 33 se présente sous la forme d'un bloc de matériau électro-optique parallélépipédique 45 sur les tranches duquel se situent quatre électrodes E, référencées 44, 41 , 42 et 43 sur la figure 4.The first variant of a polarimetric imaging system according to the invention comprises an objective 32, a programmable waveguide 33, a detection means 35 and a polarizer 34 located between said programmable waveguide and said detection means 35. The polarizer projects the polarization along its (fixed) axis. The combination of the waveguide and polarizer allows projection of the polarization along any axis. The system measures the state of polarization of the light backscattered by an object 31, illuminated by a light source. The programmable wave plate 33 comprises in particular a block of a material with an isotropic electro-optical tensor, and comprising a set of at least three electrodes. An exemplary embodiment of such a programmable waveguide is illustrated in FIG. 4. The programmable waveguide 33 is in the form of a block of parallelepipedic electro-optical material 45 on whose edges there are four electrodes E, referenced 44, 41, 42 and 43 in FIG.
La lame d'onde programmable 33 consiste en un seul pixel dont la zone utile (espace entre les électrodes dans lequel le champ électrique appliqué est sensiblement uniforme) correspond à la taille du capteur. On
considère alors une lumière incidente de distribution de vecteur de stokes Sin(x,y) de composantes so,in(x,y), S1Jn(X1Y), s2,in(x,y) et s3iin(x,y). On réalise la fonction d'analyse programmable de Sjn en appliquant aux électrodes E1 les potentiels Vj. Les potentiels V, répondent à l'équation suivante avec i compris entre 0 et 3 :
avec λ la longueur d'onde, n0 l'indice du matériau à champ nul, R le coefficient électro-optique quadratique, e l'épaisseur du matériau, d la distance entre 2 électrodes en regard. La lame d'onde présente alors la biréfringence ε selon les axes neutres orientés suivant un angle θ par rapport à l'axe défini par les électrodes E0 (44) et E2 (42) illustrées en figure 4.The programmable waveguide 33 consists of a single pixel whose useful area (space between the electrodes in which the applied electric field is substantially uniform) corresponds to the size of the sensor. We then consider an incident light of stokes vector distribution S in (x, y) of components s o , in (x, y), S 1 J n (X 1 Y), s 2 , in (x, y) and s 3ii n (x, y). The programmable analysis function of Sj n is performed by applying to the electrodes E 1 the potentials Vj. The potentials V, satisfy the following equation with i between 0 and 3: with λ the wavelength, n 0 the index of the zero-field material, R the quadratic electro-optical coefficient, e the thickness of the material, and the distance between two facing electrodes. The wave plate then has the birefringence ε along the neutral axes oriented at an angle θ relative to the axis defined by the electrodes E 0 (44) and E 2 (42) illustrated in FIG. 4.
Sa matrice de Mueller est:His Mueller matrix is:
avec C = cos 2Θ et S = sin 2Θ. La matrice de Mueller du polariseur orienté selon θ = 0 est : with C = cos 2Θ and S = sin 2Θ. The Mueller matrix of the polarizer oriented according to θ = 0 is:
L'intensité mesurée sur le capteur est l(x,y)=s0,Out(x,y), avec
et s0iOut(x,y), si ,Out(χ,y), s2,Out(χ,y) et s3,out(χ,y) les composantes de Sout(x,y). On a donc : l(x, y) = - (Λ-0 „, (x, y) + (c2 + S2 cos ε) s]<ιn {x,y) + SC{\ - cos ε) s2jn (x, y) + S sin ε S3 m (x, yThe intensity measured on the sensor is l (x, y) = s 0, O ut (x, y), with and s 0iO ut (x, y), if, O ut (χ, y), s 2 , O ut (χ, y) and s 3 , out (χ, y) the components of S or t (x, y ). We thus have: l (x, y) = - (Λ- 0 ", (x, y) + (c 2 + S 2 cos ε) s ] <ιn {x, y) + SC {\ - cos ε) s 2jn (x, y) + S sin ε S 3 m (x, y
On choisit par exemple quatre couples de valeurs d'angle et de biréfringence (0,ε) de manière à obtenir quatre équations similaires formant un système inversible, et on détermine alors complètement Sjn(X, y). Il est également possible de ne faire que deux ou trois mesures, selon le nombre
de composantes de S,n auxquelles on s'intéresse. Cette architecture remplit complètement la fonction d'analyse programmable, cependant, un pixel de la taille du capteur, correspondant à une distance de 2 centimètres entre électrodes, conduit à des tensions de commande très élevées de l'ordre de quelques kVolts même pour des épaisseurs de substrat de 1 centimètre.For example, four pairs of angle and birefringence values (0, ε) are chosen so as to obtain four similar equations forming an invertible system, and S n (X, y) is then completely determined. It is also possible to do only two or three measurements, depending on the number of components of S, n that we are interested in. This architecture completely fulfills the function of programmable analysis, however, a pixel of the size of the sensor, corresponding to a distance of 2 centimeters between electrodes, leads to very high control voltages of the order of a few kVolts even for thicknesses of 1 centimeter substrate.
Afin de réduire les tensions de commande, une deuxième variante d'un système d'imagerie polarimétrique selon l'invention est illustrée sur la figure 5. La deuxième variante d'un système d'imagerie polarimétrique selon l'invention comprend : un objectif 32, une lame d'onde programmable 53, un moyen de détection 35 et un polariseur 34. Ce système comprend en outre deux lentilles 51 et 52 permettant de définir un premier plan focal intermédiaire, la lame d'onde 53 étant située dans ce plan focal intermédiaire. Cette variante permet de réduire les tensions de commande en réduisant la taille du pixel, et en utilisant une lentille de focalisation 51 dans le pixel pour conserver Péclairement du capteur 35.In order to reduce the control voltages, a second variant of a polarimetric imaging system according to the invention is illustrated in FIG. 5. The second variant of a polarimetric imaging system according to the invention comprises: a lens 32 , a programmable waveguide 53, a detection means 35 and a polarizer 34. This system further comprises two lenses 51 and 52 for defining a first intermediate focal plane, the wave plate 53 being located in this focal plane intermediate. This variant makes it possible to reduce the control voltages by reducing the size of the pixel, and by using a focusing lens 51 in the pixel to preserve the illumination of the sensor 35.
Les figures 6 et 7 illustrent un exemple de lame d'onde programmable pouvant être utilisée dans la deuxième variante d'un système d'imagerie polarimétrique selon l'invention. La lame d'onde programmable 53 se présente sous la forme d'un bloc de matériau électro-optique parallélépipédique 65 dans lequel sont percés quatre trous dont les parois sont recouvertes de quatre électrodes 61 , 62, 63 et 64. Les électrodes en vis-à-vis 61 et 63 sont situées à une distance d l'une de l'autre. Il en est de même pour les électrodes 62 et 64. Le bloc de matériau électro-optique parallélépipédique 65 a une épaisseur e.FIGS. 6 and 7 illustrate an example of a programmable waveguide that can be used in the second variant of a polarimetric imaging system according to the invention. The programmable waveguide 53 is in the form of a block of parallelepipedal electro-optical material 65 in which four holes are drilled whose walls are covered with four electrodes 61, 62, 63 and 64. The electrodes in 61 and 63 are located at a distance from one another. It is the same for the electrodes 62 and 64. The block of parallelepipedic electro-optical material 65 has a thickness e.
Avantageusement, les électrodes 61 , 62, 63 et 64 sont formées de trous débouchants, sensiblement cylindriques et métallisés, percés dans l'épaisseur du matériau avec un tenseur électro-optique isotrope. Les électrodes 61 , 62, 63 et 64 sont réalisées dans le volume du matériau pour optimiser d'une part le recouvrement entre l'onde optique et le champ électrique appliqué et, d'autre part, l'homogénéité du champ électrique appliqué. Ceci a pour effet d'optimiser l'efficacité du composant.Advantageously, the electrodes 61, 62, 63 and 64 are formed by through holes, substantially cylindrical and metallized, pierced in the thickness of the material with an isotropic electro-optical tensor. The electrodes 61, 62, 63 and 64 are made in the volume of the material to optimize on the one hand the overlap between the optical wave and the applied electric field and, on the other hand, the homogeneity of the applied electric field. This has the effect of optimizing the effectiveness of the component.
Dans la deuxième variante d'un système d'imagerie polarimétrique selon l'invention, le facteur limitant est le nombre de points résolus de l'image formée sur le capteur. La lame d'onde programmable agit comme un
diaphragme d'ouverture illustré figure 7. En effet, le déphasage induit par le composant est directement proportionnel à l'épaisseur de matériau traversé. L'acceptance angulaire 0\\m de la lame d'onde programmable doit être limitée pour assurer un déphasage homogène (typiquement, 6>ιim~15° pour un déphasage homogène à 5% près). Ainsi, pour limiter l'angle d'incidence des rayons lumineux passant par la lame d'onde programmable, on limite l'ouverture numérique de la lentille de focalisation sur la lame d'onde programmable. L'ouverture numérique ON est définie par ON=f/D, où f est la focale de la lentille et D le diamètre de la lentille. L'angle d'incidence maximal des rayons lumineux passant par la lame d'onde programmable vaut alors atan(2/ON).In the second variant of a polarimetric imaging system according to the invention, the limiting factor is the number of resolved points of the image formed on the sensor. The programmable waveguide acts as a aperture diaphragm illustrated in Figure 7. Indeed, the phase shift induced by the component is directly proportional to the thickness of material traversed. The angular acceptance 0 \\ m of the programmable waveguide must be limited to ensure a homogeneous phase shift (typically, 6> ι im ~ 15 ° for a phase shift homogeneous to 5%). Thus, to limit the angle of incidence of the light rays passing through the programmable waveguide, the numerical aperture of the focusing lens is limited to the programmable waveguide. The numerical aperture ON is defined by ON = f / D, where f is the focal length of the lens and D the diameter of the lens. The maximum angle of incidence of the light rays passing through the programmable waveguide is then atan (2 / ON).
Le nombre de points résolus dans l'image est alors donné par : N = πσt^ θ1≡_ (1 ) The number of resolved points in the image is then given by: N = πσt ^ θ 1≡ _ (1)
À où σ est la surface utile du composant (surface où le champ électrique appliqué est homogène ; en pratique, σ est estimé par πd2/16), λ la longueur d'onde et θhm l'acceptance angulaire de la lame d'onde programmable.At where σ is the component of the useful surface (surface where the applied electric field is uniform, in practice, σ is estimated by πd 2/16), λ the wavelength and θ hm the angular acceptance of the blade of programmable wave.
Selon un exemple de réalisation de la deuxième variante d'un système d'imagerie polarimétrique selon l'invention, pour obtenir 1000x1000 points résolus dans l'image, l'espacement d entre électrodes en vis à vis doit être de 2.5mm, ce qui conduit à des tensions de commande de l'ordre de 500Volts pour un substrat dont le coefficient électro-optique quadratique R est typiquement de l'ordre de 2.10"16m2V~2, et avec une épaisseur e de 5mm.According to an exemplary embodiment of the second variant of a polarimetric imaging system according to the invention, to obtain 1000 x 1000 resolved points in the image, the spacing d between the electrodes opposite must be 2.5 mm, which leads to control voltages of the order of 500Volts for a substrate whose quadratic electro-optical coefficient R is typically of the order of 2.10 "16 m 2 V ~ 2 , and with a thickness e of 5mm.
Avantageusement, la focale f de la première lentille 51 répond à l'équation suivante :Advantageously, the focal length f of the first lens 51 corresponds to the following equation:
[Â/π[Â / π
/ = - Q h m où θiim est l'acceptance angulaire de la lame d'onde programmable et A la surface définie par l'intersection du cône de demi-angle au sommet θ|im avec le plan de la première lentille 51./ = - Q hm where θiim is the angular acceptance of the programmable waveguide and At the surface defined by the intersection of the cone of half-angle at the vertex θ | im with the plane of the first lens 51.
Un exemple d'utilisation permet d'illustrer l'influence d'une inhomogénéité de biréfringence sur une mesure. Considérons quatre couples
de valeurs de (θ,ε) : (0, 0), (π/4, π), (π/2, π), (π/4, π/2). On obtient le système d'équations suivant :An example of use makes it possible to illustrate the influence of an inhomogeneity of birefringence on a measurement. Consider four couples values of (θ, ε): (0, 0), (π / 4, π), (π / 2, π), (π / 4, π / 2). We obtain the following system of equations:
11 = 1/4(S0,,n + Si |ln)
1 1 = 1/4 (S 0 ,, n + Si | ln )
I4 = 1/4(S0,,n +S3,ιn) que l'on peut écrire de façon suivante :I 4 = 1/4 (S 0 ,, n + S3, ιn) that can be written as follows:
S0,ιn = 2(I1 + I2) Si, m = 2(I1 - I2) S2,ιn = 4I3 - 2(I1 + I2) s3lin = 4I4 - 2(I1 + I2) avec So.in, S1, ,n, s2,ιn et s3iιn les composantes de l'état de polarisation que l'on cherche à mesurer et h , I2, I3 et I4 les intensités mesurées sur le capteur. Considérons que l'on cherche à mesurer un état de polarisationS 0 , ιn = 2 (I 1 + I 2 ) If, m = 2 (I 1 - I 2 ) S 2, ιn = 4I 3 - 2 (I 1 + I 2 ) s 3lin = 4I 4 - 2 (I 1 + I 2 ) with So.in, S 1 ,, n , s 2 , ιn and s 3i ιn the components of the state of polarization to be measured and h, I 2 , I 3 and I 4 the intensities measured on the sensor. Consider that we are trying to measure a state of polarization
S1n=(1 ,0,0,1 ). Des écarts Δεi, Ae2 Δε3 et Δε4 à la biréfringence voulue lors des quatre mesures successives conduisent aux mesures suivantes : h = so,ιn/4
I3 = so,ιn/4 + sin(Δε3)/8 * s3,,n S 1n = (1, 0,0,1). Deviations Δεi, Ae 2 Δε 3 and Δε 4 at the desired birefringence during the four successive measurements lead to the following measurements: h = s o , ιn / 4 I 3 = s o , ιn / 4 + sin (Δε 3 ) / 8 * s 3 ,, n
I4 = so>ιn/4 + cos(Δε4)/4 * s3|in En utilisant les équations précédentes, on en déduit alors :I 4 = s o> ιn / 4 + cos (Δε 4 ) / 4 * s 3 | in Using the preceding equations, we then deduce:
So.out = So, m = 1 S1 1OUt = O s2,out = sin(Δε3)/2 * s3,ιn = sin(Δε3)/2So.out = So, m = 1 S 1 1OU t = O s 2 , out = sin (Δε 3 ) / 2 * s 3 , ιn = sin (Δε 3 ) / 2
S3,out = COS(Δε4) * S3lιn = COS(Δε4) avec So.out, Si>Out, s2iOut et s3i0Ut les composantes de l'état de polarisation mesuré Sout- Si on prend Δε^ = 0.05*π et Δε4 = 0.05*π/2S 3 , out = COS (Δε 4 ) * S 3l ιn = COS (Δε 4 ) with So.out, Si > O ut, s 2iOu t and s 3i0U t the components of the measured polarization state S or t- If we take Δε ^ = 0.05 * π and Δε 4 = 0.05 * π / 2
(correspondant à une inhomogénéité de 5%), on obtient : sout = (1 , 0, 0.078, 0.997). On constate une erreur de 7.8% entre la valeur réelle s2iin et la valeur mesurée s2out-(corresponding to an inhomogeneity of 5%), we obtain: s out = (1, 0, 0.078, 0.997). There is an error of 7.8% between the actual value s 2iin and the measured value s 2 or t-
Une troisième variante d'un système d'imagerie polarimétrique selon l'invention est illustrée sur la figure 8. La troisième variante d'un système d'imagerie polarimétrique selon l'invention comprend : un objectif 32
formant une première image de l'objet 31 dans un plan 85. Le pian 85 correspond au plan focal objet d'une première matrice de micro-lentille 81 qui assure la focalisation de la lumière dans le plan d'une matrice de lames d'onde programmables 83, au centre de chaque lame d'onde programmable élémentaire de ladite matrice 83. Une seconde matrice de micro-lentille 82 reforme l'image sur le capteur 35. Le système comprend en outre un polariseur 34. Cette troisième variante permet de réduire l'encombrement du système ainsi que les tensions de commande.A third variant of a polarimetric imaging system according to the invention is illustrated in FIG. 8. The third variant of a polarimetric imaging system according to the invention comprises: a lens 32 forming a first image of the object 31 in a plane 85. The plane 85 corresponds to the object focal plane of a first micro-lens array 81 which focuses the light in the plane of a blade array. programmable wave 83, in the center of each elementary programmable waveguide of said matrix 83. A second micro-lens array 82 reforms the image on the sensor 35. The system further comprises a polarizer 34. This third variant makes it possible to to reduce the size of the system as well as the control voltages.
Les figures 9 et 10 présentent un exemple de réalisation d'une matrice de lames d'onde programmables 83 utilisée dans la troisième variante d'un système d'imagerie polarimétrique selon l'invention. La matrice 83 comprend des électrodes 96 réparties régulièrement de façon matricielle. La matrice 83 comprend en outre quatre pistes de contact. Une première piste 94 et une deuxième piste 92 sont situées sur une première face du matériau. Une troisième piste 91 et une quatrième piste 93 sont situées sur une face opposée à ladite première face. Un pixel 106 est formé par quatre électrodes adjacentes reliées par quatre pistes différentes.FIGS. 9 and 10 show an exemplary embodiment of a programmable waveguide array 83 used in the third variant of a polarimetric imaging system according to the invention. The matrix 83 comprises electrodes 96 distributed regularly in a matrix manner. The matrix 83 further comprises four contact tracks. A first track 94 and a second track 92 are located on a first face of the material. A third track 91 and a fourth track 93 are located on a face opposite to said first face. A pixel 106 is formed by four adjacent electrodes connected by four different tracks.
Selon le type de réalisation présenté en exemple, les pixels de la matrice sont commandés collectivement, une éventuelle variation de caractéristiques de pixels à pixels pouvant être corrigée au traitement par calibration. On remarque également dans l'exemple de la figure 10 que les champs électriques générés sont opposés pour deux pixels adjacents. Ceci n'influence pas le fonctionnement du dispositif puisque l'effet électro-optique utilisé est quadratique, donc indépendant de la polarité du champ électrique. On peut également envisager un adressage individuel de chaque pixel.According to the type of embodiment presented as an example, the pixels of the matrix are collectively controlled, a possible variation of pixel pixel characteristics that can be corrected to the calibration processing. Note also in the example of Figure 10 that the generated electric fields are opposite for two adjacent pixels. This does not influence the operation of the device since the electro-optical effect used is quadratic, therefore independent of the polarity of the electric field. It is also possible to envisage an individual addressing of each pixel.
Dans la troisième variante d'un système d'imagerie polarimétrique selon l'invention, le nombre de points résolus dans l'image reconstituée sur le capteur 35 est alors nxnxN avec nxn le nombre de pixels de la matrice de lames d'onde programmable 83 et N la valeur donnée par l'équation (1 ). Par rapport à la deuxième variante d'un système d'imagerie polarimétrique selon l'invention, on gagne donc un facteur n sur l'espacement entre électrodes nécessaire pour obtenir un nombre donné de points résolus dans l'image. Cependant, le produit nxn est borné supérieurement par le nombre de pixels du capteur 35.
Selon un exemple de réalisation de la troisième variante d'un système d'imagerie polarimétrique selon l'invention, pour 25x25 éléments, 1000x1000 points résolus dans l'image sont obtenus pour un espacement inter-électrodes de 100 microns. On obtient alors des tensions de commande de l'ordre de 6OVoItS pour un substrat dont le coefficient électro-optique est typiquement de l'ordre de 2.10"16 m 2V"2 et dont l'épaisseur e est de 500 microns.In the third variant of a polarimetric imaging system according to the invention, the number of resolved points in the image reconstructed on the sensor 35 is then n × n × N with n × n the number of pixels of the programmable waveguide matrix. and N the value given by equation (1). Compared with the second variant of a polarimetric imaging system according to the invention, a factor n is thus obtained over the spacing between electrodes necessary to obtain a given number of resolved points in the image. However, the product nxn is bounded higher by the number of pixels of the sensor 35. According to an exemplary embodiment of the third variant of a polarimetric imaging system according to the invention, for 25x25 elements, 1000x1000 resolved points in the image are obtained for an inter-electrode spacing of 100 microns. Control voltages of the order of 6OVoItS are then obtained for a substrate whose electro-optical coefficient is typically of the order of 2.10 "16 m 2 V " 2 and whose thickness e is 500 microns.
Avantageusement, la focale fm des micro-lentilles de la première matrice de micro-lentilles 81 répond à l'équation suivante :
où θ|im est l'acceptance angulaire d'une lame d'onde programmable de la matrice 83 et A la surface définie par l'intersection des cônes de demi-angle au sommet θι,m avec le plan de la première matrice de micro-lentilles 81 . Le flux collecté sur le capteur est proportionnel à ΩA, Ω étant l'angle solide définit par le cône de demi-angle au sommet θιιm. L'utilisation d'un composant matriciel permet donc de gagner un facteur n sur l'encombrement du système optique, pour un flux collecté identique.Advantageously, the focal length f m of the microlenses of the first microlens array 81 satisfies the following equation: where θ | im is the angular acceptance of a programmable waveguide of the matrix 83 and A the surface defined by the intersection of the cones of half-angle at the vertex θι, m with the plane of the first micro-lens matrix 81 . The flow collected on the sensor is proportional to ΩA, where Ω is the solid angle defined by the cone of half-angle at the top θι ιm . The use of a matrix component thus makes it possible to gain a factor n on the bulk of the optical system, for an identical collected flow.
Avantageusement, le matériau électro-optique est de type céramique.Advantageously, the electro-optical material is of the ceramic type.
Avantageusement, la céramique est du (PbI-XLax)(ZrYTIz)1-Xz4O3 (PLZT) ou du [Pb(Mg1Z3Nb273)O3]I-X[PbTiO3]X (PMN-PT).Advantageously, the ceramic is (Pb IX x) (Zr Y tiz) 1 - 4 X z O 3 (PLZT) or the [Pb (Mg 1 Z 3 273 Nb) O 3] IX [PbTiO 3] X (PMN-PT).
Une quatrième variante d'un système d'imagerie polarimétrique selon l'invention utilise les éléments constituant la troisième variante d'un système d'imagerie polarimétrique selon l'invention, illustrée sur les figures 8, 9 et 10. Sur la figure 10, on remarque que les électrodes de 4 pixels adjacents 106 utilisés pour l'architecture 3, forment au centre de ces pixels 106 un autre pixel 105, pour lequel le champ électrique généré est symétrique au champ des 4 autres pixels par rapport aux axes diagonaux. La variante proposée exploite le pixel central 105 pour réduire le nombre d'images nécessaires à l'obtention du système d'équations donnant les paramètres de Stokes. En effet, dans ce cas, une image sur le capteur
donne accès à 2 équations du type l(x,y)=f(so,Si,S2,s3). Toutefois, cette variante s'accompagne d'une perte de résolution, puisque dans ce cas, on moyenne les informations obtenues sur chacun des pixels, le nombre de points résolus devenant la moitié du nombre de pixels du composant.
A fourth variant of a polarimetric imaging system according to the invention uses the elements constituting the third variant of a polarimetric imaging system according to the invention, illustrated in FIGS. 8, 9 and 10. In FIG. it is noted that the electrodes of 4 adjacent pixels 106 used for the architecture 3 form in the center of these pixels 106 another pixel 105, for which the generated electric field is symmetrical to the field of the other 4 pixels with respect to the diagonal axes. The proposed variant exploits the central pixel 105 to reduce the number of images necessary to obtain the system of equations giving the Stokes parameters. Indeed, in this case, an image on the sensor gives access to 2 equations of the type l (x, y) = f (s o , Si, S2, s 3 ). However, this variant is accompanied by a loss of resolution, since in this case, the information obtained on each of the pixels is averaged, the number of resolved points becoming half the number of pixels of the component.