FR2889746A1 - Systeme de lentilles optiques pour appareil photo mobile affine et procede de formation d'images l'utilisant - Google Patents
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Abstract
La présente invention propose un système de lentilles optiques pour appareil photo mobile qui assure un angle de vue large en divisant un angle de vue en deux angles de vue - ou plus, et qui procure dans le même temps un affinement du système de lentilles optiques pour appareil photo mobile en prévoyant des systèmes de lentilles excentrées (110a, 110b) séparés correspondant respectivement aux angles de vue divisés.L'invention propose également un procédé de formation d'une image moyennant ledit système.
Description
SYSTÈME DE LENTILLES OPTIQUES POUR APPAREIL PHOTO MOBILE
AFFINÉ ET PROCÉDÉ DE FORMATION D'IMAGES L'UTILISANT ARRIÈRE-PLAN DE L'INVENTION 1. Domaine technique de l'invention La présente invention concerne, d'une façon générale, un système de lentilles optiques pour appareil photo mobile et, de façon plus spécifique, un système de lentilles optiques pour appareil photo mobile qui assure un angle de vue large en divisant un angle de vue original en une pluralité d'angles de vue, et qui procure des systèmes de lentilles excentrées séparés correspondant aux angles de vue divisés, de façon à obtenir ainsi un système de lentilles optiques pour appareil photo mobile moins volumineux.
2. Description de l'art connexe
Avec le développement récent de la technologie numérique, l'amélioration des techniques de compression d'images et l'amélioration de la technologie de reprise et la technologie périphérique de produits multimédia, des recherches visant à réaliser un affinement et une miniaturisation de la lentille optique d'un appareil photo mobile ont été menées à bien. Afin de répondre à cette tendance, des appareils photo dotés d'une excellente portabilité sur des systèmes de lentilles optiques affinés pour appareil photo mobile, ainsi que d'excellentes performances se sont avérés nécessaires.
D'une façon conventionnelle, un système de lentilles optiques pour appareil photo coaxial, dans lequel une pluralité de lentilles rotatives de type à symétrie est agencée verticalement par rapport à la direction d'un axe optique, est généralement employé en tant que système de lentilles optiques pour des appareils photo mobiles. Un système de lentilles optiques coaxial pour appareil photo de ce type est illustré sur la figure 1. En se référant à la figure 1, le système de lentilles optiques coaxial pour appareil photo est généralement limité en termes de réduction de sa longueur dans la direction de son axe optique dans la mesure où plusieurs lentilles rotatives de type à symétrie sont agencées verticalement. En particulier, comme la longueur totale du système de lentilles optiques pour appareil photo mobile est déterminée de manière à être sensiblement identique à la longueur dans le sens diagonal d'un capteur d'image, un problème se pose en ce qu'il est très difficile de réaliser une miniaturisation d'un dispositif mobile.
Par conséquent, afin de résoudre ce problème, un système de lentilles optiques qui permet de réaliser la miniaturisation d'un dispositif mobile en utilisant une lentille prismatique, et un système de lentilles optiques qui permet de réaliser la miniaturisation d'un dispositif mobile en qui utilise une lentille de focalisation excentrée de type à relais, ont été proposés.
Le brevet US N 6 084 715 décrit un système optique utilisant une lentille prismatique, dont la construction est décrite en référence à la figure 2. On peut y voir que le système de lentilles optiques pour appareil photo mobile comprend un premier prisme 10, un deuxième prisme 20, un filtre passe bas 4 et un plan d'image 3.
Toutefois, comme illustré sur la figure, bien que le système de lentilles optiques pour appareil photo mobile soit construit en utilisant un système de lentille prismatique, le rapport (longueur totale / longueur dans le sens diagonal d'un capteur d'image) de la longueur totale du système optique par rapport à la longueur dans le sens diagonal d'un capteur d'image se situe à l'intérieur d'une plage de 2,4 à 4,3, de sorte qu'il se produit une limitation en termes d'une réduction de la longueur totale du système optique.
Un autre exemple - représenté par la publication de brevet japonais en cours d'examen N 2000-292371 - décrit un système optique qui utilise une lentille de focalisation excentrée, dont la construction est décrite en référence à la figure 3. On peut y voir que le système optique d'appareil photo mobile comprend une première surface R1, qui est une membrane, une deuxième surface R2, qui est une surface de réfraction coaxiale par rapport à la première surface, une troisième surface R3, qui est une surface réfléchissante inclinée par rapport à la deuxième surface R2, une quatrième surface R4, une cinquième surface, qui est une surface réfléchissante décalée et inclinée par rapport à une surface correspondante, et une sixième surface R6, qui est une surface de réfraction décalée et inclinée par rapport à la cinquième surface R5.
Toutefois, même dans le cas du système optique à lentille de focalisation excentrée intégrale, le rapport de la longueur totale du système optique à la longueur dans le sens diagonal d'un capteur d'image (longueur totale / longueur dans le sens diagonal du capteur d'image) se situe à l'intérieur d'une plage de 2,4 à 4,3, comme on l'a vu plus haut. Bien que le fait que la longueur d'un axe optique soit plus courte que celle d'un système coaxial conventionnel de lentilles optiques pour appareil photo soit un avantage, comme on l'a vu plus haut, de nombreuses limitations empêchent d'obtenir un angle de vue large sur un capteur d'image unique et, dans le même temps, de réduire l'épaisseur globale du système optique.
Par ailleurs, bien que, dans le système optique 35 conventionnel décrit ci-dessus, un procédé de réduction de l'épaisseur globale du système optique par une diminution de la taille du capteur d'image puisse être envisagée, le procédé n'a également que peu d'effet en ce qu'une limitation empêche une réduction de la taille du capteur d'image.
En conséquence, afin d'être en mesure de mettre en oeuvre un angle de vue large en utilisant un capteur d'image unique dans un système de lentilles optiques pour appareil photo mobile et, dans le même temps, de réduire l'épaisseur globale du système optique, un système de lentilles optiques autre que celui qui est décrit ci-dessus, qui utilise la lentille prismatique et le système de lentille de focalisation excentrée intégrale, est nécessaire.
RÉSUMÉ DE L'INVENTION Par conséquent, la présente invention a été mise au point en gardant présents à l'esprit les problèmes susmentionnés que l'on rencontre dans l'art antérieur, et un objet de la présente invention consiste à la fois à assurer un angle de vue large en divisant un angle de vue en deux angles - ou plus - et à réduire la longueur totale d'un système de lentilles optiques en fournissant des systèmes de lentilles excentrées correspondant aux angles de vue divisés.
Il est un autre objet de la présente invention de réduire les coûts de fabrication en diminuant le nombre d'éléments par l'intégration d'une pluralité de systèmes de lentilles excentrées, et de réduire le taux de défauts dans un processus d'assemblage par l'intégration de lentilles composantes.
Afin d'être en mesure d'atteindre l'objectif susmentionné, la présente invention propose un système de 35 lentilles optiques pour appareil photo mobile affiné comprenant deux systèmes de lentilles - ou plus - pour laisser passer des faisceaux de lumière pénétrant à travers deux angles de vue divisés identiques - ou plus - dans lesquels un angle de vue du système de lentilles optiques pour appareil photo mobile est divisé, les systèmes de lentilles correspondant aux angles de vue divisés; et un unique capteur d'image destiné à recevoir les faisceaux de lumière qui passent à travers les deux systèmes de lentilles - ou plus.
La division de l'angle de vue est menée à bien par l'accomplissement d'une division telle que des faisceaux de lumière qui pénètrent dans un appareil photo mobile ont des axes optiques différents.
Selon différentes variantes de réalisation possibles, le système de lentilles optiques peut également comprendre l'une au moins des caractéristiques suivantes.
- l'un quelconque des deux systèmes de lentilles - ou plus - est formé de manière à comprendre une surface incidente sur laquelle des faisceaux de lumière sont incidents, deux surfaces réfléchissantes, et une surface de sortie, les deux surfaces réfléchissantes étant inclinées par rapport à un axe de référence, - les deux systèmes de lentilles - ou plus - sont 25 conformés pour être symétriques les uns par rapport aux autres, chacun des systèmes de lentilles comporte un système de lentilles excentrées, le système de lentilles excentrées présente des 30 surfaces comportant des surfaces de forme polynomiale libre XY, qui sont représentées par l'équation suivante: z z= c z z +LCxmyn, où j=[(m+n)+m+3n]12+1 1+ SQRT[l (1 + k)c r] ;=z où z est un axe de la surface de forme libre, c est une courbure de sommet, K est une constante conique, et Ci (où j est un nombre entier égal à ou plus grand que deux) est un coefficient - les systèmes de lentilles ont été obtenus intégralement ou séparément en utilisant une technique de moulage par injection, ou bien ont été formés à l'échelle de la tranche, - le capteur d'image unique est divisé de manière à correspondre à un nombre d'angles de vue divisés, de telle sorte que des faisceaux de lumière qui passent à travers les systèmes de lentilles forment des images sur des surfaces respectives du capteur d'image, - le système de lentilles optiques est conformé pour former les images sur les surfaces respectives du capteur d'image par combinaison selon un procédé de piqûre photo ou un procédé de mosaïque en panorama, - le système de lentilles satisfait la condition suivante: L / ID <- 0,6 où L est la longueur totale et ID est la longueur dans le sens diagonal du capteur d'image, De plus, la présente invention propose un procédé de formation d'une image en utilisant un système de lentilles optiques pour appareil photo mobile affiné, comprenant les étapes consistant à diviser un angle de vue d'un système de lentilles optiques pour appareil photo mobile, en deux angles identiques -ou plus; laisser passer des faisceaux de lumière, qui pénètrent à travers les angles de vue divisés, à travers des systèmes de lentilles respectifs correspondant à ceux-ci; former les faisceaux de lumière, qui passent à travers les systèmes de lentilles respectifs, sur des surfaces correspondantes d'un capteur d'image; et à combiner les images formées sur les surfaces respectives du capteur d'image.
Le procédé peut, selon la variante de mise en oeuvre choisie, comporter l'une au moins des caractéristiques suivantes.
- la division de l'angle de vue est menée à bien par l'accomplissement d'une division telle que des faisceaux de lumière qui pénètrent dans un appareil photo mobile ont des axes optiques différents, - chacun des systèmes de lentilles est construit en utilisant un système de lentilles excentrées, - le système de lentilles excentrées présente des surfaces qui sont formées en utilisant des surfaces de forme polynomiale libre XY, qui sont représentées par l'équation suivante: z= cr 2 2 +LC.xmyn, où j=[(m+n)2+m+3n]12+1 1 + SQRT[1 (l + k)c r] 1=2 où z est un axe de la surface de forme libre, c est une courbure de sommet, K est une constante conique, et Ci (où j est un nombre entier égal à ou plus grand que deux) est un coefficient, les systèmes de lentilles sont formés intégralement ou séparément en utilisant une technique de moulage par injection, ou bien sont formés à l'échelle de la tranche, - quand les systèmes de lentilles forment des images inversées, les images formées sur les surfaces respectives du capteur d'image sont combinées en utilisant un procédé de piqûre photo ou un procédé de mosaïque en panorama.
BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS
Les objets, caractéristiques et avantages de la présente invention qui ont été mentionnés ci-dessus, ainsi que d'autres, ressortiront plus clairement à la lecture de la description détaillée qui suit, faite en référence aux dessins annexés, sur lesquels: - la figure 1 est un schéma illustrant un système optique coaxial conventionnel; - la figure 2 est un schéma illustrant un système 5 optique conventionnel utilisant une lentille prismatique; - la figure 3 est un schéma illustrant un système optique conventionnel utilisant une lentille prismatique intégrale; - les figures 4 A à 4 C, sont des diagrammes illustrant le concept de la division de l'angle de vue selon la présente invention; - les figures 5 A à 5 D, sont des diagrammes illustrant un procédé de formation d'image utilisant un 15 système optique selon la présente invention; - la figure 6 est une vue en perspective illustrant un système de lentilles optiques pour appareil photo mobile comprenant deux systèmes de lentilles excentrées selon un mode de réalisation de la présente invention; - la figure 7 est un schéma illustrant la vue en coupe de la figure 6; - la figure 8 est une vue agrandie illustrant une des lentilles excentrées de la figure 7; et - les figures 9 A et 9 B sont des diagrammes d'aberrations de lumière transversale basés sur les mêmes coordonnées des surfaces respectives du système de lentilles optiques pour appareil photo mobile affiné, selon la présente invention.
DESCRIPTION DES MODES DE RÉALISATION PRÉFÉRÉS
Nous allons maintenant faire référence aux dessins, sur lesquels les mêmes numéros de référence sont utilisés - tout au long des différentes figures - afin de désigner des composants identiques ou similaires.
Les figures 4 A à 4 C sont des diagrammes illustrant un appareil photo conventionnel et un appareil photo ayant des angles de vue divisés. Les figures 5 A à 5 D, sont des diagrammes illustrant un procédé de formation d'image utilisant un système optique selon la présente invention. La figure 6 est une vue en perspective illustrant un système de lentilles optiques pour appareil photo mobile comprenant deux systèmes de lentilles excentrées selon un mode de réalisation de la présente invention. La figure 7 est un schéma illustrant la vue en coupe de la figure 6. La figure 8 est une vue agrandie illustrant une des lentilles excentrées de la figure 7. Les figures 9 A et 9 B sont des diagrammes d'aberrations de lumière transversale.
Comme on l'a vu plus haut, la présente invention a comme caractéristiques techniques d'offrir des performances qui sont égales à ou supérieures à celles d'un système de lentilles optiques pour appareil photo conventionnel coaxial, d'un système de lentilles optiques pour appareil photo conventionnel utilisant une lentille prismatique, et d'un système de lentilles optiques pour appareil photo conventionnel utilisant une lentille excentrée intégrale, ayant un angle de vue large, et de réduire de façon significative une longueur totale d'un système de lentilles optiques pour appareil photo. Afin de mettre en oeuvre les caractéristiques techniques susmentionnées, la présente invention doit utiliser un système de lentilles optiques pour appareil photo mobile qui soit différent des systèmes de lentilles optiques pour appareil photo mobile décrits ci-dessus.
En d'autres termes, le procédé consistant à réduire la taille même d'un capteur d'image est considéré comme le procédé le plus typique d'une réduction de la longueur totale d'un système de lentilles optiques pour appareil photo. Toutefois, comme on l'a vu plus haut, il est extrêmement difficile de réduire la taille du capteur d'image tout en conservant en l'état un système optique conventionnel, de sorte que, dans le conventionnel optique système, il est un fait connu que le procédé ne permet pas de réduire efficacement la longueur totale du système de lentilles optiques pour appareil photo.
Pourtant, la présente invention a un effet semblable à la réduction de la taille d'un capteur d'image en proposant un système optique, autre que les systèmes optiques conventionnels décrits ci-dessus, ce qui permet d'accomplir une réduction de la longueur totale d'un système optique.
En d'autres termes, le demandeur a mis au point un système de lentilles optiques pour appareil photo mobile affiné en partant du fait qu'il est possible d'accomplir sensiblement l'effet d'une réduction de la longueur totale d'un système optique pour autant que la taille d'un capteur d'image diminue elle-même de manière significative, et de conserver la même taille que pour un capteur d'image conventionnel en combinant des capteurs ayant des tailles en diminution avec chaque ordre.
En particulier, la présente invention est à même de mettre en oeuvre le système de lentilles optiques pour appareil photo mobile affiné décrit cidessus en divisant un angle de vue pénétrant à l'intérieur d'un système de lentilles optiques pour appareil photo et en prévoyant des systèmes de lentilles séparés correspondant aux angles de vue divisés, de manière à réaliser ainsi le système de lentilles optiques différent des systèmes de lentilles optiques conventionnels.
Tout d'abord, afin de mettre en oeuvre le système de lentilles optiques selon la présente invention, il est nécessaire de diviser l'angle de vue d'un appareil photo.
Le concept de division de l'angle de vue est décrit en référence aux figures 4 A, 4 B et 4 C. La figure 4 A est un schéma illustrant l'angle de vue (60 dans l'exemple retenu) d'un système de lentilles optiques pour appareil photo mobile type, qui désigne un angle (angle de vue) auquel un objectif d'appareil photo peut capturer un objet. Comme montré de manière conceptuelle sur les figures 4 B et 4 C, la division de l'angle de vue signifie que, en utilisant une pluralité d'appareils photo ayant des axes optiques différents et des angles étroits - comme illustré sur la figure 4 B - un angle de vue d'origine de 60 est obtenu en maintenant les angles de vue divisés respectifs de celui-ci à 30 environ, comme illustré sur la figure 4 C. En particulier, on peut voir qu'un processus consistant à acquérir des moitiés d'images avec les appareils photo ayant des axes optiques différents et à combiner ensuite les images en utilisant un programme séparé, est nécessaire.
En d'autres termes, le processus d'acquisition de l'image d'un objet en utilisant un appareil photo mobile et le concept de division d'un angle de vue selon la présente invention, sont brièvement décrits en référence à la figure 5. L'angle de vue de l'image de l'objet illustré sur la figure 5 A est divisé en plusieurs angles de vue de 30 environ. De ce fait, les moitiés approximatives de l'image de l'objet sont respectivement incidentes sur une pluralité de systèmes de lentilles optiques d'appareil photo mobile 100 selon la présente invention illustrés sur la figure 5 B, à travers les angles de vue divisés respectifs. Des faisceaux de lumière pénétrant à travers des angles de vue divisés respectifs passent respectivement à travers un premier système de lentilles excentrées 110a et un deuxième système de lentilles excentrées 110b qui correspondent respectivement aux angles de vue divisés. Les faisceaux de lumière qui passent à travers les systèmes de lentilles excentrées respectifs 110 forment des images sur les surfaces d'un capteur d'image correspondant 120.
En d'autres termes, après être passés à travers le premier système de lentilles excentrées 110a, les faisceaux de lumière forment une image sur la surface de la région de capteur d'image 120a du capteur d'image 120, et après être passés à travers le deuxième système de lentilles excentrées 110b, les faisceaux de lumière forment une image sur la surface de la région de capteur d'image 120b du capteur d'image 120. Le cas dans lequel l'image de l'objet est formée sur le capteur d'image 120 selon le processus décrit ci-dessus, est illustré sur la figure 5 C. Comme on l'a vu plus haut, la présente invention divise un angle de vue et possède deux systèmes de lentilles séparés - ou plus - ayant des axes optiques différents, de sorte que les dimensions de régions de capteur d'image respectives 120a et 120b qui correspondent à ceux-ci sont considérablement réduites, ce qui réduit de manière significative l'épaisseur globale du système de lentilles optiques.
Dans ce mode de réalisation, les moitiés d'image de l'objet illustré sur la figure 5 C sont formées sur des régions de capteur d'image respectives 120a et 120b, de sorte qu'un processus de combinaison des images respectives pour n'en former qu'une seule, est nécessaire. Dans ce mode de réalisation, dans le cas dans lequel les deux lentilles forment une image inversée, les deux images sont combinées pour ne donner qu'une seule image, comme illustré sur la figure 5 B, en utilisant un procédé de piqûre photo ou un procédé de mosaïque en panorama. Dans le même temps, dans le cas dans lequel les deux lentilles forment une image droite, il est possible de combiner les images respectives au moyen d'un réglage précis des lentilles.
Le système de lentilles optiques pour appareil 35 photo mobile affiné 100 selon la présente invention, qui est formé selon le concept décrit cidessus, est décrit de façon plus détaillée en référence aux figures 6 et 7. La présente invention est caractérisée par un système de lentilles optiques pour appareil photo mobile affiné, comprenant deux systèmes de lentilles 110a et 110b - ou plus - pour laisser passer des faisceaux de lumière, qui pénètrent à travers un angle de vue qui a été divisé en deux ou plus, et un unique capteur d'image 120 destiné à recevoir les faisceaux de lumière qui sont passés à travers les deux systèmes de lentilles 110a et 110b - ou plus.
Sur les dessins, le cas dans lequel des faisceaux de lumière qui pénètrent à travers les angles divisés sont respectivement incidents sur le premier système de lentilles excentrées 110a et sur le deuxième système de lentilles excentrées 110b est illustré. La division de l'angle de vue est accomplie en divisant des faisceaux de lumière reçus par l'appareil photo mobile, et qui ont des axes optiques différents. De plus, la présente invention utilise une pluralité de systèmes de lentilles, comme montré sur les dessins. Il est difficile de mettre techniquement en oeuvre la présente invention en utilisant un système coaxial conventionnel, de sorte que l'objectif technique est atteint en utilisant un système de lentilles excentrées.
Bien que, dans ce mode de réalisation de la présente invention, l'angle de vue soit divisé en deux, et que deux systèmes de lentilles excentrées 110 correspondant à ceux-ci soient utilisés, la présente invention ne se limite pas à ce nombre, et l'angle de vue peut être divisé en un nombre d'angles plus élevé, si nécessaire. Dans ce cas, le nombre de systèmes de lentilles excentrées augmente également. La division de l'angle de vue décrite ci-dessus constitue un autre avantage technique de la présente invention visant à atteindre l'angle de vue large de l'appareil photo mobile.
En particulier, comme dans la présente invention, dans un cas dans lequel un système de lentilles est construit en utilisant une pluralité de lentilles ayant de petits angles de vue, ceci présente un avantage en ce qu'une surface sur laquelle une image est formée se réduit à la taille de la surface / N (le nombre de lentilles) et les angles de vue deviennent plus petits, ce qui constitue un avantage en termes de conception. De plus, la présente invention présente des avantages techniques en ce qu'il est possible de mettre en oeuvre un angle de vue identique ou plus large que l'angle de vue d'un système de lentilles conventionnel en combinant la pluralité de lentilles, et de mettre en oeuvre un système optique ayant une longueur plus courte en utilisant un capteur d'image ayant la même taille.
La construction du système de lentilles excentrées 110 selon la présente invention va maintenant être décrite plus en détails ci-dessous. Dans un mode de réalisation de la présente invention, chacun des systèmes de lentilles excentrées 110 comprend quatre surfaces de lentilles 130, 140, 150 et 160, pour former ainsi un système de lentilles excentrées. Dans le cas dans lequel deux systèmes de lentilles excentrées sont inclus, comme dans le mode de réalisation de la présente invention, les deux systèmes de lentilles excentrées 110a et 110b sont réalisés de manière à être symétriques l'un par rapport à l'autre. De plus, le système de lentilles excentrées 100 selon la présente invention peut être réalisé intégralement ou séparément en utilisant une technique de moulage par injection. De plus, le système de lentilles excentrées 100 peut être réalisé à l'échelle de la tranche, de sorte qu'il présente un avantage en ce que la production de masse est possible. Comme on l'a vu plus haut, le système de lentilles excentrées 110 selon la présente invention est réalisé intégralement, de sorte qu'il présente des avantages de réduction d'un taux de défaut dans un processus d'assemblage en raison de la simplification du processus de fabrication, et de réduction des coûts par une réduction du nombre d'éléments nécessaires.
La figure 8 est une vue agrandie illustrant une partie des systèmes de lentilles excentrées 110 selon la présente invention. Les caractéristiques des lentilles respectives des systèmes de lentilles excentrées 110, selon la présente invention, sont décrites en référence à la figure 8. Comme on l'a vu plus haut, les surfaces de lentilles respectives 130, 140, 150 et 160 ont pour caractéristiques techniques qu'elles sont formées en utilisant des surfaces de forme polynomiale libre XY, qui satisfont l'équation suivante 1: cr z z = +EC.xmyn, où j = [(m+n)z+m+3n]12+1 1+SQRT[1 (1+k)c2r2] j=2 Dans ce cas, z est l'axe de la surface de forme (1) libre, c est une courbure de sommet, K est une constante conique, et Ci (où j est un nombre entier égal à ou plus 25 grand que deux) est un coefficient.
Les surfaces de lentilles des systèmes de lentilles excentrées 110 selon la présente invention ne sont pas uniquement limitées par des surfaces de forme polynomiale libre XY; en d'autres termes, il est possible qu'elles soient formées en utilisant d'autres équations de surfaces de forme libre.
Dans le tableau suivant 1, les coefficients des surfaces de forme polynomiale libre XY et des alias sont donnés.
Tableau N 1
coefficient alias définition Cl K constante conique C2 X x C3 Y Y C4 X2 x2 C5 XY xy C6 Y2 y2 C7 X3 x3 C8 X2Y x2y C9 XY2 xy2 C10 Y3 y3 C11 X4 x4 C12 X3Y x3y C13 X2Y2 x2y2 C14 XY3 xy3 C15 Y4 y4 C16 X5 x5 C17 X4Y x4y C18 X3Y2 x3y2 C19 X2Y3 x2y3 C20 XY4 xy4 C21 Y5 y5 C22 X6 x6 C23 X5Y x5y C24 X4Y2 x4y2 C25 X3Y3 x3y3 C26 X2Y4 x2y4 C27 XY5 xy5 C28 Y6 y6 De plus, les surfaces de lentilles respectives 130, 140, 150 et 160 du système de lentilles excentrées 110, qui sont illustrées sur la figure 8, sont prévues pour avoir les valeurs décrites dans le tableau suivant 2. En d'autres termes, le tableau suivant 2 représente les coordonnées centrales, les gradients des lentilles respectives, et les coefficients asphériques des surfaces correspondantes. Dans ce cas, la localisation de (0,0,0) - qui est une référence - est une surface supérieure.
Tableau N 2
Numéro de 130 140 150 160 surface Coordonnées X, E+00 3+00, E- )0 0, 00000E+00 et angle de Y 6,42 30E-02 -2,41286E-01 -1,7) E+)0 -1,96675E+00 surface X -2,43400E-01 9,' E-01 E- 1 9,50000E-01 Inclinaison -1,48415E+01 1,84253E+01 1,87947E+01 -1,26992E+01 (a) Rayon de Rayon 4,57144E+00 -2, 20745E+01 -5,00907E-13 -8,64656E+00 courbure Coefficient Cl K -1,75053E+ 00 2,91151E+01 -2,51353E+91 1,90463E+01 sphérique C2 X 0,00000E+00 0, 00000E+00 0,00000E+00 0,00000E+00 C3 Y 0,00000E+00 0,00000E+00 0,00000E+ 00 0,00000E+00 C4 X2 5,69336E-02 -6,07596E-04 5,23306E-03 -8,18521E-02 C5 XY 0,00000E+00 0,00000E+00 0,00000E+00 0,0 00E+00 C6 12 -3,05858E-02 -1, 63813E-02 4,29752E-03 7, E-02 C7 X3 0,00000E+00 0,00000E+00 0,00000E+00 0, 0 00E+00 C8 X2Y -2,98966E-02 -5,6'715E-03 1,10"74E-03 -2,37374E-17 C9 XY2,E+00 3+00, E- )0 0,00000E+00 C10 13 -5,55772E-02 -7,î)0E-03 -2,7 73E-03 1,43137E-17 C11 X4 2,92112E-03 -7,88758E-04 -8,77107E-03 -6,76493E-15 C12 X3Y 0,00000E+00 0,00000E+00 0,00000E+00 0,00000E+00 C13 X2Y2 -1,28'50E-02 -5,23-944E-03 -1,0"914E-02 -7,01269E-15 C14 XY3 E+00, E+00, I+iO, E+00 C15 14 -3,82760E-02 -4, 29E-03 -5,5' 73E-03 -8, )38E-15 C16 X5 0,00000E+ 00 0,00000E+00 0,00000E+00 0,00000E+00 C17 X4Y -1,37355E-04 -5,04156E-03 5,54217E-03 -2,63161E-02 C18 X3Y2 0,00000E+00 0,00000E+00 0,00000E+00 0, 00000E+00 C10 X2Y3 -3,21707E-02 -6,22434E-03 -1,08113E-03 1,44524E-02 C20 XY4, E+00 3+00, E-)0 0,00000E+00 C21 15 -3, 55E-02 -1,85')1E-03 1,0) )E03 70,14230E-04 C22 X6 -1,37523E-02 -2,04624E-03 -3,76283E-03 -8,53226E03 C23 X5Y 0,00000E+00 0,00000E+00 0,00000E+00 0,00000E+00 C24 X412 -5, 01650E-02 -3,03787E-03 -3,44995E-03 1,27921E-02 C25 X3Y3 0,00000E+00 0, 00000E+00 0,00000E+00 0,00000E+00 C26 X214 -5,9 -24E-02 -4,r--75E-03 -1, 06184E-02 -9,23514E-02 C27 XY5, E+00;+00, E- )0 0,00000E+00 C28 16 -1, 01E-02 -5,1;30E-04 -1,3:149E-03 -5,56374E-03 De plus, les dessins illustrés sur les figures 9 A et 9 B sont des diagrammes d'aberrations de lumière transversale basés sur les mêmes coordonnées des surfaces respectives du système de lentilles optiques pour appareil photo mobile affiné, selon la présente invention.
Chacun des systèmes de lentilles excentrées 110 comprenant les surfaces de lentilles respectives 130, 140, 150 et 160 prévues selon les tableaux 1 et 2 décrits ci-dessus, est décrit en référence à la figure 7. Des faisceaux de lumière qui pénètrent sur la base des angles divisés respectifs d'un angle de vue passent à travers la surface incidente 130 de chacun des systèmes de lentilles excentrées 110, ils sont réfléchis à partir des première et deuxième surfaces réfléchissantes 140 et 150, passent à travers une surface de sortie 160, et parviennent jusqu'à un capteur d'image 120, pour former ainsi une image.
Le capteur d'image 120 est divisé en des régions de capteur d'image respectives 120a et 120b de façon à ce qu'elles correspondent au nombre des angles de vue divisés, et il est construit de telle sorte que des faisceaux de lumière qui passent à travers la pluralité de systèmes de lentilles excentrées 110 forment des images sur les surfaces des parties de capteur du capteur d'image. Comme on l'a vu plus haut, la présente invention est dotée de caractéristiques techniques dans lesquelles la taille du capteur d'image est diminuée de manière significative en divisant le capteur d'image en des régions de capteur d'image respectives de façon à ce qu'elles correspondent au nombre des angles de vue divisés, ce qui permet de réduire considérablement la taille du système optique dans son ensemble, et dans lesquelles un angle de vue large est réalisé en divisant l'angle de vue.
En d'autres termes, en utilisant le système de lentilles optiques selon la présente invention, le système de lentilles optiques peut être construit de manière à satisfaire la condition de L / ID <- 0,6 (où L est la longueur totale et ID est la longueur dans le sens diagonal du capteur d'image), de sorte qu'il existe un avantage en termes d'une réduction significative de la longueur totale, par comparaison avec un système optique coaxial conventionnel, un système de lentilles excentrées intégrales conventionnel et un système optique conventionnel utilisant un prisme.
Comme on l'a vu plus haut, le procédé de formation d'une image en utilisant un système de lentilles optiques pour appareil photo mobile affiné a comme caractéristiques techniques qu'il comprend les étapes consistant à diviser un angle de vue d'un système de lentilles optiques pour appareil photo mobile, en deux angles identiques ou plus; laisser passer des faisceaux de lumière, qui pénètrent à travers les angles de vue divisés, à travers des systèmes de lentilles respectifs correspondant à ceux-ci; former les faisceaux de lumière, qui passent à travers les systèmes de lentilles respectifs, sur des surfaces correspondantes d'un capteur d'image; et à combiner les images formées sur les surfaces respectives du capteur d'image et, pour terminer, à combiner les images formées sur les surfaces respectives du capteur d'image en utilisant un procédé de piqûre photo ou un procédé de mosaïque en panorama, pour acquérir de ce fait l'image.
Dans le cas de l'utilisation d'un système de lentilles optiques pour appareil photo mobile affiné selon la présente invention, comme on l'a vu plus haut, des avantages sont offerts qui consistent à assurer un angle de vue large en divisant un angle de vue en deux angles de vue - ou plus, et qui procurent dans le même temps une réduction significative de la longueur totale d'un système de lentilles optiques pour appareil photo mobile en prévoyant des systèmes de lentilles excentrées séparés correspondant respectivement aux angles de vue divisés ainsi qu'une réduction significative des dimensions de régions de capteur d'image correspondant à ceux-ci En outre, la présente invention présente d'autres avantages tels que, par exemple, une réduction des coûts de fabrication par une diminution des éléments requis de telle sorte qu'une pluralité de systèmes de lentilles excentrées est réalisée intégralement, et une diminution du taux de défauts dans un processus d'assemblage par l'intégration de lentilles composantes.
Bien que les modes de réalisation préférés de la présente invention aient été décrits à titre d'illustration, les hommes de métier comprendront sans difficulté que diverses modifications, ajouts et substitutions sont possibles, sans s'éloigner de la portée ni de l'esprit de la présente invention, tels qu'ils sont décrits dans les revendications annexées.
Claims (16)
1. Système de lentilles optiques pour appareil photo mobile affiné, comprenant: deux systèmes de lentilles - ou plus - pour laisser passer des faisceaux de lumière pénétrant à travers deux angles de vue divisés identiques - ou plus - dans lesquels un angle de vue du système de lentilles optiques pour appareil photo mobile est divisé, les systèmes de lentilles correspondant aux angles de vue divisés; et un unique capteur d'image destiné à recevoir les faisceaux de lumière qui passent à travers les deux systèmes de lentilles - ou plus.
2. Système de lentilles optiques pour appareil photo mobile affiné selon la revendication 1, dans lequel la division de l'angle de vue est menée à bien par l'accomplissement d'une division telle que des faisceaux de lumière qui pénètrent dans un appareil photo mobile ont des axes optiques différents.
3. Système de lentilles optiques pour appareil photo mobile affiné selon la revendication 1, dans lequel l'un quelconque des deux systèmes de lentilles - ou plus - est formé de manière à comprendre une surface incidente sur laquelle des faisceaux de lumière sont incidents, deux surfaces réfléchissantes, et une surface de sortie, les deux surfaces réfléchissantes étant inclinées par rapport à un axe de référence.
4. Système de lentilles optiques pour appareil photo mobile affiné selon la revendication 1 ou 3, dans lequel les deux systèmes de lentilles - ou plus - sont conformés pour être symétriques les uns par rapport aux autres.
5. Système de lentilles optiques pour appareil photo mobile affiné selon la revendication 1 ou 3, dans 35 lequel chacun des systèmes de lentilles comporte un système de lentilles excentrées.
6. Système de lentilles optiques pour appareil photo mobile affiné selon la revendication 5, dans lequel le système de lentilles excentrées présente des surfaces comportant des surfaces de forme polynomiale libre XY, qui sont représentées par l'équation suivante: z= c 2 2 +LC.xmyn, où j =[(m+n)2+m+3n]12+1 1 + SQRT[1 (l + k)c r] 1=2 où z est un axe de la surface de forme libre, c est une courbure de sommet, K est une constante conique, et Ci (où j est un nombre entier égal à ou plus grand que deux) est un coefficient.
7. Système de lentilles optiques pour appareil photo mobile affiné selon la revendication 1, dans lequel les systèmes de lentilles ont été obtenus intégralement ou séparément en utilisant une technique de moulage par injection, ou bien ont été formés à l'échelle de la tranche.
8. Système de lentilles optiques pour appareil photo mobile affiné selon la revendication 1, dans lequel le capteur d'image unique est divisé de manière à correspondre à un nombre d'angles de vue divisés, de telle sorte que des faisceaux de lumière qui passent à travers les systèmes de lentilles forment des images sur des surfaces respectives du capteur d'image.
9. Système de lentilles optiques pour appareil photo mobile affiné selon la revendication 8, le système de lentilles optiques est conformé pour former les images sur les surfaces respectives du capteur d'image par combinaison selon un procédé de piqûre photo ou un procédé de mosaïque en panorama.
10. Système de lentilles optiques pour appareil photo mobile affiné selon la revendication 1, dans lequel le système de lentilles satisfait la condition suivante: L / ID <- 0,6 où L est la longueur totale et ID est la longueur dans le sens diagonal du capteur d'image.
11. Procédé de formation d'une image en utilisant le système de lentilles optiques pour appareil photo mobile affiné, comprenant les étapes consistant à : diviser un angle de vue d'un système de lentilles optiques pour appareil photo mobile, en deux angles identiques - ou plus; laisser passer des faisceaux de lumière, qui pénètrent à travers les angles de vue divisés, à travers des systèmes de lentilles respectifs correspondant à ceux-ci; former les faisceaux de lumière, qui passent à travers les systèmes de lentilles respectifs, sur les surfaces correspondantes d'un capteur d'image; et combiner les images formées sur les surfaces respectives du capteur d'image.
12. Procédé selon la revendication 11, dans lequel la division de l'angle de vue est menée à bien par l'accomplissement d'une division telle que des faisceaux de lumière qui pénètrent dans un appareil photo mobile ont des axes optiques différents.
13. Procédé selon la revendication 11, dans lequel chacun des systèmes de lentilles est construit en 25 utilisant un système de lentilles excentrées.
14. Procédé selon la revendication 13, dans lequel le système de lentilles excentrées présente des surfaces qui sont formées en utilisant des surfaces de forme polynomiale libre XY, qui sont représentées par l'équation suivante: z z= cr z z +LCxmyn, où j=[(m+n)2+m+3n]12+1 1+ SQRT[l (1+k)c] ,=2 où z est un axe de la surface de forme libre, c est une courbure de sommet, K est une constante conique, et Cj (où j est un nombre entier égal à ou plus grand que deux) est un coefficient.
15. Procédé selon la revendication 11, dans lequel les systèmes de lentilles sont formés intégralement ou séparément en utilisant une technique de moulage par injection, ou bien sont formés à l'échelle de la tranche.
16. Procédé selon la revendication 11, dans lequel, quand les systèmes de lentilles forment des images inversées, les images formées sur les surfaces respectives du capteur d'image sont combinées en utilisant un procédé de piqûre photo ou un procédé de mosaïque en panorama.
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