FR3045843B1 - Systeme d'imagerie optique a lentille deformable par des forces electriques et/ou magnetiques - Google Patents

Abstract

Système d'imagerie optique (100) comportant une première lentille micromécanique (10) pour réfracter un rayonnement électromagnétique . La première lentille (10) est déformable par des forces électriques et/ou magnétiques.

Description

Domaine de l’invention

La présente invention se rapporte à un systèmed’imagerie optique comportant une lentille déformable ainsi qu’un pro-cédé de fabrication d’une plaquette de lentille et un procédé de réalisa-tion d’un système d’imagerie optique.

Etat de la technique

Selon l’état de la technique on connaît des caméras, ap-pareils photo et autres capteurs d’imagerie à focale variable. Ces sys-tèmes d’imagerie optique modifient la distance focale par un procédémécanique d’au moins une lentille du système et dans le cas de plu-sieurs lentilles, on modifie l’intervalle des lentilles.

Exposé et avantages de l’invention

La présente invention a pour objet un système d’imagerieoptique comportant une première lentille micromécanique pour réfrac-ter un rayonnement électromagnétique ce système étant caractérisé ence que la première lentille est déformable par des forces électriqueset/ou magnétiques. L’invention a l’avantage que la distance focale du systèmed’imagerie optique puisse être modifiée sans pièce mobile mécanique-ment.

En d’autres termes, selon la présente invention, le sys-tème d’imagerie optique comporte une première lentille micromécaniquepour réfracter un rayonnement électromagnétique et cette lentille estdéformable sous l’effet de forces électriques et/ou magnétiques.

Un système d’imagerie optique selon la présente inven-tion est un système générant des images optiques. Il s’agit notammentde systèmes de caméras dont on veut faire varier la distance focale, enparticulier de systèmes de caméras bon marché comportant une op-tique en polymère.

La lentille micromécanique est une lentille dont les di-mensions sont de quelques microns à plusieurs 100 pm. La premièrelentille est avantageusement élastique pour qu’elle puisse se déformerpour changer la focale. La première lentille, selon l’invention, est en me-sure, en réaction à des forces électriques ou magnétiques de se défor-mer d’elle-même ou d’être déformée de façon à faire varier sa distance focale ainsi que la distance focale de l’ensemble du système d’imagerie.En particulier, pour modifier la distance focale on ne modifie pas méca-niquement la position de la lentille. De façon avantageuse pour modifierla distance focale on élimine totalement toute pièce mécanique mobile.Il en résulte pour l’invention l’avantage de ne pas avoir d’encombrementpour des pièces mécaniques mobiles et de supprimer le moyend’entraînement tel qu’un moteur. Ainsi, le système d’imagerie optiqueselon l’invention convient notamment pour les systèmes de caméra oud’appareil photo bon marché tels que les systèmes d’imagerie de smart-phone ou encore ceux intégrés dans des systèmes nécessitant une miseau point rapide et/ou demandant un encombrement réduit, excluant lamise au point par un moteur.

De façon avantageuse, la première lentille comporte aumoins un polymère, notamment un photorésist. En particulier, la pre-mière lentille sous la forme d’une lentille en polymère est de préférenceexclusivement en au moins un et de préférence exactement en un poly-mère. La première lentille reçoit le rayonnement électromagnétique et lefocalise par réfraction. Un photorésist est un vernis à base de polymère.En particulier, on peut avoir des structures en polymère, de forme con-vexe et/ou concave et de manière avantageuse on réalise des élémentsoptiques diffractant sur un côté ou sur les deux côtés en polymère.

Le polymère de la première lentille est, de préférence,transparent dans la plage des longueurs d’ondes du rayonnement élec-tromagnétique à détecter. Suivant une autre caractéristique, le poly-mère a un indice de réfraction élevé. De manière avantageuse lepolymère est notamment un photorésist électroconducteur. L’utilisation d’un polymère ou d’un photorésist commematière pour la lentille a l’avantage que l’on peut obtenir le polymère oule photorésist avec des propriétés optiques choisies de façon quelconquepour la transmission spectrale et l’indice de réfraction de sorte que lesystème d’imagerie optique selon l’invention peut se fabriquer de ma-nière optimale en fonction de son application. Un autre avantage del’utilisation de polymère comme matière pour la lentille est que grâce àla faible densité de polymère, la lentille est légère et petite contrairementà l’utilisation d’autres matières. On a ainsi une taille minimale pour le système d’imagerie optique, ce qui augmente ses possibilitésd’application.

En outre, le système d’imagerie optique a un premierélément de support muni de la première lentille. De façon avantageuse,la première lentille est prévue sur le premier élément de support en yétant avantageusement fixée de manière rigide. Suivant une autre ca-ractéristique préférentielle, le polymère de la première lentille est projetéou pulvérisé sur l’élément de support, ce qui simplifie considérablementla fabrication de la lentille.

En particulier, le système d’imagerie optique comporte unélément détecteur pour détecter le rayonnement électromagnétique ré-fracté par la première lentille. En particulier, la première lentille a uncôté tourné vers l’élément détecteur qui est de préférence plan ainsiqu’un côté opposé à l’élément détecteur et qui est notamment courbe.

De façon préférentielle, la première lentille et/ou le pre-mier élément de support sont réalisés pour que le côté de la lentilletourné vers l’élément détecteur et/ou le premier élément de supportforment une cavité.

Selon un autre développement avantageux, le premierélément de support a une forme annulaire. En particulier, le premierélément de support est de forme cylindrique et de préférence en formede cylindre creux dont la hauteur est de préférence inférieure à sonrayon. En outre, le cylindre a un évidement central également de formecylindrique qui constitue un orifice de passage. La hauteur de l’orificede passage correspond à la hauteur de l’élément de support cylindriquealors que le rayon est plus petit que le rayon du premier élément desupport.

Selon une variante de réalisation, le premier élément desupport est en forme de parallélépipède avec un orifice traversant, cen-tral également parallélépipédique. En particulier, l’élément de supportse présente sous la forme d’un cadre rectangulaire périphérique. Lecadre rectangulaire périphérique est notamment formé par quatre élé-ments de cadre en une seule pièce qui sont de préférence parallélépipé-diques et orientés perpendiculairement les uns aux autres et délimitentl’orifice de passage vers l’intérieur de l’élément de support. Dans ces conditions, l’élément détecteur est notamment lui aussi de forme cu-bique. On peut également installer un élément détecteur en forme deparallélépipède dans un cylindre.

De façon préférentielle, la première lentille a une direc-tion en épaisseur et une direction longitudinale, l’épaisseur de la lentilleà l’état non déformé variant dans la direction longitudinale. L’état nondéformé de la lentille est notamment celui de la lentille en l’absence deforces électriques ou magnétiques s’exerçant sur la lentille. De manièreavantageuse, l’épaisseur de la lentille est toujours maximale en son mi-lieu alors que dans la direction longitudinale elle diminue en continu.En particulier, la première lentille est symétrique radialement et a ainsiun bord extérieur périphérique.

De manière préférentielle, la première lentille est directe-ment en contact avec une matière magnétique ou comporte une matièremagnétique et la lentille est réalisée pour que sous l’effet d’une interac-tion avec la matière magnétique, elle se déforme dans le champ magné-tique.

De manière avantageuse, la matière magnétique est encontact direct avec la première lentille. En particulier, la matière ma-gnétique est à proximité du bord radial extérieur ou sur le bord radialextérieur de la lentille.

En particulier, la matière magnétique du bord radial ex-térieur de la lentille est intégré dans la lentille. De façon préférentielle,la matière magnétique est continue dans la direction périphérique de lalentille de sorte que la matière a une forme annulaire. En particulier, lamatière magnétique est reliée solidairement à la première lentille et/ouest combinée au premier élément de support. De façon préférentielle, lapremière lentille et la matière magnétique sont disposées pour que lapremière lentille s’applique par la matière magnétique sur le premierélément de support ; elle est en outre reliée solidairement à celui-ci. Lapremière lentille a surtout un diamètre inférieur au diamètre del’évidement du premier élément de support alors que la matière magné-tique réalisée sous la forme d’un anneau ou d’un cercle a un diamètresupérieur au diamètre de l’évidement du premier élément de support.Dans la réalisation sous la forme d’un anneau, le petit diamètre inté- rieur de la matière magnétique est notamment plus petit que le dia-mètre extérieur, qui lui est plus grand en particulier plus grand que lediamètre de l’évidement du premier élément de support.

La matière magnétique a notamment une épaisseur dansla direction de l’épaisseur de la lentille qui correspond avantageusementau moins à 30%-60% de l’épaisseur de la lentille à l’état non déformé.En variante, pour une disposition continue dans la direction périphé-rique, la matière magnétique peut également être prévue à différentsendroits dans la direction périphérique. De plus, la matière magnétiquepeut être intégrée dans la matière de la lentille, par exemple, sous laforme de particules magnétiques dans la matière de la lentille. Dans cecas, la matière magnétique est notamment répartie régulièrement dansla matière de la lentille.

De façon préférentielle, la première lentille se déforme parl’interaction électrique, notamment électrostatique avec un champ élec-trique.

Pour cela, la matière de la lentille peut elle-même coopé-rer avec un champ électrique pour permettre l’adaptation électrosta-tique de la distance focale. En particulier, on génère un champélectrique pour déformer la lentille de sorte que les forces électriquesagissent sur la lentille et la déforment. Cela se fait surtout en induisantun dipôle dans la matière de la lentille. De façon avantageuse, on choi-sit la géométrie de la première lentille pour que le dipôle induit dans lamatière de la lentille soit suffisant pour l’attraction électrostatique sibien qu’il n’est pas nécessaire d’avoir une contre-électrode.

En outre, pour être déformée par l’interaction électriqueavec un champ électrique, la première lentille est en contact direct avecune électrode ou comporte une électrode. En particulier, la premièrelentille comporte des lignes électriques ou est réalisée pour être en con-tact avec celle-ci et les lignes électriques constituent une électrode. Enoutre, l’électrode est intégrée dans la matière de la lentille. En particu-lier, l’électrode est à proximité du bord radial extérieur ou sur le bordradial extérieur. L’électrode est notamment intégrée dans le bord radialextérieur de la lentille. De façon préférentielle, l’électrode est situéedans la direction périphérique de la lentille, de sorte qu’elle a une forme annulaire. En particulier, la lentille a une épaisseur dans la directiond’épaisseur de la lentille qui correspond avantageusement à au moins30%-60% de l’épaisseur de la lentille à l’état non déformé.

En particulier, l’électrode et la première lentille sont re-liées solidairement. De façon préférentielle, la première lentille etl’électrode sont disposées de façon que la première lentille s’appliqueavec l’électrode sur le premier élément de support, notamment sur lecôté du premier élément de support non tourné vers l’élément détecteuret en outre soit reliée solidairement à celui-ci. La première lentille a sur-tout un diamètre plus petit que le diamètre de l’évidement du premierélément de support alors que l’électrode en forme d’anneau de cercle aun diamètre extérieur plus grand que le diamètre de l’évidement dupremier élément de support.

Selon un développement préférentiel, l’électrode est ap-pliquée selon une grande surface au moins sur un côté et surtout aumoins sur l’un ou les deux côtés dans le sens de l’épaisseur sur la len-tille. En particulier, l’électrode se trouve sur le côté de la lentille nontourné vers l’élément détecteur et/ou sur le côté de la lentille tournévers un élément détecteur.

Comme l’interaction avec le champ électrique ou la forceélectrique appliquée à la lentille dépend de la taille de la surface del’électrode et notamment également de la surface de la contre-électrodeen regard, il est avantageux d’avoir une disposition sur une grande sur-face de l’électrode contre la première lentille. Cela optimise la transmis-sion de la force électrique si bien qu’il suffit d’une tension faible pourdéformer la première lentille. Selon un développement, l’électrode com-porte des structures telles que par exemple des évidements. L’expression « grande surface » signifie surtout quel’électrode couvre une grande partie de la surface d’un côté de la lentille.Il peut s’agir du côté tourné vers un élément détecteur et/ou du côtéopposé. L’électrode couvre au moins 50% et notamment au moins 65%et de préférence au moins 75% de la surface du côté de la lentille. Enparticulier, l’électrode est appliquée sur toute la surface du côté de lalentille. L’électrode en vue de dessus sur le côté de la lentille est sous la forme d’un anneau ou d’un cercle, de préférence au milieu de la pre-mière lentille. L’avantage d’une électrode disposée en grande surface ré-side notamment dans l’importance dynamique de la variation de dis-tance focale. De plus, il suffit d’une faible tension électrique pourdéformer la lentille. L’électrode comporte notamment une matière transpa-rente pour la plage des longueurs d’ondes à détecter et qui, en outre,est avantageusement électro-conductrice. Il s’agit avantageusementd’un oxyde transparent, électro-conducteur. L’électrode est notammentréalisée en totalité en une telle matière. De façon avantageuse,l’électrode est appliquée sous la forme d’une couche qui peut notam-ment avoir une épaisseur pratiquement constante. La couche est, depréférence, mince pour rester élastique et elle peut également se défor-mer. De plus, l’électrode comporte des structures, par exemple des évi-dements.

Selon un développement préférentiel, le premier élémentde support et la première lentille font partie d’une première plaquette delentille et/ou l’élément détecteur fait partie d’une plaquette de détec-teur. La plaquette de lentille se compose ainsi d’une plaquette de sup-port et d’un grand nombre de lentilles portées par celle-ci ; enparticulier la plaquette de lentilles comporte un ensemble d’éléments desupport et d’éléments de lentille qui sont tous réalisés globalementcomme le premier élément de support et la première lentille. La pre-mière plaquette de lentilles se compose de préférence de verre ou de si-licium. En option, on peut avoir certaines ou plusieurs surfaces deplaquette de lentille avec en plus des couches fonctionnelles, commepar exemple, des couches anti-réflexion ou des filtres passe-bande. L’utilisation d’un polymère ou d’un photorésist à base depolymère permet de fabriquer des plaquettes de lentilles, économiqueset ainsi des plaquettes de niveau de lentilles, ce qui remplace une fabri-cation coûteuse de puces séparées.

La plaquette de détecteur comporte un ensembled’éléments détecteurs. De façon préférentielle, l’élément détecteur estun composant CCD, un composant CMOS ou un dispositif d’imagerie micro-bolométrique. En particulier, la plaquette de détecteur est encap-sulée hermétiquement par un procédé de liaison approprié.

La première plaquette de lentilles et la plaquette de détec-teurs sont de préférence empilées et reliées selon un procédé de liaisonde plaquettes, approprié. De plus, on peut également avoir d’autres pla-quettes, par exemple, d’autres plaquettes de lentilles, des plaquettesd’encapsulage et/ou des plaquettes de diaphragmes, qui forment unepartie du système d’imagerie optique en ce qu’il forme une pile de pla-quettes. Une plaquette de diaphragme comporte un ensemble de dia-phragmes qui limitent la lumière incidente. Une plaquette est, enprincipe un substrat pour recevoir des éléments fonctionnels, tels quedes lentilles, des diaphragmes ou des détecteurs. Les plaquettes sontreliées entre elles de façon que chaque élément fonctionnel d’une pla-quette soit associé à un élément fonctionnel d’une ou plusieurs autresplaquettes.

En particulier, la plaquette de lentilles est structurée surle côté tourné vers la plaquette de détecteur de façon à former une cavi-té par chip ou par pixels. De façon préférentielle, le premier élément desupport pour la première lentille ou la première plaquette de lentillesest en un matériau conducteur, par exemple en silicium dopé ou en unmatériau non-conducteur et le premier élément de support ou la pla-quette de lentille(s) peut comporter des contacts traversants. Un contacttraversant est une ligne électrique qui passe notamment dans un per-çage traversant en forme de canal réalisé dans le premier élément desupport allant notamment de l’extrémité de l’élément de support tournévers l’élément détecteur jusque vers l’extrémité opposée de l’élément desupport non tourné vers l’élément détecteur. En particulier, l’électrodesur la première lentille est reliée électriquement au premier élément desupport ou à la première plaquette de lentilles. Cela est rendu possibleen ce que l’élément de support est, lui-même, électro-conducteur etl’électrode est en contact avec le premier élément de support. L’électrodeest en outre en contact électrique avec les contacts traversants du pre-mier élément de support.

En outre, de façon préférentielle, le système d’imagerieoptique comporte un moyen pour générer des forces électriques ou ma- gnétiques agissant sur la première lentille. Dans le cas de forces magné-tiques, il s’agit, d’un moyen formé, surtout d’au moins une et de préfé-rence deux bobines. La bobine génère un champ magnétique quicoopère avec la matière magnétique sur ou dans la lentille.

Dans le cas des forces électriques, le moyen est forméd’au moins une contre-électrode, de préférence deux contre-électrodesqui génèrent un champ électrique avec la première lentille et/oul’électrode prévue sur ou dans la première lentille.

La bobine et/ou la contre-électrode sont, de préférence,sur l’élément détecteur, notamment sur le côté de l’élément détecteurou la plaquette de détecteur tournée vers la première lentille. La bobineou la contre-électrode sont notamment à proximité du premier élémentde support. En outre, de façon préférentielle, la bobine et/ou la contre-électrode sont transparentes.

De façon préférentielle, la contre-électrode est en une ma-tière transparente électro-conductrice, notamment en oxyde transpa-rent conducteur. De façon préférentielle, la contre-électrode est établiesur une grande surface de l’élément détecteur. L’expression « grandesurface » signifie avant tout que l’électrode couvre une grande partie dela surface du côté de l’élément détecteur, tourné vers la première len-tille, notamment au moins 50%, de préférence au moins 65% et d’unemanière particulièrement préférentielle, au moins 75% de la surface ducôté qui n’est pas déjà couvert par le premier élément de support. Enoutre, la contre-électrode se trouve à côté de la zone attractive de détec-tion de l’élément détecteur. L’invention a également pour objet un système compor-tant au moins une plaquette de lentille et une plaquette de détecteur, lesystème ayant en outre au moins un système d’imagerie optique tel quedécrit ci-dessus. La plaquette de lentille est de préférence la plaquettede la première lentille décrite ci-dessus. Le système comporte notam-ment au moins une ou plusieurs autres plaquettes de lentille réaliséescomme la première plaquette de lentille. L’invention a également pour objet un procédé de fabrica-tion d’une plaquette de lentille consistant à structurer au préalable uneplaquette de support appropriées, appliquée à un polymère et générer une structure de lentille. La plaquette de support est une plaquetteconstituant une plaquette de support pour recevoir des lentilles. La pla-quette de support est de préférence préalablement structurée par litho-graphie. La mise en structure préalable génère un réseaubidimensionnel et la matière de la plaquette de support dans les es-paces intermédiaires du réseau ainsi créés est préparée pour appliquerla matière de la lentille qui, ici est un polymère. Ensuite, on applique lepolymère pour former la lentille. On génère la structure de la lentille,notamment par l’une des étapes suivantes ou leur combinaison : im-pression à chaud, lithographie par des niveaux de gris, mise en struc-ture par laser, égouttage et liquéfaction par une étape de trempe oumise en structure par un agent de gravure et liquéfaction par une étapede trempe. En outre, le procédé comporte les étapes consistant à appli-quer, de préférence mettre en structure, une couche d’une matièretransparente conductrice et faire en option un traitement de finition dela plaquette de lentilles.

Le traitement de finition est, par exemple, un amincisse-ment pour que les lentilles de la plaquette de lentilles soient librementsuspendues. L’application d’une couche d’une matière transparenteconductrice se fait soit avant la mise en structure préalable de la pla-quette de support, soit avant d’appliquer le polymère et générer lastructure de lentilles et/ou après d’avoir généré la structure de lentilles.La matière est, de manière préférentielle, un oxyde transparent, con-ducteur. La matière est de préférence appliquée « en grande surface »sur au moins un côté de la première lentille. Il peut s’agir du côté tour-né vers l’élément détecteur et/ou du côté opposé de la première lentille.La matière est appliquée sous la forme d’un anneau ou d’un cercle quiest, de préférence, au milieu de la première lentille.

En outre, de manière préférentielle, la surface de la pla-quette de lentilles est munie en plus de couches fonctionnelles, parexemple de couches anti-réflexion ou de filtres passe-bande. Le poly-mère est de préférence un photorésist à base de polymère. L’applicationdu photorésist se fait notamment par projection ou pulvérisation.L’utilisation d’un polymère ou d’un photorésist à base de polymère per-met une fabrication économique de plaquettes de lentilles et ainsi de plaquettes de niveau de lentilles qui remplacent la fabrication coûteusedes puces séparées. D’une manière particulièrement préférentielle, leprocédé de fabrication d’une plaquette de lentilles comprend égalementl’étape consistant à générer des cavités dans le côté de la plaquette delentilles tourné vers l’élément détecteur. La plaquette de support estcomposée d’un ensemble d’éléments de support auquel est chaque foisassociée une lentille de la plaquette de lentilles. La plaquette de supportest travaillée pour que les éléments de support génèrent, comme décritci-dessus, une cavité ; ces cavités sont générées de préférence par puceou par pixel. L’invention concerne en outre un procédé de fabricationd’un système d’imagerie optique tel que défini ci-dessus comprenant lafabrication d’une plaquette de lentilles ainsi que la liaison par paires deplaquettes de lentilles à au moins une autre plaquette par un procédéde liaison de plaquettes. Cette autre plaquette est, par exemple, uneautre plaquette de lentilles, une plaquette de détecteurs ou une pla-quette de diaphragme et de capsules. De façon préférentielle, on empiletous les systèmes d’imagerie optiques avec les plaquettes en les ajus-tant de la façon la plus précise et ensuite on relie les plaquettes voisinespar des procédés de liaison. Les plaquettes sont ajustées les unes parrapport aux autres pour qu’un élément fonctionnel d’une plaquette soitassocié à un élément fonctionnel d’une autre plaquette. En particulier,une lentille d’une plaquette de lentilles sera associée à un élément dé-tecteur d’une plaquette de détecteurs. En option, on peut sceller sousvide les cavités générées par les plaquettes.

Le procédé de liaison a notamment les propriétés sui-vantes : le procédé de liaison doit assurer en option un scellement sousvide et les procédés de liaison en aval ne doivent pas affecter la qualitédes liaisons réalisées en amont. En outre, tous les procédés de liaisondoivent assurer une tenue mécanique très poussée.

Finalement, par les liaisons des plaquettes, on dégage lescontacts enfouis des systèmes d’imagerie optique, notamment en sciantpour dégager et on sépare les plaquettes reliées pour obtenir des sys-tèmes d’imagerie optique séparés. L’assemblage des plaquettes avant de séparer les diffé-rents systèmes d’imagerie optique donnent au procédé de l’inventionl’avantage de n’avoir que quelques étapes de procédé et de réduire ainsiconsidérablement le coût de fabrication des systèmes d’imagerie op-tique. En outre, le procédé permet un ajustage très précis et simultanédes différents éléments fonctionnels des plaquettes.

Dessins

La présente invention sera décrite ci-après, de manièreplus détaillée à l’aide de modes de réalisation représentés dans les des-sins annexés dans lesquels : la figure 1 montre une section d’un système d’imagerie optiqueselon l’invention, la figure 2 montre une section du système d’imagerie optique se-lon l’invention selon la figure 1, la figure 3 montre une section d’un autre système d’imagerie op-tique selon l’invention, la figure 4 montre une section d’un autre système d’imagerie op-tique selon l’invention, la figure 5 montre une section d’un autre système d’imagerie op-tique selon l’invention, la figure 6 montre une section du système d’imagerie optique se-lon l’invention selon la figure 5, la figure 7 montre une section d’un autre système d’imagerie op-tique selon l’invention, la figure 8 montre une section d’un autre système d’imagerie op-tique selon l’invention, la figure 9 montre une section d’un autre système d’imagerie op-tique selon l’invention.

Description de modes de réalisation

La figure 1 montre schématiquement la section d’un sys-tème d’imagerie optique 100 selon l’invention comportant une premièrelentille micromécanique 10 pour réfracter le rayonnement électroma-gnétique. La première lentille 10 est en un polymère 12, plus précisé-ment en un photorésist 12a à base de polymère.

Le système d’imagerie optique 100 comporte un premierélément de support 13 pour la première lentille 10 qui fait partie d’uneplaquette de lentilles 14. Le système d’imagerie optique 100 comporteun élément détecteur 15 pour détecter le rayonnement électromagné-tique réfracté par la première lentille 10. L’élément détecteur 15 faitpartie d’une plaquette de détecteur 16 ; l’élément détecteur 15 est undispositif d’imagerie CCD, 17. L’élément détecteur 15 a un côté 15a tourné vers la pre-mière lentille 10. La plaquette de lentille(s) 14 et la plaquette de détec-teurs) 16 sont reliées l’une à l’autre par un procédé de liaison deplaquettes et cela de façon que chaque fois une lentille de la plaquettede lentilles 14 soit associée à un élément détecteur 15 de la plaquettede détecteurs 16. Le premier élément de support 13 a un côté 13a tour-né vers la première lentille 10 ainsi qu’un côté 13b tourné vers l’élémentdétecteur 15 et non vers la première lentille 10. La première lentille 10 aun côté 10a tourné vers l’élément détecteur 15 et un côté 10b non tour-né vers l’élément détecteur.

Le premier élément de support 13 a en section, selon lafigure 1, deux segments d’élément de support 13c, 13d qui se font face.Une cavité 18 est réalisée entre le premier élément de support 13, lapremière lentille 10 et l’élément détecteur 15. La cavité 18 est délimitéepar le premier élément de support, plus précisément le côté intérieur dupremier élément de support 13 tourné vers la cavité 18 ainsi que le côté15a de l’élément détecteur 15 tourné vers la première lentille 10 et lecôté 10a de la première lentille 10 tourné vers l’élément détecteur 15. Lacavité 18 est formée par un évidement 13e dans le premier élément desupport 13. Le premier élément de support 13 est sous la forme d’uncylindre creux avec un évidement cylindrique 13e.

Le premier élément de support 13 a deux contacts traver-sants 19a, 19b. Les contacts traversants 19a, 19b sont formés par deuxperçages traversants 20a, 20b en forme de canal et deux conducteursélectriques 21a, 21b dans les perçages traversants. Un contact traver-sant 19a avec le perçage traversant 20a et la ligne 21a fait partie dusegment d’élément de support 13c. L’autre contact traversant 19b avecle perçage traversant 20b et le conducteur 21b est associé au segment d’élément de support 13d opposé. Les lignes électriques 21a, 21b sontreliées à l’électrode 22 prévue sur l’extrémité radiale extérieure 10c de lapremière lentille 10 sur le côté tourné vers la première lentille 10 et surle côté 13a du premier élément de support 13 non tourné vers l’élémentdétecteur 15. L’électrode 22 est de forme annulaire ; elle est reliée soli-dairement à la première lentille 10 et au premier élément de support 13.La réalisation de forme annulaire donne à l’électrode deux diamètres,un diamètre radial intérieur et un diamètre radial extérieur 22a. Le sys-tème d’imagerie optique 100 comporte en outre une contre électrode 23de forme annulaire installée sur le côté 15a de l’élément détecteur 15tourné vers la première lentille 10. L’interaction de l’électrode 22 de lacontre-électrode 23 déforme la première lentille 10 par des forces élec-triques.

La figure 2 est une représentation schématique d’une vuede dessus du système d’imagerie optique selon l’invention représenté àla figure 1. Cette vue de dessus montre la forme ronde de la premièrelentille 10. On voit également en vue de dessus, l’électrode 22 et le pre-mier élément de support 13 qui ont une forme circulaire. Le diamètrelOd de la première lentille 10 est plus petit que le diamètre extérieur22a de l’électrode 22 ; le diamètre extérieur 13f du premier élément desupport 13 est plus grand que le diamètre extérieur 22a de l’électrode22. Le diamètre de l’évidement cylindrique 13e du premier élément desupport 13 est en revanche plus petit que le diamètre extérieur 22a del’électrode 22 mais plus grand que le petit diamètre de l’électrode 22.

La figure 3 montre la section d’un autre systèmed’imagerie optique 100 selon l’invention qui présente les différences sui-vantes par rapport au système d’imagerie des figures 1 et 2. Le premierélément de support 13 n’a pas de contact traversant 19a, 19b ni deligne électrique 21a, 21b, ni de perçage traversant 20a, 20b. En outre,le système d’imagerie optique 100 n’a pas d’électrode 22. Au lieu de ce-la, la première lentille 10 est déformée par une matière magnétique 25qui interragit avec un champ magnétique pour déformer la premièrelentille 10.

Pour générer un champ magnétique, le systèmed’imagerie optique 100 a une bobine 24 sur le côté 15a de l’élément dé- tecteur 15 tourné vers la première lentille 10. La première lentille 10 aune matière magnétique 25 à l’extrémité radiale extérieure 10c de lapremière lentille 10 sur le côté 13a du premier élément de support 13,tourné vers la première lentille 10 et non tourné vers l’élément détecteur 15. La matière magnétique 25 a une forme annulaire ; elle est reliée so-lidairement à la première lentille 10 et au premier élément de support13. La forme annulaire de la matière magnétique 25 a deux diamètres,un diamètre radial intérieur et un diamètre radial extérieur.

Le diamètre extérieur de la matière magnétique 25 estplus grand et le diamètre intérieur de la matière magnétique 25 est pluspetit que le diamètre de l’évidement cylindrique 13e du premier élémentde support 13 de sorte que la matière annulaire s’appuie sur le côté 13adu premier élément de support 13 non tourné vers l’élément détecteur15.

La figure 4 montre une section d’un autre systèmed’imagerie optique 100 selon l’invention ; il comporte deux éléments desupport, un premier élément de support 13 et un second élément desupport 26 ainsi qu’un élément détecteur 15 empilé et relié. Le premierélément de support 13 fait partie d’une première plaquette de lentilles14a ; le second élément de support 26 fait partie d’une seconde pla-quette de lentilles 14b ; l’élément détecteur fait partie d’une plaquettede détecteurs 16.

Une seconde lentille 11 est fixée sur le second élément desupport 26 de sorte que le système optique 100 de la figure 4 comportedeux lentilles 10, 11. La seconde lentille 11 est également réalisée en unphotorésist 12a à base de polymère 12. Le second élément de support26 a un côté 26a tourné vers la seconde lentille et un côté 26b tournévers l’élément détecteur. L’installation d’un second élément de support 26 sur lepremier élément de support 13 forme, dans ce mode de réalisation,deux cavités 18a, 18b. La première cavité 18a est réalisée comme cela aété décrit ci-dessus à propos de la figure 1, alors que la seconde cavité18b est formée par le second élément de support 26, la seconde lentille11 et la première lentille 10.

Le premier élément de support 13 comporte six contactstraversants 19a, 19b, 19c, 19d, 19e, 19f formés par des perçages tra-versants 20a, 20b, 20c, 20d, 20e, 20f et recevant des lignes 21a, 21b,21c, 21d, 21e, 21f. L’extrémité radiale extérieure 10c de la première lentille10 comporte une électrode 22a reliée aux deux lignes 21c, 21d. Le côté15a de l’élément détecteur 15 tourné vers la première lentille 10 estmuni d’une contre-électrode de forme annulaire 23a. L’électrode 22aforme avec la contre-électrode 23a, une paire d’électrodes pour générerun champ électrique servant à déformer la première lentille 10.

Le second élément de support 26 comporte quatre per-çages traversants 31a, 31b, 31e, 31f ; ces perçages sont traversés parquatre lignes 21a, 21b, 21e, 21f qui traversent déjà le premier élémentde support par des perçages traversants correspondants 20a, 20b, 20e,20f. Pour cela, le premier élément de support 13 et le second élément desupport 26 sont ajustés l’un par rapport à l’autre pour que les perçagestraversants 20a, 20b, 20e’20f, 31a, 31b, 31e, 31f soient superposés parpaires pour que les lignes 21a, 21b, 21e, 21f puissent à la fois traverserle premier élément de support 13 et le second élément de support 26.

Deux perçages traversants 31a, 31f vont du côté 26b dusecond élément de support tourné vers l’élément détecteur 15 et nontourné vers la seconde lentille 11 en ligne droite jusque vers le côté op-posé 26a du second élément de support 26 tourné vers la seconde len-tille 11 pour y être relié aux lignes 21a, 21f de l’électrode 22b prévue àcet endroit. Cette électrode 22b sur la seconde lentille 11 est àl’extrémité radiale extérieure 11c de la première lentille 11 sur le côté26a du second élément de support 26 tourné vers la seconde lentille 11et non tourné vers l’élément détecteur 15.

Les deux autres perçages traversant 21b, 31e du secondélément de support 26 vont, tout d’abord en direction du côté 26a dusecond élément de support 26 tourné vers la seconde lentille 11 pourensuite s’orienter perpendiculairement à cette direction vers l’évidement26e du second élément de support 26. L’évidement 26e est de forme cy-lindrique. Dans la région de l’évidement 26e, le second élément de sup-port 26 a en section deux parties en saillies 26f, 26g. Les deux parties en saillies 26f, 26g sont des segments d’une partie en saillie périphé-rique. Les parties en saillies 26f, 26g ont chacune un côté 26h tournévers la seconde lentille 11. Les côtés 26h des parties en saillies 26f, 26gont une contre-électrode 23b de forme annulaire reliée aux lignes 21b,21e. L’électrode 22b et la contre-électrode 23b constituent une paired’électrodes servant à déformer la seconde lentille 11 en établissant unchamp électrique.

La figure 5 montre un autre système d’imagerie optique100 selon l’invention vue en section. Le système d’imagerie 100 estidentique au système de la figure 1, la seule différence par rapport ausystème d’imagerie optique 100 de la figure 1 est que le côté 10b de lapremière lentille 10 non tourné vers l’élément détecteur 15 comporte unoxyde transparent, électro-conducteur 27. L’oxyde couvre tout le côté10b de la première lentille 10 non tourné vers l’élément détecteur 15.L’oxyde 27 est relié par les lignes 21a, 21b des contacts traversants20a, 20b. L’oxyde 27 forme une électrode surfacique 22 coopérant avecla contre-électrode 23. L’oxyde 27 dans sa forme est adapté à celle ducôté 10b de la première lentille 10 non tourné vers l’élément détecteur15 de sorte que l’oxyde 27 a également une forme bombée.

La figure 6 est une vue de dessus du système d’imagerieoptique de la figure 5. On reconnaît que l’oxyde 27 couvre tout le côté10b de la première lentille 10 à l’opposé de l’élément détecteur 15, car lapremière lentille 10 n’apparaît pas à la figure 6. L’oxyde 27 en vue dedessus a une forme circulaire. Le diamètre de l’oxyde (couche d’oxyde)27 est plus grand que le diamètre de la première lentille 10 ; le diamètrede l’évidement 13e du premier élément de support 13 est toutefois pluspetit que le diamètre extérieur du premier élément de support 13.

La figure 7 montre un autre système d’imagerie optique100 selon l’invention. Ce système est identique au système de la figure5 à la différence toutefois que la couche d’oxyde 27, électro-conducteur,transparent, ne se trouve pas sur le côté 10b de la première lentille 10 àl’opposé de l’élément détecteur 15, mais sur le côté opposé 10a tournévers l’élément détecteur 15. La couche d’oxyde 27 est adaptée par saforme à celle du côté 10a tournée vers l’élément détecteur 15 de la pre-mière lentille 10 de sorte que la couche d’oxyde 27 a une forme plane.

La couche d’oxyde 27 est disposée de façon à venir contre le côté 13ades deux segments d’éléments de support 13c, 13d, ces côtés étanttournés vers la première lentille 10 en étant reliés. La première lentille10 dépasse par son extrémité radiale extérieure 10c la couche d’oxyde27 et vient en contact avec le premier élément de support 13 dans lazone de son extrémité radiale extérieure 10c.

La figure 8 montre un autre système d’imagerie optique100 selon l’invention. Ce système est identique à celui de la figure 7 à ladifférence par rapport au système de la figure 7 que le premier élémentde support 13 n’a pas de contact traversant 19a, 19b. Pour cela, lepremier élément de support 13 est électro-conducteur. Le côté 13b dupremier élément de support 13 tourné vers l’élément de détecteur 15intègre un cadre de liaison 28.

La figure 9 montre un autre système d’imagerie optique100 identique à celui de la figure 8. Seule, la contre-électrode 23 estréalisée différemment du système de la figure 8 au lieu de l’électrode deforme annulaire, la contre-électrode 23 est réalisée de façon analogue àl’électrode 22 en une couche d’oxyde 27 transparent, électro-conducteur ; cette couche est appliquée en grande surface sur l’élémentdétecteur 15 à savoir sur son côté 15a tourné vers la première lentille10. La couche d’oxyde 27 couvre ainsi plus de 80% de la surface du cô-té 15a tourné vers la première lentille 10 et qui n’est pas déjà couvertepar le premier élément de support 13.

NOMENCLATURE DES ELEMENTS PRINCIPAUX 10 Lentille micromécanique 10a Côté de la première lentille 10c Extrémité radiale extérieure de la première lentille 11 Seconde lentille 12 Polymère 12a Photorésist à base de polymère 13 Elément de support 13cd Segments de l’élément de support 13e Evidement dans le premier élément de support / évidement de forme cylindrique 14 Plaquette de lentille(s) 15 Elément détecteur 15a Côté de l’élément détecteur tourné vers la première lentille 15b Côté de l’élément de support tourné vers l’élément détecteur 16 Plaquette de détecteur(s) 17 Dispositif d’imagerie CCD 18 Cavité 18a, 18b Cavités 19abcdef Contacts traversants 20abcdef Perçages traversants en forme de canal 21abcdef Conducteurs électriques 22 Electrode 22a Diamètre radial extérieur de l’électrode 23 Contre électrode 24 Bobine 25 Matière magnétique 26 Second élément de support 26ab Côtés du second élément de support 26e Evidement du second élément de support 26fg Parties en saillie du second élément de support 27 Couche d’oxyde 31abef perçages traversants 100 Système d’imagerie

Claims (5)

1. R & V K N D I C A T I O M B' 1°) Système d’imagerie optique (100) comportant : une première lentille micromécanique (10) permettant de réfracter unrayonnement électromagnétique, la première lentille (10) pouvant être déformée par des forces électriqueset réalisée pour se déformer par interaction électrique avec un champélectrique,caractérisé en ce que la première lentille est réalisée sous la forme d’une lentille polymère etexclusivement formée en au moins un polymère, pour permettre sa dé-formation par interaction électrique avec un champ électrique, la pre-mière lentille (10) est en contact direct avec une électrode (22), etl’électrode (22) est appliquée en grande surface sur au moins un côté(10a, 10b) de la première lentille (10).
2. 2°) Système d’imagerie optique (100) selon la revendication 1,caractérisé en ce que Félectrode (22) est en un matériau transparent dans la plage des lon-gueurs d’onde à détecter.
3. 3°) Système d’imagerie optique (100) selon l'une des revendications1 et 2, caractérisé en ce qu’ il comporte un moyen pour générer des forces électriques ou magné-tiques agissant sur la première lentille.
4. 4°) Procédé de réalisation d’une plaquette de lentilles (14, 14a, 14b),comprenant une première lentille micromécanique (10) pour réfracterun rayonnement, électromagnétique qui est déformable par des forcesélectriques et/ou magnétiques selon la revendication 1,comportant les étapes suivantes consistant à : a) structurer au préalable une plaquette de support, appropriée, b) appliquer un polymère (12), c) générer une structure de lentille(s), d) appliquer en grande surface et de préférence structurer unecouche en une matière transparente conductrice, et e) effectuer un traitement de finition de la plaquette de lentiUe(s) (14,14a, 14b).
5. 5°) Procédé de réalisation d’un système d’imagerie optique (100) selonl’une des revendications 1 à 3 et selon la revendication 4, comportantles étapes suivantes consistant à : a) réaliser une plaquette de lentilles (14, 14a, 14b) selon la revendica-tion 4, b) relier par paires, la plaquette de lentilles (14, 14a, 14b) à au moinsune autre plaquette par un procédé de liaison de plaquettes, c) dégager les contacts enfouis et, d) séparer la plaquette reliée en systèmes d’imagerie optique distincts(100).