FR3050833A1 - PLENOPTIC CAMERA WITH CORRECTION OF GEOMETRIC ABERRATIONS - Google Patents

PLENOPTIC CAMERA WITH CORRECTION OF GEOMETRIC ABERRATIONS Download PDF

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    • H04N25/61Noise processing, e.g. detecting, correcting, reducing or removing noise the noise originating only from the lens unit, e.g. flare, shading, vignetting or "cos4"

Abstract

L'invention concerne une caméra plénoptique (600) comprenant : - un système optique d'entrée (610) ; - un capteur optique matriciel (630) ; et - une matrice (620) d'éléments optiques (621), disposée entre le système optique d'entrée et le capteur optique matriciel, chaque élément optique (621) étant associé à une pluralité de pixels du capteur optique, et les centres optiques des éléments optiques (621) étant répartis selon une grille de répartition, aux points d'intersection de celle-ci. Selon l'invention, la grille de répartition (650) comprend une pluralité de lignes courbes, et une grille objet (640), dont la grille de répartition (650) est l'image par le système optique d'entrée (610), est constituée de deux séries de lignes droites sécantes. L'invention permet de corriger au moins partiellement l'effet d'une aberration de distorsion du système optique d'entrée.The invention relates to a plenoptic camera (600) comprising: - an input optical system (610); a matrix optical sensor (630); and a matrix (620) of optical elements (621) disposed between the input optical system and the matrix optical sensor, each optical element (621) being associated with a plurality of pixels of the optical sensor, and the optical centers. optical elements (621) being distributed according to a distribution grid, at the points of intersection thereof. According to the invention, the distribution grid (650) comprises a plurality of curved lines, and an object grid (640), the distribution grid (650) of which is the image by the input optical system (610), consists of two sets of intersecting straight lines. The invention makes it possible at least partially to correct the effect of a distortion aberration of the input optical system.

Description

CAMÉRA PLÉNOPTIQUE AVEC CORRECTION D'ABERRATIONS GÉOMÉTRIQUESPLENOPTICAL CAMERA WITH CORRECTION OF GEOMETRIC ABERRATIONS

DESCRIPTIONDESCRIPTION

DOMAINE TECHNIQUE L'invention concerne le domaine des caméras plénoptiques.TECHNICAL FIELD The invention relates to the field of plenoptic cameras.

ÉTAT DE LA TECHNIQUE ANTÉRIEURESTATE OF THE PRIOR ART

Les caméras plénoptiques sont des systèmes d'imagerie.Plenoptic cameras are imaging systems.

De manière avantageuse, mais non limitative, une caméra plénoptique peut être utilisée comme système de vision en trois dimensions.Advantageously, but not limitatively, a plenoptic camera can be used as a three-dimensional vision system.

La demande de brevet FR-1558338 décrit un exemple particulier d'une telle caméra. Une caméra plénoptique est configurée pour acquérir une image en deux dimensions dans laquelle plusieurs pixels se rapportant à un même point de l'espace objet.The patent application FR-1558338 describes a particular example of such a camera. A plenoptic camera is configured to acquire a two-dimensional image in which several pixels refer to a same point in the object space.

On peut ainsi retrouver, par triangulation, les coordonnées en trois dimensions de ce point.One can thus find, by triangulation, the coordinates in three dimensions of this point.

Les figures IA à IC illustrent de manière schématique les principes mis en œuvre dans une caméra plénotique 100.Figures IA to IC schematically illustrate the principles implemented in a plenotic camera 100.

La caméra plénoptique 100 comprend un système optique d'entrée 110, configuré pour recevoir des rayons lumineux provenant d'un objet 200 à imager.The plenoptic camera 100 comprises an optical input system 110 configured to receive light rays from an object 200 to be imaged.

Le système optique d'entrée 110 peut être constitué d'une unique lentille.The input optical system 110 may consist of a single lens.

En variante, le système optique d'entrée 110 peut être constitué d'un ensemble de lentilles situées les unes derrière les autres, selon un axe de propagation de la lumière depuis l'objet 200, vers le système optique d'entrée.Alternatively, the input optical system 110 may consist of a set of lenses located one behind the other, along an axis of propagation of light from the object 200, to the input optical system.

Le système optique d'entrée 110 réalise la conjugaison optique entre un plan objet π, et un plan image π' recevant une matrice 120 d'éléments optiques. Avantageusement, le plan π est situé à une distance finie de la caméra.The optical input system 110 carries out the optical conjugation between an object plane π, and an image plane π 'receiving a matrix 120 of optical elements. Advantageously, the plane π is located at a finite distance from the camera.

Les éléments optiques 121 sont par exemple des microlentilles, ou des sténopés, réparti(e)s de façon coplanaire dans le plan image π'.The optical elements 121 are for example microlenses, or pinholes, distributed coplanarly in the image plane π '.

Des microlentilles 121 peuvent présenter chacune une section non circulaire, par exemple pour réduire une distance entre des microlentilles voisines. Il peut s'agir de microlentilles plan-convexes, biconvexes, asphériques, etc.Microlenses 121 may each have a non-circular section, for example to reduce a distance between neighboring microlenses. It can be plane-convex, biconvex, aspherical microlenses, etc.

Chacun des éléments optiques 121 reçoit des rayons lumineux provenant de l'objet 200, et ayant traversé l'optique d'entrée 110.Each of the optical elements 121 receives light rays coming from the object 200, and having passed through the input optic 110.

Après traversée d'un élément optique 121, les rayons lumineux se propagent jusqu'à un capteur optique matriciel 130.After passing through an optical element 121, the light rays propagate to a matrix optical sensor 130.

Le capteur optique matriciel 130 est un capteur photosensible, par exemple du type capteur CCD, configuré pour convertir un flux incident de photons en un signal électrique, pour former une image.The matrix optical sensor 130 is a photosensitive sensor, for example of the CCD sensor type, configured to convert an incident photon flux into an electrical signal, to form an image.

La surface de détection du capteur optique matriciel 130 est constituée d'une pluralité de pixels, agencés de préférence en lignes et en colonnes.The detection surface of the matrix optical sensor 130 consists of a plurality of pixels, preferably arranged in rows and columns.

Elle est située à proximité de la matrice 120, par exemple entre 0,4 et 0,6 mm derrière les faces arrière des éléments optiques 121 (distance mesurée selon l'axe optique du système optique d'entrée).It is located near the matrix 120, for example between 0.4 and 0.6 mm behind the rear faces of the optical elements 121 (distance measured along the optical axis of the input optical system).

La matrice 120 d'éléments optiques est configurée pour répartir, sur les pixels du capteur optique matriciel 130, des rayons lumineux provenant de l'objet à imager et ayant traversé le système optique d'entrée. A chaque élément optique 121 correspond une sélection de pixels du capteur optique matriciel. Un rayon lumineux provenant de l'objet 200 se dirige vers l'un de ces pixels, en fonction de son angle d'incidence sur l'élément optique 121.The matrix 120 of optical elements is configured to distribute, on the pixels of the matrix optical sensor 130, light rays coming from the object to be imaged and having passed through the optical input system. Each optical element 121 corresponds to a selection of pixels of the matrix optical sensor. A light ray coming from the object 200 is directed towards one of these pixels, as a function of its angle of incidence on the optical element 121.

Ladite sélection de pixels, associée à un même élément optique, forme un macropixel 131.Said selection of pixels, associated with the same optical element, forms a macropixel 131.

De préférence, il n'y a pas de chevauchement entre les différents macro-pixels. On évite ce chevauchement, notamment par un choix adéquat des distances focales du système optique d'entrée 110 et des éléments optiques 121.Preferably, there is no overlap between the different macro-pixels. This overlap is avoided, in particular by an adequate choice of the focal lengths of the input optical system 110 and the optical elements 121.

Dans une caméra plénoptique parfaite, c'est-à-dire sans aberration optique, des rayons lumineux provenant d'un même point sur l'objet 200, se propagent à travers le système optique d'entrée 110, et la matrice d'éléments optiques 120, jusqu'à différents pixels du capteur optique matriciel 130.In a perfect plenoptic camera, that is to say without optical aberration, light rays coming from the same point on the object 200, propagate through the optical input system 110, and the matrix of elements. 120, up to different pixels of the matrix optical sensor 130.

Dans ce cas, la position de ce point dans l'espace objet peut être déterminée, par triangulation.In this case, the position of this point in the object space can be determined by triangulation.

Dans tout le texte, l'espace objet désigne le champ de vision de la caméra plénoptique, situé en amont du système optique d'entrée selon le sens de propagation de la lumière, de l'objet vers le système optique d'entrée.Throughout the text, the object space designates the field of view of the plenoptic camera, located upstream of the optical input system according to the direction of propagation of the light, from the object to the input optical system.

En particulier, on identifie les pixels associés à un même point, et on en déduit les coordonnées en trois dimensions de ce point.In particular, we identify the pixels associated with the same point, and we deduce the three-dimensional coordinates of this point.

Cette déduction peut se faire par calcul. Pour chaque pixel ainsi identifié, on calcule un rayon image, se propageant en ligne droite entre ce pixel et le centre optique de l'élément optique 121 associé à ce pixel. On calcule ensuite un rayon objet, conjugué optique de ce rayon image par le système optique d'entrée 110. Le point de l'objet se situe à l'intersection des au moins deux rayons objet ainsi calculés.This deduction can be done by calculation. For each pixel thus identified, an image ray, propagating in a straight line between this pixel and the optical center of the optical element 121 associated with this pixel, is calculated. An optical conjugate ray of this image ray is then calculated by the input optical system 110. The point of the object is at the intersection of the at least two object rays thus calculated.

En complément ou en variante, on effectue une calibration préalable de la caméra plénoptique, en déplaçant un point lumineux dans l'espace objet, et en associant pour chacun parmi une pluralité de points de l'espace objet, les pixels correspondant sur le capteur optique matriciel. On peut ainsi prendre en compte des imperfections du système réel que forme la caméra plénoptique. Ensuite, on peut associer un ensemble de pixels correspondant à un même point, et la position de ce point dans l'espace objet.In addition or alternatively, a prior calibration of the plenoptic camera, by moving a light point in the object space, and by associating for each of a plurality of points of the object space, the corresponding pixels on the optical sensor matrix. We can thus take into account imperfections of the real system that forms the plenoptic camera. Then, we can associate a set of pixels corresponding to the same point, and the position of this point in the object space.

Lorsque les éléments optiques 121 sont des sténopés, le centre optique désigne le centre géométrique du trou formant un sténopé.When the optical elements 121 are pinhole, the optical center designates the geometric center of the hole forming a pinhole.

Lorsque les éléments optiques 121 sont des microlentilles, le centre optique est situé sur l'axe optique d'une microlentille, et correspond au point de la microlentille, tel qu'un rayon lumineux incident en ce point n'est pas dévié par cette microlentille.When the optical elements 121 are microlenses, the optical center is located on the optical axis of a microlens, and corresponds to the point of the microlens, such that an incident light ray at this point is not deflected by this microlens .

La figure IA illustre des tracés de rayons provenant d'un point 200i de l'objet 200, situé dans le plan objet π. L'image de ce point se situe dans le plan image π', sur le centre optique d'un élément optique 121. En fonction de leur angle d'incidence sur cet élément optique 121, les rayons lumineux se propagent jusqu'à l'un ou l'autre des pixels du macropixel 131 correspondant.FIG. 1A illustrates ray traces from a point 200i of the object 200, located in the object plane π. The image of this point lies in the image plane π ', on the optical center of an optical element 121. As a function of their angle of incidence on this optical element 121, the light rays propagate to the one or the other of the pixels of the macropixel 131 corresponding.

La figure IB illustre des tracés de rayons provenant d'un point 2002 de l'objet 200, situé en dehors du plan objet π, en amont de ce plan.FIG. 1B illustrates ray traces from a point 2002 of the object 200, located outside the object plane π, upstream of this plane.

Un premier élément optique 121i reçoit un premier rayon image R'i provenant du point 2002. Ce premier rayon image R'i passe par le centre optique de ce premier élément optique 121i, et se propage jusqu'à un pixel du macro-pixel 131i correspondant à ce premier élément optique 12h.A first optical element 121i receives a first image ray R'i coming from point 2002. This first image ray R'i passes through the optical center of this first optical element 121i, and propagates up to a pixel of the macro-pixel 131i. corresponding to this first optical element 12h.

Un second élément optique 1212 reçoit un second rayon image R'2 provenant du même point 2ΟΟ2. Ce second rayon image R'2 passe par le centre optique de ce second élément optique 1212, et se propage jusqu'à un pixel du macro-pixel 1312 correspondant à ce second élément optique 1212.A second optical element 1212 receives a second image ray R'2 from the same point 2ΟΟ2. This second image ray R'2 passes through the optical center of this second optical element 1212, and propagates to a pixel of the macro-pixel 1312 corresponding to this second optical element 1212.

Comme expliqué ci-dessus, à partir des rayons image R'i et R'2, on peut remonter aux rayons objet correspondant, pour déterminer la position du point 2ΟΟ2 dans l'espace objet.As explained above, from the image rays R'i and R'2, we can go back to the corresponding object rays, to determine the position of the point 2ΟΟ2 in the object space.

La figure IC illustre des tracés de rayons provenant d'un point 2ΟΟ3 de l'objet 200, situé en dehors du plan objet π, en aval de ce plan.Figure IC illustrates ray traces from a point 2ΟΟ3 of the object 200, located outside the object plane π, downstream of this plane.

Un premier élément optique 1213 reçoit un premier rayon image R'3 provenant du point 2ΟΟ3. Ce premier rayon image R'3 passe par le centre optique de ce premier élément optique 1213, et se propage jusqu'à un pixel du macro-pixel 1313 correspondant à ce premier élément optique I2I3.A first optical element 1213 receives a first image ray R'3 from point 2ΟΟ3. This first image ray R'3 passes through the optical center of this first optical element 1213, and propagates to a pixel of the macro-pixel 1313 corresponding to this first optical element I2I3.

Un second élément optique 12U reçoit un second rayon image R'4 provenant du même point 2ΟΟ3. Ce second rayon image R'4 passe par le centre optique de ce second élément optique 1214, et se propage jusqu'à un pixel du macro-pixel 1314 correspondant à ce second élément optique I2I4.A second optical element 12U receives a second image ray R'4 from the same point 2ΟΟ3. This second image ray R'4 passes through the optical center of this second optical element 1214, and propagates to a pixel of the macro-pixel 1314 corresponding to this second optical element I2I4.

Comme expliqué ci-dessus, à partir des rayons image R'3 et R'4, on peut remonter aux rayons objet correspondant, pour déterminer la position du point 2ΟΟ3 dans l'espace objet.As explained above, from the image rays R'3 and R'4, we can go back to the corresponding object rays, to determine the position of the point 2ΟΟ3 in the object space.

Les points 200ι, 2ΟΟ2, 2ΟΟ3, forment un échantillonnage des points de l'objet 200, permettant de reconstruire une représentation en trois dimensions de l'objet 200.The points 200ι, 2ΟΟ2, 2ΟΟ3 form a sampling of the points of the object 200, making it possible to reconstruct a three-dimensional representation of the object 200.

Expérimentalement, on remarque que lorsque le système optique d'entrée 110 présente des aberrations géométriques, notamment de la distorsion, la représentation en trois dimensions de l'objet 200 perd en précision.Experimentally, we note that when the input optical system 110 has geometric aberrations, including distortion, the three-dimensional representation of the object 200 loses accuracy.

Un objectif de la présente invention est de proposer une caméra plénoptique, dans laquelle la perte en précision sur la reconstruction tridimensionnelle d'un objet, due aux aberrations de distorsion du système optique d'entrée, est au moins partiellement corrigée, de préférence totalement corrigée.An object of the present invention is to provide a plenoptic camera, in which the loss in accuracy on the three-dimensional reconstruction of an object, due to the distortion aberrations of the input optical system, is at least partially corrected, preferably completely corrected. .

De manière plus générale, un objectif de la présente invention est de proposer une caméra plénoptique, présentant une correction de l'effet des aberrations de distorsion du système optique d'entrée.More generally, an object of the present invention is to provide a plenoptic camera, having a correction of the effect of the distortion aberrations of the input optical system.

EXPOSÉ DE L'INVENTIONSTATEMENT OF THE INVENTION

Cet objectif est atteint avec une caméra plénoptique comprenant : un système optique d'entrée, configuré pour recevoir des rayons lumineux provenant d'un objet à imager ; un capteur optique matriciel, comprenant une pluralité de pixels ; et une matrice d'éléments optiques, disposée entre le système optique d'entrée et le capteur optique matriciel, chaque élément optique étant associé à une pluralité de pixels du capteur optique matriciel, et les centres optiques des éléments optiques étant répartis selon une grille de répartition, aux points d'intersection entre une première série de lignes et une seconde série de lignes de cette grille de répartition.This objective is achieved with a plenoptic camera comprising: an optical input system configured to receive light rays from an object to be imaged; a matrix optical sensor comprising a plurality of pixels; and an array of optical elements, arranged between the input optical system and the matrix optical sensor, each optical element being associated with a plurality of pixels of the matrix optical sensor, and the optical centers of the optical elements being distributed according to a grid of optical elements. distribution, at the points of intersection between a first series of lines and a second series of lines of this distribution grid.

Selon l'invention, les lignes de la première et de la seconde séries de lignes de la grille de répartition comprennent une pluralité de lignes courbes.According to the invention, the lines of the first and second series of rows of the distribution grid comprise a plurality of curved lines.

En outre, une grille objet, dont la grille de répartition est l'image par le système optique d'entrée, est constituée d'une première série de lignes droites, parallèles entre elles, et d'une seconde série de lignes droites, parallèles entre elles et sécantes (de préférence perpendiculaires) avec les lignes de la première série de lignes.In addition, an object grid, whose distribution grid is the image by the input optical system, consists of a first series of straight lines, parallel to each other, and of a second series of parallel straight lines. between them and secant (preferably perpendicular) with the lines of the first series of lines.

En d'autres termes, les éléments optiques selon l'invention ne sont pas répartis en lignes et en colonnes, mais selon une figure de répartition qui dépend directement des caractéristiques optiques du système optique d'entrée.In other words, the optical elements according to the invention are not distributed in rows and columns, but according to a distribution figure which depends directly on the optical characteristics of the input optical system.

Par conséquent, cette figure de répartition prend en compte les aberrations géométriques de distorsion du système optique d'entrée.Therefore, this distribution figure takes into account the geometric distortion aberrations of the input optical system.

Cette figure de répartition permet de limiter, voire d'annuler, une perte en précision dans la reconstruction tridimensionnelle d'un objet, due à ces aberrations géométriques.This distribution figure makes it possible to limit, or even cancel, a loss in precision in the three-dimensional reconstruction of an object, due to these geometric aberrations.

Dans tout le texte, le terme « grille » n'est pas limité à une grille carrée ou rectangulaire, formée d'une première série de lignes horizontales et d'une seconde série de lignes verticales.Throughout the text, the term "grid" is not limited to a square or rectangular grid formed of a first series of horizontal lines and a second series of vertical lines.

Selon l'invention, le terme « grille » peut notamment désigner une grille carrée ou rectangulaire déformée. Dans ce cas, la grille est formée d'une première série de lignes qui ne se croisent pas, et d'une seconde série de lignes qui ne se croisent pas. Chaque ligne de la première série de ligne croise toutes les lignes de la seconde série de lignes. Des lignes de la première et/ou de la seconde série de lignes sont des lignes courbes.According to the invention, the term "grid" can in particular designate a distorted square or rectangular grid. In this case, the grid is formed of a first series of lines that do not intersect, and a second series of lines that do not intersect. Each line of the first series of lines crosses all the lines of the second series of lines. Lines of the first and / or second series of lines are curved lines.

Selon un premier mode de réalisation de l'invention, le système optique d'entrée présente une aberration optique de type distorsion en barillet, et les lignes courbes de la grille de répartition sont incurvées vers l'extérieur de ladite grille.According to a first embodiment of the invention, the input optical system has a barrel-type optical aberration, and the curved lines of the distribution grid are curved towards the outside of said grid.

Selon un second mode de réalisation de l'invention, le système optique d'entrée présente une aberration optique de type distorsion en coussinet, et les lignes courbes de la grille de répartition sont incurvées vers l'intérieur de ladite grille.According to a second embodiment of the invention, the input optical system has a pincushion-type optical aberration, and the curved lines of the distribution grid are curved towards the inside of said grid.

Les lignes de la première série de lignes de la grille objet peuvent être réparties à intervalles réguliers selon un premier pas de grille, et/ou les lignes de la seconde série de lignes de la grille objet peuvent être réparties à intervalles réguliers selon un second pas de grille pouvant être égal au premier pas de grille.The lines of the first series of lines of the object grid can be distributed at regular intervals according to a first grid step, and / or the lines of the second series of lines of the object grid can be distributed at regular intervals according to a second step. grid may be equal to the first grid step.

En variante, les lignes de la première série de lignes de la grille objet peuvent être réparties à intervalles irréguliers, et/ou les lignes de la seconde série de lignes de la grille objet peuvent être réparties à intervalles irréguliers.Alternatively, the lines of the first series of lines of the object grid may be distributed at irregular intervals, and / or the rows of the second series of lines of the object grid may be distributed at irregular intervals.

De préférence, les distances entre deux lignes directement voisines de la première série de lignes de la grille objet sont chacune comprises entre 95% et 105% d'une première valeur moyenne, et/ou les distances entre deux lignes directement voisines de la seconde série de lignes de la grille objet sont chacune comprises entre 95% et 105% d'une seconde valeur moyenne pouvant être égale à la première valeur moyenne.Preferably, the distances between two lines directly adjacent to the first series of lines of the object grid are each between 95% and 105% of a first average value, and / or the distances between two lines directly adjacent to the second series rows of the object grid are each between 95% and 105% of a second average value that may be equal to the first average value.

Selon cette même variante, la caméra plénoptique présente avantageusement une répartition aléatoire des distances entre deux lignes directement voisines de la première série de lignes de la grille objet, et/ou par une répartition aléatoire des distances entre deux lignes directement voisines de la seconde série de lignes de la grille objet.According to this same variant, the plenoptic camera advantageously has a random distribution of the distances between two lines directly adjacent to the first series of lines of the object grid, and / or by a random distribution of the distances between two lines directly adjacent to the second series of lines of the object grid.

La matrice d'éléments optiques peut être une matrice de microlentilles ou une matrice de sténopés.The array of optical elements may be a microlens array or a pinhole array.

La caméra plénoptique comprend avantageusement une première matrice d'éléments optiques, et une seconde matrice d'éléments optiques, coplanaire avec la première matrice, les éléments optiques de la première matrice étant répartis selon une première grille de répartition, image par le système optique d'entrée d'une première grille objet, et les éléments optiques de la seconde matrice étant répartis selon une seconde grille de répartition, image par le système optique d'entrée d'une seconde grille objet.The plenoptic camera advantageously comprises a first array of optical elements, and a second matrix of optical elements coplanar with the first matrix, the optical elements of the first matrix being distributed in a first distribution grid, image by the optical system of input of a first object grid, and the optical elements of the second array being distributed according to a second distribution grid, image by the input optical system of a second object grid.

Selon un mode de réalisation avantageux, chaque élément optique est monté sur un support mobile relié à un actionneur, le support mobile et l'actionneur étant configurés ensemble pour déplacer l'élément optique indépendamment des autres éléments optiques.According to an advantageous embodiment, each optical element is mounted on a mobile support connected to an actuator, the mobile support and the actuator being configured together to move the optical element independently of the other optical elements.

En variante, le capteur optique matriciel peut être monté mobile selon un plan.In a variant, the matrix optical sensor may be mounted in a plane.

Selon une autre variante, la caméra plénoptique selon l'invention peut comprendre un réseau d'obturateurs pilotables individuellement, en amont de la matrice d'éléments optiques, chaque obturateur étant aligné avec un élément optique de ladite matrice pour bloquer ou laisser passer des rayons lumineux ayant traversé le système optique d'entrée.According to another variant, the plenoptic camera according to the invention may comprise an array of individually controllable shutters, upstream of the matrix of optical elements, each shutter being aligned with an optical element of said matrix to block or pass radii light having passed through the optical input system.

Selon une autre variante, la caméra plénoptique selon l'invention peut comprendre plusieurs ensembles d'une matrice d'éléments optiques et un capteur optique matriciel, et au moins une lame séparatrice, pour séparer un faisceau lumineux ayant traversé le système optique d'entrée en plusieurs contributions dirigées chacune vers l'un desdits ensembles.According to another variant, the plenoptic camera according to the invention may comprise several sets of an array of optical elements and a matrix optical sensor, and at least one splitter plate, for separating a light beam having passed through the optical input system. in several contributions each directed to one of said sets.

Selon une autre variante, la caméra plénoptique selon l'invention peut comprendre au moins deux matrices d'éléments optiques juxtaposées ou imbriquées dans un même plan, dédiées chacune à une longueur d'onde distincte, un filtre optique étant disposé en amont de chaque élément optique. L'invention concerne également un procédé pour positionner les éléments optiques d'une caméra plénoptique selon l'invention, le procédé comprenant les étapes suivantes : définition de la grille objet, située dans un plan objet, conjugué par le système optique d'entrée d'un plan destiné à recevoir les centres optiques desdits éléments optiques ; calcul de l'image de la grille objet par le système optique d'entrée, pour obtenir la grille de répartition ; et positionnement des centres des éléments optiques sur les points d'intersection de la grille de répartition.According to another variant, the plenoptic camera according to the invention may comprise at least two matrices of optical elements juxtaposed or nested in the same plane, each dedicated to a distinct wavelength, an optical filter being arranged upstream of each element. optical. The invention also relates to a method for positioning the optical elements of a plenoptic camera according to the invention, the method comprising the following steps: definition of the object grid, located in an object plane, conjugated by the optical input system a plane for receiving the optical centers of said optical elements; calculating the image of the object grid by the input optical system, to obtain the distribution grid; and positioning the centers of the optical elements on the points of intersection of the distribution grid.

BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINSBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

La présente invention sera mieux comprise à la lecture de la description d'exemples de réalisation donnés à titre purement indicatif et nullement limitatif, en faisant référence aux dessins annexés parmi lesquels : les figures IA à IC illustrent de manière schématique une caméra plénoptique selon l'art antérieur ; la figure 2 illustre de manière schématique une caméra plénoptique selon l'art antérieur, et des points d'échantillonnage de l'espace objet ; la figure 3 illustre selon une autre vue, la caméra plénoptique de la figure 2 ; la figure 4 illustre un exemple de répartition des éléments optiques, dans une caméra plénoptique selon l'art antérieur ; la figure 5 illustre une caméra plénoptique selon l'art antérieur, dans laquelle le système optique d'entrée présente de la distorsion ; la figure 6 illustre une caméra plénoptique selon l'invention ; les figures 7A et 7B illustrent respectivement une grille objet et une grille de répartition, selon un premier mode de réalisation de l'invention ; la figure 7C illustre la répartition des éléments optiques selon l'invention, selon la grille de répartition de la figure 7B ; la figure 8 illustre un deuxième exemple de répartition des éléments optiques selon l'invention ; les figures 9A et 9B illustrent respectivement une grille objet et la répartition correspondante des éléments optiques, selon un troisième mode de réalisation de l'invention ; et les figures 10A et 10B illustrent un quatrième mode de réalisation de l'inventionThe present invention will be better understood on reading the description of exemplary embodiments given purely by way of indication and in no way limiting, with reference to the appended drawings in which: FIGS. 1A to 1C schematically illustrate a plenoptic camera according to FIG. prior art; FIG. 2 diagrammatically illustrates a plenoptic camera according to the prior art, and sampling points of the object space; Figure 3 illustrates in another view, the plenoptic camera of Figure 2; FIG. 4 illustrates an example of distribution of the optical elements, in a plenoptic camera according to the prior art; FIG. 5 illustrates a plenoptic camera according to the prior art, in which the input optical system exhibits distortion; FIG. 6 illustrates a plenoptic camera according to the invention; FIGS. 7A and 7B respectively illustrate an object grid and a distribution grid, according to a first embodiment of the invention; FIG. 7C illustrates the distribution of the optical elements according to the invention, according to the distribution grid of FIG. 7B; FIG. 8 illustrates a second example of distribution of the optical elements according to the invention; FIGS. 9A and 9B respectively illustrate an object grid and the corresponding distribution of the optical elements, according to a third embodiment of the invention; and Figures 10A and 10B illustrate a fourth embodiment of the invention

EXPOSÉ DÉTAILLÉ DE MODES DE RÉALISATION PARTICULIERSDETAILED PRESENTATION OF PARTICULAR EMBODIMENTS

Comme détaillé en introduction, pour déterminer les coordonnées en trois dimensions d'un point de l'espace objet à l'aide d'une caméra plénoptique, il faut que ce point soit imagé sur au moins deux pixels différents du capteur optique matriciel 130. Le point est alors défini par l'intersection des rayons objet correspondants, dans l'espace objet, si cette intersection existe dans l'espace objet.As detailed in the introduction, in order to determine the three-dimensional coordinates of a point of the object space using a plenoptic camera, this point must be imaged on at least two different pixels of the matrix optical sensor 130. The point is then defined by the intersection of the corresponding object rays, in the object space, if this intersection exists in the object space.

Par conséquent, on ne peut déterminer les coordonnées en trois dimensions que d'un nombre fini de points, formant des points d'échantillonnage de l'espace objet.Therefore, the three-dimensional coordinates can only be determined by a finite number of points, forming sample points of the object space.

Plus les points d'échantillonnage de l'espace objet sont nombreux, plus on a de chances que l'objet passe par un grand nombre de ces points d'échantillonnage. En d'autres termes, plus les points d'échantillonnage de l'espace objet sont nombreux, plus on a de chances que les points d'échantillonnage de l'objet soient nombreux.The more sample points in the object space, the more likely the object will pass through many of these sample points. In other words, the more sample points in the object space are numerous, the more likely it is that the sampling points of the object are numerous.

Or, plus on échantillonne un nombre important de points de l'objet, meilleure est la précision de la reconstruction tridimensionnelle de cet objet.Now, the more a large number of points of the object are sampled, the better the accuracy of the three-dimensional reconstruction of this object.

Une idée à la base de l'invention consiste à comprendre l'origine de la perte en précision de la reconstruction tridimensionnelle, observée lorsque le système optique d'entrée présente de la distorsion.An idea underlying the invention is to understand the origin of the loss in accuracy of the three-dimensional reconstruction, observed when the input optical system has distortion.

On montre que cette perte en précision découle de la réduction d'un nombre de points d'échantillonnage de l'espace objet, par réduction d'un nombre d'intersection de rayons dans l'espace objet.It is shown that this loss in precision results from the reduction of a number of sampling points of the object space, by reducing a number of intersection of rays in the object space.

La figure 2 illustre de manière schématique une caméra plénoptique 100 selon l'art antérieur. A chaque élément optique 121 correspond un macro-pixel 131, et une pluralité de rayons image R', se propageant en ligne droite en passant par le centre optique de cet élément optique 121 (voir figure IA). A chaque rayon image R', correspond un rayon objet R, dans l'espace objet, qui est le conjugué du rayon image R', par le système optique d'entrée 110.Figure 2 schematically illustrates a plenoptic camera 100 according to the prior art. Each optical element 121 corresponds to a macro-pixel 131, and a plurality of image rays R 'propagating in a straight line through the optical center of this optical element 121 (see FIG. 1A). At each image ray R ', there corresponds an object ray R, in the object space, which is the conjugate of the image ray R', by the input optical system 110.

Les rayons image R', associés à un même élément optique 121 correspondent à des rayons objet R, qui se croisent dans le plan objet τι. L'ensemble des rayons objet R,, associés à tous les éléments optiques 121 de la matrice 120, définissent une multitude de points d'intersection Pj, situés dans l'espace objet.The image rays R 'associated with the same optical element 121 correspond to object rays R, which intersect in the object plane τι. The set of object rays R ,, associated with all the optical elements 121 of the matrix 120, define a multitude of intersection points Pj, located in the object space.

Ces points d'intersection Pj forment les points d'échantillonnage de l'espace objet.These points of intersection Pj form the sampling points of the object space.

La figure 3 illustre la caméra plénoptique de la figure 2.Figure 3 illustrates the plenoptic camera of Figure 2.

La figure 3 ne respecte pas les règles de la perspective. L'espace objet, en amont du système optique d'entrée 110, est représenté selon une vue en perspective, le plan objet π étant représenté en vue de trois quart. L'espace image, en aval du système optique d'entrée 110, est représenté selon une vue en perspective, le plan image π' étant représenté en vue de trois quart. L'espace objet et l'espace image sont représentés selon des angles de vue différents.Figure 3 does not respect the rules of perspective. The object space, upstream of the input optical system 110, is represented in a perspective view, the object plane π being shown for three quarters. The image space, downstream of the input optical system 110, is represented in a perspective view, the image plane π 'being shown for three quarters. The object space and the image space are represented according to different angles of view.

La figure 3 illustre : les rayons image R',, passant chacun par un pixel d'un macro-pixel 131 et par le centre optique de l'élément optique 121 correspondant ; les rayons objet Ri, chacun étant le conjugué d'un rayon image R', par le système optique d'entrée 110 ; et les points d'intersection Pj, chacun à l'intersection entre au moins deux rayons objet Ri.Figure 3 illustrates: the image rays R ',, each passing through a pixel of a macro-pixel 131 and the optical center of the corresponding optical element 121; the object rays Ri, each being the conjugate of an image ray R ', by the input optical system 110; and the points of intersection Pj, each at the intersection between at least two object rays Ri.

Comme détaillé ci-avant, à chaque élément optique 121 correspond une pluralité de rayons objet R,, qui se croisent dans le plan objet π.As detailed above, each optical element 121 corresponds to a plurality of object rays R ,, which intersect in the object plane π.

Chaque élément optique 121 définit donc un point dans le plan objet π.Each optical element 121 therefore defines a point in the object plane π.

Ces différents points du plan objet π sont répartis selon une grille rectangulaire 140, où chacun de ces points correspond à l'intersection entre une ligne verticale et une ligne horizontale de la grille 140.These different points of the object plane π are distributed according to a rectangular grid 140, where each of these points corresponds to the intersection between a vertical line and a horizontal line of the grid 140.

En d'autres termes, les points d'intersection de la grille rectangulaire 140 sont les conjugués par le système optique d'entrée des centres optiques respectifs des éléments optiques 121.In other words, the points of intersection of the rectangular grid 140 are the conjugates by the optical input system of the respective optical centers of the optical elements 121.

La figure 4 illustre un exemple de matrice 120 d'éléments optiques 121 selon l'art antérieur. Les éléments optiques 121 sont répartis en lignes et en colonnes, selon une grille de répartition rectangulaire (représentée en traits pointillés). A chaque point d'intersection entre une ligne horizontale et une ligne verticale de la grille de répartition, se trouve le centre optique d'un élément optique 121.FIG. 4 illustrates an example of matrix 120 of optical elements 121 according to the prior art. The optical elements 121 are divided into rows and columns, according to a rectangular distribution grid (shown in dashed lines). At each point of intersection between a horizontal line and a vertical line of the distribution grid, is the optical center of an optical element 121.

On considère par exemple deux éléments optiques 121a, 121b (voir figure 3), appartenant à une même colonne d'éléments optiques, dans la matrice 120.For example, two optical elements 121a, 121b (see FIG. 3), belonging to the same column of optical elements, are considered in the matrix 120.

Les centres optiques des éléments optiques 121a, 121b sont les conjugués des points d'intersection 141a et 141b de la grille 140, par le système optique d'entrée.The optical centers of the optical elements 121a, 121b are the conjugates of the points of intersection 141a and 141b of the gate 140, by the optical input system.

Chaque élément optique 121a, respectivement 121b, est également associé à un macro-pixel 131a, respectivement 131b.Each optical element 121a, respectively 121b, is also associated with a macro-pixel 131a, respectively 131b.

On considère des plans verticaux recevant chacun les centres optiques des éléments optiques 121a et 121b, et une colonne de pixels de l'ensemble formé par les macro-pixels 131a et 131b.Vertical planes each receiving the optical centers of the optical elements 121a and 121b, and a column of pixels of the set formed by the macro-pixels 131a and 131b are considered.

Chacun de ces plans verticaux reçoit un ensemble de rayons image R', coplanaires, chaque rayon image R', étant associé à l'élément optique 121a, ou 121b.Each of these vertical planes receives a set of coplanar image rays R ', each image ray R' being associated with the optical element 121a, or 121b.

Cet ensemble de rayons image R', coplanaires correspond à un ensemble de rayons objet R,, chaque rayon objet R, étant associé à l'élément optique 121a, ou 121b.This set of coplanar R 'image rays corresponds to a set of object rays R ,, each object ray R being associated with the optical element 121a, or 121b.

En l'absence de distorsion sur le système optique d'entrée, ces rayons objet R, sont également coplanaires.In the absence of distortion on the input optical system, these object rays R are also coplanar.

Ils s'étendent dans un même plan vertical passant par les points d'intersection 141a et 141b.They extend in the same vertical plane passing through the points of intersection 141a and 141b.

Puisque ces rayons objet R, sont coplanaires, il existe de nombreux points d'intersection Pj entre un rayon objet associé à l'élément optique 121a, et un rayon objet associé à l'élément optique 121b.Since these object rays R, are coplanar, there are many points of intersection Pj between an object ray associated with the optical element 121a, and an object ray associated with the optical element 121b.

Chaque point d'intersection Pj forme un point d'échantillonnage de l'espace objet.Each intersection point Pj forms a sampling point of the object space.

On s'intéresse maintenant au cas dans lequel le système optique d'entrée (référencé alors 610 sur les figures) présente une aberration géométrique, en particulier de la distorsion.We are now interested in the case in which the input optical system (referenced then 610 in the figures) has a geometric aberration, in particular distortion.

La distorsion est une aberration géométrique par laquelle l'image d'une droite n'est pas nécessairement une droite.Distortion is a geometric aberration by which the image of a line is not necessarily a straight line.

La distorsion se manifeste le plus visiblement sur les lignes droites : une grille carrée ou rectangulaire imagée par un système optique à forte distorsion aura ainsi par exemple une forme plane de grille bombée vers l'extérieur (distorsion en barillet), ou une forme plane de grille déformée vers l'intérieur (distorsion en coussinet), ou une combinaison des deux distorsions, ou toute autre distorsion géométrique.The distortion is most visibly manifested on the straight lines: a square or rectangular grid imaged by a high-distortion optical system will thus for example have an outwardly curved planar grid shape (barrel distortion), or a plane shape of gate deformed inward (pincushion distortion), or a combination of the two distortions, or any other geometric distortion.

La figure 5 correspond à la représentation de la figure 3, dans laquelle on a mis en évidence l'effet de cette distorsion.FIG. 5 corresponds to the representation of FIG. 3, in which the effect of this distortion has been highlighted.

En pratique, cette distorsion est toujours présente, mais à des degrés divers.In practice, this distortion is still present, but to varying degrees.

Comme détaillé ci-avant, chaque centre optique d'un élément optique 121 est le conjugué d'un point d'intersection dans le plan objet π.As detailed above, each optical center of an optical element 121 is the conjugate of a point of intersection in the object plane π.

Ces différents points d'intersection définissent une grille déformée 540, où chacun de ces points d'intersection correspond à l'intersection entre une première ligne de la grille déformée 540, et une seconde ligne de la grille déformée 540.These different points of intersection define a deformed grid 540, where each of these points of intersection corresponds to the intersection between a first line of the deformed grid 540, and a second line of the deformed grid 540.

La grille déformée 540 est le conjugué, par le système optique d'entrée 610, de la grille de répartition rectangulaire selon laquelle sont répartis les éléments optiques 121 (voir figure 4).The deformed gate 540 is the conjugate, by the input optical system 610, of the rectangular distribution grid in which the optical elements 121 are distributed (see FIG. 4).

La grille déformée 540 est constituée d'une première série de lignes, sensiblement verticales, et d'une seconde série de lignes sensiblement horizontales.The deformed grid 540 consists of a first series of lines, substantially vertical, and a second series of substantially horizontal lines.

Toutes les lignes de la grille déformée 540, excepté les deux lignes définissant le centre de la grille 540, sont courbées vers le centre de la grille. La courbure augmente au fur et à mesure que l'on s'éloigne du centre de la grille déformée 540.All the lines of the deformed grid 540, except the two lines defining the center of the grid 540, are curved toward the center of the grid. The curvature increases as one moves away from the center of the deformed grid 540.

Comme précédemment, on considère deux éléments optiques 121a, 121b, appartenant à une même colonne d'éléments optiques, dans la matrice 120, et une colonne de pixels de l'ensemble formé par les deux macro-pixels correspondant 131a et 131b.As before, two optical elements 121a, 121b, belonging to the same column of optical elements, are considered in the matrix 120, and a column of pixels of the set formed by the two corresponding macro-pixels 131a and 131b.

Ces deux éléments optiques 121a, 121b sont associés à un point d'intersection 541a, respectivement 541b de la grille 540.These two optical elements 121a, 121b are associated with a point of intersection 541a, respectively 541b of the grid 540.

Les points 541a, et 541b de la grille 540 sont situés sur une ligne courbe de la grille 540. Par conséquent, l'axe reliant les points 541a et 541b n'est pas un axe vertical.The points 541a and 541b of the gate 540 are located on a curved line of the gate 540. Therefore, the axis connecting the points 541a and 541b is not a vertical axis.

Ainsi, les points 541a, et 541b ne sont pas situés dans un même plan vertical.Thus, the points 541a and 541b are not located in the same vertical plane.

Un rayon image R'a associé à l'élément optique 121a, et se propageant dans le plan vertical recevant les éléments optiques 121a et 121b et ladite colonne de pixels, est le conjugué d'un rayon objet Ra situé dans un premier plan vertical, recevant le point 541a.An image ray R'a associated with the optical element 121a, and propagating in the vertical plane receiving the optical elements 121a and 121b and said column of pixels, is the conjugate of an object ray Ra situated in a first vertical plane, receiving point 541a.

Un rayon image R'b associé à l'élément optique 121b, et se propageant dans le plan vertical recevant les éléments optiques 121a et 121b et ladite colonne de pixels, est le conjugué d'un rayon objet Rb situé dans un second plan vertical, recevant le point 541b, et distinct du premier plan vertical.An image ray R'b associated with the optical element 121b, and propagating in the vertical plane receiving the optical elements 121a and 121b and said column of pixels, is the conjugate of an object ray Rb situated in a second vertical plane, receiving point 541b, and distinct from the first vertical plane.

Par conséquent, les rayons objet Ra et Rb ne sont pas coplanaires. Ils ne se croisent pas, et ne définissent pas ensemble un point d'échantillonnage de l'espace objet.Therefore, the object rays Ra and Rb are not coplanar. They do not intersect, and do not together define a sampling point of the object space.

Ainsi, les inventeurs ont pu montrer que les aberrations de distorsion du système optique d'entrée ont pour effet de réduire un nombre de points d'échantillonnage de l'espace objet.Thus, the inventors have been able to show that the distortion aberrations of the input optical system have the effect of reducing a number of sampling points of the object space.

Ils ont eu l'idée de modifier la répartition dans le plan des éléments optiques de la matrice d'éléments optiques, pour retrouver les points d'échantillonnage perdus et ainsi annuler totalement ou en partie l'effet de cette distorsion.They had the idea to modify the distribution in the plane of the optical elements of the matrix of optical elements, to find the lost sampling points and thus cancel totally or partially the effect of this distortion.

La figure 6 illustre une caméra plénoptique 600 selon l'invention.FIG. 6 illustrates a plenoptic camera 600 according to the invention.

La caméra plénoptique 600 ne sera décrite que pour ses différences relativement à la caméra plénoptique 100 selon l'art antérieur.The plenoptic camera 600 will only be described for its differences with respect to the plenoptic camera 100 according to the prior art.

Comme en figures 3 et 5, la figure 6 ne respecte pas les lois de la perspective, l'espace objet et l'espace image étant représentés selon des angles de vue différents.As in Figures 3 and 5, Figure 6 does not respect the laws of perspective, the object space and the image space being represented at different angles of view.

On retrouve le système optique d'entrée 610, la matrice 620 d'éléments optiques 621, et le capteur optique matriciel 630.We find the input optical system 610, the matrix 620 of optical elements 621, and the matrix optical sensor 630.

Comme détaillé ci-avant, chaque centre optique d'un élément optique 621 est le conjugué d'un point situé dans le plan objet τι.As detailed above, each optical center of an optical element 621 is the conjugate of a point situated in the object plane τι.

Ces différents points du plan objet π, sont répartis selon une grille rectangulaire 640, où chacun de ces points correspond à l'intersection entre une ligne verticale et une ligne horizontale de la grille 640. Cette grille rectangulaire 640 est nommée « grille objet ».These different points of the object plane π, are distributed according to a rectangular grid 640, where each of these points corresponds to the intersection between a vertical line and a horizontal line of the grid 640. This rectangular grid 640 is called "object grid".

La grille objet 640 s'étend dans un plan orthogonal à l'axe optique du système optique d'entrée, en particulier dans le plan objet π. Il ne s'agit pas d'un élément matériel de la caméra plénoptique 600, mais d'un objet virtuel utilisé simplement pour décrire une répartition dans l'espace objet.The object grid 640 extends in a plane orthogonal to the optical axis of the input optical system, in particular in the object plane π. It is not a material element of the plenoptic camera 600, but a virtual object simply used to describe a distribution in the object space.

Selon l'invention, les éléments optiques 621 sont répartis selon une grille de répartition 650, qui est l'image de cette grille objet, par le système optique d'entrée 610.According to the invention, the optical elements 621 are distributed according to a distribution grid 650, which is the image of this object grid, by the input optical system 610.

La grille de répartition 650 comprend une première série de lignes, sensiblement verticales, et une seconde série de lignes sensiblement horizontales. A chaque intersection entre une ligne de la première série et une ligne de la seconde série se trouve le centre optique d'un élément optique 621 de la matrice 620.The distribution grid 650 comprises a first series of lines, substantially vertical, and a second series of substantially horizontal lines. At each intersection between a line of the first series and a line of the second series is the optical center of an optical element 621 of the matrix 620.

La grille de répartition s'étend dans le plan image π', conjugué par le système optique d'entrée du plan objet π.The distribution grid extends in the image plane π ', conjugated by the optical input system of the object plane π.

La grille de répartition 650 ne désigne pas un élément matériel de la caméra plénoptique 600, mais un objet virtuel utilisé simplement pour décrire une répartition dans l'espace image.The distribution grid 650 does not designate a hardware element of the plenoptic camera 600, but a virtual object simply used to describe a distribution in the image space.

La grille de répartition 650 est l'image d'une grille rectangulaire, par le système optique d'entrée 610 qui présente ici une aberration de distorsion en barillet.The distribution grid 650 is the image of a rectangular grid, by the input optical system 610 which here has a barrel distortion aberration.

Par conséquent, la grille de répartition 650 n'est pas une grille rectangulaire, mais une grille déformée par les aberrations du système optique d'entrée 610.Consequently, the distribution grid 650 is not a rectangular grid, but a grid deformed by the aberrations of the input optical system 610.

Toutes les lignes de la grille de répartition 650, excepté les deux lignes définissant le centre de la grille 650, sont courbées vers l'extérieur de la grille. La courbure augmente au fur et à mesure que l'on s'éloigne du centre de la grille de répartition 650.All the lines of the distribution grid 650, except the two lines defining the center of the grid 650, are curved towards the outside of the grid. The curvature increases as one moves away from the center of the distribution grid 650.

Comme précédemment, on considère deux éléments optiques 621a, 621b, situés sur une même ligne sensiblement verticale de la grille de répartition 650.As before, two optical elements 621a, 621b are considered situated on the same substantially vertical line of the distribution grid 650.

Ces deux éléments optiques 621a, 621b sont associés à un point d'intersection 641a, respectivement 641b de la grille objet 640.These two optical elements 621a, 621b are associated with a point of intersection 641a, respectively 641b of the object grid 640.

Puisque la grille objet 640 est une grille rectangulaire, les points 641a, et 641b sont situés sur une ligne de cette grille rectangulaire 640, dans un même plan vertical.Since the object grid 640 is a rectangular grid, the points 641a, and 641b are located on a line of this rectangular grid 640, in the same vertical plane.

Un rayon image R'a associé à l'élément optique 621a correspond à un rayon objet Ra situé dans ce plan vertical.An image ray R'a associated with the optical element 621a corresponds to an object ray Ra situated in this vertical plane.

Un rayon image R'b associé à l'élément optique 621b correspond à un rayon objet Rb situé dans ce plan vertical.An image ray R'b associated with the optical element 621b corresponds to an object ray Rb situated in this vertical plane.

Les rayons objet Ra et Rb sont donc coplanaires, malgré l'aberration de distorsion du système optique d'entrée 610, et grâce à la répartition selon l'invention des éléments optiques 621.The object rays Ra and Rb are therefore coplanar, despite the distortion aberration of the input optical system 610, and thanks to the distribution according to the invention of the optical elements 621.

Ces rayons objet Ra et Rb se croisent, et définissent ensemble un point d'échantillonnage de l'espace objet, comme c'est le cas en l'absence d'aberration sur le système optique d'entrée (voir figure 3).These object rays Ra and Rb intersect, and together define a sampling point of the object space, as is the case in the absence of aberration on the input optical system (see Figure 3).

On retrouve ainsi les points d'échantillonnage de l'espace objet qui étaient perdus dans l'art antérieur, en présence d'aberrations de distorsion sur le système optique d'entrée.We thus find the sampling points of the object space that were lost in the prior art, in the presence of distortion aberrations on the input optical system.

Ainsi, on limite, et même annule, la perte en précision dans la reconstruction tridimensionnelle d'un objet, due à ces aberrations géométriques.Thus, the loss in precision in the three-dimensional reconstruction of an object due to these geometric aberrations is limited, and even canceled.

La figure 7A illustre, selon une vue de face, la grille objet 640.Figure 7A illustrates, in a front view, the object grid 640.

Il s'agit ici d'une grille rectangulaire, constituée d'une série de lignes droites verticales 642, dite première série de lignes de la grille objet, et d'une série de lignes droites horizontales 643, dite seconde série de lignes de la grille objet.This is a rectangular grid consisting of a series of vertical straight lines 642, called the first series of lines of the object grid, and a series of horizontal straight lines 643, called the second series of lines of the grid object.

Les lignes de la première série de lignes 642 sont équi-réparties. En d'autres termes, une distance DI entre deux lignes verticales 642 directement voisines est fixe dans l'espace, quelles que soient les deux lignes verticales considérées.The lines of the first series of lines 642 are evenly distributed. In other words, a distance DI between two vertical lines 642 directly adjacent is fixed in space, regardless of the two vertical lines considered.

De la même façon, les lignes de la seconde série de lignes 643 sont équi-réparties. Une distance D2 entre deux lignes horizontales 643 directement voisines est fixe dans l'espace, quelles que soient les deux lignes verticales considérées.In the same way, the lines of the second series of lines 643 are equi-distributed. A distance D2 between two directly adjacent horizontal lines 643 is fixed in space, regardless of the two vertical lines considered.

Les distances DI et D2 peuvent être égales.The distances DI and D2 can be equal.

La figure 7B illustre la grille de répartition 650, en trait plein. La grille de répartition 650 est l'image de la grille objet 640 représentée en figure 7A, par le système optique d'entrée présentant de la distorsion en barillet.Figure 7B illustrates the distribution grid 650, solid line. The distribution grid 650 is the image of the object grid 640 shown in FIG. 7A, by the input optical system having barrel distortion.

La grille de répartition 650 est constituée d'une série de lignes sensiblement verticales 652, dite première série de lignes de la grille de répartition, et d'une série de lignes sensiblement horizontales 653, dit seconde série de lignes de la grille de répartition.The distribution grid 650 consists of a series of substantially vertical lines 652, called the first series of lines of the distribution grid, and a series of substantially horizontal lines 653, called the second series of lines of the distribution grid.

Les lignes de la première série de lignes 652, respectivement la seconde série de lignes 653, sont constituées de lignes courbées vers l'extérieur de la grille 650, et d'une ligne droite passant par le centre de la grille 650.The lines of the first series of lines 652, respectively the second series of lines 653, consist of lines curved outwardly of the grid 650, and of a straight line passing through the center of the grid 650.

On a également représenté en figure 7B, pour comparaison, la répartition selon l'art antérieur des éléments optiques de la matrice d'éléments optiques.FIG. 7B also shows, for comparison, the distribution according to the prior art of the optical elements of the matrix of optical elements.

La figure 7C illustre la répartition selon l'invention des éléments optiques 621 de la matrice 620.FIG. 7C illustrates the distribution according to the invention of the optical elements 621 of the matrix 620.

Ces éléments optiques 621 sont répartis selon la grille de répartition 650 illustrée à la figure 7B. A chaque point d'intersection entre une ligne de la première série de lignes 652 et une ligne de la seconde série de lignes 653 se trouve le centre optique d'un élément optique 621.These optical elements 621 are distributed according to the distribution grid 650 illustrated in FIG. 7B. At each point of intersection between a line of the first series of lines 652 and a line of the second series of lines 653 is the optical center of an optical element 621.

Cette répartition des éléments optiques 621 selon des lignes courbes va à l'encontre des préjugés techniques de l'homme du métier, qui cherche généralement à disposer ces éléments optiques de façon régulière.This distribution of optical elements 621 along curved lines goes against the technical prejudices of those skilled in the art, which generally seeks to dispose these optical elements regularly.

On remarque que de façon logique, la modification selon l'invention de la répartition des éléments optiques modifie la répartition des macro-pixels sur le capteur optique matriciel.It will be noted that, in a logical manner, the modification according to the invention of the distribution of the optical elements modifies the distribution of the macro-pixels on the matrix optical sensor.

Comme dans l'art antérieur, la caméra plénoptique est avantageusement dimensionnée pour que les macro-pixels ne se chevauchent pas.As in the prior art, the plenoptic camera is advantageously sized so that the macro-pixels do not overlap.

La figure 8 présente une autre répartition des éléments optiques 621 de la matrice 620, lorsque le système optique d'entrée présente une distorsion en coussinet.FIG. 8 shows another distribution of the optical elements 621 of the matrix 620, when the input optical system has a pincushion distortion.

Les lignes de la première série de lignes 852, respectivement la seconde série de lignes 853, sont constituées de lignes courbées vers l'intérieur de la grille de répartition 850, et d'une ligne droite passant par le centre de la grille 850. L'invention n'est pas limitée à ces exemples de grilles de répartition, et on pourra répartir les éléments optiques selon une multitude de grilles de répartitions, en fonction par exemple des aberrations géométriques du système optique d'entrée.The lines of the first series of lines 852, respectively the second series of lines 853, consist of lines curved towards the inside of the distribution grid 850, and of a straight line passing through the center of the grid 850. The invention is not limited to these examples of distribution grids, and the optical elements can be distributed in a multitude of distribution grids, as a function, for example, of the geometric aberrations of the input optical system.

Par exemple, lorsque le système optique d'entrée présente une distorsion en barillet d'ordre trois dans les polynômes de Seidel, compensée par une distorsion en coussinet d'ordre cinq dans les polynômes de Seidel, la grille de répartition est constituée de deux lignes droites passant par le centre de la grille, et de lignes courbes en forme de vague. Chaque ligne courbe présente généralement deux points d'inflexion, de part et d'autre du milieu de cette ligne.For example, when the input optical system exhibits a third-order barrel distortion in the Seidel polynomials, compensated by a fifth-order pincushion distortion in the Seidel polynomials, the distribution grid consists of two lines. straight through the center of the grid, and wave-shaped curved lines. Each curved line generally has two points of inflection, on either side of the middle of this line.

Selon une autre variante, la grille de répartition est l'image d'une grille objet, dans laquelle la distance entre les lignes verticales est différente de la distance entre les lignes horizontales.According to another variant, the distribution grid is the image of an object grid, in which the distance between the vertical lines is different from the distance between the horizontal lines.

Selon une variante possible mais moins préférée, la grille de répartition est l'image d'une grille objet, dans laquelle la première série de lignes droites parallèles entre elles et la seconde série de lignes droites parallèles entre elles, sont sécantes mais non perpendiculaires.According to one possible variant but less preferred, the distribution grid is the image of an object grid, in which the first series of parallel straight lines between them and the second series of straight lines parallel to each other, are intersecting but not perpendicular.

Les figures 9A et 9B illustrent un mode de réalisation avantageux de l'invention.Figures 9A and 9B illustrate an advantageous embodiment of the invention.

Selon ce mode de réalisation, les lignes verticales 942 de la grille objet 940 ne sont pas équi-réparties, ou en d'autres termes elles sont réparties de façon irrégulière.According to this embodiment, the vertical lines 942 of the object grid 940 are not evenly distributed, or in other words they are irregularly distributed.

En d'autres termes, une distance entre deux lignes verticales 942 directement voisines est variable dans l'espace, selon les deux lignes verticales considérées. L'irrégularité est configurée pour minimiser la plus grande distance entre tout point de l'espace objet et le point d'échantillonnage le plus proche.In other words, a distance between two vertical lines 942 directly adjacent is variable in space, according to the two vertical lines considered. The irregularity is configured to minimize the greatest distance between any point in the object space and the nearest sampling point.

Les valeurs de distance entre deux lignes verticales 942 directement voisines sont réparties, de préférence aléatoirement, autour d'une première valeur moyenne, et à l'intérieur d'un premier intervalle prédéterminé.The distance values between two directly adjacent vertical lines 942 are distributed, preferably randomly, around a first average value, and within a first predetermined interval.

La première valeur moyenne est la moyenne desdites distances entre deux lignes verticales 942 directement voisines.The first average value is the average of said distances between two vertical lines 942 directly adjacent.

Une répartition aléatoire désigne une répartition dont les positions exactes sont soumises au hasard.Random distribution refers to a distribution whose exact positions are randomly assigned.

Par exemple, une borne inférieure de ce premier intervalle est 95% de ladite première valeur moyenne, et une borne supérieure de ce premier intervalle est 105% de ladite première valeur moyenne.For example, a lower bound of this first interval is 95% of said first average value, and an upper bound of this first interval is 105% of said first average value.

En variante, une borne inférieure de ce premier intervalle est 90% de ladite première valeur moyenne, et une borne supérieure de ce premier intervalle est 110% de ladite première valeur moyenne.Alternatively, a lower bound of this first interval is 90% of said first average value, and an upper bound of this first interval is 110% of said first average value.

De la même façon, les lignes horizontales 943 de la grille objet 940 ne sont pas équi-réparties, les valeurs de distance entre deux lignes horizontales 943 directement voisines étant réparties, de préférence aléatoirement, autour d'une seconde valeur moyenne, et à l'intérieur d'un second intervalle prédéterminé.In the same way, the horizontal lines 943 of the object grid 940 are not equi-distributed, the distance values between two directly adjacent horizontal lines 943 being distributed, preferably randomly, around a second average value, and at the same time. within a second predetermined interval.

La seconde valeur moyenne est la moyenne desdites distances entre deux lignes horizontales 943 directement voisines.The second average value is the average of said distances between two directly adjacent horizontal lines 943.

Les bornes inférieure et supérieure du second intervalle sont définies de la même façon que celles du premier intervalle.The lower and upper bounds of the second interval are defined in the same way as those of the first interval.

Les première et seconde valeurs moyennes peuvent être égales.The first and second average values may be equal.

La figure 9A illustre cette grille objet 940.FIG. 9A illustrates this object grid 940.

La grille de répartition 950 selon l'invention est illustrée en figure 9B, le système optique d'entrée présentant ici une distorsion en barillet.The distribution grid 950 according to the invention is illustrated in FIG. 9B, the input optical system here having a barrel distortion.

Les éléments optiques 621 de la matrice 620 sont disposés aux intersections des lignes de cette grille de répartition 950.The optical elements 621 of the matrix 620 are arranged at intersections of the lines of this distribution grid 950.

Ce mode de réalisation permet d'augmenter encore un nombre de points d'échantillonnage de l'espace objet, et d'obtenir une répartition plus homogène de ces points dans l'espace objet.This embodiment makes it possible to further increase a number of sampling points of the object space, and to obtain a more homogeneous distribution of these points in the object space.

Il permet donc d'améliorer encore une précision de la reconstruction en trois dimensions.It thus makes it possible to further improve a precision of the reconstruction in three dimensions.

Ce mode de réalisation correspond à une combinaison astucieuse de la présente invention, avec l'enseignement de la demande de brevet FR-1558338.This embodiment corresponds to a clever combination of the present invention, with the teaching of the patent application FR-1558338.

Selon une variante non représentée, l'une des deux séries de lignes de la grille objet est équi-répartie.According to a variant not shown, one of the two series of lines of the object grid is equi-distributed.

Les figures 10A et 10B illustrent un autre mode de réalisation selon l'invention, dans lequel la caméra plénoptique comprend deux matrices d'éléments optiques imbriquées.FIGS. 10A and 10B illustrate another embodiment according to the invention, in which the plenoptic camera comprises two matrices of interleaved optical elements.

La figure 10A illustre les deux grilles objet correspondantes 1040i (en traits pleins) et 10402 (en traits pointillés).Figure 10A illustrates the two corresponding object grids 1040i (in solid lines) and 10402 (in dashed lines).

Chaque grille objet 1040i et 10402 est une grille rectangulaire du type de la grille objet du mode de réalisation de la figure 6.Each object grid 10401 and 10402 is a rectangular grid of the type of the grid object of the embodiment of FIG. 6.

Les deux grilles objet 1040i et 10402 sont coplanaires, et décalées l'une relativement à l'autre.The two object grids 10401 and 10402 are coplanar, and shifted relative to each other.

Selon l'invention, la caméra plénoptique comprend une première matrice 620i d'éléments optiques 621i (en traits pleins), et une seconde matrice 6202 d'éléments optiques 6212 (en traits pointillés).According to the invention, the plenoptic camera comprises a first matrix 620i of optical elements 621i (in solid lines), and a second matrix 6202 of optical elements 6212 (in dashed lines).

Les éléments optiques 621i sont répartis selon une première grille de répartition, image par le système optique d'entrée de la grille objet 1040i.The optical elements 621i are distributed according to a first distribution grid, image by the optical input system of the object grid 1040i.

Les éléments optiques 6212 sont répartis selon une seconde grille de répartition, image par le système optique d'entrée de la grille objet 10402.The optical elements 6212 are distributed according to a second distribution grid, image by the optical input system of the object grid 10402.

Tous les éléments optiques 621i et 62l2Sont coplanaires.All optical elements 621i and 62l2 are coplanar.

On remarque qu'en l'absence de distorsion sur le système optique d'entrée, ces deux matrices d'éléments optiques formeraient ensemble un agencement en quinconce des éléments optiques.Note that in the absence of distortion on the input optical system, these two optical element arrays together form a staggered arrangement of the optical elements.

Ce mode de réalisation peut être combiné avec le mode de réalisation des figures 9A et 9B.This embodiment may be combined with the embodiment of Figs. 9A and 9B.

Afin d'améliorer encore la densité des points d'échantillonnage dans l'espace objet, et donc la précision de la reconstruction tridimensionnelle d'un objet placé dans cet espace, on peut réaliser un échantillonnage dynamique de cet espace objet.In order to further improve the density of the sampling points in the object space, and therefore the accuracy of the three-dimensional reconstruction of an object placed in this space, a dynamic sampling of this object space can be performed.

En d'autres termes, on réalise un multiplexage temporel ou spatial de la caméra plénoptique selon différentes voies, associées à différentes séries de points d'échantillonnage de l'espace objet, de sorte que le nombre total de points d'échantillonnage de l'espace objet est augmenté.In other words, temporal or spatial multiplexing of the plenoptic camera in different ways, associated with different series of sample points of the object space, is performed so that the total number of sample points of the object space is increased.

Par exemple, chaque élément optique est monté sur un support mobile relié à un actionneur, pour piloter un déplacement de l'élément optique dans le plan π', indépendamment de la position des autres éléments optiques.For example, each optical element is mounted on a movable support connected to an actuator, to control a displacement of the optical element in the plane π ', independently of the position of the other optical elements.

On peut ainsi déplacer légèrement les éléments optiques, pour les agencer successivement selon différentes grilles de répartition. A chaque grille de répartition correspond un certain échantillonnage de l'espace objet. Ainsi, on réalise in fine un échantillonnage plus dense de l'espace objet. Le déplacement est de l'ordre d'une fraction de la largeur d'un élément optique.It is thus possible to move the optical elements slightly, to arrange them successively according to different distribution grids. Each distribution grid corresponds to a certain sampling of the object space. Thus, in fine, a denser sampling of the object space is realized. The displacement is of the order of a fraction of the width of an optical element.

En variante, la matrice d'éléments optiques reste fixe, et le capteur optique matriciel est monté sur un support mobile, relié à un actionneur pour piloter un déplacement dans le plan du capteur optique matriciel.In a variant, the matrix of optical elements remains fixed, and the matrix optical sensor is mounted on a mobile support, connected to an actuator for controlling a displacement in the plane of the matrix optical sensor.

Le déplacement du capteur optique matriciel comprend une composante parallèle à l'axe de la largeur du capteur optique matriciel et/ou une composante parallèle à l'axe de la longueur du capteur optique matriciel, notamment une composant horizontale et/ou une composante verticale. Chaque composante est inférieure au pas de pixel selon l'axe considéré.The displacement of the matrix optical sensor comprises a component parallel to the axis of the width of the matrix optical sensor and / or a component parallel to the axis of the length of the matrix optical sensor, in particular a horizontal component and / or a vertical component. Each component is less than the pixel pitch along the axis considered.

En variante, les macro-pixels associés aux différents éléments optiques se chevauchent partiellement. Un même pixel peut alors correspondre à plusieurs éléments optiques.In a variant, the macro-pixels associated with the different optical elements overlap partially. The same pixel can then correspond to several optical elements.

Un réseau d'obturateurs pilotables tel qu'un écran à cristaux liquides est placé en amont de la matrice d'éléments optiques, pour bloquer ou laisser passer la lumière se propageant vers les éléments optiques, de sorte qu'à chaque instant un pixel ne corresponde qu'à un unique élément optique.A network of controllable shutters such as a liquid crystal screen is placed upstream of the matrix of optical elements, to block or let the light propagating towards the optical elements, so that at each moment a pixel does not corresponds to a single optical element.

On définit une pluralité d'états du réseau d'obturateurs. A chaque état correspond une série différente de points d'échantillonnage de l'espace objet. En faisant varier dans le temps l'état du réseau d'obturateur, on réalise in fine un échantillonnage plus dense de l'espace objet.A plurality of states of the array of shutters are defined. Each state has a different set of sampling points in the object space. By varying the state of the shutter array over time, a denser sampling of the object space is ultimately performed.

Selon une autre variante, la caméra plénoptique comprend, juxtaposées ou imbriquées dans le même plan, au moins deux matrices d'éléments optiques dédiées chacune à une longueur d'onde différente.According to another variant, the plenoptic camera comprises, juxtaposed or nested in the same plane, at least two arrays of optical elements each dedicated to a different wavelength.

En amont de chaque élément optique se trouve un filtre passe bande, pour associer chaque élément optique à la détection d'une longueur d'onde en particulier, et définir lesdites plusieurs matrices d'éléments optiques. A chaque matrice d'éléments optiques correspond un échantillonnage différent de l'espace objet. En fonctionnement, l'objet est éclairé successivement aux plusieurs longueurs d'onde.Upstream of each optical element is a bandpass filter, for associating each optical element with the detection of a particular wavelength, and defining said plurality of optical element arrays. Each matrix of optical elements corresponds to a different sampling of the object space. In operation, the object is illuminated successively at several wavelengths.

Selon une autre variante, la caméra plénoptique comprend plusieurs matrices d'éléments optiques non coplanaires, associées chacune à un capteur optique matriciel propre. Une ou plusieurs lame(s) séparatrice(s) permet(tent) de séparer un flux lumineux ayant traversé le système optique d'entrée en plusieurs contributions. Chaque contribution est amenée à l'une des matrices d'éléments optiques.According to another variant, the plenoptic camera comprises several matrices of non-coplanar optical elements, each associated with a clean matrix optical sensor. One or more splitter blades (s) allows (tent) to separate a luminous flux having passed through the optical input system in several contributions. Each contribution is brought to one of the optical element matrices.

De préférence, la caméra plénoptique comprend deux matrices d'éléments optiques perpendiculaires entre elles, inclinées à 45% par rapport à une lame séparatrice. Une première matrice d'éléments optiques se trouve en face du système optique d'entrée, orthogonale à son axe optique.Preferably, the plenoptic camera comprises two matrices of optical elements perpendicular to each other, inclined at 45% relative to a separating plate. A first array of optical elements is opposite the optical input system, orthogonal to its optical axis.

Chaque matrice d'éléments optiques peut être dédiée à une longueur d'onde différente et/ou à des points d'échantillonnage différents de l'espace objet. L'invention concerne également un procédé de positionnement des éléments optiques 621.Each array of optical elements may be dedicated to a different wavelength and / or sampling points different from the object space. The invention also relates to a method for positioning optical elements 621.

Pour cela, on définit une grille objet formée par une première série de lignes parallèles, sécantes avec une seconde série de lignes parallèles. La grille objet est placée dans un plan objet π, conjugué d'un plan configuré pour recevoir la matrice 620 d'éléments optiques (et plus particulièrement les centres optiques de ces éléments optiques).For this, we define an object grid formed by a first series of parallel lines intersecting with a second series of parallel lines. The object grid is placed in an object plane π, conjugated with a plane configured to receive the matrix 620 of optical elements (and more particularly the optical centers of these optical elements).

Par simulation, on calcule l'image de la grille objet par le système optique d'entrée, pour obtenir la grille de répartition selon l'invention, le système optique d'entrée présentant une aberration de distorsion. Cette étape nécessite d'avoir préalablement caractérisé la réponse optique du système optique d'entrée.By simulation, the image of the object grid is calculated by the input optical system to obtain the distribution grid according to the invention, the input optical system having a distortion aberration. This step requires having previously characterized the optical response of the input optical system.

Selon une variante moins préférée, on détermine expérimentalement l'image de la grille objet par le système optique d'entrée.According to a less preferred variant, the image of the object grid is determined experimentally by the input optical system.

Ensuite, on positionne les centres optiques des éléments optiques 621 aux points d'intersection des lignes de cette grille de répartition. L'invention permet de corriger au moins partiellement l'effet d'une aberration de distorsion du système optique d'entrée.Next, the optical centers of the optical elements 621 are positioned at the intersection points of the lines of this distribution grid. The invention makes it possible at least partially to correct the effect of a distortion aberration of the input optical system.

Elle permet notamment l'utilisation d'un système optique d'entrée présentant une forte aberration de distorsion, sans que cela n'affecte la précision de la reconstruction tridimensionnelle à l'aide de la caméra plénoptique. L'invention est particulièrement avantageuse lorsque l'on doit placer la caméra plénoptique à proximité de l'objet à imager.In particular, it allows the use of an input optical system having a strong distortion aberration, without this affecting the accuracy of the three-dimensional reconstruction using the plenoptic camera. The invention is particularly advantageous when it is necessary to place the plenoptic camera close to the object to be imaged.

Dans ce cas, afin de conserver un champ large, le système optique d'entrée présente une focale courte (objectif grand angle). Or, un tel système optique présente généralement de fortes aberrations de distorsion. L'invention permet également de réduire des coûts de fabrication d'une caméra plénoptique, puisqu'il n'est plus nécessaire d'utiliser un système optique d'entrée corrigé des aberrations de distorsion, pour s'affranchir des inconvénients de la distorsion. L'invention permet également d'utiliser l'ensemble du champ de vision de la caméra plénoptique, sans avoir à rejeter les bords de champ, plus sensibles à la distorsion. On améliore ainsi l'échantillonnage de l'espace objet, permettant une meilleure précision de la reconstruction tridimensionnelle d'un objet.In this case, in order to keep a wide field, the input optical system has a short focal length (wide angle lens). However, such an optical system generally has strong distortion aberrations. The invention also makes it possible to reduce the manufacturing costs of a plenoptic camera, since it is no longer necessary to use an input optical system corrected for distortion aberrations, in order to overcome the disadvantages of distortion. The invention also makes it possible to use the entire field of view of the plenoptic camera, without having to reject the field edges, which are more sensitive to distortion. This improves the sampling of the object space, allowing a better accuracy of the three-dimensional reconstruction of an object.

Bien que le texte développe plus particulièrement l'application d'une caméra plénoptique à la reconstruction tridimensionnelle d'un objet imagé, l'invention n'est pas limitée à une utilisation de la caméra plénoptique comme système de vision en trois dimensions. On peut par exemple utiliser une caméra plénoptique pour reconstruire des images en deux dimensions d'une même scène, avec une mise au point en différents plans de l'espace objet.Although the text develops more particularly the application of a plenoptic camera to the three-dimensional reconstruction of an imaged object, the invention is not limited to a use of the plenoptic camera as a three-dimensional vision system. One can for example use a plenoptic camera to reconstruct two-dimensional images of the same scene, with a focus in different planes of the object space.

Claims (15)

REVENDICATIONS 1. Caméra plénoptique (600) comprenant : un système optique d'entrée (610), configuré pour recevoir des rayons lumineux provenant d'un objet à imager ; un capteur optique matriciel (630), comprenant une pluralité de pixels ; et une matrice (620 ; 620i ; 62Ο2) d'éléments optiques (621 ; 621i ; 62I2), disposée entre le système optique d'entrée et le capteur optique matriciel, chaque élément optique (621; 621i ; 62I2) étant associé à une pluralité de pixels du capteur optique matriciel, et les centres optiques des éléments optiques (621; 621i ; 62I2) étant répartis selon une grille de répartition, aux points d'intersection entre une première série de lignes et une seconde série de lignes de cette grille de répartition ; caractérisée en ce que les lignes de la première et de la seconde séries de lignes (652, 653 ; 852, 853) de la grille de répartition (650 ; 850 ; 950) comprennent une pluralité de lignes courbes, et en ce qu'une grille objet (640 ; 940 ; 1040i ; IO4O2), dont la grille de répartition (650 ; 850 ; 950) est l'image par le système optique d'entrée, est constituée d'une première série de lignes droites (642 ; 942), parallèles entre elles, et d'une seconde série de lignes droites (643 ; 943), parallèles entre elles et sécantes avec les lignes de la première série de lignes.A plenoptic camera (600) comprising: an input optical system (610) configured to receive light rays from an object to be imaged; a matrix optical sensor (630) comprising a plurality of pixels; and a matrix (620; 620i; 62Ο2) of optical elements (621; 621i; 62I2) disposed between the input optical system and the matrix optical sensor, each optical element (621; 621i; 62I2) being associated with a a plurality of pixels of the matrix optical sensor, and the optical centers of the optical elements (621; 621; 62I2) being distributed according to a distribution grid at the points of intersection between a first series of lines and a second series of lines of this grid distribution; characterized in that the lines of the first and second series of lines (652, 653, 852, 853) of the distribution grid (650; 850; 950) comprise a plurality of curved lines, and that object grid (640; 940; 1040i; 10O2), whose distribution grid (650; 850; 950) is the image by the input optical system, consists of a first series of straight lines (642; 942 ), parallel to each other, and a second series of straight lines (643; 943), parallel to each other and intersecting with the lines of the first series of lines. 2. Caméra plénoptique (600) selon la revendication 1, caractérisée en ce que le système optique d'entrée (610) présente une aberration optique de type distorsion en barillet, et en ce que les lignes courbes (652, 653) de la grille de répartition (650 ; 950) sont incurvées vers l'extérieur de ladite grille.2. plenoptic camera (600) according to claim 1, characterized in that the input optical system (610) has an optical aberration type barrel distortion, and in that the curved lines (652, 653) of the grid of distribution (650; 950) are curved outwardly of said grid. 3. Caméra plénoptique (600) selon la revendication 1, caractérisée en ce que le système optique d'entrée (610) présente une aberration optique de type distorsion en coussinet, et en ce que les lignes courbes (852 ; 853) de la grille de répartition (850) sont incurvées vers l'intérieur de ladite grille.Plenoptic camera (600) according to claim 1, characterized in that the input optical system (610) has a pincushion-type optical aberration, and that the curved lines (852; 853) of the grating of distribution (850) are curved towards the interior of said grid. 4. Caméra plénoptique (600) selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que les lignes (642) de la première série de lignes de la grille objet (640) sont réparties à intervalles réguliers selon un premier pas de grille, et/ou les lignes (643) de la seconde série de lignes de la grille objet (640) sont réparties à intervalles réguliers selon un second pas de grille pouvant être égal au premier pas de grille.4. plenoptic camera (600) according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the lines (642) of the first series of lines of the object grid (640) are distributed at regular intervals in a first step of grid, and / or the lines (643) of the second series of lines of the object grid (640) are distributed at regular intervals according to a second grid step that may be equal to the first grid step. 5. Caméra plénoptique (600) selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que les lignes (942) de la première série de lignes de la grille objet (940) sont réparties à intervalles irréguliers, et/ou les lignes (943) de la seconde série de lignes de la grille objet (940) sont réparties à intervalles irréguliers.5. plenoptic camera (600) according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the lines (942) of the first series of lines of the object grid (940) are distributed at irregular intervals, and / or the lines (943) of the second set of lines of the object grid (940) are distributed at irregular intervals. 6. Caméra plénoptique (600) selon la revendication 5, caractérisée en ce que les distances entre deux lignes (942) directement voisines de la première série de lignes de la grille objet (940) sont comprises entre 95% et 105% d'une première valeur moyenne, et/ou les distances entre deux lignes (943) directement voisines de la seconde série de lignes de la grille objet (940) sont comprises entre 95% et 105% d'une seconde valeur moyenne pouvant être égale à la première valeur moyenne.6. plenoptic camera (600) according to claim 5, characterized in that the distances between two lines (942) directly adjacent to the first series of lines of the object grid (940) are between 95% and 105% of a first average value, and / or the distances between two lines (943) directly adjacent to the second series of lines of the object grid (940) are between 95% and 105% of a second average value which may be equal to the first average value. 7. Caméra plénoptique (600) selon la revendication 5 ou 6, caractérisée par une répartition aléatoire des distances entre deux lignes (942) directement voisines de la première série de lignes de la grille objet (940), et/ou par une répartition aléatoire des distances entre deux lignes (943) directement voisines de la seconde série de lignes de la grille objet (940).Plenoptic camera (600) according to claim 5 or 6, characterized by a random distribution of the distances between two lines (942) directly adjacent to the first series of lines of the object grid (940), and / or by a random distribution distances between two lines (943) directly adjacent to the second series of lines of the object grid (940). 8. Caméra plénoptique (600) selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisée en ce que la matrice (620; 620i ; 62Ο2) d'éléments optiques est une matrice de microlentilles ou une matrice de sténopés.8. Plenoptic camera (600) according to any one of claims 1 to 7, characterized in that the matrix (620; 620i; 62Ο2) of optical elements is a matrix of microlenses or a pinhole matrix. 9. Caméra plénoptique (600) selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisée en ce qu'elle comprend une première matrice (620i) d'éléments optiques, et une seconde matrice (62Ο2) d'éléments optiques, coplanaire avec la première matrice (620i), les éléments optiques (621i) de la première matrice étant répartis selon une première grille de répartition, image par le système optique d'entrée d'une première grille objet (1040i), et les éléments optiques (62I2) de la seconde matrice étant répartis selon une seconde grille de répartition, image par le système optique d'entrée d'une seconde grille objet (IO4O2).9. plenoptic camera (600) according to any one of claims 1 to 8, characterized in that it comprises a first matrix (620i) of optical elements, and a second matrix (62Ο2) of optical elements, coplanar with the first matrix (620i), the optical elements (621i) of the first matrix being distributed in a first distribution grid, image by the optical input system of a first object grid (1040i), and the optical elements (62I2 ) of the second matrix being distributed according to a second distribution grid, image by the optical input system of a second object grid (IO4O2). 10. Caméra plénoptique (600) selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisée en ce que chaque élément optique (621 ; 621i ; 62I2) est monté sur un support mobile relié à un actionneur, le support mobile et l'actionneur étant configurés ensemble pour déplacer l'élément optique indépendamment des autres éléments optiques.10. Plenoptic camera (600) according to any one of claims 1 to 9, characterized in that each optical element (621; 621i; 62I2) is mounted on a movable support connected to an actuator, the movable support and the actuator. being configured together to move the optical element independently of the other optical elements. 11. Caméra plénoptique (600) selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisée en ce que le capteur optique matriciel (630) est monté mobile selon un plan.11. plenoptic camera (600) according to any one of claims 1 to 9, characterized in that the matrix optical sensor (630) is mounted in a plane. 12. Caméra plénoptique (600) selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisée en ce qu'elle comprend un réseau d'obturateurs pilotables individuellement, en amont de la matrice (620 ; 620i ; 62Ο2) d'éléments optiques, chaque obturateur étant aligné avec un élément optique de ladite matrice pour bloquer ou laisser passer des rayons lumineux ayant traversé le système optique d'entrée (610).12. Plenoptic camera (600) according to any one of claims 1 to 9, characterized in that it comprises a network of shutters controllable individually, upstream of the matrix (620; 620i; 62Ο2) of optical elements, each shutter being aligned with an optical element of said matrix for blocking or passing light rays having passed through the optical input system (610). 13. Caméra plénoptique (600) selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisée en ce qu'elle comprend plusieurs ensembles d'une matrice (620 ; 620i ; 62Ο2) d'éléments optiques et un capteur optique matriciel (630), et au moins une lame séparatrice, pour séparer un faisceau lumineux ayant traversé le système optique d'entrée (610) en plusieurs contributions dirigées chacune vers l'un desdits ensembles.13. Plenoptic camera (600) according to any one of claims 1 to 9, characterized in that it comprises several sets of a matrix (620; 620i; 62Ο2) of optical elements and a matrix optical sensor (630). and at least one splitter plate for separating a light beam having passed through the input optical system (610) into plural contributions each directed to one of said sets. 14. Caméra plénoptique (600) selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisée en ce qu'elle comprend au moins deux matrices (620 ; 620i ; 62Ο2) d'éléments optiques juxtaposées ou imbriquées dans un même plan, dédiées chacune à une longueur d'onde distincte, un filtre optique étant disposé en amont de chaque élément optique.14. plenoptic camera (600) according to any one of claims 1 to 9, characterized in that it comprises at least two matrices (620; 620i; 62Ο2) optical elements juxtaposed or nested in the same plane, each dedicated at a distinct wavelength, an optical filter being arranged upstream of each optical element. 15. Procédé pour positionner les éléments optiques (621 ; 621i ; 62I2) d'une caméra plénoptique (600) selon l'une quelconque des revendications 1 à 14, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes : définition de la grille objet (640 ; 940), située dans un plan objet (π), conjugué par le système optique d'entrée (610) d'un plan (π') destiné à recevoir les centres optiques desdits éléments optiques (621; 621i ; 6212) ; calcul de l'image de la grille objet par le système optique d'entrée (610), pour obtenir la grille de répartition (650 ; 850 ; 950) ; et positionnement des centres des éléments optiques (621; 621i; 6212) sur les points d'intersection (641a, 641b) de la grille de répartition (650 ; 850 ; 950).15. A method for positioning the optical elements (621; 621i; 62I2) of a plenoptic camera (600) according to any one of claims 1 to 14, characterized in that it comprises the following steps: definition of the object grid (640; 940), located in an object plane (π), conjugated by the optical input system (610) of a plane (π ') for receiving the optical centers of said optical elements (621; 621i; 6212) ; calculating the image of the object grid by the input optical system (610) to obtain the distribution grid (650; 850; 950); and positioning the centers of the optical elements (621; 621i; 6212) at the points of intersection (641a, 641b) of the distribution grid (650; 850; 950).
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