WO2009053422A1 - Imaging device with sub-wavelength pupil coding - Google Patents

Imaging device with sub-wavelength pupil coding Download PDF

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WO2009053422A1
WO2009053422A1 PCT/EP2008/064341 EP2008064341W WO2009053422A1 WO 2009053422 A1 WO2009053422 A1 WO 2009053422A1 EP 2008064341 W EP2008064341 W EP 2008064341W WO 2009053422 A1 WO2009053422 A1 WO 2009053422A1
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imaging device
wavelength
phase
function
optical
Prior art date
Application number
PCT/EP2008/064341
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French (fr)
Inventor
Brigitte Loiseaux
Jean-Pierre Huignard
Mane-Si Laure Lee-Bouhours
Frédéric DIAZ
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Thales
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    • G02B27/4211Diffraction optics, i.e. systems including a diffractive element being designed for providing a diffractive effect having a diffractive optical element [DOE] contributing to image formation, e.g. whereby modulation transfer function MTF or optical aberrations are relevant correcting chromatic aberrations
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Definitions

  • an imaging device comprises at least one lens-type optics making it possible to form the image of an object on a detector.
  • the simplest optics of the lens type introduces a set of important defects that are not generally revolutionary. It is thus necessary to use complementary optical elements generating significant phase differences. The combination with optical elements generating phase differences that are not revolution make it possible to compensate for the defects introduced by said lens, by minimizing the number of elements.
  • imaging devices are defined from an architecture of optical elements that implements the minimum number of dioptres, called “ideal configuration”.
  • ideal configuration an architecture of optical elements that implements the minimum number of dioptres.
  • a diffractive lens L 0 coupled to a second optic L 2 makes it possible to form the image of an object O on a detector C.
  • Such diffractive optics generate by nature a phase function and are generally machined by a diamond tip to achieve all the patterns within a material chosen for its transparency properties in a range of given wavelengths of use. Nevertheless, a number of disadvantages remain with this type of component. Diamond machining techniques are only compatible with revolution phase functions. Moreover, there exist multi-level binary techniques that require many masking steps to be effective (typically greater than four to obtain an efficiency of more than 90%), which induces both a cost and rates of The deviation from the calculated profile is rather important, related to the limitations of both the equipment used and the positioning tolerances of the different masks.
  • the present invention proposes a new type of imaging device using on the one hand an optical system capable of providing a phase function rendering the image invariant with respect to a given parameter (of the type for example: length d wave, small-field optics, wide-field optics, zoom function, etc.), thereby enabling part of the optical corrections necessary for the formation of an image and, secondly, image processing means. coupled to the detector, in order to lighten the entire imaging device while ensuring the presentation of a high quality image.
  • a given parameter of the type for example: length d wave, small-field optics, wide-field optics, zoom function, etc.
  • the subject of the present invention is an imaging device comprising at least:
  • a first optical subsystem (Li) for forming the image of an object; a multi-spectral detector sensitive at least in a first range of wavelengths ( ⁇ i- ⁇ -i, ⁇ -i + ⁇ -i) comprising a first so-called reference wavelength ( ⁇ i) and in a second range of wavelengths (X 2 -AX 2 , ⁇ 2 + ⁇ 2 ) comprising a second so-called reference wavelength ( ⁇ 2 );
  • means for post-processing the image making it possible to restore a quality image characterized in that it comprises a phase mask comprising patterns of dimensions smaller than the smallest of the reference wavelengths, said mask binary phase binary phase (M p ) having a phase function at least invariant with respect to a given parameter (wavelength type, bi-spectral optical, bi-field optical, wide field optics, zoom function, ... ) and being combined with the post-processing means for correcting aberrations introduced by the first optical subsystem.
  • a phase mask comprising patterns of dimensions smaller than the smallest of the reference wavelengths
  • said mask binary phase binary phase (M p ) having a phase function at least invariant with respect to a given parameter (wavelength type, bi-spectral optical, bi-field optical, wide field optics, zoom function, ... ) and being combined with the post-processing means for correcting aberrations introduced by the first optical subsystem.
  • the phase mask has an invariant phase function by defocusing.
  • the function may be of the poiynomial type or of the exponential type.
  • the image post-processing means provide a filter function that reverses the percusion response (PSF) delivered by the binary coding operation introduced by the phase mask.
  • PSF percusion response
  • the phase mask comprises a blazed network.
  • the blazed network is binary at two levels and comprises rungs, each rung comprising periodic patterns of variable size and distributed over a given period of time less than the reference wavelength.
  • the reference wavelengths are in the infrared range.
  • the reference wavelengths are in the X-band. According to a variant of the invention, the reference wavelengths are in the ultraviolet domain.
  • the reference wavelengths are of the order of a few hundred microns.
  • the first range of wavelengths is defined in the vicinity of 3-5 microns
  • the second wavelength range is defined in the vicinity of 8-12 microns.
  • the phase mask is made of a material of GaAs type for example, or Zns, ZnSe or GaSNR @ from Umicore.
  • the first optical subsystem is reflective or refractive lens type.
  • the first optical subsystem is of the Fresnel lens type.
  • the first optical subsystem and the phase mask are on both sides of the same optical component, one face providing a diffractive lens function, the other side providing the mask function of phase.
  • the invention also relates to an embedded system comprising an imaging device according to the invention.
  • FIG. 1 illustrates an imaging device comprising diffractive optics according to the known art
  • FIG. 2 illustrates a first example of an imaging device according to the invention involving phase coding
  • FIGS. 5a and 5b respectively illustrate a conventional diffractive optic element with a ladle grating and with a binary synthesis of this element, by means of microstructures of the pillar type.
  • the present invention provides an imaging device that combines a pupil-coded imaging approach and an approach for using linear blazed linear sub-wavelength optical surfaces.
  • FIG. 2 illustrates a first example of an imaging device according to the invention.
  • This device comprises a first optical Li, a phase mask M p , a second optical L 2 and a sensitive detector C in a range of wavelengths ( ⁇ o - ⁇ , ⁇ o + ⁇ ), said detector being coupled in output to image processing means Tj to ensure the quality of the images in support of said phase mask.
  • the phase mask provides a phase law to correct some of the optical aberrations, the other part being provided by the digital image processing. More precisely, the phase mask provides an invariant image of an object O, for example by defocusing (the image at the output of the component M p appears fuzzy) and is coupled to image processing means that make it possible to restore the image. image by applying for example a filter which reverses the coding (effect induced by the coding on the percusionne ⁇ le response).
  • an optical coding which implements the use of a phase law making it possible to make the optical combination insensitive to certain types of aberration and a frequency filtering in the detection plane to restore the quality of the image formed on the detection plan;
  • the desired blaze effect is obtained by a gradual change in the depth of a cladding material. constant.
  • the surface profile of these elements thus consists of continuous reliefs separated by discontinuities. These elements are designed for a certain wavelength, called the design wavelength, denoted ⁇ 0 .
  • X Light lost in blaze order (order 1) is transmitted in higher order. If we take the example of a hybrid lens, this phenomenon results in the transmission of a parasitic light, which is detrimental to the quality of imaging. This is conveniently reflected by the appearance of diffracted light throughout the image plane. For example, the output image is not clear, or little contrast because of the noise level provided by the parasitic orders especially if there are hot spots at the scene that we want to image.
  • a ⁇ ( ⁇ ) represents the phase difference between the low b and the high t of a step e of the network RE. This difference is equal to 2 ⁇ for an incident light at ⁇ 0 .
  • phase as a function of the wavelength A ⁇ ( ⁇ ) and the efficiency as a function of the wavelength ⁇ ( ⁇ ) are in fact given by:
  • the low dispersion of the optical material in the conventional diffractive optical elements results in a drop in the efficiency of the diffraction with the wavelength ⁇ ⁇ ⁇ o expressed by the equation Eq (1).
  • These conventional diffractive optical elements are therefore not broadband spectral. They can not be used in optical systems dedicated to broadband spectral applications, such as hybrid optical systems, composed of refractive and diffractive optics.
  • Other elements of diffractive optics known as binary microstructure, also called binary blazed networks, or sub-wavelength diffractive optical elements (SWDOE: "SubWavelength Diffractive Optic Element" are known.
  • binary synthesis of a conventional diffractive optical element we start from the classical diffractive optical element that we want to synthesize and we sample this network to obtain points, to which we can associate an index value The sampling must be done at a period less than the design wavelength, to obtain a sub-wavelength grating.
  • the various calculation techniques used are known to the man of the These techniques make it possible, for example, for a blazed echelette network such as the RE network shown in FIG. 5a, to define a blazed network bin. area as shown in Figure 5b. 5a, two echelon echelon gratings of period ⁇ ⁇ or not of the network) are represented. These steps are etched in an optical material of index n.
  • FIG. 5b A blazed binary network corresponding to the RE network of FIG. 5a is shown in FIG. 5b.
  • the network RE is sampled at the period ⁇ s chosen to be smaller than the design wavelength ⁇ 0 .
  • a certain number of points are obtained for each period ⁇ of the network.
  • the filling factor of each microstructure is defined, by known calculations, to locally give a phase shift value ⁇ (x) similar to that of the echelette grating at the sampled point, and equal in known manner to ⁇ (x) ⁇ 2 ⁇ (n). -I) h (x) -, where x
  • A is the coordinate of the sampled point on the Ox axis of the network.
  • the binary microstructures are of the pillar type.
  • a set of binary microstructures is obtained which encodes the grating pattern.
  • This set of microstructures is repeated at the period ⁇ of the echelette grating of FIG. 5a.
  • the use of this type of structure makes it possible to produce materials with an effective index whose index value makes it possible to have a wider range of materials (as a first approximation varying between the index of the substrate and the air , so typically can vary between 3 and less than 1.5, considering the materials used in particular in the infrared).
  • such materials offer a chromatic dispersion that depends on the geometry of the structures, which has the advantage of producing achromatic phase functions and thus "ladder" type sampling without loss of efficiency as a function of the length of the structure. wave. It is furthermore possible in this type of coding of the diffraction function to use only one level of masking during an etching operation, which may be of the RIE etching type, leading to the development of type of phase mask blazed binary. It is also possible to use replication methods for mass production, such as vitreous material molding technology, resin embossing deposited on the optical component or CD-type optical replication, which have proved their worth in terms of resolution.
  • this new class of optical components makes it possible to envisage the realization of more complex optical functions than those used in the design of traditional imaging systems, in particular it makes it possible to envisage performing complex and high-performance aspheric functions.
  • amplitude typically a few tens of wavelengths
  • the present invention may also be of interest in the context of new technologies, for example in the case of worn equipment such as binoculars or helmet visuals, in which multi-spectral systems are used.
  • the imaging device comprises for example a multi-spectral detector, that is to say both sensitive in a first range of wavelengths ( ⁇ r ⁇ i, ⁇ -i + ⁇ -i) having a first so-called reference wavelength ( ⁇ -i) and a sensitivity in a second wavelength range ( ⁇ 2- ⁇ 2 , ⁇ 2 + ⁇ 2 ) comprising a second so-called second wavelength reference (A2).
  • a single phase mask M p having patterns smaller than the smallest of the reference wavelengths is positioned upstream of the multi-spectral detector.
  • the ability to implement pupil-coded imaging techniques, where part of the correction is provided by signal processing also opens the way for the simplification of optical systems on the basis of a test criterion.
  • different optimization that of an invariance transfer function in spatial frequency, which offers additional degrees of freedom, thus making it possible to overcome certain optical elements called “athermalization", or to avoid the switching of an "optical bioc" in the case of multi-spectral imaging.

Abstract

The invention relates to an imaging device comprising at least: - a first optical subsystem (L1) making it possible to form the image of an object; - a multi-spectral detector sensitive at least in a first range of wavelengths (?-??1, ?1+??1) comprising a first so-called reference wavelength (?i) and in a second range of wavelengths (?2-??2, ?2+??2) comprising a second so-called reference wavelength (?2); - means of post-processing of the image making it possible to restore a quality image, characterized in that it comprises a phase mask comprising patterns of lower dimensions than the smaller of the reference wavelengths, said binary blazed phase mask (Mp) exhibiting a phase function at least invariant with respect to a given parameter (such as wavelength, bi-spectral optics, bi-field optics, wide-field optics, zoom function, etc.) and being combined with the post-processing means, making it possible to correct aberrations introduced by the first optical subsystem.

Description

Dispositif d'imagerie à codage de pupille sub-longueur d'onde Subwavelength pupil coded imaging device
Le domaine de l'invention est celui des dispositifs optique d'imagerie et notamment d'imagerie dans l'infra-rouge permettant le développement de caméras thermiques bas coût pour des applications par exemple de type : protection de zone, de surveillance de départ de feu, .... De manière générale, un dispositif d'imagerie comporte au moins une optique de type lentille permettant de former l'image d'un objet sur un détecteur. L'optique la plus simple de type lentille introduit un ensemble de défauts importants et qui ne sont pas en général de révolution. Il est ainsi nécessaire d'avoir recours à des éléments optiques complémentaires générant des écarts de phase importants. La combinaison avec des éléments optiques générant des écarts de phase qui ne sont pas de révolution permettent de compenser les défauts introduits par ladite lentille, en minimisant Ie nombre d'éléments.The field of the invention is that of optical imaging devices and in particular imaging in the infra-red for the development of low cost thermal cameras for applications such as: zone protection, starting surveillance of In general, an imaging device comprises at least one lens-type optics making it possible to form the image of an object on a detector. The simplest optics of the lens type introduces a set of important defects that are not generally revolutionary. It is thus necessary to use complementary optical elements generating significant phase differences. The combination with optical elements generating phase differences that are not revolution make it possible to compensate for the defects introduced by said lens, by minimizing the number of elements.
Actuellement les dispositifs d'imagerie sont définis à partir d'une architecture d'éléments optiques qui met en œuvre le nombre minimal de dioptres, dite « configuration idéale ». Cependant lorsqu'on associe au problème posé (ouverture de champ objet et image, résolution,...) les contraintes d'environnement des performances et de gamme spectrale d'utilisation, on aboutit généralement à l'implantation d'une combinaison qui met en œuvre un nombre d'éléments plus élevé que celui de la combinaison dite « idéale ». Il existe des techniques de pupilles codées qui permettent de simplifier des combinaisons mais qui nécessitent la réalisation de fonction de phase complexe.Currently imaging devices are defined from an architecture of optical elements that implements the minimum number of dioptres, called "ideal configuration". However, when we associate the problem posed (object and image field aperture, resolution, ...) with the environmental constraints of performance and spectral range of use, we generally end up with the implementation of a combination that puts a higher number of elements than the so-called "ideal" combination. There are coded pupil techniques which make it possible to simplify combinations but which require the realization of complex phase function.
Cet accroissement de composants conduit à augmenter non seulement le coût mais aussi le poids et l'encombrement des systèmes. Cette contrainte peut s'avérer dans certains cas très problématique, en particulier pour des systèmes embarqués, voire rédhibitoire à l'accès à de nouvelles technologies par exemple dans le cas d'équipements portés tels que des jumelles ou des visuels de casque, d'autant plus que l'on cherche à faire fonctionner des systèmes en multi-spectral. Il est à noter que pour la réalisation de systèmes multi-spectraux, il peut être envisagé d'utiliser des principes de codage pupillaire, permettant de réduire la sensibilité en longueur d'onde des optiques utilisées. II a déjà été proposé, pour répondre à l'ensemble des contraintes précitées, d'utiliser des optiques diffractives comme illustré en figure 1 , sur laquelle une lentille diffractive L0 couplée à une seconde optique L2 permet de former l'image d'un objet O sur un détecteur C. De telles optiques diffractives génèrent par nature une fonction de phase et sont généralement usinées par une pointe diamant pour réaliser l'ensemble des motifs au sein d'un matériau choisi pour ses propriétés de transparence dans une gamme de longueurs d'onde d'utilisation donnée. Néanmoins, un certain nombre d'inconvénients demeurent avec ce type de composant. Les techniques d'usinage diamants ne sont compatibles que de fonctions de phase de révolution. Par ailleurs il existe des techniques binaires à multi-niveaux qui nécessitent de nombreuses étapes de masquage pour être efficace (typiquement supérieure à quatre pour obtenir une efficacité de plus de 90%), ce qui induit à la fois un coût et des taux d'écart au profil calculé assez importants, iiés aux limitations à la fois des équipements utilisés et à celles des tolérances de positionnement des différents masques.This increase in components leads to increase not only the cost but also the weight and bulk of the systems. This constraint may prove to be very problematic in certain cases, in particular for embedded systems, even prohibitive to access to new technologies, for example in the case of worn equipment such as binoculars or helmet visuals. as much as one seeks to operate multi-spectral systems. It should be noted that for the realization of multi-spectral systems, it may be envisaged to use pupillary coding principles, making it possible to reduce the wavelength sensitivity of the optics used. It has already been proposed, in order to meet all of the aforementioned constraints, to use diffractive optics as illustrated in FIG. 1, on which a diffractive lens L 0 coupled to a second optic L 2 makes it possible to form the image of an object O on a detector C. Such diffractive optics generate by nature a phase function and are generally machined by a diamond tip to achieve all the patterns within a material chosen for its transparency properties in a range of given wavelengths of use. Nevertheless, a number of disadvantages remain with this type of component. Diamond machining techniques are only compatible with revolution phase functions. Moreover, there exist multi-level binary techniques that require many masking steps to be effective (typically greater than four to obtain an efficiency of more than 90%), which induces both a cost and rates of The deviation from the calculated profile is rather important, related to the limitations of both the equipment used and the positioning tolerances of the different masks.
Un inconvénient majeur réside par ailleurs dans le fait que de telles structures sont par nature chromatiques, fournissant des fonctions de phase chromatiques, ce qui ne permet pas de les utiliser dans des applications d'imagerie active ou passive intégrant des voies monochromatiques ou multispectrales (fonctionnant typiquement à plusieurs longueurs d'onde).A major disadvantage lies in the fact that such structures are by nature chromatic, providing chromatic phase functions, which does not allow them to be used in active or passive imaging applications integrating monochromatic or multispectral channels (operating typically at several wavelengths).
Dans ce contexte, la présente invention propose un nouveau type de dispositif d'imagerie utilisant d'une part un système optique capable de fournir une fonction de phase rendant l'image invariante par rapport à un paramètre donné (de type par exemple : longueur d'onde, optique petit champ, optique grand champ, fonction zoom, ...) permettant par la même d'assurer une partie des corrections optiques nécessaires à la formation d'une image et d'autre part des moyens de traitement d'image couplés au détecteur, et ce de manière à alléger l'ensemble du dispositif d'imagerie tout en assurant Ia présentation d'une image de grande qualité.In this context, the present invention proposes a new type of imaging device using on the one hand an optical system capable of providing a phase function rendering the image invariant with respect to a given parameter (of the type for example: length d wave, small-field optics, wide-field optics, zoom function, etc.), thereby enabling part of the optical corrections necessary for the formation of an image and, secondly, image processing means. coupled to the detector, in order to lighten the entire imaging device while ensuring the presentation of a high quality image.
Pius précisément la présente invention a pour objet un dispositif d'imagerie comportant au moins :More precisely, the subject of the present invention is an imaging device comprising at least:
- un premier sous-système optique (Li) permettant de former l'image d'un objet ; - un détecteur multi-spectral sensible au moins clans une première gamme de longueurs d'onde (λi-Δλ-i, λ-i+Δλ-i) comportant une première longueur d'onde dite de référence (λi) et dans une seconde gamme de longueurs d'onde (X2-AX2, λ2+Δλ2) comportant une seconde longueur d'onde dite de référence (λ2) ;a first optical subsystem (Li) for forming the image of an object; a multi-spectral detector sensitive at least in a first range of wavelengths (λi-Δλ-i, λ-i + Δλ-i) comprising a first so-called reference wavelength (λi) and in a second range of wavelengths (X 2 -AX 2 , λ 2 + Δλ 2 ) comprising a second so-called reference wavelength (λ 2 );
- des moyens de post-traitement de l'image permettant de restituer une image de qualité, caractérisé en ce qu'il comporte un masque de phase comportant des motifs de dimensions inférieures à la plus petite des longueurs d'onde de référence, ledit masque de phase biazé binaire (Mp) présentant une fonction de phase au moins invariante par rapport à un paramètre donné (de type longueur d'onde, optique bi-spectrale, optique bi-champ, optique grand champ, fonction zoom, ...) et étant combiné aux moyens de post-traitement, permettant de corriger des aberrations introduites par le premier sous- système optique.means for post-processing the image making it possible to restore a quality image, characterized in that it comprises a phase mask comprising patterns of dimensions smaller than the smallest of the reference wavelengths, said mask binary phase binary phase (M p ) having a phase function at least invariant with respect to a given parameter (wavelength type, bi-spectral optical, bi-field optical, wide field optics, zoom function, ... ) and being combined with the post-processing means for correcting aberrations introduced by the first optical subsystem.
Selon une variante de l'invention, le masque de phase présente une fonction de phase invariante par défocalisation.According to a variant of the invention, the phase mask has an invariant phase function by defocusing.
Selon une variante de l'invention, la fonction peut être de type poiynomial ou de type exponentiel. Selon une variante de l'invention, le masque de phase présente une fonction polynomiale répondant à l'équation suivante : Φ(x,y) = a χ (x* + .y3)According to a variant of the invention, the function may be of the poiynomial type or of the exponential type. According to a variant of the invention, the phase mask has a polynomial function corresponding to the following equation: Φ (x, y) = a χ (x * + y 3 )
Avec x et y les coordonnées perpendiculaires à l'axe optique Z du dispositif. Selon une variante de l'invention, les moyens de post-traitement d'image assurent une fonction de filtre qui inverse la réponse percusionnelie (PSF) délivrée par l'opération de codage binaire introduite par le masque de phase.With x and y the coordinates perpendicular to the optical axis Z of the device. According to a variant of the invention, the image post-processing means provide a filter function that reverses the percusion response (PSF) delivered by the binary coding operation introduced by the phase mask.
Selon une variante de l'invention, le masque de phase comporte un réseau blazé.According to a variant of the invention, the phase mask comprises a blazed network.
Selon une variante de l'invention, le réseau blazé est binaire à deux niveaux et comporte des échelettes, chaque échelette comportant des motifs périodiques de taille variable et répartis selon une période donnée inférieure à la longueur d'onde de référence. Selon une variante de l'invention, les longueurs d'onde de référence sont dans le domaine de i'infra-rouge.According to a variant of the invention, the blazed network is binary at two levels and comprises rungs, each rung comprising periodic patterns of variable size and distributed over a given period of time less than the reference wavelength. According to a variant of the invention, the reference wavelengths are in the infrared range.
Selon une variante de l'invention, les longueurs d'onde de référence sont dans la bande X. Selon une variante de l'invention, les longueurs d'onde de référence sont dans le domaine des ultra-violets.According to a variant of the invention, the reference wavelengths are in the X-band. According to a variant of the invention, the reference wavelengths are in the ultraviolet domain.
Selon une variante de l'invention, les longueurs d'onde de référence sont de l'ordre de quelques centaines de microns.According to a variant of the invention, the reference wavelengths are of the order of a few hundred microns.
Selon une variante de l'invention, la première gamme de longueurs d'onde est définie au voisinage de 3-5 microns, la seconde gamme de longueurs d'onde est définie au voisinage de 8-12 microns.According to a variant of the invention, the first range of wavelengths is defined in the vicinity of 3-5 microns, the second wavelength range is defined in the vicinity of 8-12 microns.
Selon une variante de l'invention, le masque de phase est réalisé dans un matériau de type GaAs par exemple ou Zns, ZnSe ou GaSNR@ de la société Umicore, Selon une variante de l'invention, le premier sous-système optique est de type lentille réflectrice ou réfractive.According to a variant of the invention, the phase mask is made of a material of GaAs type for example, or Zns, ZnSe or GaSNR @ from Umicore. According to one variant of the invention, the first optical subsystem is reflective or refractive lens type.
Selon une variante de l'invention, le premier sous-système optique est de type lentille de Fresnel.According to a variant of the invention, the first optical subsystem is of the Fresnel lens type.
Selon une variante de l'invention, le premier sous-système optique et le masque de phase sont sur les deux faces d'un même composant optique, une face assurant une fonction de lentille diffractive, l'autre face assurant la fonction de masque de phase.According to a variant of the invention, the first optical subsystem and the phase mask are on both sides of the same optical component, one face providing a diffractive lens function, the other side providing the mask function of phase.
L'invention a encore pour objet un système embarqué comportant un dispositif d'imagerie selon l'invention.The invention also relates to an embedded system comprising an imaging device according to the invention.
L'invention sera mieux comprise et d'autres avantages apparaîtront à la lecture de la description qui va suivre, donnée à titre non limitatif et grâce aux figures annexées parmi lesquelles :The invention will be better understood and other advantages will become apparent on reading the description which follows, given by way of non-limiting example and thanks to the appended figures among which:
- ia figure 1 illustre un dispositif d'imagerie comportant une optique diffractive selon l'art connu ;FIG. 1 illustrates an imaging device comprising diffractive optics according to the known art;
- Ia figure 2 illustre un premier exemple de dispositif d'imagerie selon l'invention mettant en jeu un codage de phase ;FIG. 2 illustrates a first example of an imaging device according to the invention involving phase coding;
- la figure 3 illustre un exemple de fonction de phase d'un exemple de masque de phase utilisé dans un dispositif d'imagerie de l'invention ; - la figure 4 illustre l'efficacité de diffraction respectivement pour un élément d'optique diffractive classique à échelette et du type réseau à échelette avec une synthèse binaire de cet élément, au moyen de microstructures de type pilier d'un élément d'optique diffractive classique, en fonction du rapport de la longueur d'onde d'illumination sur la iongueur d'onde nominale;FIG. 3 illustrates an exemplary phase function of an exemplary phase mask used in an imaging device of the invention; FIG. 4 illustrates the diffraction efficiency for a conventional ladder diffractive optical element and of the ladder grating type respectively with a binary synthesis of this element, by means of pillar-type microstructures of a diffractive optical element. conventional, as a function of the ratio of the illumination wavelength to the nominal wavelength;
- les figures 5a et 5b illustrent respectivement un élément d'optique diffractive classique à échelette et du type réseau à écheiette avec une synthèse binaire de cet élément, au moyen de microstructures de type pilier.FIGS. 5a and 5b respectively illustrate a conventional diffractive optic element with a ladle grating and with a binary synthesis of this element, by means of microstructures of the pillar type.
De manière générale, la présente invention propose un dispositif d'imagerie qui combine une approche d'imagerie à codage de pupille et une approche d'utilisation de surfaces optiques sub-longeur d'onde de type blazées linéaires.In general, the present invention provides an imaging device that combines a pupil-coded imaging approach and an approach for using linear blazed linear sub-wavelength optical surfaces.
La figure 2 illustre un premier exemple de dispositif d'imagerie selon l'invention. Ce dispositif comporte une première optique Li, un masque de phase Mp, une seconde optique L2 et un détecteur C sensible dans une gamme de longueurs d'onde (λo-Δλ, λo+Δλ), ledit détecteur étant couplé en sortie à des moyens de traitement d'image Tj permettant d'assurer la qualité des images en support dudit masque de phase. En effet, le masque de phase assure une loi de phase permettant de corriger une partie des aberrations optiques, l'autre partie étant assurée par le traitement numérique d'images. Pius précisément la masque de phase assure une image invariante d'un objet O, par exemple par défocalisation (l'image en sortie du composant Mp apparaît floue) et est couplé à des moyens de traitement de l'image qui permettent de restaurer l'image en appliquant par exemple un filtre qui inverse le codage ( effet induit par la codage sur la réponse percusionneïle).FIG. 2 illustrates a first example of an imaging device according to the invention. This device comprises a first optical Li, a phase mask M p , a second optical L 2 and a sensitive detector C in a range of wavelengths (λ o -Δλ, λ o + Δλ), said detector being coupled in output to image processing means Tj to ensure the quality of the images in support of said phase mask. Indeed, the phase mask provides a phase law to correct some of the optical aberrations, the other part being provided by the digital image processing. More precisely, the phase mask provides an invariant image of an object O, for example by defocusing (the image at the output of the component M p appears fuzzy) and is coupled to image processing means that make it possible to restore the image. image by applying for example a filter which reverses the coding (effect induced by the coding on the percusionneïle response).
On peut ainsi obtenir une image nette pour un grand intervalle de focalisation. Un exemple de loi de phase peut être : ΦtX y) = cc χ (x3 + y1)It is thus possible to obtain a clear image for a large focusing interval. An example of a phase law can be: ΦtX y) = cc χ (x 3 + y 1 )
Avec x et y les coordonnées perpendiculaires à l'axe optique Z du dispositif d'imagerie. La figure 3 illustre un exemple d'évolution de fonction de phase avec un coefficient α = 90,41 qui montre l'amplitude importante de la loi de phase.With x and y the coordinates perpendicular to the optical axis Z of the imaging device. FIG. 3 illustrates an example of phase function evolution with a coefficient α = 90.41 which shows the significant amplitude of the phase law.
L'avantage d'une telle solution est de simplifier la complexité de la chaîne d'imagerie conduisant à une solution plus proche de celle d'un système imageur mettant en œuvre un nombre minimal d'éléments optiques, en s'appuyant sur les avantages propres aux deux techniques suivantes :The advantage of such a solution is to simplify the complexity of the imaging chain leading to a solution closer to that of an imaging system implementing a minimal number of optical elements, relying on the advantages specific to the two following techniques:
- un codage optique qui met en œuvre l'utilisation d'une loi de phase permettant de rendre la combinaison optique insensible à certains types d'aberration et un filtrage fréquentiel dans le plan de détection pour rétablir la qualité de l'image formée sur le plan de détection ;an optical coding which implements the use of a phase law making it possible to make the optical combination insensitive to certain types of aberration and a frequency filtering in the detection plane to restore the quality of the image formed on the detection plan;
- la réalisation d'une partie de la fonction optique avec des éléments diffractifs de type blazés binaires sub-longueur, de manière à obtenir de manière efficace, une fonction de phase pour le codage de pupille, voire une partie de la combinaison optique.performing part of the optical function with sub-length binary blazed type diffractive elements, so as to efficiently obtain a phase function for the pupil coding, or even a part of the optical combination.
De tels éléments diffractifs de type biazés binaires sub-longueur d'onde ont notamment été décrits dans Ia publication « Extended depth of field though wave-front coding » : Edward R. Dowski, Jr., and W. ThomasSuch sub-wavelength bias-like bifunctional diffractive elements have in particular been described in the publication "Extended depth of field wave-front coding": Edward R. Dowski, Jr., and W. Thomas
Cathey (Avril 1995@ Vol.34, No 11 ©Applied Optics) et vont être explicités plus en détails ci-après.Cathey (April 1995 @ Vol.34, No. 11 © Applied Optics) and will be explained in more detail below.
De manière générale, avec des éléments d'optique diffractive classiques tels que les lentilles de Fresnel et les réseaux à échelette ou multi-niveaux, l'effet de blaze recherché est obtenu par une variation progressive de la profondeur d'un matériau d'indice constant. Le profil de surface de ces éléments consiste ainsi en des reliefs continus séparés par des discontinuités. Ces éléments sont conçus pour une certaine longueur d'onde, dite longueur d'onde de conception, notée λ0.In general, with conventional diffractive optical elements such as Fresnel lenses and ladder or multi-level gratings, the desired blaze effect is obtained by a gradual change in the depth of a cladding material. constant. The surface profile of these elements thus consists of continuous reliefs separated by discontinuities. These elements are designed for a certain wavelength, called the design wavelength, denoted λ 0 .
Ces éléments présentent une limitation importante à leur utilisation, car ils ne sont en pratique biazés qu'à la longueur d'onde de conception. A la longueur d'onde conception, l'efficacité de diffraction est de 100% aux pertes de Fresnel près, mais dès que la longueur d'onde de la lumière incidente s'écarte de cette valeur nominale, l'efficacité dans l'ordre de blaze (ordre 1 ) chute considérablement (effet amplifié par la difficulté de réalisation technologique).These elements have a significant limitation to their use, because they are in practice biabled only at the design wavelength. At the design wavelength, the diffraction efficiency is 100% at Fresnel losses, but as soon as the wavelength of the incident light deviates from this nominal value, efficiency in the order of blaze (order 1) drops considerably (effect amplified by the difficulty of technological achievement).
C'est ce qui est représenté sur les courbes 4a et 4b de Ia figure 4, qui montrent la courbe d'efficacité pour un élément d'optique diffractive classique à échelette et du type réseau à échelette avec une synthèse binaire de cet élément, au moyen de microstructures de type pilier d'un élément d'optique diffractive classique, en fonction du rapport de la longueur d'onde d'illumination sur la longueur d'onde nominale. Dans le domaine scalaire, on peut en effet montrer que l'efficacité de diffraction en fonction de la longueur d'onde de tout élément d'optique diffractive blazé dans l'ordre 1 est donnée par l'équation suivante :
Figure imgf000009_0001
où sinc(z)= — — , dont la courbe 1 est la représentation graphique
This is shown on the curves 4a and 4b of FIG. 4, which show the efficiency curve for a conventional diffractive optic element with echelette and of the echelette grating type with a binary synthesis of this element, on FIG. means of pillar-type microstructures of a conventional diffractive optical element, as a function of the ratio of the illumination wavelength to the nominal wavelength. In the scalar domain, it can indeed be shown that the diffraction efficiency as a function of the wavelength of any diffractive optical element blazed in order 1 is given by the following equation:
Figure imgf000009_0001
where sinc (z) = - -, whose curve 1 is the graphical representation
X La lumière perdue dans l'ordre de blaze (ordre 1 ) est transmise dans des ordres supérieurs. Si on prend l'exemple d'une lentille hybride, ce phénomène se traduit par la transmission d'une lumière parasite, qui est néfaste à la qualité de l'imagerie. Cela se traduit de façon pratique par l'apparition de lumière diffractée dans l'ensemble du plan image. Par exemple, l'image en sortie n'est pas nette, ou peu contrastée à cause du niveau de bruit apporté par les ordres parasites en particulier s'il existe des points chauds au niveau de la scène que l'on cherche à imager.X Light lost in blaze order (order 1) is transmitted in higher order. If we take the example of a hybrid lens, this phenomenon results in the transmission of a parasitic light, which is detrimental to the quality of imaging. This is conveniently reflected by the appearance of diffracted light throughout the image plane. For example, the output image is not clear, or little contrast because of the noise level provided by the parasitic orders especially if there are hot spots at the scene that we want to image.
On montre que cette chute d'efficacité provient de la faible dispersion du matériau, qui entraîne que pour une faible différence de longueur d'onde, la différence de phase àφ(λ) induite dans ia structure s'écarte de 2π, alors qu'elle est de 2π à la longueur d'onde de conception λ0 ou de blaze.It is shown that this drop in efficiency is due to the low dispersion of the material, which means that for a small difference in wavelength, the phase difference at φ (λ) induced in the structure deviates from 2π, whereas it is 2π at design wavelength λ 0 or blaze.
Par exemple, si on considère le réseau à échelette RE représenté sur la figure 5a, Aφ(λ) représente la différence de phase entre le bas b et le haut t d'un échelon e du réseau RE. Cette différence vaut 2π pour une lumière incidente à λ0.For example, if we consider the echelette array RE represented in FIG. 5a, Aφ (λ) represents the phase difference between the low b and the high t of a step e of the network RE. This difference is equal to 2π for an incident light at λ 0 .
Dans l'approximation scalaire, en négligeant les pertes de Fresnel, et en se plaçant en incidence normale du faisceau incident, la différence de δIn the scalar approximation, neglecting the Fresnel losses, and placing itself at the normal incidence of the incident beam, the difference in δ
phase en fonction de la longueur d'onde Aφ(λ) et l'efficacité en fonction de la longueur d'onde η(λ) sont en effet données par :phase as a function of the wavelength Aφ (λ) and the efficiency as a function of the wavelength η (λ) are in fact given by:
η{Â)=smc2 [π(l-àφ(λ)/2π)] , Eq.(3) où Δn(λ) = (n(λ) - Pair soit (n(λ) - 1 ), pour un élément d'optique diffractive gravé dans un matériau d'indice de réfraction n.η {Â) = smc 2 [π (l-φ (λ) / 2π)], Eq. (3) where Δn (λ) = (n (λ) - Pair is (n (λ) - 1), for a diffractive optical element etched in a refractive index material n.
Pour ces éléments d'optique diffractive, on peut considérer que Δn(λ) = Δn(λo), car la dispersion du matériau est négligeable : l'indice de réfraction varie peu autour de λ0. Eq (2) devient donc : Δφ{λ)=2π-± Eq.(4)For these diffractive optical elements, we can consider that Δn (λ) = Δn (λo), because the dispersion of the material is negligible: the refractive index varies little around λ 0 . Eq (2) becomes: Δφ {λ) = 2π- ± Eq. (4)
A et on obtient l'équation Eq{1 ) vue plus haut et représentée sur la figure 4, en remplaçant Aφ(λ) par cette expression dans Eq(2).A and we obtain the equation Eq {1) seen above and represented in FIG. 4, replacing Aφ (λ) by this expression in Eq (2).
Ainsi la faible dispersion du matériau optique dans les éléments d'optique diffractive classiques, entraîne une chute d'efficacité de la diffraction avec la longueur d'onde λ≠λo exprimée par l'équation Eq (1). Ces éléments d'optique diffractive classiques ne sont donc pas à large bande spectrale. On ne peut pas les utiliser dans les systèmes optiques dédiés à des applications à large bande spectrale, tels que des systèmes optiques hybrides, composés d'optiques réfractives et diffractives. On connaît d'autres éléments d'optique diffractive, dits à microstructure binaire, encore appelés réseaux blazés binaires, ou éléments d'optique diffractive sub-longueur d'onde (SWDOE : "SubWavelength Diffractive Optic Elément). Ces réseaux blazés binaires sont en fait une synthèse binaire d'un élément d'optique diffractive classique : on part de l'élément d'optique diffractive classique que l'on veut synthétiser et on échantillonne ce réseau pour obtenir des points, auxquels on peut associer une valeur d'indice ou de déphasage. L'échantillonnage doit se faire à une période inférieure à la longueur d'onde de conception, pour obtenir un réseau fonctionnant en régime sub-longueur d'onde. Les diverses techniques de calcul utilisées sont connues de l'homme du métier et ne seront pas rappelées ici. Ces techniques permettent, par exemple, pour un réseau blazé à échelettes tel que le réseau RE représenté sur la figure 5a, de définir un réseau blazé binaire comme représenté à la figure 5b. Si on reprend la figure 5a, deux échelons d'un réseau à échelettes RE de période Λ {ou pas du réseau) sont représentés. Ces échelons sont gravés dans un matériau optique d'indice n.Thus, the low dispersion of the optical material in the conventional diffractive optical elements results in a drop in the efficiency of the diffraction with the wavelength λ ≠ λo expressed by the equation Eq (1). These conventional diffractive optical elements are therefore not broadband spectral. They can not be used in optical systems dedicated to broadband spectral applications, such as hybrid optical systems, composed of refractive and diffractive optics. Other elements of diffractive optics known as binary microstructure, also called binary blazed networks, or sub-wavelength diffractive optical elements (SWDOE: "SubWavelength Diffractive Optic Element") are known. binary synthesis of a conventional diffractive optical element: we start from the classical diffractive optical element that we want to synthesize and we sample this network to obtain points, to which we can associate an index value The sampling must be done at a period less than the design wavelength, to obtain a sub-wavelength grating.The various calculation techniques used are known to the man of the These techniques make it possible, for example, for a blazed echelette network such as the RE network shown in FIG. 5a, to define a blazed network bin. area as shown in Figure 5b. 5a, two echelon echelon gratings of period Λ {or not of the network) are represented. These steps are etched in an optical material of index n.
Un réseau blazé binaire correspondant au réseau RE de la figure 5a est représenté sur la figure 5b. Le réseau RE est échantillonné à la période Λs choisie inférieure à la longueur d'onde de conception λ0. On obtient un certain nombre de points pour chaque période Λ du réseau. A chaque point on fait correspondre un facteur de remplissage donné pour un type de microstructure donné (trou, pilier) : ce facteur de remplissage est égal à la dimension d de Ia microstructure rapportée à la période d'échantillonnage du réseau : f=d/Λs. Le facteur de remplissage de chaque microstructure est défini, par des calculs connus, pour donner localement une valeur de déphasage Φ(x) semblable à celle du réseau échelette au point échantillonné, et égale de manière connue à Φ(x)≈2π(n-Ï)h(x)— , où xA blazed binary network corresponding to the RE network of FIG. 5a is shown in FIG. 5b. The network RE is sampled at the period Λ s chosen to be smaller than the design wavelength λ 0 . A certain number of points are obtained for each period Λ of the network. At each point a given fill factor is matched for a given microstructure type (hole, pillar): this fill factor is equal to the d dimension of the microstructure relative to the sampling period of the network: f = d / Λ s. The filling factor of each microstructure is defined, by known calculations, to locally give a phase shift value Φ (x) similar to that of the echelette grating at the sampled point, and equal in known manner to Φ (x) ≈2π (n). -I) h (x) -, where x
A est la coordonnée du point échantillonné sur i'axe Ox du réseau.A is the coordinate of the sampled point on the Ox axis of the network.
Dans l'exemple de la figure 5b, les microstructures binaires sont de type pilier. On obtient un ensemble de microstructures binaires qui codent le motif à échelon du réseau. Cet ensemble de microstructures se répète à la période Λ du réseau à échelette de la figure 5a. L'utilisation de ce type de structure rend possible la réalisation de matériaux à indice effectif dont la valeur de l'indice permet de disposer d'un éventail de matériaux plus large (en première approximation variant entre l'indice du substrat et l'air, donc typiquement pouvant varier entre 3 et moins de 1 ,5 en considérant les matériaux utilisés notamment dans l'infrarouge). Par ailleurs de tels matériaux offrent une dispersion chromatique dépendant de la géométrie des structures, ce qui présente l'avantage de réaliser des fonctions de phase achromatiques et donc un échantillonnage de type «échelettes» sans pertes d'efficacité en fonction de la longueur d'onde. II est de plus possible dans ce type de codage de la fonction de diffraction, de n'avoir recours qu'à un seul niveau de masquage pendant une opération de gravure, pouvant être de type gravure R.I.E., conduisant à l'élaboration de type de masque de phase blazé binaire. II est tout aussi possible de recourir à des méthodes de réplication pour la fabrication en série, type technologie de moulage de matériau vitreux, embossage de résine déposée sur le composant optique ou réplication optique type CD qui ont fait leur preuve en terme de résolution. Les avantages de cette nouvelle classe de composants optiques permet d'envisager la réalisation des fonctions optiques plus complexes que celles utilisées lors de la conception des systèmes d'imagerie traditionnels, en particulier elle permet d'envisager de réaliser les fonctions asphériques complexes et à forte amplitude (typiquement quelques dizaines de longueurs d'onde) nécessaires à la mise en œuvre des principes d'imagerie à codage de pupille. En particulier, elle permet de bénéficier des propriétés d'achromatisme qui autorisent la réduction à l'échelle de la longueur d'onde, l'amplitude de l'écart de différence de marche.In the example of FIG. 5b, the binary microstructures are of the pillar type. A set of binary microstructures is obtained which encodes the grating pattern. This set of microstructures is repeated at the period Λ of the echelette grating of FIG. 5a. The use of this type of structure makes it possible to produce materials with an effective index whose index value makes it possible to have a wider range of materials (as a first approximation varying between the index of the substrate and the air , so typically can vary between 3 and less than 1.5, considering the materials used in particular in the infrared). Moreover, such materials offer a chromatic dispersion that depends on the geometry of the structures, which has the advantage of producing achromatic phase functions and thus "ladder" type sampling without loss of efficiency as a function of the length of the structure. wave. It is furthermore possible in this type of coding of the diffraction function to use only one level of masking during an etching operation, which may be of the RIE etching type, leading to the development of type of phase mask blazed binary. It is also possible to use replication methods for mass production, such as vitreous material molding technology, resin embossing deposited on the optical component or CD-type optical replication, which have proved their worth in terms of resolution. The advantages of this new class of optical components makes it possible to envisage the realization of more complex optical functions than those used in the design of traditional imaging systems, in particular it makes it possible to envisage performing complex and high-performance aspheric functions. amplitude (typically a few tens of wavelengths) necessary for the implementation of pupil-coded imaging principles. In particular, it makes it possible to benefit from the achromatism properties that allow the wavelength scale reduction, the amplitude of the difference in gait difference.
La présente invention peut également être intéressante dans le cadre de nouvelles technologies par exemple dans le cas d'équipements portés tels que des jumelles ou des visuels de casque, dans lesquels on utilise des systèmes en multi-spectral.The present invention may also be of interest in the context of new technologies, for example in the case of worn equipment such as binoculars or helmet visuals, in which multi-spectral systems are used.
Ainsi et selon l'invention, le dispositif d'imagerie comporte par exemple un détecteur multi-spectraî, c'est-à-dire à la fois sensible dans une première gamme de longueurs d'onde (λrΔλi, λ-i+Δλ-i) comportant une première longueur d'onde dite de référence (λ-i) et sensible dans une seconde gamme de longueurs d'onde (λ2-Δλ2, λ2+Δλ2) comportant une seconde longueur d'onde dite de référence (À2). Un unique masque de phase Mp comportant des motifs de dimensions inférieures à la plus petite des longueurs d'onde de référence est positionné en amont du détecteur multi-spectral.Thus and according to the invention, the imaging device comprises for example a multi-spectral detector, that is to say both sensitive in a first range of wavelengths (λ r Δλi, λ-i + Δλ-i) having a first so-called reference wavelength (λ-i) and a sensitivity in a second wavelength range (λ2-Δλ 2 , λ 2 + Δλ 2 ) comprising a second so-called second wavelength reference (A2). A single phase mask M p having patterns smaller than the smallest of the reference wavelengths is positioned upstream of the multi-spectral detector.
En conclusion, la capacité de mise en œuvre des techniques d'imagerie à codage de pupille, où une partie de la correction est assurée par le traitement du signal ouvre aussi la voie à Ia simplification des systèmes optiques sur la base d'un critère d'optimisation différent, celui d'une fonction de transfert invariance en fréquence spatiale, qui offre des degrés de liberté supplémentaires, permettant par la même de s'affranchir de certains éléments optiques dit « d'athermalisation », ou d'éviter la commutation d'un « bioc optique » dans le cas de l'imagerie multi-spectral. In conclusion, the ability to implement pupil-coded imaging techniques, where part of the correction is provided by signal processing, also opens the way for the simplification of optical systems on the basis of a test criterion. different optimization, that of an invariance transfer function in spatial frequency, which offers additional degrees of freedom, thus making it possible to overcome certain optical elements called "athermalization", or to avoid the switching of an "optical bioc" in the case of multi-spectral imaging.

Claims

REVENDICATIONS
1. Dispositif d'imagerie comportant au moins :1. Imaging device comprising at least:
- un premier sous-système optique (Li) permettant de former l'image d'un objet ;a first optical subsystem (Li) for forming the image of an object;
- un détecteur multi-spectral sensible au moins dans une première gamme de longueurs d'onde (λi-Δλ-i, λi+Δλi) comportant une première longueur d'onde dite de référence (λ-i) et dans une seconde gamme de longueurs d'onde (λ2-Δλ2, λ2+Δλ2) comportant une seconde longueur d'onde dite de référence (λ2) ;a multi-spectral detector sensitive at least in a first range of wavelengths (λi-Δλ-i, λi + Δλi) comprising a first so-called reference wavelength (λ-i) and in a second range of wavelengths (λ 2 -Δλ 2 , λ 2 + Δλ 2 ) comprising a second so-called reference wavelength (λ 2 );
- des moyens de post-traitement de l'image permettant de restituer une image de qualité, caractérisé en ce qu'il comporte un masque de phase comportant des motifs de dimensions inférieures à la plus petite des longueurs d'onde de référence, ledit masque de phase blazé binaire (Mp) présentant une fonction de phase au moins invariante par rapport à un paramètre donné (de type longueur d'onde, optique bi-spectrale, optique bi-champ, optique grand champ, fonction zoom, ...) et étant combiné aux moyens de post-traitement, permettant de corriger des aberrations introduites par le premier sous- système optique.means for post-processing the image making it possible to restore a quality image, characterized in that it comprises a phase mask comprising patterns of dimensions smaller than the smallest of the reference wavelengths, said mask phase blazed binary (M p ) having a phase function at least invariant with respect to a given parameter (wavelength type, bi-spectral optical, bi-field optical, wide field optics, zoom function, ... ) and being combined with the post-processing means for correcting aberrations introduced by the first optical subsystem.
2. Dispositif d'imagerie selon la revendication 1 , caractérisé en ce que le masque de phase présente une fonction de phase invariante par défocalisation.2. Imaging device according to claim 1, characterized in that the phase mask has an invariant phase function by defocusing.
3. Dispositif d'imagerie selon la revendication 2, caractérisé en ce que le masque de phase présente une fonction de type poiynomial ou exponentiel.3. Imaging device according to claim 2, characterized in that the phase mask has a function of the type poiynomial or exponential.
4. Dispositif d'imagerie selon la revendication 3, caractérisé en ce que ia fonction polynomiale répond à l'équation suivante :4. Imaging device according to claim 3, characterized in that the polynomial function satisfies the following equation:
Φ(x,y) = a x (x3 + y3)Φ (x, y) = ax (x 3 + y 3 )
Avec x et y les coordonnées perpendiculaires à l'axe optique Z dudit dispositif d'imagerie. With x and y the coordinates perpendicular to the optical axis Z of said imaging device.
5. Dispositif d'imagerie selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les moyens de post-traitement d'image assurent une fonction de filtre qui inverse le résultat issu de l'opération de codage binaire introduite par te masque de phase.5. Imaging device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the image post-processing means provide a filter function that reverses the result from the binary coding operation introduced by the mask phase.
6. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le masque de phase comporte un réseau blazé.6. Device according to one of claims 1 to 5, characterized in that the phase mask comprises a blazed network.
7. Dispositif selon ia revendication 6, caractérisé en ce que le réseau blazé binaire comporte des échelettes, chaque échelette comportant des motifs périodiques de période (Λs) inférieure à la longueur d'onde de référence.7. Device according to claim 6, characterized in that the binary blazed network comprises echelettes, each scale having periodic patterns of period (Λs) less than the reference wavelength.
8. Dispositif d'imagerie selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que la longueur d'onde de référence est dans le domaine de l'infra-rouge.8. Imaging device according to one of claims 1 to 7, characterized in that the reference wavelength is in the field of infra-red.
9. Dispositif d'imagerie selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que la longueur d'onde de référence est dans la bande X.Imaging device according to one of claims 1 to 7, characterized in that the reference wavelength is in the X band.
10. Dispositif d'imagerie selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que la longueur d'onde de référence est dans le domaine des ultra-violets.10. Imaging device according to one of claims 1 to 7, characterized in that the reference wavelength is in the field of ultraviolet.
11. Dispositif d'imagerie selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que la longueur d'onde de référence est de l'ordre de quelques centaines de microns.11. Imaging device according to one of claims 1 to 7, characterized in that the reference wavelength is of the order of a few hundred microns.
12. Dispositif d'imagerie selon la revendication 11 , caractérisé en ce que la première gamme de longueurs d'onde est définie au voisinage de 3-5 microns, la seconde gamme de longueurs d'onde est définie au voisinage de 8-12 microns. An imaging device according to claim 11, characterized in that the first wavelength range is defined in the vicinity of 3-5 microns, the second wavelength range is defined in the vicinity of 8-12 microns. .
13. Dispositif d'imagerie selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le masque de phase est réalisé dans un matériau de type GaAs1 ZnS, ZnSe.13. Imaging device according to one of the preceding claims, characterized in that the phase mask is made of a GaAs 1 ZnS, ZnSe type material.
14. Dispositif d'imagerie selon l'une des revendications 1 à 13, caractérisé en ce que le premier sous-système optique est de type lentille réflectrice ou réfractive.14. Imaging device according to one of claims 1 to 13, characterized in that the first optical subsystem is of reflective or refractive lens type.
15. Dispositif d'imagerie selon l'une des revendications 1 à 14 caractérisé en ce que le premier sous-système optique est de type lentille de15. Imaging device according to one of claims 1 to 14 characterized in that the first optical subsystem is of the type of lens of
Fresnel.Fresnel.
16. Dispositif d'imagerie selon l'une des revendications 1 à 15 caractérisé en ce que le premier sous-système optique et le masque de phase sont sur des deux faces d'un même composant optique, une face assurant une fonction de lentille diffractive, l'autre face assurant la fonction de masque de phase.16. Imaging device according to one of claims 1 to 15 characterized in that the first optical subsystem and the phase mask are on both sides of the same optical component, a face providing a diffractive lens function the other side providing the phase mask function.
17. Système embarqué caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif d'imagerie selon l'une des revendications 1 à 16. 17. Embedded system characterized in that it comprises an imaging device according to one of claims 1 to 16.
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