Brevet FR3055428A1 — publié le 20180302

Système optique grand angle à focale variable. La présente invention est relative aux systèmes optiques grand angle de type fisheye à focale variable et 5 aux systèmes de formation d'image électronique comportant de tels systèmes optiques grand angle. Plus particulièrement, l'invention se rapporte à un système optique grand angle de type fisheye à focale variable apte à passer d'un fisheye diagonal à un fisheye 10 circulaire. Un tel système optique est destiné à être monté sur un système de formation d'image électronique comportant un capteur d'image électronique, en étant associé avec ledit capteur positionné dans l'espace image du système optique. 15 Par « système optique grand angle de type fisheye », on entend que le système optique présente un angle de champ maximal supérieur à 120 degrés selon au moins une direction générale du champ de vision du système optique, et de préférence un angle de champ maximal supérieur à 160 degrés 20 voire un angle de champ maximal proche de 180 degrés. Par « système optique grand angle de type fisheye à focale variable », on entend un changement de la région de l'image formée par le système optique sur laquelle l'angle de champ maximal est atteint. En particulier, un tel 25 système optique peut être tel que le champ de vue soit fixe lors du changement de focale. Ainsi, par « fisheye circulaire », on entend une configuration dans laquelle tout le champ de vue, dont l'angle maximale est proche de 180 degrés, est inscrit dans 30 le capteur électronique. Tout le champ de vue est ainsi imagé dans un cercle inscrit sur le capteur. Et par « fisheye diagonal », on entend une configuration dans laquelle l'angle de champ maximal, par 3055428 2 exemple proche de 180 degrés, est obtenu uniquement sur quelques directions, notamment sur des diagonales du capteur d'image. Un tel système optique est par exemple décrit dans le document EP 2 407 809 Al et comprend usuellement, sensiblement alignés selon un axe optique 0-I depuis un espace objet 0 vers un espace image I du système optique: un premier groupe de lentilles A à vergence négative, et un deuxième groupe de lentilles B à vergence positive, le premier groupe de lentilles A et le deuxième groupe de lentilles B se déplaçant l'un par rapport à l'autre le long de l'axe optique entre une configuration de plus courte distance focale fw et une configuration de plus longue distance focale ft. La configuration de plus courte distance focale correspond alors à un fisheye circulaire tandis que la configuration de plus longue distance focale correspond à un fisheye diagonal. Le système optique décrit dans le document EP 2 407 809 Al présente toutefois plusieurs inconvénients. Ce système comporte un nombre important de lentilles (14 lentilles) réalisées en un nombre également important de matériaux différents (10 matériaux différents). Plusieurs de ces lentilles présentent des surfaces asphériques dont la fabrication est coûteuse et qui imposent des tolérances de fabrication et d'alignement exigeantes. Par ailleurs, ce système optique présente un vignettage important qui limite les performances optiques du système en terme de non- uniformité de la répartition d'intensité lumineuse sur le capteur causant une chute importante de cette intensité dès lors que l'on s'éloigne du centre de l'image. Il existe un besoin pour améliorer les 3055428 3 caractéristiques optiques d'un tel système optique, ainsi que pour réduire la complexité et le coût de fabrication. La présente invention a notamment pour but de pallier ces inconvénients. 5 A cet effet, selon l'invention, un système optique du genre en question, spécialement destiné à être monté sur un système de formation d'image électronique comportant un capteur d'image électronique non-planaire en étant associé avec ledit capteur positionné dans l'espace image du 10 système optique, est caractérisé en ce qu'il satisfait en outre la condition suivante : C 3 5 REVENDICATIONS1. Système optique (1) grand angle de type fisheye à focale variable, spécialement destiné à être monté sur un système de formation d'image électronique (2) comportant un capteur d'image électronique non-planaire (3) en étant associé avec ledit capteur positionné dans l'espace image du système optique, le système optique (1) comprenant, sensiblement 10 alignés selon un axe optique depuis l'espace objet vers l'espace image du système optique: un premier groupe de lentilles A à vergence négative, et un deuxième groupe de lentilles B à vergence positive, 15 le premier groupe de lentilles A et le deuxième groupe de lentilles B étant aptes à se déplacer l'un par rapport à l'autre le long de l'axe optique entre une configuration de plus courte distance focale fw et une configuration de plus longue distance focale ft lors d'un changement de focale f 20 du système optique tel que : fwfSft le système optique satisfaisant les conditions suivantes : Yt 1.7 2. Système optique selon la revendication 1, dans 10 lequel le système optique satisfait la condition suivante : IF1I. F2 0.20 3. Système optique selon l'une des revendications 1 et 2, dans lequel ledit deuxième groupe de lentilles 20 B comprend, dans l'ordre à partir d'un espace image de celui-ci, une lentille positive et une lentille négative, en particulier une lentille positive, une lentille négative et une lentille positive. 25 4. Système optique selon l'une des revendications 1 à 3, dans lequel ledit deuxième groupe de lentilles B comprend moins de huit lentilles, de préférence moins de sept lentilles, encore plus préférentiellement moins de six lentilles. 30 3055428 24 5. Système optique selon l'une des revendications 1 à 4, dans lequel le système optique satisfait la condition suivante : bfw 2.50 6. Système optique selon l'une des revendications 1 à 5, dans lequel le système optique satisfait la condition suivante : 0.30 7. Système optique selon l'une des revendications 1 à 6, dans lequel le système optique satisfait la condition suivante : M2 0.45 8. Système optique selon l'une des revendications 1 3055428 25 à 7, dans lequel ledit deuxième groupe de lentilles B comprend une juxtaposition alternée de lentilles positives et négatives, débutant par une lentille positive depuis l'espace objet dudit groupe de lentilles. 5 9. Système de formation d'image électronique (2) comportant : - un système optique (1) selon l'une des revendications 1 à 8, et 10 - un capteur d'image électronique non-planaire (3) positionné dans l'espace image du système optique et associé avec le système optique. 10. Système de formation d'image électronique selon la 15 revendication 9, dans lequel le capteur d'image électronique non-planaire (3) présente un rayon de courbure fixe, en particulier fixe, lors d'un changement de distance focale du système optique.