Brevet FR3038193A1 (20161230)
REVENDICATIONS1. Procédé de conception d'un système d'imagerie comprenant un système optique (10) ayant un axe optique longitudinal (12), un détecteur d'image (30) et un filtre spatial (50), le système d'imagerie étant configuré pour former une image d'un plan de mise au point (20) sur le détecteur d'image (30), le procédé comprenant les étapes suivantes: a) Initialisation d'une position longitudinale (zo) du plan de mise au point (20) et d'une position longitudinale (z'o) du détecteur d'image (30), le système optique (10) conjuguant optiquement la position longitudinale (zo) du plan de mise au point (20) et la position longitudinale (z'o) du détecteur d'image (30) sur l'axe optique longitudinal (12) ; b) initialisation d'une fonction pupillaire de phase (15) du filtre spatial (50) dans le plan pupillaire (13) du système optique (10), c) calcul d'une fonction de transfert optique (FTO) du système optique (10) combiné avec le filtre spatial (50), en fonction, d'une part, de la fréquence spatiale (f) et, d'autre part, du défaut de mise au point (Y) ; d) détermination d'une carte de contraste et d'une carte de phase, la carte de contraste étant égale au module de la fonction de transfert optique (FTO) en fonction, d'une part, de la fréquence spatiale (f), et, d'autre part, du défaut de mise au point (Y) , et la carte de phase étant égale à l'argument de la fonction de transfert optique (FTO) en fonction, d'une part, de la fréquence spatiale (f), et, d'autre part, du défaut de mise au point (Y); e) détermination, à partir de la carte de contraste et/ou de la carte de phase obtenues à l'étape d), d'un domaine de profondeur de mise au point (P) du système d'imagerie dans la gamme utile de fréquences spatiales ([-fc ; fc]) et calcul d'une valeur d'extension longitudinale (IPI) dudit domaine de profondeur de mise au point (P) ; f) évaluation d'une fonction de mérite de ladite fonction pupillaire de phase du filtre spatial (50) en fonction de la valeur d'extension 3038193 32 longitudinale (IPI) du domaine de profondeur de mise au point (P) du système d'imagerie dans la gamme utile de fréquences spatiales ([-fc ; fc]); g) réitération des étapes b) à f) pour une autre fonction pupillaire de 5 phase (15) du filtre spatial (50) ; h) sélection, à partir d'une pluralité d'évaluations de la fonction de mérite correspondant respectivement à une pluralité de fonctions pupillaires de phase (15) du filtre spatial (50), d'une fonction de phase pupillaire déterminée permettant au système d'imagerie de 10 présenter une valeur déterminée d'extension longitudinale (I Pl) du domaine de profondeur de mise au point (P) dans la gamme utile de fréquences spatiales ([-fa ; fc]).\n<CLM>\1\tProcédé de conception d'un système d'imagerie selon la revendication 1 dans lequel l'étape d) comprend les étapes suivantes: 15 i) initialisation d'un seuil de contraste (Co), d'un seuil de déphasage ((Po) et d'un seuil de variation moyenne du contraste (So) ; j) détermination, à partir de la carte de contraste calculée à l'étape d) d'un premier domaine de profondeur de mise au point (Pc), pour lequel la valeur du contraste est supérieure ou égale au seuil 20 de contraste (IC0I) dans la gamme utile de fréquences spatiales ([- fc ; fc]); k) détermination, à partir de la carte de phase calculée à l'étape d) d'un deuxième domaine de profondeur de mise au point (P(), pour lequel la phase est inférieure ou égale au seuil de déphasage ((Po) 25 dans la gamme utile de fréquences spatiales ([-fc ; fc]) ; I) détermination d'un troisième domaine de profondeur de mise au point (Ps), pour lequel la variation moyenne de contraste moyenné dans la gamme utile de fréquences spatiales ([-fc ; fc]) est inférieure ou égale au seuil de variation moyenne du contraste 30 (So) ; et dans lequel l'étape e) comprend l'étape suivante : m) détermination du domaine de profondeur de mise au point (P) par intersection du premier domaine de profondeur de mise au point (Pc) avec le deuxième domaine de profondeur de mise au point 3038193 33 (13,p) et avec le troisième domaine de profondeur de mise au point (Ps), et dans lequel l'étape f) comprend l'étape suivante : n) calcul, en fonction du défaut de mise au point (Y), du contraste 5 moyen (e) du système d'imagerie moyenné dans la gamme utile de fréquences spatiales ([-fa ; fa]) et pour ledit domaine de profondeur de mise au point (P) déterminée à l'étape m); o) évaluation d'une fonction de mérite de ladite fonction pupillaire de phase (15) du filtre spatial (50) la fonction de mérite étant fonction, 10 d'une part, de la valeur d'extension longitudinale (IPI) du domaine de profondeur de mise au point (P) du système d'imagerie déterminée à l'étape m) et, d'autre part, du contraste moyen (e) calculé à l'étape n) dans la gamme utile de fréquences spatiales ([-fc ; fc]). 15\n<CLM>\1\tProcédé de conception d'un système d'imagerie selon l'une des revendications 1 à 2, dans lequel la pupille est de forme circulaire centrée sur l'axe optique (12), et dans lequel la fonction pupillaire de phase (15) du filtre spatial (50) est symétrique de révolution autour de l'axe optique (12) ou à symétrie de révolution partielle la fonction pupillaire de phase du filtre spatial (50) étant 20 décomposée en secteurs angulaires.\n<CLM>\1\tProcédé de conception d'un système d'imagerie selon l'une des revendications 1 à 3, dans lequel la fonction pupillaire de phase (15) du filtre spatial comporte une série de valeurs de phases discrètes.\n<CLM>\1\tProcédé de conception d'un système d'imagerie selon la revendication 25 4, dans lequel la fonction pupillaire de phase (15) du filtre spatial comporte des valeurs de phases binaires.\n<CLM>\1\tProcédé de conception d'un système d'imagerie selon l'une des revendications 1 à 2, dans lequel la fonction pupillaire de phase (15) du filtre spatial est une fonction polynomiale de la distance radiale par rapport au centre de 30 la pupille.\n<CLM>\1\tProcédé de conception d'un système d'imagerie selon l'une des revendications 1 à 6, dans lequel la pupille du système optique est asymétrique autour de l'axe optique.\n<CLM>\1\tProcédé de conception d'un système d'imagerie selon l'une des 3038193 34 revendications 1 à 7, dans lequel l'étape g) d'évaluation d'une fonction de mérite comporte une étape de calcul du produit de la valeur d'extension longitudinale (IPI) du domaine de profondeur de mise au point (P) par le contraste moyen (e) affecté d'un coefficient de puissance numérique (y), ce coefficient de puissance 5 numérique (y) étant un nombre réel.\n<CLM>\1\tProcédé de conception d'un système d'imagerie selon l'une des revendications 1 à 8 comportant une étape de détermination d'une valeur d'extension longitudinale du domaine de profondeur de champ en fonction de la valeur d'extension longitudinale (IPI) du domaine de profondeur de mise au point 10 (P).\n<CLM>\1\tFiltre spatial (50) pour un système d'imagerie comprenant un détecteur d'image et un système optique (10) ayant un plan pupillaire (13), le filtre spatial (50) étant destiné à être placé dans un plan pupillaire (13) ou dans un plan optiquement conjugué avec le plan pupillaire (13), le filtre spatial (50) formant un 15 masque de phase dans le plan pupillaire adapté pour modifier une carte de contraste et/ou une carte de phase du système d'imagerie sur un domaine de profondeur de mise au point (P) et sur une gamme utile de fréquences spatiales ([fc ;fc]), la carte de contraste étant égale au module, respectivement la carte de phase étant égale à la phase, de la fonction de transfert optique (FTO) du système 20 optique (10) combiné avec le filtre spatial (50) en fonction, d'une part, de la fréquence spatiale (f), et, d'autre part, du défaut de mise au point (Y), ayant une valeur d'extension longitudinale (IPI) du domaine de profondeur de mise au point (P), telle que calculée à l'étape e) de la revendication 1, supérieure, respectivement inférieure, d'un facteur multiplicateur, respectivement diviseur, au 25 moins égal à 2 , à la profondeur de mise au point (PM) calculée géométriquement dudit système d'imagerie dépourvu dudit filtre spatial (50).\n<CLM>\1\tSystème d'imagerie comprenant : - un système optique (10) ; - un détecteur d'image (30) ; et 30 - un filtre spatial (50) disposé au voisinage d'un plan pupillaire (13) du système optique (10) ou dans un plan conjugué optiquement avec le plan pupillaire (13) du système optique (10) ; - le système d'imagerie étant configuré pour former une image d'un plan de mise au point (20) sur le détecteur d'image (30), 3038193 caractérisé en ce que : le filtre spatial (50) forme, dans le plan pupillaire (13), un masque de phase ayant une fonction pupillaire de phase (15), ladite fonction pupillaire de phase (15) étant déterminée suivant le procédé de la revendication 1 de manière à 5 ce que le système optique (10) combiné au filtre spatial (50) présente un domaine de profondeur de mise au point (P) déterminé sur une gamme utile de fréquences spatiales ([-fc ; fc]) ayant une valeur d'extension longitudinale (IPI) du domaine de profondeur de mise au point (P) telle que calculée à l'étape e) de la revendication 1 supérieure, respectivement inférieure, d'un facteur multiplicateur, 10 respectivement diviseur, au moins égal à 2, à la profondeur de mise au point (PM) calculée géométriquement dudit système d'imagerie dépourvu dudit filtre spatial (50).\n<CLM>\1\tSystème d'imagerie selon la revendication 11 comportant en outre un système d'acquisition d'image adapté pour acquérir une image numérique 15 détectée par le détecteur d'image (30) et un système de traitement d'image configuré pour appliquer un post-traitement numérique à l'image numérique acquise par le système d'acquisition d'image, le post-traitement numérique étant fonction du filtre spatial (50) associé à ladite valeur d'extension longitudinale (IPI) du domaine de profondeur de mise au point (P) et au contraste moyen (e). 20\n<CLM>\1\tSystème d'imagerie selon la revendication 11 comportant un modulateur spatial de phase, le modulateur spatial de phase étant configuré pour former ledit filtre spatial (50) et ledit modulateur spatial de phase étant modulable dynamiquement.