Titre : Procédé d'obtention d'un outil de caractérisation fonctionnelle, en cours de fabrication ou après fabrication, d'un objectif optique.

[0001] La présente invention concerne un procédé et un dispositif d'obtention d'un outil de caractérisation fonctionnelle, en cours de fabrication ou après fabrication, d'un objectif optique. Elle concerne également un procédé et un système de caractérisation d'objectifs optiques mettant en œuvre un tel procédé, ou dispositif, de caractérisation.

[0002] Le domaine de l'invention est le domaine de la caractérisation qualitative des objectifs optiques.

État de la technique

[0003] Les objectifs optiques sont utilisés dans divers appareils, tels que par exemple des caméras, des appareils photos, des Smartphones, etc. pour imager une scène, ou alors en tant que source lumineuse, pour projeter des motifs, éclairer une scène, etc.

[0004] Un objectif optique est constitué d'un empilement de lentilles optiques convergentes, divergentes, asphériques, ou éventuellement d'autres formes complexes, séparées entre-elles par un espace vide, également appelé « air gap » en anglais, ou par une entretoise, également appelé « spacer » en anglais. Elles sont généralement assemblées via un dispositif que l'on appelle fût ou barillet. Une fois assemblé, l'objectif optique est testé pour déterminer une donnée de performance relative au fonctionnement dudit objectif, principalement pour valider ou non la qualité fonctionnelle dudit objectif.

[0005] Il existe actuellement différentes techniques pour tester un objectif optique lors de sa fabrication.

[0006] On connait des techniques de test par des mesures fonctionnelles, telles que par exemple la technique de caractérisation par Fonction de Modulation de Transfert, appelé « MTF » pour « Modulation Transfer Function » en anglais. Cette technique permet, par relevé de contraste en plusieurs points de mesure sur l'objectif optique, de valider ou non les performances dudit objectif optique en fin de fabrication. Les techniques de test par des mesures fonctionnelles, et en particulier la technique MTF, sont des techniques chronophages. De plus, ces techniques se concentrent sur l'objectif optique après sa fabrication, de sorte que lorsque l'objectif optique testé n'est pas performant, sa fabrication constitue entièrement une perte de temps et d'argent.

[0007] Il existe aussi une technique pour caractériser individuellement les éléments optiques composant l'objectif optique, avant sa fabrication. Cette technique prévoit de mesurer des valeurs de paramètres individuels sur chaque élément optique de l'objectif et de comparer cette valeur à des fourchettes de tolérances prédéterminées. Cependant, le nombre de paramètres mis en jeu dans cette technique peut être important, ce qui rend ces techniques chronophages aussi. De plus, il est en réalité difficile de prévoir les corrélations entre les paramètres individuels de chaque élément optique d'un objectif optique et sa performance finale. En effet, il a été observé que maintenir les paramètres individuels d'un élément optique dans une fourchette de valeurs ne garantit pas nécessairement la performance d'un objectif optique fabriqué qui va aussi dépendre du contexte des autres paramètres individuels et des combinaisons favorables ou non des paramètres dans leur fourchette de valeurs. Ces situations montrent que la technique existante n'est pas très efficace.

[0008] Un but de la présente invention est de remédier à au moins un des inconvénients précités.

[0009] Un autre but de l'invention est de proposer un outil pour la caractérisation fonctionnelle moins chronophage d'objectifs optiques.

[0010] Un autre but de l'invention est de proposer un outil pour la caractérisation fonctionnelle d'objectifs optiques plus simple et plus évolutif, en particulier en fonction de l'architecture des objectifs optiques.

[0011] Il est aussi un autre but de l'invention de proposer un outil plus performant pour la caractérisation fonctionnelle d'objectifs optiques.

Exposé de l'invention [0012] L'invention propose d'atteindre au moins l'un des buts précités par un procédé d'obtention d'un outil de caractérisation fonctionnelle, en cours de fabrication ou après fabrication, d'un objectif optique cible comprenant un empilement de plusieurs éléments optiques, ledit procédé comprenant :

- une phase de constitution d'une base, dite base d'entrainement, de jeux d'entrainement, chaque jeu d'entrainement comprenant pour un objectif optique, dit objectif d'entrainement, de même architecture que l'objectif cible :

■ au moins un jeu de données, dit jeu optique d'entrainement, comprenant des données relatives à au moins un paramètre géométrique d'au moins une interface optique dudit objectif optique d'entrainement, obtenu par interférométrie optique sur l'empilement d'éléments optiques dudit objectif d'entrainement ; ■ au moins un jeu de données, dit jeu de performance d'entrainement, comprenant des données relatives à une performance fonctionnelle dudit objectif optique d'entrainement déterminée suivant une technique de mesure de performance prédéterminée ; et

- une phase d'entrainement d'un modèle de caractérisation fonctionnelle avec ladite base d'entrainement.

[0013] Ainsi, le procédé selon l'invention propose un modèle de caractérisation fonctionnelle qui permet de prédire, lors de sa fabrication, la performance fonctionnelle d'un objectif optique cible comprenant un empilement de plusieurs éléments optiques, en fonction de valeurs d'interférométrie optique relatives aux interfaces optiques dudit objectif optique cible, sans avoir à réaliser de mesure fonctionnelle sur ledit objectif optique cible, par exemple par une méthode de mesure de MTF. De plus, l'invention propose un outil permettant de caractériser un objectif optique sans avoir à caractériser individuellement chaque élément optique de l'objectif optique. Ainsi, l'outil proposé par la présente invention permet une caractérisation moins chronophage et plus simple que les solutions actuelles. [0014] De plus, dans la présente invention, le jeu optique d'entrainement est déterminé par interférométrie optique sur l'ensemble des éléments optiques formant l'objectif d'entrainement après que lesdits éléments optiques sont empilés, et non sur chaque élément optique individuellement. Ainsi, la caractérisation est réalisée en prenant en compte à la fois chaque élément optique, mais aussi son association avec les autres éléments optiques formant l'objectif optique, ce qui permet une caractérisation plus complète et plus réaliste, et donc plus performante.

[0015] Avantageusement, selon l'invention le jeu optique est obtenu par interférométrie optique effectuée uniquement depuis une face, ou un côté, de l'empilement sans avoir à retourner ledit empilement. Ainsi, le jeu optique est obtenu de manière plus rapide. Dans ce cas, l'interférométrie optique permet d'obtenir des données relatives à chaque interface optique de l'objectif, y compris chaque interface optique, dite enterrée, c'est-à-dire une interface optique qui n'est visible uniquement au travers d'une autre interface optique dudit objectif.

[0016] Les éléments optiques composant un objectif optique sont empilés suivant une direction d'empilement, également appelé axe Z dans la suite, ou encore l'axe de l'objectif optique. Le plan perpendiculaire à l'axe Z, c'est-à- dire le plan selon lequel chaque élément optique s'étend, est appelé le plan X-Y dans la suite.

[0017] Dans la présente demande, jeu optique comprend des données relatives à la géométrie des interfaces optiques de l'objectif, également appelé « paramètre géométrique » de l'interface.

[0018] Par « paramètre géométrique d'une interface optique », on entend, par exemple, et sans perte de généralité :

- une position de l'interface optique au sein de l'objectif, dans l'axe Z ;

- une position d'un APEX de l'interface optique, en particulier dans le plan X-Y et/ou

- une position d'un APEX de l'interface optique, en particulier dans l'axe Z,

- une inclinaison (TIP et/ou TILT) de ladite interface optique par rapport à l'axe Z,

- un décentrement d'une interface optique, ou d'un élément optique, par rapport à l'axe Z, dans le plan X-Y.

[0019] Par « interface optique enterrée », on entend une interface qui, lors de l'interférométrie optique, n'est visible que par l'intermédiaire d'au moins une autre interface optique. L'au moins une autre interface optique au travers de laquelle l'interface enterrée est visible peut être une interface optique d'un même élément optique, ou une interface optique d'un autre élément optique. [0020] Deux objectifs optiques ont une architecture identique lorsque chacun de ces objectifs comprennent par conception des éléments optiques identiques empilés par conception de manière identique.

[0021] Suivant des modes de réalisation, le modèle de caractérisation fonctionnelle, peut comprendre :

- un réseau de neurones, en particulier régressif, et encore plus particulièrement un réseau de neurones CNN à apprentissage profond,

- un modèle de régression linéaire de polynômes,

- une équation gaussienne, obtenue par une méthode des moindres carrés, ou

- une méthode d'analyse statistique.

[0022] En particulier, le modèle de caractérisation fonctionnelle peut être un réseau de neurones CNN (pour « Convolutionnal Neural Network ») comportant par exemple une couche cachée. Il est important de noter que le nombre de couches du réseau de neurones est fonction du nombre de données dans l'au moins un jeu optique fourni en entrée dudit réseau de neurones, et du nombre de données dans l'au moins un jeu de performance souhaité en sortie.

[0023] La phase d'entrainement est réalisée avec une base d'entrainement comprenant une multitude de jeux d'entrainement, par exemple notés JEi- JEk. Chaque jeu d'entrainement J Ei comprend :

- au moins un jeu optique d'entrainement, par exemple noté JOAi ;

- un jeu de performance d'entrainement, par exemple noté JPAi.

[0024] La phase d'entrainement peut comprendre plusieurs itérations d'une étape d'entrainement comprenant les étapes suivantes :

- chaque jeu optique d'entrainement JOAi de chaque jeu d'entrainement JEi est donné en entrée du réseau de neurones. Le réseau de neurones donne en sortie un jeu de performance d'entrainement estimé, noté JPAi ^e ; - puis, une erreur, Ei, peut être calculée entre le jeu de performance d'entrainement estimé JPAi ^e et le jeu de performance d'entrainement, JPAi, pour chaque jeu d'entrainement JEi. L'erreur calculée peut par exemple être une distance euclidienne ou une distance cosinus entre le JPAi ^e et le JPAi ;

- ensuite une erreur globale peut être calculée pour l'ensemble des jeux d'entrainement, JEI-JEK, par exemple en additionnant les K erreurs JEi-JEk obtenues ; et

- les coefficients, ou poids, du réseau de neurones CNN sont mis à jour, par exemple par un algorithme de retropropagation du gradient de l'erreur.

[0025] L'étape d'entrainement peut être répétée plusieurs fois jusqu'à ce que l'erreur global calculée ne varie plus pendant plusieurs, par exemple 5, itérations successives. Lorsque c'est le cas, le réseau de neurones CNN peut être considéré comme étant entrainé.

[0026] Alternativement, ou en plus de ce qui vient d'être décrit, il est possible d'utiliser une première partie de la base d'entrainement, par exemple JEi-JEj, pour l'entrainement du réseau de neurones et une deuxième partie de la base d'entrainement, par exemple JEj+i-JEk, pour valider l'entrainement du réseau de neurones. Si les sorties du réseau de neurones obtenues sont assez proches des valeurs attendues, l'apprentissage est considéré comme acceptable. Sinon, plus de jeux d'entrainements sont présentés, ou bien la topologie du réseau est modifiée (nombre de couches, nombre de neurones par couches...) jusqu'à obtention d'un apprentissage satisfaisant.

[0027] Bien entendu, le modèle de caractérisation n'est pas limité à un réseau de neurones.

[0028] Suivant une alternative, le modèle de caractérisation peut comprendre, ou peut être, une méthode de recherche de corrélations, par exemple par méthode de régression, entre le jeu optique d'entrainement JOAi et les jeux de performance d'entrainement JPAi, de chaque jeu d'entrainement JEi.

[0029] Suivant un exemple de réalisation, la recherche des corrélations peut se faire via une méthode des moindres carrés. Elle peut consister à la mise en place d'une relation polynomiale supposée entre les JPAi et JOAi, et cela pour chaque JEi. Ensuite, la méthode des moindres carrés permet de trouver le meilleur jeu de coefficients des polynômes qui minimise l'erreur entre les sorties calculées par les polynômes obtenus et les JPAi.

[0030] Suivant des modes de réalisation particulièrement avantageux, au moins un jeu d'entrainement peut être obtenu à partir d'un objectif optique d'entrainement faisant partie d'un même lot d'objectifs que l'objectif cible, en particulier lors de la fabrication dudit lot d'objectifs. Autrement dit, dans ce cas, la base d'entrainement est obtenue, en partie ou en totalité, par des mesures réalisées sur des objectifs optiques faisant partie du même lot que l'objectif optique cible et qui ont été fabriqués préalablement.

[0031] Ainsi, le modèle de caractérisation est plus précis et permet de réaliser une caractérisation fonctionnelle plus précise.

[0032] Par « objectifs de même lot », on entend des objectifs qui proviennent d'une même architecture (même « design ») conçue pour que les objectifs réalisent une performance optique similaire. En supplément, ces objectifs peuvent aussi avoir des caractéristiques de fabrication communes telles que provenir d'une même ligne de production, être produits avec une machine commune, à des périodes semblables, etc...

[0033] Dans ce cas, une première partie des objectifs fabriqués d'un même lot est utilisée pour constituer une base d'entrainement. En particulier, pour chaque objectif de cette première partie du lot, un jeu d'entrainement est constitué en réalisant, pour ledit objectif fabriqué :

- au moins une mesure d'interférométrie optique pour obtenir au moins un jeu optique d'entrainement mesuré, et

- au moins une mesure fonctionnelle, pour obtenir au moins un jeu de de performance d'entrainement mesuré.

[0034] Ainsi, les premiers objectifs fabriqués d'un lot permettent de constituer une base d'entrainement. Cette dernière est utilisée pour entrainer le modèle de caractérisation fonctionnelle lors de la phase d'entrainement. Une fois le modèle de caractérisation entrainé, il est utilisé pour caractériser les objectifs suivants dudit lot, lors de leur fabrication.

[0035] Selon l'invention, le jeu optique d'entrainement est obtenu par interférométrie optique, soit par mesure physique réalisée par un appareil de d'interférométrie optique sur un objectif optique réel, soit par une mesure réalisée par simulation sur un objectif optique, réel ou non, modélisé sous forme numérique.

[0036] L'interférométrie optique permet d'obtenir au moins une donnée relative à une géométrie d'au moins une interface optique de l'objectif cible. Suivant un exemple de réalisation particulier, l'interférométrie optique est réalisée avec une source de lumière à faible cohérence émettant, en direction de l'empilement d'éléments optiques, et plus particulièrement selon l'axe Z, un faisceau de lumière, appelé faisceau de mesure. Le faisceau de mesure, illumine l'empilement d'objectif en un point de mesure plus ou moins large selon la focalisation dans le plan X-Y, et parcourt alors l'empilement d'éléments optique, en particulier dans la direction d'empilement, et traverse chaque interface optique à tour de rôle. À chaque interface optique, une partie du faisceau est réfléchie, et constitue un faisceau réfléchi. Ce faisceau réfléchi est alors capté par un capteur se trouvant du même côté que la source d'émission, et est caractérisé par interférométrie optique avec un faisceau de référence provenant aussi de la source de lumière. Par « zone de cohérence », on entend la zone dans laquelle des interférences entre le faisceau de mesure et le faisceau de référence peuvent se former sur le capteur. La zone de cohérence peut être déplacée en variant la différence de la longueur du chemin optique entre les deux faisceaux, par exemple en modifiant la longueur optique d'un des faisceaux ou des deux. L'appareil d'interférométrie optique permet de détecter sélectivement un signal d'interférence pour chaque interface au niveau de laquelle la zone de cohérence est positionnée, c'est-à-dire pour chaque surface se trouvant dans la zone de cohérence. Préférentiellement, la longueur de cohérence de la source lumineuse est ajustée de sorte à être plus courte qu'une distance optique minimale entre deux interfaces adjacentes de l'élément optique. Ainsi, pour chaque mesure, une seule interface se trouve dans la zone de cohérence, et donc, un signal d'interférence acquis ne comprend que la contribution d'une seule interface, ou ne provient que d'une seule interface. Les mesures des interférences sont effectuées selon un champ de vue déterminé par les moyens de mesure du dispositif. [0037] Selon un mode de réalisation, l'appareil interférométrique peut opérer en mode point en étant configuré pour détecter un signal d'interférence ponctuel en un point du champ de vue ou en un détecteur ponctuel. Le jeu optique d'entrainement peut être le signal d'interférence ou l'interférogramme qui est un signal d'intensité fonction du déplacement de la zone de cohérence le long de l'axe Z. Le signal d'interférence peut, par exemple, être vu comme une succession de raies d'interférence associées à chaque interface optique.

[0038] Alternativement ou en plus, l'appareil d'interférométrie optique peut comprendre un capteur interférométrique, dit capteur interférométrique en plein champ, configuré pour détecter un signal d'interférence en plein champ dans un champ de vue et représenté, par exemple, sous la forme d'une image 2D (image d'interférence) grâce à l'élément de détection.

[0039] Une interface à mesurer peut ainsi être imagée selon le champ de vue en une seule mesure ou par balayage d'un faisceau.

[0040] Dans un exemple particulier de mise en œuvre, un signal de mesure peut être formé par un signal d'interférence ponctuel associé à un pixel de l'élément de détection dont l'intensité est détectée suivant le déplacement en Z de la zone de cohérence.

[0041] Selon un exemple, le dispositif plein champ peut comprendre un capteur interférométrique avec un interféromètre de Michelson. Selon un autre exemple, le dispositif interférométrique peut comprendre un capteur interférométrique avec un interféromètre de Mach-Zehnder.

[0042] Selon un mode de réalisation, un appareil d'interférométrie en mode point et un appareil d'interférométrie en plein champ peuvent être associés.

[0043] La mesure d'interférométrie optique entre le faisceau de mesure et le faisceau de référence permet de fournir des données de mesure brutes qui comprennent, pour des interfaces optiques :

- en mode point : au moins une raie d'interférence dont la position et l'amplitude dépendent de la distance géométrique à laquelle se trouve ladite interface optique, par rapport à un point/plan de référence, au point de mesure. En particulier, le point/plan de référence est le point/plan d'émission de l'onde de mesure, ou alors d'une interface de référence connue faisant partie du dispositif de mesure. Ainsi, la position d'une raie d'interférence permet de déterminer la distance à laquelle se trouve l'interface optique qui lui est associée, au point de mesure.

- en mode plein champ : une séquence de signaux d'interférence 2D acquis pour une pluralité de différences de trajets optiques permettant d'obtenir des informations de forme des interfaces optiques. Ces séquences peuvent être acquises de différentes manières selon la technique d'analyse mise en œuvre. La pluralité de signaux d'interférence 2D peut notamment être acquise selon une méthode interférométrique par décalage de phase ou selon une méthode interférométrique par balayage vertical. Selon un autre mode de réalisation nullement limitatif, le signal d'interférence peut être traité par un procédé de calcul par holographie numérique. Typiquement, les signaux d'interférence 2D comportent une information d'amplitude et une information de phase. Des images associées à ces informations d'amplitude et des images associées à ces informations de phase peuvent être construites à partir des signaux d'interférence.

[0044] Selon des modes de réalisation, une seule mesure d'interférométrie optique peut être réalisée sur un objectif optique d'entrainement, soit par une mesure réelle sur un objectif optique d'entrainement réel soit par simulation sur un objectif optique d'entrainement modélisé sous forme numérique, pour obtenir un jeu optique. Dans ce cas, c'est cet unique jeu optique qui est utilisé comme jeu optique d'entrainement dans un jeu d'entrainement, éventuellement après traitement.

[0045] Par exemple, une mesure d'interférométrie optique, réelle ou simulée, sur l'empilement d'éléments optiques d'un objectif optique peut par exemple fournir un jeu optique comprenant :

- des données mesure brutes représentant le signal d'interférence, - des données de mesure brutes relatives à des positions, et éventuellement à des amplitudes, de raies d'interférence ; - des données de mesure, dites brutes, relatives à des images d'interférence d'un élément optique, contenant des informations d'intensité et des informations de phases;

- des valeurs de distance entre les interfaces optiques, ou les éléments optiques, obtenues par traitement des données brutes ;

- des données de topographie obtenues par traitement des données brutes ;

- de données d'épaisseur de chaque élément optique ;

- des données de position selon l'axe Z ;

- des données d'alignement par rapport à l'axe Z dans le plan X-Y ; ou - des données d'inclinaison par rapport à l'axe Z.

[0046] Suivant des modes de réalisation, plusieurs mesures d'interférométrie optique peuvent être réalisées sur un objectif optique d'entrainement, soit un objectif d'entrainement réel soit par simulation sur un objectif d'entrainement modélisé sous forme numérique, pour obtenir un ou plusieurs jeux optiques.

[0047] Par exemple, les données acquises lors de plusieurs mesures d'interférométrie optique (réelles ou simulées) peuvent être traitées pour fournir un unique jeu optique, par consolidation ou par concaténation des données obtenues pour chaque mesure. Alternativement, chaque mesure d'interférométrie optique peut fournir un jeu optique.

[0048] Par exemple, l'étape de mesure peut fournir une combinaison quelconque d'au moins un des jeux optiques suivants :

- un jeu optique relatif aux positions des interfaces optiques, ou des éléments optiques, selon l'axe Z : un tel jeu optique peut être obtenu par une ou plusieurs mesures d'interférométrie optique ;

- un jeu optique relatif aux épaisseurs des éléments optiques, selon l'axe Z : un tel jeu optique peut être obtenu par une ou plusieurs mesures d'interférométrie optique ;

- un jeu optique de profil de surface des interfaces optiques : un tel jeu optique peut être obtenu par une ou plusieurs mesures d'interférométrie optique ;

- un jeu optique relatif à un décentrement de chaque interface, ou élément optique, de l'empilement par rapport à l'axe de Z ou relativement à une position de centre d'une autre interface, dans le plan X-Y ;

- un jeu optique relatif à une inclinaison de chaque interface, ou élément optique, de l'empilement par rapport à l'axe de Z ou relativement à l'inclinaison d'une autre interface.

[0049] Suivant des modes de réalisation, au moins un jeu optique d'entrainement peut comprendre, une partie ou la totalité, de valeurs brutes obtenues par interférométrie optique à partir de l'objectif d'entrainement.

[0050] Par exemple, les données brutes peuvent comprendre des données de position, et éventuellement d'amplitude, d'au moins une raie d'interférence.

[0051] Selon un autre exemple, les données brutes peuvent comprendre des données représentant l'image d'amplitude et/ou l'image de phase associées à une image d'interférence.

[0052] Des exemples non limitatifs de données brutes de mesure sont donnés plus loin en référence à la FIGURE 2b pour un exemple d'interférométrie en mode point, et à en référence au FIGURE 2c- 2f pour un exemple d'interférométrie en mode plein champ.

[0053] Suivant des modes de réalisation, au moins un jeu optique d'entrainement peut comprendre au moins une valeur géométrique relative à au moins une interface optique de l'objectif d'entrainement déduites à partir de valeurs brutes d'interférométrie optique.

[0054] Une telle donnée géométrique peut comprendre l'une quelconque des données suivantes :

- au moins une valeur de position d'une interface, ou d'un élément, optique de l'objectif d'entrainement ;

- au moins une valeur d'épaisseur d'un élément optique de l'objectif d'entrainement ;

- au moins une valeur de décentrement d'au moins une interface, ou d'un élément, optique par rapport à l'axe Z, ou relativement à une position de centre d'une autre interface, dans le plan X-Y ; ou - au moins une valeur d'inclinaison d'au moins une interface, ou d'un élément, optique par rapport à l'axe Z, ou relativement à l'inclinaison une autre interface.

- au moins une valeur de topographie ou de profil de forme d'au moins une interface.

[0055] La position selon l'axe Z d'une interface optique peut être déterminée comme étant la position d'une raie d'interférence correspondant à ladite interface.

[0056] L'épaisseur d'un élément optique, selon l'axe Z, peut être déterminée en calculant la distance entre les raies d'interférence correspondant à chacune des interfaces optiques dudit élément optique.

[0057] La position d'une interface optique par rapport à l'axe Z peut être déterminée en effectuant plusieurs mesures d'interférométrie optique, réelles ou simulées, en particulier dans une zone centrale de l'objectif optique d'entrainement. En suivant, sur les plusieurs mesures, la position, selon l'axe Z, de la raie d'interférence associée à ladite interface, il est possible de déterminer la position de l'APEX de ladite interface optique. La position de l'APEX de l'interface optique permet de déterminer la position de ladite interface par rapport à l'axe Z, dans le plan X-Y, et donc son décentrement par rapport à l'axe Z.

[0058] Dans un autre exemple, la position d'une interface par rapport à l'axe Z peut être obtenue, par exemple, par détection d'une image d'interférence de l'interface dans une zone centrale de l'objectif optique d'entrainement et analyse de cette image et/ou analyse des images d'amplitudes ou de phases associées, notamment pour obtenir un profil de cette surface et la position de l'APEX de ladite interface optique.

[0059] La position d'un élément optique par rapport à l'axe Z peut être déterminée en fonction des positions de ces interfaces optiques.

[0060] L'inclinaison d'une interface optique par rapport à l'axe Z peut être déterminée en effectuant plusieurs mesures d'interférométrie optique, en particulier dans une zone périphérique de l'objectif optique d'entrainement. En suivant, sur les plusieurs mesures, la position dans l'axe Z, de la raie d'interférence associée à ladite interface, il est possible de déterminer la position de l'interface selon l'axe au niveau de ses bords, ce qui permet de déterminer l'inclinaison de ladite interface par rapport à l'axe Z.

[0061] L'inclinaison d'un élément optique par rapport à l'axe Z peut être déterminée en fonction des inclinaisons de ses interfaces optiques.

[0062] Il est également possible de déterminer chacun de ces paramètres géométriques en utilisant l'amplitude d'une raie d'interférence, en plus ou à la place de la position de la raie d'interférence.

[0063] Pour au moins un jeu d'entrainement, le jeu optique d'entrainement peut être obtenu par mesure d'interférométrique optique, sur un objectif optique d'entrainement réel, par un appareil d'interférométrie optique, par exemple tel que défini plus haut en mode point et/ou en mode plein champ.

[0064] Alternativement ou en plus, pour au moins un jeu d'entrainement, le jeu optique d'entrainement peut être obtenu par simulation, à partir d'un objectif optique d'entrainement modélisé sous une forme numérique.

[0065] Dans ce cas, le jeu optique d'entrainement est mesuré par simulation, sur un objectif d'entrainement lui-même modélisé numériquement.

[0066] Par exemple, durant la phase de conception d'un objectif optique, son architecture peut être modélisée en représentant les interfaces optiques (particulièrement celles des lentilles) par des formulations analytiques et en indiquant numériquement leurs espacements. Les valeurs théoriques d'indice de réfraction et de nombre d'Abbé des matériaux impliqués peuvent aussi données. Les données brutes d'interférométrie, telles que décrites précédemment, peuvent aussi être simulées à partir de l'architecture théorique de l'objectif. Les signaux d'interférence et/ou les séquences de signaux d'interférence théoriques peuvent être reconstitués en modélisant la propagation d'un faisceau incident et la rétropropagation des faisceaux réfléchis dans un objectif optique dont les paramètres de l'architecture sont connus. On connait par exemple le logiciel OpticStudio de la société Zemax qui calcule la propagation de rayons lumineux au travers d'empilements d'interfaces optiques, par calcul, au franchissement de chaque nouvelle interface rencontrée, d'un faisceau réfléchi et d'un faisceau transmis à partir d'un faisceau incident, par la mise en œuvre numérique des lois de Snell- Descartes. Ces calculs peuvent fournir les temps de parcours moyens des différents signaux optiques ainsi que leurs amplitudes relatives, qui sont converties ensuite en signaux interférométriques. Ces valeurs brutes obtenues par simulation peuvent ensuite être utilisées comme jeu optique d'entrainement, ou pour obtenir un jeu optique d'entrainement.

[0067] Ainsi, la phase de constitution de la base d'entrainement peut être accélérée.

[0068] Suivant des modes de réalisation, au moins un jeu de performance d'entrainement peut comprendre :

- au moins une valeur de caractérisation de front d'onde, ou

- au moins une valeur de Fonction de Modulation de Transfert, ou « MTF » (pour « Modulation Transfert Fonction » en anglais) ; pour au moins une position sur l'objectif optique d'entrainement.

[0069] Pour au moins un jeu d'entrainement, le jeu de performance d'entrainement peut être obtenu par mesure, avec un appareil de mesure, sur un objectif optique d'entrainement réel.

[0070] Par exemple, un tel jeu de performance d'entrainement peut être obtenu par un appareil de mesure de MTF, ou un appareil de mesure de front d'onde, sur objectif d'entrainement réel.

[0071] Alternativement, ou en plus, pour au moins un jeu d'entrainement, le jeu de performance peut être obtenu par simulation, à partir d'un objectif optique d'entrainement simulé sous une forme numérique.

[0072] Par exemple, durant la phase de conception d'un objectif optique, son architecture peut être modélisée en représentant les interfaces optiques (particulièrement celles des lentilles) par des formulations analytiques et en indiquant numériquement leurs espacements. Les valeurs théoriques d'indice de réfraction et de nombre d'Abbé des matériaux impliqués peuvent aussi données. Ces valeurs théoriques peuvent ensuite être entrées dans des logiciels de conception optique, par exemple le logiciel OpticStudio de la société Zemax, disponibles commercialement, pour simuler et optimiser les paramètres définissant l'objectif en calculant les performances fonctionnelles théoriques. Il est ainsi possible de calculer assez parfaitement les propriétés de transfert optique par simulation de la propagation de rayons optiques, cela pour différents points de la scène à observer, et les différents points associés sur la zone de détection. Ces fonctions de transfert peuvent ainsi être transformées par le logiciel en résultat de calculs de MTF par exemple, par transformée dans le domaine fréquentiel, autour de chaque point de détection choisi.

[0073] Suivant un autre aspect de la présente invention il est proposé un modèle de caractérisation fonctionnelle obtenu par le procédé selon l'invention.

[0074] Un tel modèle peut être un réseau neuronal entrainé, au moins une relation polynomiale, etc.

[0075] Un tel modèle peut être un programme d'ordinateur en tout langage informatique, tel que par exemple en langage machine, en C, C++, JAVA, etc. [0076] Un tel modèle peut être mémorisé sur un support informatique, tel qu'une mémoire flash, une puce informatique, un calculateur, un processeur, un disque dur, un ordinateur, un serveur, etc.

[0077] Suivant un autre aspect de la présente invention, il est proposé un dispositif d'obtention d'un outil de caractérisation fonctionnelle, en cours de fabrication ou après fabrication, d'un objectif optique cible comprenant un empilement de plusieurs éléments optiques, ledit dispositif comprenant :

- des moyens de constitution d'une base, dite base d'entrainement, de jeux d'entrainement, chaque jeu d'entrainement comprenant pour un objectif optique, dit d'entrainement, de même architecture que l'objectif cible :

■ au moins un jeu de données, dit jeu optique d'entrainement, comprenant des données relatives à au moins un paramètre géométrique d'au moins une interface optique dudit objectif d'entrainement, obtenu par interférométrie optique sur l'empilement d'éléments optiques dudit objectif d'entrainement ; ■ au moins un jeu de données, dit jeu de performance, comprenant des données relatives à une performance dudit objectif d'entrainement déterminée suivant une technique de mesure de performance prédéterminée ; et

- une unité informatique d'entrainement d'un modèle de caractérisation fonctionnelle avec ladite base d'entrainement.

[0078] L'unité informatique peut comprendre un calculateur, un processeur, un ordinateur, un serveur, etc.

[0079] Les moyens de constitution peuvent comprendre :

- au moins un moyen de mesure, réelle ou par simulation, d'au moins un jeu optique d'entrainement, et

- au moins un moyen de mesure, réelle ou par simulation, d'au moins un jeu de performance d'entrainement ; tels que ceux décrit plus haut.

[0080] De manière générale, le dispositif selon l'invention d'obtention d'un outil de caractérisation fonctionnelle peut comprendre, en termes de moyens, une combinaison quelconque d'au moins une des caractéristiques décrites plus haut en référence au procédé selon l'invention d'obtention d'un outil de caractérisation fonctionnelle.

[0081] Suivant un autre aspect de la présente invention, il est proposé un procédé de caractérisation fonctionnelle, en cours de fabrication ou après fabrication, d'un objectif optique cible comprenant un empilement de plusieurs éléments optiques, ledit procédé comprenant les étapes suivantes :

- mesure, sur ledit empilement d'éléments optiques, d'au moins un jeu optique, dit jeu optique mesuré ; et

- fourniture, en fonction dudit au moins un jeu optique mesuré, d'un jeu de performance, dit jeu de performance estimé, par un modèle caractérisation selon l'invention.

[0082] L'au moins un jeu optique mesuré peut être mesuré sur l'objectif cible par un dispositif interférométrie optique, tel que l'un quelconque des dispositifs d'interférométrie optique, en mode point ou en mode plein champ, décrits plus haut. [0083] L'au moins un jeu optique mesuré comprend des données de même nature, et présente un même formalisme que le jeu optique d'entrainement. Par exemple le jeu optique mesuré peut comprendre des données brutes, ou des valeurs de paramètres géométriques, à l'instar du jeu optique d'entrainement.

[0084] Suivant un autre aspect de la présente invention, il est proposé un dispositif de caractérisation fonctionnelle, en cours de fabrication ou après fabrication, d'un objectif optique cible comprenant un empilement de plusieurs éléments optiques, ledit dispositif comprenant :

- un appareil d'interférométrie optique pour mesurer, sur ledit empilement d'éléments optiques, au moins un jeu optique, dit jeu optique mesuré ; et

- un modèle caractérisation fonctionnelle selon l'invention.

[0085] En particulier, le modèle de caractérisation fonctionnelle peut être intégré dans un module informatique tel qu'un processeur, une puce, un ordinateur, une tablette, un serveur, etc. dédié ou non.

[0086] Suivant des modes de réalisation, le modèle de caractérisation fonctionnelle peut être intégré dans l'appareil d'interférométrie optique. Alternativement, le modèle de caractérisation peut se trouver dans un appareil indépendant dudit appareil d'interférométrie optique.

[0087] Suivant un autre aspect de la présente invention, il est proposé un procédé de fabrication d'un lot d'objectifs optiques comprenant une deuxième phase de fabrication comprenant au moins une itération d'une étape de fabrication d'un objectif optique dudit lot comprenant les opérations suivantes :

- empilement des éléments optiques formant ledit objectif optique ; et - caractérisation dudit objectif optique par le procédé de caractérisation selon l'invention.

[0088] Le jeu de performance estimé obtenu pour l'objectif optique peut être comparé à au moins une fourchette de valeurs de performance pour déterminer si les performances estimées de l'objectif optique sont satisfaisantes.

[0089] Si les performances estimées de l'objectif optique sont satisfaisantes, alors l'objectif optique peut être conservé.

[0090] Si les performances estimées de l'objectif optique ne sont satisfaisantes, alors l'objectif optique peut être soumis à au moins un autre test, par exemple par une mesure de MTF ou de front d'onde par un dispositif prévu à cet effet, en vue de vérifier, par mesure, la performance de l'objectif optique.

[0091] Alternativement ou en plus, si les performances estimées de l'objectif optique ne sont satisfaisantes, alors l'objectif optique peut être retouché pour améliorer ses performances. Par exemple, au moins un élément optique de l'objectif optique peut être repositionné ou remplacé.

[0092] En tous cas, cet objectif optique peut être utilisé pour alimenter la base d'entrainement.

[0093] Avantageusement, le procédé de fabrication selon l'invention peut comprendre une première phase de fabrication, préalable à la deuxième phase de fabrication, comprenant au moins une itération d'une étape de fabrication d'un objectif optique dudit lot comprenant les opérations suivantes :

- empilement des éléments optiques formant ledit objectif optique, - mesure, par interférométrie optique, d'au moins un jeu optique sur ledit objectif optique,

- mesure d'au moins un jeu de performance, et

- mémorisation, dans une base d'entrainement, d'un jeu d'entrainement formé par :

■ ledit au moins un jeu optique, et

■ ledit au moins un jeu de performance.

[0094] Cette première phase de fabrication permet de constituer une base d'entrainement pour entrainer le modèle de caractérisation fonctionnelle utilisé lors de la deuxième phase de fabrication.

[0095] Suivant un autre aspect de la présente invention, il est proposé un système de fabrication d'objectifs optiques comprenant : - au moins un moyen d'empilement des éléments optiques formant un objectif optique ; et

- un dispositif de caractérisation dudit objectif optique selon l'invention ; configurés pour mettre en œuvre le procédé de fabrication selon l'invention.

[0096] L'objectif optique peut être un objectif optique d'un Smartphone et en particulier un objectif optique d'un module caméra d'un Smartphone.

[0097] Alternativement, l'objectif optique peut être un objectif optique d'une tablette et en particulier un objectif optique d'un module caméra d'une tablette.

[0098] Alternativement, l'objectif optique peut être un objectif optique d'une caméra, et en particulier d'une caméra installée dans un véhicule, et en particulier d'un véhicule autonome.

[0099] Le véhicule peut être tout type de véhicule, et en particulier un véhicule terrestre, tel qu'une voiture, autonome ou non.

[0100] Le véhicule peut être tout type de véhicule, et en particulier un véhicule volant, tel qu'un avion, un hélicoptère, un drone, etc. autonome ou non.

[0101] Alternativement, l'objectif optique peut être un objectif optique d'un appareil d'imagerie médicale.

[0102] L'appareil d'imagerie médicale peut être un appareil d'imagerie médicale prévu pour être introduit, au moins une partie, dans le corps d'un sujet.

[0103] Suivant des exemples de réalisation non limitatif, l'appareil d'imagerie médicale peut être un endoscope, et encore plus particulièrement d'un endoscope jetable.

Description des figures et modes de réalisation [0104] D'autres avantages et caractéristiques apparaîtront à l'examen de la description détaillée de modes de réalisation nullement limitatifs, et des dessins annexés sur lesquels :

- la FIGURE 1 est une représentation schématique d'un exemple de réalisation non limitatif d'un objectif optique, au sens de la présente invention ;

- les FIGURES 2a et 2f sont des représentations schématiques d'un exemple non limitatif d'interférométrie optique pouvant être mise en œuvre dans la présente invention ;

- la FIGURE 3 est une représentation schématique d'un exemple de réalisation non limitatif d'un procédé selon l'invention d'obtention d'un outil de caractérisation fonctionnelle d'un objectif optique ;

- la FIGURE 4 est une représentation schématique d'un exemple de réalisation non limitatif d'un dispositif selon l'invention d'obtention d'un outil de caractérisation fonctionnelle d'un objectif optique ;

- la FIGURE 5 est une représentation schématique d'un exemple de réalisation non limitatif d'un procédé selon l'invention de caractérisation fonctionnelle d'un objectif optique ;

- la FIGURE 6 est une représentation schématique d'un exemple de réalisation non limitatif d'un dispositif selon l'invention de caractérisation fonctionnelle d'un objectif optique ; et

- la FIGURE 7 est une représentation schématique d'un exemple de réalisation non limitatif d'un procédé selon l'invention de fabrication d'un objectif optique.

[0105] Il est bien entendu que les modes de réalisation qui seront décrits dans la suite ne sont nullement limitatifs. On pourra notamment imaginer des variantes de l'invention ne comprenant qu'une sélection de caractéristiques décrites par la suite isolées des autres caractéristiques décrites, si cette sélection de caractéristiques est suffisante pour conférer un avantage technique ou pour différencier l'invention par rapport à l'état de la technique antérieure. Cette sélection comprend au moins une caractéristique de préférence fonctionnelle sans détails structurels, ou avec seulement une partie des détails structurels si c'est cette partie qui est uniquement suffisante pour conférer un avantage technique ou pour différencier l'invention par rapport à l'état de la technique antérieure. [0106] En particulier toutes les variantes et tous les modes de réalisation décrits sont combinables entre eux si rien ne s'oppose à cette combinaison sur le plan technique.

[0107] Sur les figures et dans la suite de la description, les éléments communs à plusieurs figures conservent la même référence.

[0108] La FIGURE 1 est une représentation schématique d'un exemple de réalisation non limitatif d'un objectif optique pouvant être mis en œuvre dans la présente invention.

[0109] Un objectif optique a pour fonction de focaliser une image d'une scène dans un plan image, généralement constitué par une caméra CMOS (dite « CMOS Imager System» qui fournit l'acronyme CIS). Un tel objectif est généralement constitué d'en empilement d'éléments optiques comprenant une combinaison quelconque d'éléments optiques tels que des lentilles, des rondelles d'espacement et d'opacification, etc.

[0110] Lors de la fabrication de l'objectif optique, également appelé « objectif » dans la suite, chaque élément optique dudit objectif est sélectionné individuellement et empilé avec les autres éléments optiques dans un barillet d'assemblage, selon un ordre donné. L'empilement est ensuite solidarisé avec le barillet par des techniques connues, par exemple par collage.

[0111] Après sa fabrication, l'objectif optique est testé fonctionnellement par des techniques connues, tel que par exemple par des mesures de MTF, en vue de tester la performance dudit objectif optique. De manière résumée, la mesure de MTF permet de tester la qualité de contraste de l'image d'une mire, en différents points de l'image, et le cas échéant pour différentes distances entre la mire et le système de mesure, avec le cas échéant différentes mises au point, ou ajustement de la distance objectif/image pour obtenir la netteté. La mesure de MTF fournit un jeu de valeurs pour des paramètres fonctionnels. Ces valeurs sont ensuite testées pour déterminer si chaque valeur d'un paramètre se trouve dans une fourchette prédéterminée associé à ce paramètre. Si toutes les valeurs mesurées, ou la plupart des valeurs mesurées, se trouvent dans les fourchettes prédéfinies, alors la performance fonctionnelle de l'objectif est jugée satisfaisante. [0112] Bien entendu, la mesure de MTF est donnée à titre d'exemple seulement et n'est nullement limitative. D'autres techniques de mesure peuvent être utilisées pour tester la qualité de l'objectif optique, telle que par exemple une technique de mesure de front d'onde.

[0113] Dans la suite, on note :

- « JPE » un jeu de performance estimé selon la présente invention avec le modèle de caractérisation fonctionnelle.

- « JPA » un jeu de performance d'entrainement, soit mesuré par un appareil de mesure de la qualité fonctionnelle d'un objectif d'entrainement, soit calculé par simulation sur une modélisation numérique d'un objectif d'entrainement.

[0114] L'objectif optique 100 représenté sur la FIGURE 1 peut être un objectif optique d'entrainement, également appelé objectif d'entrainement. L'objectif optique 100 représenté sur la FIGURE 1 peut être un objectif optique cible, également appelé objectif cible, dont on souhaite caractériser les performances.

[0115] Sur la FIGURE 1, et à titre d'exemple non limitatif seulement, l'objectif 100 comprend quatre lentilles 102-108 empilées dans une direction d'empilement 110, également appelé axe Z, dans un barillet 112. Au moins deux des lentilles 102-108 peuvent être séparées entre elles d'un espace vide, appelé « air gap », ou d'une entretoise, ou rondelle, d'espacement, également appelée « spacer ».

[0116] Chaque lentille comporte deux interfaces, à savoir une interface, dite amont, et une interface, dite avale, dans la direction de l'empilement 110. Ainsi, la lentille 102 a une interface amont 114i et une interface avale 1142, la lentille 104 a une interface amont 114s et une interface avale 1144, la lentille 106 a une interface amont 114s et une interface avale 114e et la lentille 108 a une interface amont 114? et une interface avale 114s.

[0117] La FIGURES 2a est une représentation schématique d'un exemple de réalisation non limitatif d'interférométrie optique pouvant être mise en œuvre par la présente invention. [0118] L'exemple de mesure d'interférométrie représenté sur la FIGURE 2a peut être utilisé pour déterminer soit au moins un jeu optique d'un objectif d'entrainement pouvant être utilisé dans un jeu d'entrainement, soit au moins un jeu optique mesuré d'un objectif cible en vue de caractériser ledit objectif cible.

[0119] La mesure d'interférométrie optique est réalisée par un appareil 200 d'interférométrie optique, représenté de manière très schématique, sur la FIGURE 2a. L'appareil 200 comprend une source 202 de lumière et un capteur d'interférométrie 204. La source 202 émet, en direction de l'empilement d'éléments optiques, un faisceau 206 de lumière cohérente, appelé faisceau de mesure, par exemple un faisceau laser, en un point de mesure ou selon un champ de vue 208 dans le plan X-Y, perpendiculaire à la direction 110. Le faisceau de mesure 206 parcourt alors l'empilement d'éléments optiques, en particulier dans la direction d'empilement, également appelé axe Z, et traverse chaque interface optique 114 à tour de rôle. À chaque interface optique 114i, une partie 210i du faisceau de mesure 206 est réfléchie, tel que :

- un faisceau 210i est réfléchi par l'interface 114i,

- un faisceau 210s est réfléchi par l'interface 114s,

[0120] Chaque faisceau réfléchi 210i du faisceau de mesure 206 est alors capté par le capteur 204 se trouvant du même côté que la source d'émission 202, et va produire un signal d'interférence lorsque ce faisceau réfléchi 210i et un faisceau de référence 212, aussi issu de la source 202 de lumière se recombine sur le capteur 204, la différence des trajets parcourus par les deux faisceaux respectifs étant inférieure à la longueur de cohérence de la source d'émission 202. En particulier, pour chaque faisceau réfléchi 210i le capteur 204 fournit une raie d'interférence, dite raie principale, ou une image d'interférence, selon les modes d'illumination et de détection mises en œuvre, à une distance optique correspondant à la position de l'interface par rapport à la source d'émission 202, ou tout autre référence prédéterminée. Bien entendu, à part le faisceau 210i réfléchi par la première interface 114i rencontrée par le faisceau de mesure 206, une partie de chacun des autres faisceaux réfléchis 2102-2108 peut, elle-même, être réfléchie dans l'autre sens au passage d'une interface précédente, ce qui peut engendrer des faisceaux optiques à réflexion multiples (non représentés) captés par le capteur 204. Ces faisceaux à réflexions multiples engendrent des raies d'interférence, appelées raies secondaires, ou des images secondaires, généralement de plus faible amplitude.

[0121] Les mesures d'interférométrie optique peuvent être réalisées avec un faisceau de mesure d'un capteur interférométrique illuminé par une source lumineuse à faible cohérence. Pour cela, l'appareil d'interférométrie optique dispose de moyens de positionnement pour positionner relativement une zone de cohérence du capteur interférométrique au niveau de l'interface à mesurer. L'interface à mesurer peut être une interface « enterrée », c'est-à-dire, l'une des interfaces à l'intérieur de l'élément optique. Pour arriver à une telle interface enterrée, le faisceau de mesure doit donc traverser d'autres interfaces de l'élément optique. Le dispositif selon l'invention permet de détecter sélectivement un signal d'interférence pour chaque interface au niveau de laquelle la zone de cohérence est positionnée, c'est-à-dire pour chaque surface se trouvant dans la zone de cohérence puisque la longueur de cohérence de la source lumineuse est ajustée de sorte à être plus courte qu'une distance optique minimale entre deux interfaces adjacentes de l'élément optique. Ainsi, préférentiellement, pour chaque mesure, une seule interface se trouve dans la zone de cohérence.

[0122] Les mesures des interférences peuvent être effectuées selon un champ de vue déterminé par les moyens de mesure du dispositif. Les mesures peuvent ainsi être réalisées soit en plein champ, soit par balayage du champ de vue.

[0123] Des moyens numériques de traitement du dispositif selon l'invention peuvent être configurés pour produire, à partir du signal d'interférence, une information de forme de l'interface mesurée selon le champ de vue.

[0124] Des exemples de dispositifs interférométriques pouvant être mis en œuvre dans le cadre de la présente invention sont décrits dans le document WO2020/245511 Al. Des dispositifs mettant en œuvre des illuminations selon un point de mesure et/ou un champ de vue y sont décrits.

[0125] La FIGURE 2b donne une représentation schématique et partielle de données de mesures brutes obtenues pour une mesure d'interférométrie optique, telle que celle décrite en référence à la FIGURE 2a. [0126] Dans cet exemple de mise en œuvre, une illumination selon un point de mesure est utilisée et la zone de cohérence est déplacée le long de l'axe Z 110 grâce à des moyens de déplacement.

[0127] Ainsi, comme décrit en référence à la FIGURE 2a, chaque mesure d'interférence fournit des données brutes 220. Les données brutes 220 comprennent des raies principales 222i, chaque raie principale correspondant à une interface optique. Par exemple, on obtient une raie principale 222i pour l'interface 114i, une raie principale 2222 pour l'interface 1142, etc. (l'interface 1148 n'apparaissant pas sur l'exemple illustré par la FIGURE 2b).

[0128] Les données brutes 220 comprennent aussi des raies secondaires correspondant à des réflexions multiples, et associées aux interfaces 1142- 1148.

[0129] La position optique de chaque raie est donnée en abscisse et l'amplitude normalisée de chaque raie est donnée en ordonnées.

[0130] Les FIGURES 2c-2f sont des représentations schématiques et partielles d'un autre exemple de données de mesures brutes obtenues pour une mesure d'interférométrie optique, telle que celle décrite en référence à la FIGURE 2a

[0131] Dans l'exemple représenté sur les FIGURES 2c- 2f, une illumination selon une mode plein champ est utilisée et la zone de cohérence a été positionnée afin de mesurer une surface de lentille enterrée. La FIGURE 2c présente le signal d'interférence détecté lors d'une mesure de microscopie par holographie numérique (« Digital Holography Microscopy (DHM)», en anglais). Les FIGURES 2d et 2e représentent respectivement les images d'amplitude et de phase (dans cet exemple repliée) calculées à partir du signal d'interférence. La FIGURE 2f est une image de la topographie de la surface d'une lentille enterrée obtenue à partir de l'information de phase.

[0132] Suivant des modes de réalisation, il est possible d'utiliser un jeu optique comprenant les données de mesure brutes, en partie ou en totalité, à savoir : - dans une configuration d'illumination selon un point de mesure, par exemple :

■ la position, et éventuellement l'amplitude, de chaque raie principale, ou

■ la position, et éventuellement l'amplitude, de chaque raie (principale et secondaire) ;

- dans une configuration d'illumination selon un champ de vue, par exemple :

■ l'image d'interférence détectée par le capteur d'interférométrie 204,

■ l'image d'amplitude associée à l'image d'interférence et/ou l'image de phase associée à l'image d'interférence, ou

■ l'image de topographie associée à l'image d'interférence.

[0133] Suivant des modes de réalisation, il est possible d'utiliser un jeu optique comprenant, non pas des données de mesure brutes obtenues par interférométrie optique, mais des valeurs de paramètres géométriques relatives aux interfaces optiques de l'objectif, à savoir :

- la position, le long de l'axe Z, de chaque interface 114i ou de chaque élément optique 102-108. Ces valeurs de distances peuvent être obtenues à partir des données brutes d'une seule mesure interférométrique. Dans ce cas, le jeu optique comprend une valeur de distance par interface, respectivement par élément optique ;

- le décentrement par rapport à l'axe Z ou relativement à d'autres interfaces, dans le plan X-Y, de chaque interface 114i ou de chaque élément optique 102-108. Ces valeurs de décentrement peuvent être déduites à partir d'une image d'interférence associée à une interface optique, par exemple. Dans ce cas, le jeu optique comprend deux valeurs (signées) de distance (une selon l'axe X et l'autre selon l'axe Y) pour chaque interface, respectivement élément optique ;

- l'inclinaison par rapport à l'axe Z ou à l'inclinaison d'autres interfaces optiques de chaque interface optique 114i ou de chaque élément optique 102-108. Ces valeurs d'inclinaison peuvent être déduites à partir de plusieurs mesures interférométriques réalisées en différents points de mesure, en particulier dans une zone périphérique de l'objectif optique. Dans ce cas, le jeu optique comprend deux valeurs d'angle (une par rapport l'axe X et l'autre par rapport à l'axe Y) pour chaque interface, respectivement élément optique.

[0134] Dans la suite, on note JO, un jeu optique obtenue par interférométrie optique sur l'empilement des éléments optiques composant l'objectif optique. [0135] Suivant des modes de réalisation, il est possible d'utiliser un seul JO d'un objectif optique pour estimer un jeu de performance estimé, JPE, dudit objectif. Dans cette configuration, chaque jeu d'entrainement JE comprend aussi un seul jeu optique d'entrainement JOA.

[0136] Suivant des modes de réalisation, il est possible d'utiliser plusieurs JO pour estimer un JPE pour un objectif optique cible. Dans ce cas, les JOs peuvent être concaténés ou fournis individuellement. Par exemple, il est possible d'utiliser un JO relatif à la position dans l'axe Z, un JO relatif au décentrement par rapport à l'axe Z dans le plan X-Y, et un JO relatif à l'inclinaison par rapport à l'axe Z. Dans cette configuration, chaque jeu d'entrainement JE comprend aussi plusieurs jeux optiques d'entrainement JOA.

[0137] La FIGURE 3 est une représentation schématique d'un exemple de réalisation non limitatif d'un procédé d'obtention d'un outil caractérisation fonctionnelle, en cours de fabrication ou après fabrication, d'un objectif optique cible.

[0138] Le procédé 300 de la FIGURE 3 comprend une phase 302 de constitution d'une base d'entrainement, notée BA, comprenant une multitude de jeu d'entrainement, noté JEi-JEk. Chaque jeu d'entrainement JEi comprend :

- au moins un jeu optique, également appelé jeu optique d'entrainement, et noté JOAi. Dans la suite, pour simplifier la description, et sans perte de généralité, on considère que chaque jeu d'entrainement JEi comprend un seul jeu optique d'entrainement JOAi ; et

- au moins un jeu de performance, également appelé jeu de performance d'entrainement, et noté JPAi. Dans la suite, pour simplifier la description, et sans perte de généralité, on considère que chaque jeu d'entrainement JEi comprend un seul jeu de performance d'entrainement JPAi.

[0139] La phase 302 comprend une étape 304 de détermination d'un jeu d'entrainement JE pour un objectif d'entrainement.

[0140] L'étape 304 comprend une étape 306 d'obtention d'un jeu optique d'entrainement, JOAi, pour l'objectif d'entrainement, qui peut par exemple être l'objectif 100 de la FIGURE 1.

[0141] Le jeu optique d'entrainement JOAi peut comprendre des données brutes de mesure interférométrique, telles que par exemple les données des FIGURES 2b-2f.

[0142] Alternativement, le jeu optique d'entrainement JOAi peut comprendre des valeurs d'au moins un paramètre géométrique relatif à au moins une interface optique, ou un élément optique, de l'objectif d'entrainement, tel qu'une distance géométrique, une épaisseur, une inclinaison par rapport à l'axe Z, un décentrement par rapport à l'axe Z dans le plan X-Y, etc. Dans ce cas, l'étape 304 comprend une de calcul desdites valeurs de paramètre(s) géométrique(s) à partir des données brutes de mesure interférométriques, par exemple à partir de la position, et/ou de l'amplitude, des raies d'interférences.

[0143] Le jeu optique d'entrainement JOAi peut être obtenu par une mesure interférométrique, telle que par exemple celle décrite en référence à la FIGURE 2a, réalisée par au moins un dispositif d'interférométrie sur un objectif d'entrainement réel.

[0144] Alternativement, le jeu optique d'entrainement JOAi peut être obtenu par simulation, à partir d'un objectif d'entrainement modélisé numériquement. Dans ce cas, le jeu optique d'entrainement est mesuré par simulation. Par exemple, l'architecture optique de l'objectif d'entrainement peut être modélisée en représentant les interfaces optiques (particulièrement celles des lentilles) par des formulations analytiques et en indiquant numériquement leurs espacements. Les valeurs théoriques d'indice de réfraction et de nombre d'Abbé des matériaux impliqués peuvent aussi données. Les données brutes d'interférométrie, telles que décrites précédemment, peuvent alors être simulées à partir de l'architecture modélisée de l'objectif d'entrainement. Les signaux d'interférence et/ou les séquences de signaux d'interférence peuvent être reconstitués en modélisant la propagation d'un faisceau incident et la rétro-propagation des faisceaux réfléchis dans un objectif d'entrainement modélisé dont les paramètres de l'architecture sont connus. Ces valeurs brutes obtenues par simulation peuvent ensuite être utilisées comme jeu optique d'entrainement, ou être utilisées pour calculer pour obtenir un jeu optique d'entrainement.

[0145] L'étape 304 d'obtention d'un jeu d'entrainement comprend une étape 308 d'obtention d'un jeu de performance d'entrainement, JPAi, pour l'objectif optique d'entrainement.

[0146] Le jeu de performance d'entrainement JPAi peut être obtenu par une mesure sur un objectif d'entrainement réel, par exemple par un dispositif de mesure de MTF.

[0147] Alternativement, le jeu de performance d'entrainement JPAi peut être obtenu par simulation, à partir d'un objectif d'entrainement modélisé numériquement. Dans ce cas, le jeu de performance d'entrainement est mesuré par simulation. Par exemple, l'architecture de l'objectif optique d'entrainement peut être modélisée en représentant les interfaces optiques (particulièrement celles des lentilles) par des formulations analytiques et en indiquant numériquement leurs espacements. Les valeurs théoriques d'indice de réfraction et de nombre d'Abbé des matériaux impliqués peuvent aussi être données. Ces valeurs théoriques peuvent ensuite être entrées dans des logiciels de conception optique, disponibles commercialement, pour simuler et optimiser les paramètres définissant l'objectif en calculant les performances fonctionnelles théoriques. Il est ainsi possible de calculer les propriétés de transfert optique par simulation de la propagation de rayons optiques, cela pour différents points de la scène à observer, et les différents points associés sur la zone de détection. Ces fonctions de transfert peuvent ainsi être transformées par logiciel en résultat de calculs de MTF par exemple, par transformée dans le domaine fréquentiel, autour de chaque point de détection choisi.

[0148] Ainsi, l'étape 304 fournit, pour un objectif d'entrainement, réel ou numériquement modélisé, un jeu d'entrainement JEi comprenant un jeu optique d'entrainement JOAi et un jeu de performance JPAi. Lors d'une étape 310, le jeu d'entrainement JEi ainsi obtenu est mémorisé dans la base d'entrainement BA.

[0149] Les étapes 304-310 sont réitérées pour une multitude d'objectifs optiques d'entrainement de sorte à obtenir une base d'apprentissage comprenant une multitude de jeux d'entrainement JEi-JEk.

[0150] Le procédé 300 comprend ensuite phase 320 d'entrainement d'un modèle de caractérisation fonctionnelle avec ladite base d'entrainement BA.

[0151] Le modèle de caractérisation fonctionnelle peut être par exemple un réseau de neurones CNN, comportant au moins une couche cachée par exemple. Il est important de noter que le nombre de couches du CNN est fonction du nombre de données dans l'au moins un jeu optique fourni en entrée dudit réseau de neurones, et du nombre de données dans l'au moins un jeu de performance souhaité en sortie.

[0152] La phase d'entrainement 320 comprend une étape 322 d'entrainement.

[0153] L'étape d'entrainement 322 comprend une étape 324 lors de laquelle un jeu optique d'entrainement, par exemple JOAi, d'un premier jeu d'entrainement, par exemple JEi, est donné en entrée du réseau de neurones. Le réseau de neurones donne en sortie un jeu de performance d'entrainement estimé, noté JPAi ^e

[0154] Lors d'une étape 326, une erreur, Ei, est calculée entre le jeu de performance d'entrainement estimé JPAi ^e et le jeu de performance d'entrainement, JPAi, dudit jeu d'entrainement JEi. L'erreur calculée peut par exemple être une distance euclidienne ou une distance cosinus entre le jeu JPAi ^e et le jeu JPAi.

[0155] L'étape d'entrainement 322 est réitérée pour chaque jeu d'entrainement JEi-JEk, de sorte qu'il est obtenu k valeurs d'erreur Ei-Ek associées respectivement à chaque jeu d'entrainement JEi-JEk.

[0156] Lors d'une étape 328 une erreur globale est calculée pour l'ensemble des jeux d'entrainement, JEi-JEk, par exemple en additionnant les k erreurs Ei-Ek obtenues. [0157] Lors d'une étape 330, les coefficients, ou poids, du réseau de neurones CNN sont mis à jour, par exemple par un algorithme de rétropropagation du gradient de l'erreur.

[0158] Les étapes 322-330 sont répétées plusieurs fois jusqu'à ce que l'erreur globale calculée à l'étape 330 ne varie plus pendant plusieurs, par exemple 5, itérations successives. Lorsque c'est le cas, le réseau de neurones CNN est considéré comme étant suffisamment entrainé.

[0159] Ainsi, le procédé 300 fournit un modèle de caractérisation fonctionnelle entrainé 340 qui peut être utilisé pour estimer les performances optiques d'un objectif optique cible ayant la même architecture que les objectifs optiques d'entrainement.

[0160] Bien entendu, le modèle de caractérisation fonctionnelle 340 n'est pas limité à un réseau de neurones.

[0161] Suivant une alternative, le modèle de caractérisation fonctionnelle 340 peut comprendre, ou peut être, une méthode de recherche de corrélations, par exemple par méthode de régression, entre le jeu optique d'entrainement JOAi et le jeu de performance d'entrainement JPAi, de chaque jeu d'entrainement JEi.

[0162] Suivant un exemple de réalisation, la recherche des corrélations peut se faire via une méthode des moindres carrés. Elle peut consister à la mise en place d'une relation polynomiale supposée entre les JPAi et JOAi, et cela pour chaque JEi. Ensuite, la méthode des moindres carrés permet de trouver le meilleur jeu de coefficients des polynômes qui minimise l'erreur entre les sorties calculées par les polynômes obtenus et les JPAi.

[0163] La FIGURE 4 est une représentation schématique d'un exemple de réalisation non limitatif d'un dispositif selon l'invention d'obtention d'un outil de caractérisation fonctionnelle d'un objectif optique lors de sa fabrication.

[0164] Le dispositif 400 comprend un appareil 402 d'interférométrie optique pour réaliser au moins une mesure interférométrique en vue d'obtenir au moins un jeu optique d'entrainement JOAi, sur un objectif optique d'entrainement 404. L'appareil 402 peut par exemple être l'appareil d'interférométrie optique 200 de la FIGURE 2a. L'objectif optique d'entrainement peut être l'objectif optique 100 de la FIGURE 1, ou du moins à une architecture identique à celle de l'objectif optique 100 de la FIGURE 1. [0165] Le dispositif 400 comprend un appareil 406 de mesure de valeurs de performance en vue d'obtenir au moins un jeu de performance d'entrainement JPAi. L'appareil 406 peut par exemple être un appareil de mesure de MTF disponible sur le marché.

[0166] Le dispositif 400 comprend en outre une unité informatique 408 pour mettre en œuvre un entrainement d'un modèle de caractérisation, tel que par exemple :

- un réseau de neurones, ou

- un modèle de régression linéaire de polynômes,

- une équation gaussienne, obtenue par une méthode des moindres carrés,

- une méthode d'analyse statistique,

- etc.

[0167] L'unité 408 peut être tout module de calcul ou tout module informatique tel qu'un serveur, un ordinateur, une tablette, un processeur, un calculateur, une puce électronique, etc.

[0168] En particulier, le dispositif 400 est configuré pour mettre en œuvre le procédé 300 de la FIGURE 3.

[0169] La FIGURE 5 est une représentation schématique d'un exemple de réalisation non limitatif d'un procédé selon l'invention de caractérisation fonctionnelle d'un objectif optique.

[0170] Le procédé 500 de la FIGURE 5 peut être utilisé pour la caractérisation d'un objectif optique cible 502 comprenant plusieurs lentilles en utilisant un modèle de caractérisation préalablement entrainé, tel que par exemple le modèle de caractérisation 340 fourni par le procédé 300 de la FIGURE 3. L'objectif 502 peut par exemple être l'objectif optique 100 de la FIGURE 1, sans perte de généralité.

[0171] Le procédé de caractérisation 500 comprend une étape 504 de mesure d'un jeu optique mesuré par interférométrie optique sur l'empilement des éléments optiques de l'objectif cible 502. Cette étape de mesure 504 réalise, sur l'empilement des éléments optiques de l'objectif optique cible, une ou plusieurs mesures d'interférométrie optique 506, tel que par exemple la mesure d'interférométrie optique décrite en référence aux FIGURES 2a-2f, sans pour autant y être limitée.

[0172] Cette étape de mesure 504 fournit un ou plusieurs jeux optiques mesurés JOi-JOm, avec m>l.

[0173] Suivant un exemple de réalisation non limitatif, chaque jeu optique mesuré JOi comprend la position de chaque raie d'interférence principale tel que JOi={Pi,i, ..., Pn,i}, avec n le nombre d'interface et n>2. Bien entendu, chaque jeu optique mesuré JOi peut comprendre d'autres données, tel que décrit plus haut en référence aux FIGURES 2a-2f. Dans la suite, sans perte de limitation, on considère qu'un seul jeu optique JO est mesuré.

[0174] Lorsque le jeu optique mesuré JO comprend au moins une valeur d'au moins un paramètre géométrique relative à au moins une interface optique, ou un élément optique, de l'objectif cible, tel qu'une distance géométrique, une épaisseur, une inclinaison par rapport à l'axe Z, un décentrement par rapport à l'axe Z dans le plan X-Y, etc. l'étape de mesure 504 comprend une étape 508 de calcul de ladite au moins une valeur du paramètre géométrique à partir des données brutes de mesure(s) interférométrique(s), par exemple à partir de la position, et/ou de l'amplitude, des raies d'interférences. Cette étape 508 est optionnelle est n'est pas nécessairement mise en œuvre lorsque le jeu optique mesuré JO comprend des données brutes.

[0175] Lors d'une étape 510, le jeu optique JO est fourni à un modèle de caractérisation fonctionnelle préalablement entrainé, tel que le modèle de caractérisation fonctionnelle 340. Ce modèle de caractérisation fonctionnelle 340 fournit en réponse un jeu de performance estimé JPE pour ledit objectif cible.

[0176] Le JPE peut comprendre une ou plusieurs valeurs. Préférentiellement, le JPE comprend plusieurs valeurs.

[0177] Au moins une valeur d'un JPE peut être une valeur estimée :

- d'une Fonction de Modulation de Transfert, MTF ; ou - d'une mesure de front d'onde, ou encore - de toute autre fonction de caractérisation fonctionnelle de la qualité de l'objectif. pour au moins un point de mesure de l'objectif cible. [0178] Le procédé 500 peut être répétée autant de fois que souhaité pour caractériser plusieurs objectifs cibles.

[0179] Ainsi, le procédé 500 permet une caractérisation fonctionnelle de l'objectif optique cible par estimation avec un modèle de caractérisation fonctionnelle préalablement entrainé, sans réaliser de mesure de la qualité fonctionnelle dudit objectif cible, ni de mesure des paramètres individuels de chaque élément optique de l'objectif optique cible préalablement à leur empilement.

[0180] La FIGURE 6 est une représentation schématique d'un exemple de réalisation non limitatif d'un dispositif selon l'invention de caractérisation fonctionnelle d'un objectif lors de sa fabrication.

[0181] Le dispositif 600 comprend un appareil 602 d'interférométrie optique pour réaliser au moins une mesure interférométrique en vue d'obtenir au moins un jeu optique mesuré. L'appareil 602 peut par exemple être l'appareil d'interférométrie optique 200 de la FIGURE 2a, ou encore l'appareil d'interférométrie 402 de la FIGURE 4.

[0182] Le dispositif 600 comprend en outre un module 604 de caractérisation exécutant un modèle de caractérisation fonctionnelle d'un objectif optique, à partir d'au moins un jeu optique mesuré, tel que par exemple le modèle 340 de la FIGURE 3.

[0183] Le module de caractérisation 604 peut être tout module de calcul ou tout module informatique exécutant le modèle de caractérisation 340, tel qu'un serveur, un ordinateur, une tablette, un processeur, un calculateur, une puce électronique, etc.

[0184] De manière optionnelle, le dispositif de caractérisation 600 peut comprendre un module de calcul 608 pour calculer au moins une valeur d'un paramètre géométrique relatif aux interfaces, ou éléments, optiques de l'objectif optique, à partir des données de mesure brutes fournies par l'appareil d'interférométrie optique 602. Dans ce cas, l'au moins un jeu optique mesuré comprend des valeurs de paramètres géométriques calculées par ledit module de calcul 608. [0185] La FIGURE 7 est une représentation schématique d'un exemple de réalisation non limitatif d'un procédé selon l'invention de fabrication d'objectifs optiques selon l'invention.

[0186] Le procédé 700 peut comprendre une première phase 702 de fabrication lors de laquelle une première partie d'un lot d'objectifs est fabriqué. Cette première partie comprend une multitude d'objectifs optiques. Lors de cette phase 702 un objectif optique est fabriqué lors d'une étape 704. [0187] Pour chaque objectif optique fabriqué, un jeu d'entrainement JE est mesuré et mémorisé lors d'une étape 706, en vue de constituer une base d'entrainement, tel que par exemple la base d'entrainement BA, par exemple en mettant en œuvre la phase 302 du procédé 300 de la FIGURE 3.

[0188] Puis, lors d'une étape 708, le modèle de caractérisation est entrainé avec la base d'entrainement BA, par exemple en mettant en œuvre la phase d'entrainement 320 de la FIGURE 3.

[0189] Le procédé 700 peut ensuite comprendre une deuxième phase 710 de fabrication lors de laquelle les objectifs restant du lot sont fabriqués.

[0190] Cette phase 710 comprend, pour chaque objectif optique, une étape 712 de début de fabrication dudit objectif optique, au moins jusqu'à l'empilement des éléments optiques composant ledit objectif optique.

[0191] Lors d'une étape 714, en cours de sa fabrication ou après sa fabrication, l'objectif optique est caractérisé en utilisant le modèle de caractérisation fonctionnelle obtenu à l'étape 708, et en particulier le modèle 340, par exemple en mettant œuvre le procédé 500 de la FIGURE 5.

[0192] Si la performance estimée de l'objectif optique est jugée satisfaisante, sa fabrication est poursuivie ou validée lors d'une étape 716.

[0193] Si les performances estimées de l'objectif optique ne sont satisfaisantes, alors l'objectif optique peut être soumis à au moins un autre test, par exemple par une mesure de MTF ou de front d'onde par un dispositif prévu à cet effet, en vue de vérifier, par mesure, la performance de l'objectif optique.

[0194] Alternativement ou en plus, si les performances estimées de l'objectif optique ne sont satisfaisantes, alors l'objectif optique peut être retouché pour améliorer ses performances. Par exemple, au moins un élément optique de l'objectif optique peut être repositionné ou remplacé. [0195] Bien entendu l'invention n'est pas limitée aux exemples qui viennent d'être décrits.