Brevet FR2125538A1 — publié le 19720929

la présente invention est relative à une méthode et à un appareil permettant de superposer différentes configurations d'interférences sur un film pour former un hologramme complexe. Un hologramme capable de fournir une image d'un objet 5 quand il est traité correctement, c'est à dire par exemple lorsqu'il est illuminé avec un faisceau de reconstitution, est formé de manière classique en illuminant un objet avec un faisceau de rayonnement cohérent tel qu'un faisceau lumineux émis par un-laser, si bien que le faisceau de radiations est modulé par l'objet, et en 10 dirigeant un faisceau de rayonnement cohérent de référence de façon qu'il interfère avec le faisceau modulé. Un milieu d'enregistrement tel qu'un film photographique est placé dans la région d'interférence pour enregistrer l'hologramme résultant. Une image tri-dimen-sionnelle peut être produite en illuminant la configuration d'inter-15 férence enregistrée avec un faisceau de reconstitution de rayonnement cohérent. On a fait différentes tentatives pour réaliser la synthèse d'un hologramme. Un appareil de synthèse connu comporte un réseau cubique de sources ponctuelles de rayonnement pour engendrer un 20 rayonnement interférant avec ion faisceau de référence pour créer un hologramme. Le profil de n'importe quel objet désiré peut être créé en excitant les sources appropriées du réseau cubique. Les inconvénients d'une telle réalisation résident dans le fait qu'il est difficile de construire un cube contenant un nombre suffisant 25 de sources ponctuelles individuelles pour produire un hologramme de pouvoir de résolution élevé. De plus, lfappareillage associé à chaque source tel que les sources d'alimentation, interfère avec le rayonnement émis par les autres sources au voisinage de la source considérée, si bien que chaque signal émis par le réseau cubique su-30 bit de l'obstruction et est quelque peu distordu. Il est également impossible de parvenir à une réalisation utilisant 'une source laser puisqu'il n'existe pas actuellement sur le marché drappareil capable de produire un grand nombre de sources laser proches les unes des autres et mutuellement cohérentes pour réaliser le réseau en 35 cube. Dans un second appareil de synthèse connu, la phase et l'amplitude des signaux qui devraient arriver en chaque point d'une surface d'enregistrement en provenance de chaque point d'un objet déterminé, sont calculées de façon à déterminer la nature de l'ho-40 logramme produisant une image de l'objet. Les signaux électriques 72 05294 2 2125538 ayant des valeurs déterminées par ces calculs sont alors engendrés pour produire un hologramme. Mais c'est un appareil excessivement complexe et coûteux qui doit être utilisé pour produire un hologramme de cette manière. Des équations sophistiquées doivent être en-5 gendrées et résolues d'une manière répétitive par un ordinateur à grande vitesse. Du fait du grand nombre de calculs qui doivent être exécutés, cela prend beaucoup de temps pour réaliser un hologramme de cette manière même avec un ordinateur à grande vitesse. De plus, c'est un appareillage électronique complexe qui est néces-10 saire pour engendrer des signaux ayant les valeurs calculées. La présente invention permet d'éviter ces inconvénients. L'invention concerne 'une méthode et un appareillage pour produire et enregistrer un hologramme en dirigeant des ondes cohérentes à partir de deux sources ponctuelles de façon que ces ondes 15 puissent interférer et former une configuration d'interférences sur un milieu d'enregistrement. Dans la présente invention, un hologramme comprend une configuration bi-dimensionnelle ou une séquence d'informations représentant une telle configuration qui comprend le produit de deux champs d'ondes dont l'un est un champ d'ondes de 20 référence en provenance d'une source ponctuelle. Les termes "source" et "source ponctuelle" sont utilisés ici comme concernant l'un et l'autre des sources réelles et des sources ponctuelles, ou des sources apparentes et des sources ponctuelles. Ces sources sont déplacées par rapport au milieu d'enregistrement suivant vin programme 25 prédéterminé. La configuration d'interférence produite par l'intersection des rayonnements en provenance des deux sources change avec la position de ces sources. La configuration d'interférence produite pour chaque couple de positions des sources comprend la portion drun hologramme classique produit par l'interférence d'un signal de 30 référence et de l'énergie d'onde cohérente émise à partir d'un point de la scène qu'il convient d'enregistrer. En déplaçant les sources, les intensités des ondes cohérentes sont réglées de façon que l'intensité de la partie de la configuration holographique complexe formée pour chaque couple de positions corresponde à l'in-35 tensité de la portion de l'hologramme classique produit par l'interférence d'un signal de référence et de l'onde cohérente en provenance du point de la scène représenté par ce couple de positions. La configuration d'interférence produite pour chaque couple de positions de sources est enregistrée. Les différentes configurations 40 d'interférences sont superposées les unes aux autres pour former 72 05294 3 2125538 une configuration complexe, c'est à dire un hologramme, l'hologramme enregistré produit une image d'un objet ou d'une scène relativement complexe lorsqu'il est éclairé par un signal de reconstitution. Théoriquement, il serait possible de produire synthétique-5 ment un hologramme utilisant une source fixe de rayonnement cohérent telle qu'un faisceau de référence fixe et une source ponctuelle capable de se déplacer dans l'espace dans les trois directions, la source ponctuelle serait déplacée pour définir le profil de la scène devant être représentée par l'hologramme. Mais le rayonnement 10 doit être projeté et enregistré à.partir de points si nombreux afin de produire un hologramme synthétique, qu'il n'est pratique de produire un hologramme synthétique que lorsque la source ponctuelle peut être déplacée à une vitesse extrêmement élevée. Il n'existe pas actuellement, d'appareillage disponible sur le marché qui soit capa-15 ble de déplacer une source ponctuelle d'énergie d'une manière aléatoire dans l'espace à une vitesse suffisamment élevée pour qu'il soit pratique de produire synthétiquement un hologramme en déplaçant une source ponctuelle le long du profil de la scène qui doit être représentée par l'hologramme. Par conséquent, dans chaque mode 20 de réalisation représenté ici, un hologramme est produit en déplaçant les emplacements des deux sources d'énergie. Une première source ponctuelle est déplacée de position en position dans un plan et une seconde source ponctuelle est déplacée le long d'une ligne faisant un angle déterminé avec le plan. Un mode de réalisation 25 est illustré qui conduit à un déplacement global plus rapide que celui que l'on pourrait obtenir en déplaçant une seule source dans l'espace. En synthétisant un hologramme typique, la position de la première source ponctuelle mobile dans un plan est déplacée suivant 30 une configuration qui, en première approximation, est la projection de la scène qu'il convient de représenter à l'aide de l'hologramme sur un plan sensiblement parallèle.à un milieu d'enregistrement. En première approximation, le déplacement du second point suivant une ligne est exactement opposé à la composante du.déplacement per-35 pendiculaire au milieu qui serait, fourni, pour le.premier point si le second point était fixe et que le premier point puisse se déplacer librement dans l'espace. C'est à dire, si le premier point devait être déplacé d'une certaine distance en direction du milieu d'enregistrement s'il était permis à ce premier point de se dépla-40 cer dans toutes les directions de l'espace et s'il n'était pas ré 72 05294 4 2125538 duit à se déplacer dans un plan, le second point doit être déplacé approximativement de cette même distance, mais en s'éloignant du milieu d'enregistrement, le mouvement des deux sources ponctuelles est décrit rigoureusement en termes mathématiques ci-après. 5 Une image peut être reproduite à partir d'un hologramme synthétique réalisé à l'aide de la méthode et de l'appareillage de l'invention en utilisant toute méthode et tout appareillage connus pour reproduire une image à partir d'un hologramme. D'autres caractéristiques ressortiront de la description 10 qui va suivre et qui n'est donnée qu'à titre d'exemple. A cet effet on se reportera aux dessins joints dans lesquels: - la figure 1 illustre un premier mode de réalisation de l'appareillage suivant l'invention; - la figure 2 illustre un second mode de réalisation de l'appareil-15 lage suivant l'invention ; - la figure 3 illustre agrandi un appareil de transmission de lumière appartenant au domaine de l'optique des fibres, ayant une forme en "1" qui est utilisé dans le mode de réalisation de la figure 2 ; et 20 — la figure 4 illustre un troisième mode de réalisation de l'appareillage suivant l'invention. la figure 1 illustre un dispositif 10 pour produire syn-thétiquement et enregistrer un hologramme, le dispositif 10 comprend des éléments classiques pour produire deux faisceau 12 et 14 de 25 lumière laser à savoir : une source laser 16 ; un objectif microscopique 18 ; une ouverture 20 de la grosseur d'un trou d'épingle ; une lentille collimatrice 22 et un dispositif de séparation de faisceaux 24. le faisceau 14 est dirigé de façon à tomber sur une plaque de verre transparent 26 ayant une surface diffusante 28 de tel-30 le façon que la lumière tombant en tout point 29 de' la surface 28 du verre 26 se propage à partir de ce point suivant un cône 30. le -faisceau 12 est transmis par le miroir 32 au travers de la lentille 36 d'un objectif de microscope, la lentille 36 amène le faisceau 12 à converger en un point 38 et à se propager à partir de ce 35 point suivant un cône 40. les deux cônes 30 et 40 se coupent et interfèrent à proximité d'un film photographique 42 qui enregistre la configuration d'interférence résultante. La lumière apparaît comme prenant son origine aux points 29 et'38 quand on les regarde du film 42. Ces points sont par conséquent des sources ponctuelles 40 apparentes. L'intersection de deux cônes de lumière en provenance 72 05294 5 2125538 des deux sources ponctuelles crée une configuration d'interférences simple. Un enregistrement d'une configuration d'interférences ou d'un hologramme complexe qui produira l'image désirée est obtenu en déplaçant les sources ponctuelles 29 et 38 en un certain nombre de 5 couples de positions différentes et en exposant le film 42 à la configuration résultante d'interférence en chaque couple de positions . La configuration d'interférences produite pour chaque couple de positions est superposée à :1a configuration d'interférences produites pour tous les autres couples de positions pour -formër finalement un 10 hologramme sur le film 42. La source ponctuelle 29 est déplacée dans le plan 28 de la plaque de verre 26 par la combinaison de deux déflecteurs/modulateurs acoustico/optiques 44 et 46 qui devient le faisceau laser 14 en réponse aux signaux reçus d'un appareil de commande électronique 15 programmé 48. Un déflecteur-modulateur tel que 44 comprend un cristal 50 généralement de forme parallélipipédique à base rectangulaire en quartz ; un transducteur 52 attaché au cristal 50 et un modulateur 51 comprenant une cellule de Pockel. Le transducteur 52 est étudié et réalisé pour recevoir les signaux électriques et amener 20 une onde acoustique correspondante à se propager dans le cristal 50. Le faisceau 14 frappant le cristal 50 est dévié lors de la traversée de ce dernier d'une quantité dépendant de la fréquence de l'onde acoustique. La fréquence du faisceau 14 est également décalée d'une petite quantité par l'onde acoustique. Ce décalage en fréquence doit 25 être compensé de façon à être sûr que les deux sources ponctuelles 29 et 38 sont mutuellement cohérentes et par conséquent capables de produire une configuration d'interférences. La compensation de ce décalage en fréquence est obtenue en modulant l'intensité du faisceau 14 à une fréquence égale à celle de l'onde acoustique qui cause 30 la déviation du faisceau. Cette modulation d'intensité est fournie par une cellule de Pockel 51 et un analyseur 53. L'analyseur 53 a une direction prédéterminée de polarisation et transmet seulement la composante du faisceau 14 qui est polarisée dans la direction prédéterminée. La cellule de Pockel 51 est capable de changer la pola— 35 risation du faisceau suivant les tensions des signaux reçus de l'appareil de commande électronique programmé 48- La cellule de Pockel 51 reçoit les mêmes signaux électriques de la commande 48. que le transducteur 52. La fréquence de ces signaux électriques est égale à la fréquence de l'onde acoustique se propageant dans le cristal 40 50. La direction de la polarisation du faisceau 14 et par conséquent 72 05294 6 2125538 l'intensité de ce faisceau est par conséquent modifiée à une fréquence égale à la fréquence de l'onde acoustique de déviation, le déflecteur/modulateur 44 est construit de façon à dévier le faisceau 14 le long de l'axe des X du dispositif 10 et le déflecteur/modula-5 teur 46 est construit de façon à dévier ce même faisceau le long de l'axe des Y. Les déflecteurs/modulateurs 44 et 46 placent la source ponctuelle 29 en toute position souhaitée sur la surface de la plaque de verre transparent 26. la vitre 26 est disposée d'une manière générale parallèlement au film 42, si bien que la source 29 se dé-10 place dans un plan généralement parallèle au film d'enregistrement par la déviation du faisceau 14. La source ponctuelle 38 est déplacée dans une direction généralement perpendiculaire au plan de la vitre 26 soit suivant l'axe Z du dispositif 10. On parvient à ce résultat en déplaçant la 15 position de la lentille d'objectif 36. la lentille 36 est montée dans un cylindre piézoélectrique 54 monté dans un boîtier 56. la substance piézoélectrique se dilate et se contracte en réponse à une tension appliquée^ la direction de l'expansion étant parallèle à la direction du gradient de potentiel à l'intérieur de la substan-20 ce piézoélectrique. Les extrémités opposées du cylindre piézoélectrique 54 sont en conséquence connectées par des conducteurs 58 et 60 au dispositif de commande électronique 48, si bien qu'un chute de potentiel peut être maintenue et sa valeur modifiée le long du cylindre. Les tensions transmises le long des conducteurs 58 et 60 25 amènent le cylindre 54 à se dilater et à se contracter parallèlement à l'axe des Z. La lentille 36 et le point 38 sont donc déplacés vers le film d'enregistrement 42 ou en sont au contraire éloignés. Quand la face du cylindre 54 la plus proche du film 42 est plus positive que la face la plus éloignée, la lentille se rapproche du film 42. 30 Inversement, quant la face du cylindre 54 la plus proche du film 42 est plus négative que la face la plus éloignée, la lentille 36 et la source 38 s'éloignent du film 42. Une substance piézoélectrique ne se dilate et se contracte que dans la direction dans laquelle le gradient de tension est maintenu à l'intérieur. Il n'y a donc pas 35 de problème pour monter et maintenir en place la lentille 36 dans le cylindre 54* La commande électronique 48 est programmée pour déplacer les sources ponctuelles 29 et 38 en séquence vers les couples de positions variées prédéterminées en contrôlant le fonctionnement des 40 déflecteurs/modulateurs 44 et 46 et en déplaçant la lentille d'ob 72 05294 7 2125538 jectif 36. la lumière en provenance des sources ponctuelles 29 et 38 crée une figure d'interférence différente pour chacun des couples de positions prédéterminées de ces points qui représente un point différent dans la scène emmagasinée par l'hologramme en cours de 5 synthèse. L'intensité de la lumière se propageant à partir despoints 29 et 38 est contrôlée, si bien que la figure d'interférence a une intensité pour chacune des positions prédéterminées des points 29 et 38 qui correspond à l'intensité des points dans la scène représentée par chacun des couples de ces positions prédéterminées. L'in-10 tensité des deux sources ponctuelles 29 et 38 est modifiée durant la synthèse par un appareil de modulation comportant un analyseur 62 et une-cellule de Pockel 64- Ces éléments modifient l'intensité des sources lumineuses 29 et 38 et fonctionnent d'une manière semblable à celle qui a été décrite pour la cellule de Pockel 51 et 15 l'analyseur 55- Les sources ponctuelles 29 et 38 sont à leur maximum de brillance lorsque la lumière qui a traversé la cellule de Pockel 64 est polarisée parallèlement à la direction de polarisation de l'analyseur 62. Les intensités de ces deux sources ponctuelles diminuent lorsque l'angle entre les directions de polarisation de l'ana-20 lyseur 62 et de la lumière qui a traversé la cellule de Pockel 64 a augmenté. En plus du contrôle de la brillance des sources ponctuelles 29 et 38 en chacune de leurs positions prédéterminées, la commande 48 est programmée également pour amener l'analyseur 62 et la cellule de Pockel 64 à bloquer toute lumière lorsque les sources ponctuelles 25 sont déplacées d'une position à une autre. C'est à dire qu'aucune lumière n'est transmise lorsque la lentille 36 se déplace et lorsque l'état des déflecteurs/modulateurs 44 et 46 est changé pour modifier la quantité de déviation qui sera fournie par ces éléments. Par conséquent, le film 42 n'est pas blanchi quoiqu'étant 'constamment 30 exposé lorsque les sources ponctuelles 29 et 38: sont déplacées d'une position en une autre. -v • "> • En fonctionnement, pour former un hologramme typé,; les sources ponctuelles 29 et 38 sont déplacées en un grand nombre de couples de positions différentes compris entre 1000 et 10.000 par 35 exemple et le film 42 est exposé à la lumière à partir de chacun de ces couples de positions pendant un intervalle de temps de -l'ordre du 1/1.000 de seconde. Le nombre de positions différentes prises par les sources, autrement dit le nombre d'expositions qui sont- superposées sur le film 42, détermine la résolution ou le détail de l'image 40 qui est formée par l'hologramme synthétique. 72 05294 8 2125538 Si les dimensions, en particulier la dimension Z de l'objet sont petites comparées à la plus petite distance entre la surface 28 de la vitre 26 et le film d'enregistrement 42, un hologramme qui fournit une image d'un objet désiré peut être produit en dépla-5 çant la source ponctuelle 29 sensiblement le long de la projection de cet objet sur le plan de la surface 28 et en déplaçant la source ponctuelle 38 d'une distance sensiblement égale au déplacement suivant la coordonnée Z que la source ponctuelle 29 devrait assumer, mais dans la direction opposée, si cette source ponctuelle était 10 autorisée à se déplacer dans les trois directions et à suivre le profil de l'objet devant être représenté par l'hologramme. L1 hologramme produit en déplaçant les sources ponctuelles 29 38 de cette manière est aussi dépourvu de distorsion qu'un hologramme classique produit par la réflexion d'un faisceau laser sur un objet et en diri-15 géant un faisceau de référence de façon à couper et à interférer avec le faisceau réfléchi. On connaît des techniques pour éliminer les distorsions d'un hologramme classique et elles peuvent tout aussi bien être utilisées pour éliminer toute distorsion qui pourrait exister dans un hologramme produit à l'aide du dispositif 10 de la 20 présente invention dans le cas du petit objet décrit ci-dessus. Si les dimensions de l'objet ne sont pas petites comparées à la plus petite distance entre la surface 28 et le film 42, tout hologramme d'un objet produit en déplaçant la source ponctuelle 29 sensiblement suivant la projection de cet objet sur la surface 28 25 et en déplaçant la source ponctuelle 38 d'une distance égale et dans une direction opposée au déplacement selon la coordonnée Z que la source ponctuelle 29 devrait exécuter s'il lui était permis de se déplacer suivant le profil de cet objet, cet hologramme présentera plus de distorsion qu'un hologramme réalisé de manière classique. Ces 30 distorsions sont éliminés lorsque l'on produit un hologramme d'un objet de grandes dimensions en modifiant le déplacement des sources ponctuelles 29 et 38 par rapport à celui qui a été décrit à propos des petits objets. Les équations mathématiques qui suivent fournissent une définition précise du déplacement des sources ponctuelles 35 29 et 38 dans un tel cas. Dans une représentation scalaire, l'énergie d'une onde cohérente en provenance d'une source ponctuelle peut être représentée par la formule : 40 . 72 05294 9 2125538 35 dans laquelle : - a(x,y,z) est l'amplitude du champ en chaque point (x,y,z,) dans l'espace ; F 2 2 ? ï - R (x,y,z) est la distance l(x-1 ) + (y-m ) + (z-n ) f ; ci «• O O O t 5 - A est la longueur d'onde de l'onde cohérente ; - (lQmon ) sont les coordonnées x, y, z du point source ; - i =\M. En calculant les représentations holographiques- enregistrées sur un milieu tel qu'un film, il est approprié de considérer le 10 film dans le plan (x,y) pour z = O. l'amplitude a(x,y) d'une onde de référence en tout point (x,y) sur le film peut donc être exprimée par : •> a^x,y) = R (1 y) ezP- ' i* • Ra(x*y)' (2) 8. ' A 15 La figure d'interférence produite par le mélange des fais ceaux de référence (a) et objet (t>) est définie par le produit de ces faisceaux dans : ja+bj aa*+ bb*+ ab*+ a*b (3) dans laquelle : 20 - a = a(x,y) est l'amplitude du champ au point (xy) sur le milieu d'enregistrement qui est produit par une source ponctuelle en (1 m n ) : K o o oJ ' - b = b(xy) est l'amplitude du champ au point (xy) sur le milieu d'enregistrement qui est produit par le rayonnement à partir 25 d'un objet ; - )a+b|^ est l'intensité de la somme des amplitudes de ces deux champs en un point (xy) sur le milieu drenregistrement ; - a* et b* sont les quantités conjuguées complexes respectivement de a et b ; 30 - le terme a*b fournit la composante image réelle lors de la formation d'une image en utilisant l'hologramme enregistré, les termes aa* et bb* ne représentent pas des composantes de l'image et ab* représente une composante d'une image virtuelle. L'amplitude du champ d'objet peut être exprimée par : t>(x,y) = Ç . bs (x,y) (4) dans laquelle : - b (x,y) est le champ dû au S-iëme point sur l'objet. Dans le cas de deux sources qui sont disposées à une dis- 40 tance appréciable du milieu d'enregistrement, le terme a*b dans s 72 05294 10 2125538 l'intensité (équation 3) peut être exprimé à l'aide d'une approximation standard connue sous le nom d'approximation de Fresnel, soit a*bs = i- . exp. *r0 1_ RS ' dans laquelle exp. i 21L. E A s [(s-l0)2+(y-m [(x-ls)2+(y-ma) - (5) - 1 , m , n sont les coordonnées x,y,z du S-ième point sur l'objet ; S S S 10 - R est la valeur absolue de la composante z de la distance entre le S-ième point sur l'objet et l'origine du système qui est située sur le milieu d'enregistrement ; et, - r est la valeur absolue de la composante z de la distance entre le point source a et l'origine du système. 15 Un hologramme peut être engendré en utilisant l'équation (5), en fixant la source a dans l'espace en substituant des valeurs constantes fixes aux paramètres 1Q, mQ et rQ représentant les coordonnées de la source a et en changeant les valeurs 1 . m et n S S 3 (qui sont les coordonnées de la source ponctuelle b ) d'un point S 20 objet au suivant. Cette génération mathématique d'un hologramme correspond à une génération physique dans laquelle une source de référence est maintenue dans une position fixe et une source ponctuelle mobile est déplacée dans les trois dimensions de l'espace suivant le profil d'une scène ou d'un objet devant être représenté 25 par l'hologramme. Le dispositif de synthèse 10 ne comprend pas une source ponctuelle fixe et une source ponctuelle mobile, mais deux sources ponctuelles mobiles 29 et 38. Un hologramme est engendré par une source ponctuelle 29 mobile dans le plan défini par la surface 28 30 de la vitre 26 et par la source ponctuelle 38 se déplaçant le long d'une ligne perpendiculaire au plan de la source 29. En écrivant l'équation (5) pour obtenir le terme d'intensité (a* b } engendré S s par les deux sources ponctuelles mobiles 29 et 38, les coordonnées (lgmsns) des sources ponctuelles sur un objet sont remplacées 35 par les coordonnées (l'_, m* B. ) de la source ponctuelle 29 dans S s o le plan 28 et le terme fixe nQ représentant la coordonnée Z d'une source de référence fixe est remplacé par une variable rg représentant la coordonnée Z de la source ponctuelle 38. Ou a donc a* b = — . exp. { -i.— ra \ . exp 40 s s rs 72 05294 2125538 25 exp. i> exp. Iff (6) o 0 5 dans laquelle: 5 "" r est la valeur absolue de la coordonnée Z de la source ponctuelle 38 pour un point objet s ; - Rq est la distance suivant la coordonnée Z entre l'origine située sur le film 42 et Je plan 28 ; - 1-' , m' sont les coordonnées x, y de la"'source ponctuelle 29 sur S s 10 la surface 28 mesurées à partir de l'origine du dispositif 10. la disposition appropriée des deux sources ponctuelles 29 et 38 pour obtenir la même configuration holographique que celle qui serait obtenue avec une première source ponctuelle de référence maintenue en un point fixe et une seconde source ponctuelle apte à 15 se déplacer dans les trois directions dans l'espace le long du profil d'une scène ou d'un objet devant être représenté par la configuration holographique est déterminée en comparant les équations (5) et (6) pour obtenir des expressions qui relient les coordonnées d'un point d'un objet (l . m , n ) aux coordonnées du point 29 S S S 20 (l1 m' R ) et les coordonnées d'un point de référence fixe (l m s s o' r v o o n ) aux coordonnées du point 38 (l ,m ,r ). Puisque R ,1 et m o ^ o o s o o o sont des constantes du dispositif 10, des relations ont simplement • besoin d'être obtenues pour 1' , m* et r . Une comparaison directe S S s des équations (5) et (6) donne RI + 1 (R -R ) 0 s ^ ° s ~ R _o_s_o_s__sl .. (7) s Roms + WRo> Rs C8>... 30 R R 0_. IR + r „ os ov s o rs ~ IUL +°r^(R -R ) • ro tel r\ a r\ v c? r\ * où : R = I n l et r = 1 n t s 1 s1 o 1 o ' les équations 7 à 9 sont résolues par la commandeélectro-35 nique programmée 48 pour obtenir les valeurs des coordonnées des sources ponctuelles 29 et 38 qui correspondent aux valeurs des coordonnées d'un point fixe de référence et de chaque point d'un objet, les valeurs de coordonnées fournies par les équations (7), (8) et (9) donnent une valeur-de a* b, pour l'équation (6) qui est équi- S s 40 val ente à la valeur de a*b obtenue avec l'équation (5) pour le point S 72 05294 12 2125538 fixe de référence correspondant et un point sur un objet. La configuration produite par les sources ponctuelles 29 et 38 dans les positions définies par les solutions des équations (7) à (9) est identique à celle produite par les sources ponctuelles en un. point de 5 référence fixe correspondant et dans une position sur l'objet. Un hologramme est par conséquent produit en résolvant les équations (7) à (9) d'une manière répétitive pour des positions prédéterminées sur l'objet qui doit être représenté par l'hologramme et en déplaçant les points 29 et 38 en conformité avec les solutions obtenues. 10 Si les sources ponctuelles 29 et 38 sont trop proches du milieu d'enregistrement 42 pourque l'approximation de Fresnel s'applique encore, des aberrations d'image se produisent. Des aberrations identiques surviennent dans une production classique d'hologramme lorsque l'objet est au voisinage du film d'enregistrement. 1 5 Des techniques classiques sont connues pour éliminer ces aberrations. est modifié suivant les indications précédentes, si bien que la source 29 ne suit pas simplement le profil de l'objet, les intensités des deux sources 29 et 38 sont modifiées chacune d'un facteur par rapport aux intensités qu'elles auraient si la source 29 suivait simplement le profil de l'objet. Ces modifications d'intensi-25 tés sont communiquées aux sources 29 et 38 de façon que le fait que les deux sources se déplacent, ne provoque pas de distorsion dans l'illumination ou la brillance de l'image. de produire un hologramme synthétique et qui permet de communiquer 30 à la source 38 des déplacements plus rapides. La source est déplacée simplement en déviant le faisceau 12 dans un dispositif 70. Il n'est pas nécessaire de déplacer physiquement un objet quelconque tel qu'une lentille comme c'est le cas pour la figure 1 . La source ponctuelle 38 peut aussi être déplacée d'une distance plus grande 35 dans le cas de la figure 2. le dispositif 66 comporte entre autre un déflecteur/modulateur acoustico-optique 68, un analyseur 69 et un ensemble 70 en fibres optiques ayant la forme d'un L pour déplacer la source ponctuelle 38 par rapport à la surface d'enregistrement 71. Le déflecteur/modulateur 68 dévie le faisceau 12 sui-40 vant l'axe des Y de l'appareil 66. Cette déviation le long de l'axe Lorsque le déplacement des sources ponctuelles 29 et 38 20 La figure 2 illustre un second dispositif 66 permettant 72 05294 13 2125538 des Y est transformée en un mouvement de la source ponctuelle 38 suivant l'axe des Z de l'appareil 66 grâce à l'ensemble 70 en fibres optiques. Une représentation de l'ensemble 70 est fournie à la figure 3. L'appareil 70 comprend une multiplicité de fibres optiques 5 72 véhiculant de la lumière arrangées avec leurs entrées 74 disposées le long de l'axe des Y et leurs sorties 76 disposées le long de l'axe des Z. Les sorties 76 sont légèrement incurvées en direction de la surface d'enregistrement 71 ? si bien que la lumière à la sortie de ces fibres se projette sur la surface d'enregistrement. U ie déviation du faisceau 12 par le déflecteur/modulateur 10 68 dans la direction Y positive, c'est à dire vers le haut de la colonne 78 de l'appareil 70 éloigne la source ponctuelle 38 de la surface d'enregistrement 71. Une déviation vers le bas de la colonne 78 déplace la source ponctuelle 38 vers la surface d'enregistrement 71 • 15 Le dispositif 66 de la figure 2 est également remarquable ai ce qu'il est prévu pour fournir une image tridimensionnelle en temps réel à l'observateur. C'est à dire qu'un hologramme d'une scène et une image créée à partir de cet hologramme sont formés sensiblement simultanément. Afin de créer cette image en temps réel, le film 20 photographique 42 a été remplacé par une pellicule de substance photochromique 71 • Une image pour un observateur est produite en illuminant l'hologramme enregistré sur la pellicule de substance photochromique 71 avec un rayonnement laser visible produit à partir d'une source laser 80 et d'une lentille 82. Le dispositif 66 25 est réalisé de telle façon que l'observateur ne. verra que l'image tridimensionnelle et ne verra pas le rayonnement cohérent utilisé pour créer l'hologramme. Dans ce but, la source laser 16 d'écriture engendre une onde cohérente dont l'énergie est en dehors du spectre visible, comme par exemple une source laser de lumière ultraviolette. 30 La source laser 80 de lecture, elle, engendre une onde cohérente dont l'énergie est située à l'intérieur du spectre visible. Le dispositif 66 comporte encore une vitre 84 qui agit comme un filtre basse fréquence qui absorbe le rayonnement ultraviolet. Le filtre 84 empêche donc que tout rayonnement ultraviolet puisse atteindre 35 l'observateur. La figure 4 représente un appareil 86 permettant de produire un hologramme synthétique remarquable en ce qu'il comprend un déflecteur/modulateur 88, un analyseur 89, et un miroir 90 ayant une surface de réflexion diffuse 92 pour déplacer la source ponctuelle 38 par rapport au film d'enregistrement 94. Se diviseur de 72 05294 14 2125538 faisceau 24 a pivoté dans le dispositif 86 par rapport à la position qu'il occupait dans les dispositifs précédents 10 et 66 de façon à amener le faisceau 12 à proximité plus immédiate du film d'enregistrement 94 que dans les cas précédents, le diviseur de faisceau 5 24 est disposé pour diriger le faisceau 12 sur la surface 92 du miroir 90, cette surface 92 étant disposée sensiblement perpendiculairement au film d'enregistrement 94 et à la vitre 26, si bien que le faisceau 12 frappant un point quelconque de la surface 92 du miroir 90 est réfléchi vers le film d'enregistrement 94- Un faisceau 10 de lumière 12 ayant traversé une lentille collimatrice et frappant une surface de réflexion diffuse comme la surface 92 du miroir 90 est réfléchi suivant un cône 40 sur le film 94- le déflecteur/modulateur 88 est construit et disposé de façon à dévier le faisceau 12 dans le plan X, Z pour déplacer la source ponctuelle 38 par rap-15 port au film 94- le dispositif 86 est également apte à fournir une image tridimensionnelle en temps réel à un observateur. Le film d'enregistrement 94 comporte un film photographique déplaçable et à autodéveloppement. De tels films sont actuellement disponibles dans le 20 commerce qui sont capables de fournir une image tridimensionnelle d'une scène plus rapidement que cette image ne peut être fournie avec l'appareil de la figure 2 qui utilise une substance photo-chromique. Les points 29 et 38 qui peuvent être des sources de lumière laser visible sont déplacés pour enregistrer un hologramme 25 à l'intérieur d'une section 96 du film 94- Un moteur, qui n'a pas été représenté et qui est commandé par la commande électronique 48 déplace le film 94 de telle façon qu'une section ayant un hologramme enregistré sur elle soit déplacée en 98- Un laser 100 et une lentille 102 fournissent un faisceau de lumière visible qui se projette 30 sur la position 98 du film 94 pour fournir une image tridimensionnelle pour un. observateur. Un écran opaque 104 bloque la lumière laser en provenance des sources ponctuelles 29 et 38 qui sont utilisées pour enregistrer l'hologramme, si bien que l'observateur ne voit que l'image tri-dimensionnelle et ne voit pas la lumière laser 35 utilisée pour former 1'hologramme. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation représentés et décrits. Par exemple, il serait évident pour le technicien de modifier les équations (7) et (9) pour les adapter au cas d'une première source ponctuelle dé-40 crivant une surface de nature plus générale et d'une seconde source 72 05294 15 2125538 se déplaçant le long d'une ligne qui n'est pas normale à" un plan. On pourrait aussi former un hologramme en utilisant un rayonnement autre que d'origine laser, par exemple d'origine acoustique, la configuration d'interférence d'énergies acoustiques en provenance 5 de deux sources ponctuelles peut être enregistrée en utilisant un appareil électronique standard. D'une manière semblable, les configurations enregistrées pour chaque jeu de positions de sources ponctuelles acoustiques peuvent être superposées pour produire un hologramme utilisant des dispositifs d'emmagasinage et de mélange 10 électroniques standards. 72 05294 16 2125538 BEVamiCATIOSS 1) Procédé de production synthétique d'un hologramme représentant une scène dans lequel on produit deux sources d'énergie mutuellement cohérentes disposées de façon que les faisceaux qui 5 en sont issus se coupent et interfèrent, caractérisé en ce que l'on provoque un mouvement relatif entre les deux sources de façon que ces dernières occupent successivement un certain nombre de couples de positions; en ce que l'on enregistre la configuration d'interférences pour chaque couple de positions des sources et en ce que 10 l'on superpose toutes ces configurations d'interférences pour produire un hologramme représentatif de la scène. 2) Procédé suivant la revendication 1 , caractérisé en ce que les deux sources sont ponctuelles, en ce que l'on déplace l'une dans un plan et l'autre suivant une droite formantun certain angle 15 avec ce plan. 3) Procédé suivant la revendication 2, caractérisé en ce que la première de ces sources est déplacée de position en position sensiblement sur la projection de la scène sur le plan. 4) Procédé suivant la revendication 2 ou 3, caractérisé 20 en ce que les coordonnées (1*sj m,s> ~^a Prem:>-®re source ponctuelle et les coordonnées (lQj nio, r ) de la seconde source ponctuelle sont calculées pour chaque couple de positions à partir des équations suivantes : 25 UH. " S 30 Rs Va + mo'(Es "V s R R 0 s ^ " Vs + ro(Es - V " ra dans lesquelles: le système de coordonnées est orthogonal au plan et à la droite qui est perpendiculaire au plan ; 35 - Rq est une constante définissant la position du plan dans le système de coordonnées ; - 1 et m sont des constantes définissant la position de la droite oo dans le système de coordonnées ; - 1 , m ,• ng sont les coordonnées du point s dans la scène.repré-40 sentée par la configuration d'interférence produite par l'énergie 72 05294 17 2125538 10 d'onde cohérente émanant des deux sources ponctuelles ; Rs lnsJ ' - tq est une constante définissant une position de référence sur la droite. 5) Procédé suivant la revendication 4> caractérisé en ce que l'on alimente les deux sources ponctuelles avec une intensité I1 telle que : /r .R \* I's = Ig- I ~—g-J - dans laquelle : I est l'intensité que les sources ponctuelles auraient pour produire une configuration qui corresponde en intensité- à l'intensité du point s dans la scène lorsqu'une source ponctuelle est disposée en un point de référence fixe et que l'autre point est disposé au 15 point s de la scène. 6) Dispositif utilisant l'énergie d'une onde pour produire synthétiquement sur une surface un hologramme d'une scène, dans lequel deux sources ponctuelles d'énergies mutuellement cohérentes émettent des faisceaux qui se coupent et interfèrent entre eux, ca- 20 ractérisé en ce que l'on communique à ces deux sources un mouvement relatif pour produire séquentiellement un certain nombre de configurations différentes d'interférences sous la commande d'un appareil de commande électronique programmé. 7} Dispositif suivant la revendication 6, caractérisé en 25 ce que l'une de ces sources ponctuelles est déplacée dans le plan d'une vitre grâce à une combinaison de deux déflecteurs/modulateurs acoustico-optiques qui dévient un faisceau laser en réponse à des signaux reçus de l'appareil de commande électronique programmé suivant deux axes rectangulaires. 30 8) Dispositif suivant les revendications 6 et 7, caracté risé en ce que l'autre source ponctuelle est située sur une lentille d'objectif microscopique montée dans un cylindre piézoélectrique qui se dilate et se contracte dans une direction perpendiculaire au plan de la vitre sous l'effet d'une tension électrique commandée 35 à partir de l'appareil de commande électronique programmé. 9) Dispositif suivant la revendication 6, caractérisé en ce que l'intensité d'émission des deux sources varie pendant l'opération de synthèse au moyen d'un modulateur disposé sur le faisceau laser principal alimentant les deux sources et relié à l'appareil 40 de commande électronique programmé. 72 05294 18 2125538 10) Dispositif suivant la revendication 6, caractérisé en ce que l'autre source ponctuelle est engendrée par un ensemble de fibres optiques ayant une forme générale en L, comportant une multiplicité de fibres optiques de transmission dont l'entrée est 5 disposée suivant un premier axe du dispositif et la sortie suivant un second axe du dispositif, cet ensemble étant associé à un déflecteur/modulateur acoustico-optique et à un analyseur. 11} Dispositif suivant la revendication 10, caractérisé en ce que les sorties des fibres optiques sont légèrement recour-10 bées en direction de la surface d'enregistrement et en ce que le déflecteur/modulateur dévie le faisceau laser le long de la ligne formée par les entrées des fibres optiques. 12} Dispositif suivant la revendication 6, caractérisé en ce que la surface d'enregistrement de l'hologramme synthétique per-15 mettant restitution d'une image tridimensionnelle de la scène considérée, est un film photographique. 13) Dispositif suivant la revendication 6, caractérisé en ce que la surface d'enregistrement de l'hologramme synthétique permettant restitution d'une image tridimensionnelle de la scène consi- 20 dérée, est formée d'une substance photochromique. 14) Dispositif suivant la revendication 6, caractérisé en ce que l'autre source ponctuelle résulte de l'impact d'un faisceau laser ayant traversé un collimateur sur la surface d'un miroir formant un angle différent de zéro avec la surface d'enregistrement. 25 15} Dispositif suivant les revendications 7 et 14, carac térisé en ce que la surface de la vitre est sensiblement parallèle à la surface d'enregistrement et la surface du miroir est sensiblement perpendiculaire à la surface d'enregistrement. 16} Dispositif suivant les revendications 8 et 15, carac-30 térisé en ce que la deuxième source ponctuelle est engendrée à partir d'un faisceau laser principal par l'entre-mise d'un diviseur de faisceau réglable angulairement et d'un déflecteur/modulateur. 17) Dispositif suivant les revendications 13 et 16, caractérisé en ce que la surface d'enregistrement de l'hologramme est 35 un film photographique mobile à auto-développement et dont la surface est sensible à l'énergie de l'onde cohérente.