Brevet FR2153090A1 — publié le 19730427

L'invention concerne un procédé pour le filtrage optique d'un objet présentant des contours droits, selon lequel les spectres de Fourier spatiaux de ces contours sont représentés d'une façon spatiale cohérente. L'invention est également relative à un dispositif permettant lá mise en oeuvre de ce procédé. Les procédés connus jusqu' présent pour le filtrage optique présentent, soit l'inconvénient de ne pouvoir détecter cheque fois qu'un spectre de Fourier (voir entre autres "Optics Technolo,""' (1970) N" 5, page 75; H.J. Tixiani et consorts), soit l'inconvénient que la forme géométrique de objet à comparer doit être connue, ce qui veut dire que objet ne peut appartenir qu'à un groupe d'objets connus, par exemple des caractères, (voir entre autres "Applied Optics" N04 (1965) page 461; J.D. Armitage et consorts). L'invention vise à obvier à ses inconvénients et à détecter, à l'aide d'un seul filtre, les spectres de Fourier spatiaux d'objets comportant une forme géométrique arbitraire présentant des contours droits. Le procédé conforme à l'invention est carac térisé en ce que les spectres de Fourier sont modulés à travers au moins une fente rotative et représentés dans un plan de détection, après quoi le nombre et la direction des contours droits de l'objet sont déterminés. On utilise donc un filtre spatial, notamment une fente rotative. Cette fente constitue l'ouverture de sortie d'un système de représentation optique, qui représente simultanément un grand nombre de spectres de Fourier d'un grand nombre d'objets dans un plan de détection. La rotation de la fente autour de l'axe optique du système permet de détecter simultanément le nombre et la direction des contours droits d'un grand nombre d'objets inconnus.Le fait que l'objet à détecter peut être inconnu, est un grand avantage pour la détection de prises de vue d'une chambre à bulles selon Glaser, dont la structure est a priori non déterminée. Un autre avantage est le filtrage simultané dans un grand nombre de canaux, surtout si l'on se rend compte du fait qu'unie prise de vues par exemple d'une chambre à bulles est toujours le dépôt de plusieurs événements. L'application de l'invention est surtout avao tageuse lorsque les spectres de Fourier spatiaux des objets présentent la forme d'une étoile, ce qui veut dire, lorsqu'ils sont composés par plusieurs étroites lignes s'étendant dans des directions différentes. Les spectres de ce genre fournissent entre autres précisément les traces de particules élémentaires dans une chambre à bulles ou une chambre d'ioni- sation pouvant etre utilisées dans la physique nucléaire. Les spectr.es de Fourier de cristaux et de particules de plancton à.bords- vifs prsentent également la -forme d'une étoile. L description ci-après, en se référant aux dessins annexés, le tout donné å titre d'exemple non limitatif, fera bien comprendre comment l'invention peut être réaliséè. La figure 1 représente un dispositif permettant la mise en aeuvre du procédé conforme à l'invention. La figure la montre des sections transversales à plusieurs endroits du dispositif représenté sur la figure 1. les figures 2 et 2a représentent des d8tails du dispositif représenté sur la figure 1. La figure 3 montre des-sections transversales du dispositif représenté sur la figure 1 dans le cas d'un filtrage multiple. Les figures 4 et 4a montrent des dispositione de détecteurs dans le plan de détection. Sur la figure i, la lentille L1 forme le spectre de Fourier spatial incohérent de l'objet S à partir de la plaque en verre dépoli F, qui est place dans le plan focal de droite de cette lentille. Cet objet est éclairé par le front d'ondes plan Q d'un faisceau lumineux cohérent dans l'espace et le temps. le spectre deçFourier est représenté dans le plan de détection D par les lentilles 'L2 et L3 qui représentent la meme distance focale F que la lentille L-1.-Entre tes lentilles L2 et L3 se trouve une fente S, qui est appliquée de façon à pouvoir tourner autour de l'axe optique du système. M est une plaque transparente recouverte d'une configuration non perméable à la lumière, qui recouvre des parties du -spectre de Fourier sur la plaque en verre dépolit. Dans ce dispositif se produit un filtrage optique d'objets, qui représen~ tent par exemple des spectres de Fourier en forme d'étoile de la façon représentée schématiquement sur la figure la. Comme objet, on a choisi, dans ce cas, un fragment d'une prise de vues d'une chambre à à bulles.Les traces de particules peuvent être sombres par rapport à un fond clair ou- inversement. Les branches 1 et 2 du diagramme O doivent etre détectées. En FM est représentée la configuration correspondante apparaissant sur les plaques combinées F et M. Sur la plaque rptative en verre dépoli F se forme le spectre de Fourier spatialement incohérent du diagramme 0. Les trajets de lancement e des particules représentés horizontalement en O correspondent & une seule ligne horizontale a en F, alors que les branches 1 et 2 forment respectivement les lignes a1, a2, qui sont perpendiculaires aux directions 1 et 2, respectivement.Des traces fortement courbées, importantes pour la détection apparaissent en F sous forme d'une répartition de luminance floue.Sur la plaque transparente M, qui est placée le plus près possible de la plaque en verre dépoli F, l'endroit du spectre de Fourier spatial de l'ouverture du faisceau permettant d'éclairer l'objet O est rendu absorbant du rayonnement. Ainsi, la lumière ne contenant pas d'in formation importante, est exclue du reste du traitement optique. Sur la plaque M peut être recouverte, dans le cas d'une détection de prises de vue de la chambre à bulles, par exemple également la luminance de la ligne a, sur la plaque en verre dépoli, ligne qui ne contient que l'infor- mation concernant les trajets de lancement et qui n'est pas importante pour, cette raison.Or, lorsque, comme il a ddja été indiqué par 5 sur la figure ta, la fente occupe la position S, position qui correspond à celle du trajet à détecter t de O et qui est perpendiculaire à la direction a1 de F, seule la lumière de at devient visible dans le plan de détection D comme la ligne claire D1. Dans la position S2 de la fente, une ligne claire devient visible à l'endroit D1 1 et indique la présence de la trace 2 Les figures 2 et 2a montrent un perfectionne ment de la partie de filtrage du dispositif représenté sur la figure 1. Au lieu d'une seule fente, on utilise un grand nombre de fentes parallèles & 87. Sur base de llincohérence spatiale du spectre de Fourier en F (voir la figure 1) et de la luminance uniforme y correlée entre les len tilles L2 et L3, chacune des fentes S1 fonctionne indépendamment de l'autre comme filtre, de sorte que la luminance transmise par le grand nombre de fentes est simplement sommée dans le plan de détection D et, de ce fait, il suffit d'utiliser un détecteur moins sensible. Au lieu d'une prise de vues d'une chambre à bulles, on peut détecter de cette façon tout objet présentant un spectre de Fourier spatial en forme d'étoile. La figure 3 montre la façon, dont un grand nombre d'objets peut être filtré simultanément dans un dispositif conforme à l'invention. Sur la plaque en verre dépoli rotative F est formé un grand nombre de spectres de Fourier spatialement séparés & partir de plusieurs objets. Cela peut s'effectuer suivant une méthode proposée, selon laquelle un grand nombre de spectres de Fourier, spatialement incohérents et spa tialement séparés, de plusieurs filtres sont modulés simultanément par jet à détecter et selon laquelle les spectres modulés a l'aide de rayonnement spatialement incohérent sont représentés d'une façon spatialement séparée dans un plan de détection. Ainsi, il est possible de comparer un objet avec un grand nombre de filtres.C'est ainsi que plusieurs parties d'une prise de vues complète d'une o-hambre à bulles peuvent être transformées simultanément en leur spectre de Fourier spatial, les champs partiels séparés de la prise de vues apparaissant dans ce cas comme des spectres de Fourier spatialement sépares F1, F2, F3, F4 (voir la figure 3), De la fente rotative sortent alors dans Ie plan de détection D simultanément les lignes D2, D3, D4, dont les spectres de Fourier sont orthogonaux par rapport à S. Une demi-révolution de S permet ainsi de détecter tous les speo- tres F1 & F4. Les figures 4 et 4a représentent deux dispositions différentes de détecteurs. Dans les dispositions représentées sur la figure 4 sont représentés uniquement les points s'illuminant des lignes D2, D3, D4 par des détecteurs ponctuels. Les directions des lignes doivent etre détectées en synchronisme par l'emmagasinage, par voie électronique, de la position de la fente. Sur la figure 4a, une matrice d'anneaux de détection est appliquée dans le plan de détection. L'illumination de deux points de l'anneau, qui est constitué par des détecteurs discrets D2, D'2, D3, D'3, D4, D'4, permet de déterminer la direction de la ligne. RLVENDICATIONSs 1. Procédé pour le filtrage optique d'un objet présentant des contours droits, selon lequel les spectres de Fourier spa tiaux de ces contours sont représentés d'une façon spatiale cohérente, caractérisé en ce que les spectres de Fourier sont modulés à travers au moins une fente rotative et représentés dans un plan de détection, après quoi le nombre et la direction des contours droits de objet sont dé terminés. 2. Procédé selon la revendication 1, caractéri sé en ce que le spectre de Fourier spatial de l'ouverture du faisceau éclairant l'objet est recouvert. 3. Dispositif permettant la mise en oeuvre du procécé selon l'une des revendications 1 ou 2 , caractérisé en ce qu'une fente ro- stative est appliquée entre deux lentilles d'un système de représentation et en ce qu'une plaque en verre dépoli rotative est disposée dans le trajet des rayons devant la première lentille du système de représentation, plaque sur laquelle est représenté le spectre de Fourier spatialement incohérent de l'objet. 4. Dispositif selon la revendication 3, carac térisé en ce qu'un grand nombre de fentes parallèles est appliqué entre deux lentilles du système de représentation. 5. Dispositif selon l'une des revendications 3 ou 4 comprenant un dispositif de détection sensible au rayonnement sur lequel sont représentés les spectres de Fourier des contours, caractérisé en ce que le dispositif de détection est relié à un dispositif électro nique déterminant la position de la fente rotative. 6. Dispositif selon I'une des revendications 3 ou 4, ca ractérisé en ce qu'une matrice d'anneaux de détection est appliquée en vue de déterminer la direction de ligne dans le plan de détection.