Brevet FR2330016A1 — publié le 19770527

La présente invention concerne un procédé pour la reproduction optique, dénuée d'aberrations, de cartes de très haute définition obtenues à l'aide d'un sonar ou d'un radar, selon lequel une série d'hologrammes unidimensionnels sont enregistrés comme fonction de llinstant de réception à l'aide d'un sonar ou d'un radar à impulsions et sont reconstitués de façon optiquement cohérente. A l'aide d'un procédé utilisant le sonar, en particulier un procédé utilisant le sonar à vision latérale, il est possible d'obtenir par ultrasons des images d'une très haute définition. Pour cela un train d'impulsions de sonar est émis à partir d'un véhicule, par exemple un bateau. Les échos des cibles balayées par le rayonnement sont reçus par des transducteurs acoustiques qui sont disposés parallèlement à la direction du véhicule. Les signaux sont enregistrés après superposition d'un signal de référence cohérent par rapport au signal de l'émetteur de la façon suivante : l'instant de la réception est porté sur un axe de coordonnées, tandis que la coordonnée de l'objet est obtenue parallèlement à la direction du véhicule sous la forme de soushologrammes unidimensionnels qui se succèdent conformément à leurs phases. Le même principe est valable également en liaison avec d'autres ondes, par exemple les ondes électromagnétiques à haute fréquence telles que celles utilisées dans la technique du radar. On peut réaliser des cartes de très haute définition obtenues à l'aide d'un sonar ou d'un radar par reconstitution optique cohérente de tels hologramnes unidimensionnels et par reproduction ultérieure des images ainsi obtenues de l'objet. Cependant étant donné que lors de la restitution d'hologrammes la distance de l'image dépend de la distance de l'objet, les deux coordonnées de l'objet, à savoir la distance et l'azimut, doivent etre focalisées dans des plans différents, le plan de reconstitution de la coordonnée azimutale faisant un certain angle avec l'axe optique du système. Pour former l'image de l'objet il est donc nécessaire d'utiliser une lentille conique ainsi qu'une lentille cylindrique. Dès que le rapport distance de l'image/dis- tance de l'objet atteint l'ordre de grandeur 1, la lentille conique nécessaire ne peut plus étire réalisée sans des aberrations très importantes. D'autre part lors d'une telle représentation de l'objet il apparat des distorsions d'image importantes par suite du grandissement de l'objet, qui dépend de sa coordonnée distance. Pour effectuer la correction de ces distorsions de l'image il est possible, dans le cas d'un radar à vision latérale, de faire passer avec une vitesse constante devant la lentille conique le film sur lequel les hologrammes unidimensionnels obtenus à partir du radar sont enregistrés, et de former simultanément l'image de la carte obtenue avec le radar, ligne par ligne, sur un film qui défile Bgalement- à une vitesse constante derrière une fente. Cependant ce procédé présente l'inconvénient consistant en ce qu'on forme l'image de la carte, obtenue à l'aide du radar, ligne par ligne, de sorte que l'image donnée par le radar ne peut être observée qutaprès que les hologrammes soient passés complètement devant la lentille conique et que le film portant l'image ait été développé. En outre il se produit, par suite de l'utilisation d'une fente, des phénomènes de diffraction indésirables qui réduisent le pouvoir de résolution. Pour former complètement l'image de l'ensemble de la carte obtenue à l'aide d'un sonar ou d'un radar de manière que les grandissements d'image et les distances entre images soient indépendants de la distance, il a déjà été proposé (dans une demande de brevet antérieure déposée par la demanderesse le 22 mars 1973 sous le N" 73.10308) de réaliser une convolution unidimensionnelle de la fonction de transmittance de 1 'hologramme à l'aide d'un filtre adapté placé sur le trajet du rayonnement. Cependant ce procédé présente encore l'inconvénient consistant en ce qu'avec le filtre adapté on a sur le trajet du rayonnement un composant supplémentaire qui nécessite, en plus d'une dépense de réglage, une dépense élevée de réalisation en raison de sa fonction déterminée de transmittance de phase. La présente invention a pour but de fournir un procédé plus simple pour la reproduction optique, dénuée d'aberrations, de cartes de haute définition obtenues à l'aide d'un sonar ou d'un radar, du type indiqué plus haut et qui permet de former complètement l'ensemble de l'image d'une carte, obtenue à l'aide d'un sonar ou d'un radar, sans distorsions et sans retard, sans utiliser de composants supplémentaires. Pour résoudre ce problème il est proposé de reconstituer les hologrammes unidimensionnels à l'aide d'une lentille cylindrique dont l'axe de révolution forme avec l'axe optique du système un angle tel que la distance entre images ainsi que le grandissement d'image sont indépendants de la distance de l'ob- jet. L'angle que forme l'axe de révolution de la lentille cylindrique avec l'axe optique du système est de préférence égal à l'angle que forme le plan de reconstitution de la coordonnée azimutale avec ledit axe optique. A titre d'exemple on a décrit ci-dessous et illustré schématiquement au dessin annexé un mode d'exécution du procédé conforme à l'invention. Etant donné que, lors de la restitution de chaque holo gramne unidimensionnel avec une onde plane, la distance de 1 'ima- ge est proportionnelle à la distance de 1 'objet, le plan de reconstitution fait, comme fonction de l'instant de réception, un certain angle avec l'axe optique du système. Pour former l'image de l'objet, ce plan doit etre superposé avec le plan image, qui est perpendiculaire à l'axe optique, de la coordonnée image. Le principe du procédé de reconstitution proposé est illustré en référence à la figure. Etant donné que lors de la reconstitution des hologramnes unidimensionnels comme fonction de l'instant de réception, les coordonnées distance et azimut, dont l'image est formée dans des plans différents, sont superposées, l'angle entre le plan de reconstitution de la coordonnée azimutale et le plan des hologramnes, qui est en général très grand, doit être réduit. Lorsque ces plans font entre eux un angle important, l'angle d'ouverture de la lentille correctrice devrait être également important, ce qui n'est pas possible en général sans aberrations. Dans le cas du dispositif représenté schématiquement sur la figure et prévu pour la mise en oeuvre du procédé conforme à l'invention, les hologrammes unidimensionnels 1 sont éclairés par un faisceau laser convergent 2 et leur image est formée à l'aide d'une lentille 4 de faible distance focale, qui se trouve à une distance du foyer du faisceau laser égale à sa distance focale F4. Simultanement l'image de la coordonnée de distance p, agrandie par la lentille cylindrique 3 et la lentille 4, est formée sur la lentille cylindrique 6 qui forme un certain angle avec l'axe optique du système. L'angle compris entre le plan de reconstitution 5 de la coordonnée azimutale réduite x et le plan perpendiculaire à l'axe optique est désigné par e. L'image du plan de reconstitution de la coordonnée azimutale x est formée à l'infini au moyen de la lentille cylindrique 6 dont l'axe forme avec l'axe optique un angle (90 - e)0. Les plans image de la coordonnée azimutale et de la coordonnée de distance de l'objet sont superposés au moyen de la lentille 7 et de la lentille cylindrique 9, les distances focales de ces lentilles étant choisies de manière que les grandissements des deux coordonnées soient égaux. Etant donné que, par suite de l'utilisation de la lentille cylindrique 6 dont l'axe est oblique par rapport à l'axe optique du système, le grandissement d'image est indépendant de la distance de l'objet, il est possible de réaliser de cette façon des cartes 10, obtenues à partir d'un sonar, sans distorsions. Lors de la restitution des hologrammes unidimensionnels au moyen drune lentille cylindrique dont l'axe fait un certain angle avec l'axe optique du système, la distance de la reconstitution de chaque hologranine à partir de la lentille cylindrique est égale à la distance focale de cette lentille cylindrique. Cependant cette condition ne peut être remplie que lorsque l'image de la coordonnée de distance des hologrammes unidimensionnels est formée sur la lentille cylindrique, faute de quoi la distance de la reconstitution d'un hologramme unidimensionnel à partir de ladite lentille cylindrique varie. Etant donné que la lentille cylindrique et le rayon de formation del'image de la coordonnée de distance font un certain angle entre eux, il n'est pas possible de former l'image de la coordonnée de distance pour tous les hologramnes unidimensionnels sur la lentille cylindrique. Le domaine maximum des distances, pour lequel le procédé conforme à l'invention est approprié, résulte des conditions selon lesquelles la variation de la distance de la reconstitution à la lentille cylindrique doit Btre inférieure à la profondeur de champ de reconstitution et que la variation de grandissement, qui résulte de cette variation de distance, ne doit provoquer aucun- décalage de l'image de l'objet, supérieur au pouvoir de résolution. REVEND ICAT IONS 1. Procédé pour la reproduction optique, dénuée d'aberrations, de cartes de très haute définition obtenues à l'aide d'un sonar ou d'un radar, selon lequel une série d'holograrnmes unidimensionnels sont enregistrés comne fonction de l'instant de réception à l'aide d'un sonar ou d'un radar à impulsions et sont reconstitués de façon optiquement cohérente, caractérisé par le fait qu'on reconstitue les hologrammes unidimensionnels à l'aide d'une lentille cylindrique dont l'axe de révolution forme avec l'axe optique du système un angle tel que la distance entre images ainsi que le grandissement d'image sont indépendants de la distance de l'objet. 2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que 1'angle que forme l'axe de révolution de la lentille cylindrique avec l'axe optique du système est de préférence égal à l'angle que forme le plan de reconstitution de la coordonnée azimutale avec ledit axe optique.