Brevet FR2449912A1 — publié le 19800919

a présente invention concerne le domaine de l'holographie, et à pour objet un procédé d'obtention d'images tridimensionnelles holographiques par synthèse d image s bidimensionnelle s. L'invention a également pour objet un synthétiseur d'images destiné à cet effet. Il existe actuellement divers procédés de réalisation d'hologrammes d'objets tridimensionnels qui consistent à envoyer une lumière cohérente, en général un rayon laser, sur un miroir semiréfléchissant, qui envoie une partie de la lumière sur l'objet, et une autre partie sur la plaque photo, la différence de chemin optique entre les deux parcours étant réduite à un minimum. Un autre procédé consiste à réaliser une image holographique en deux étapes, à savoir, à effectuer un premier hologramme d'un objet tridimensionnel, puis à effectuer un deuxième hologramme en utilisant comme objet l'image réelle produite par le premier hologramme avec interposition d'une fente étroite entre ledit premier hologramme et le second. Cette fente est destinée à éliminer toute parallaxe verticale, et le deuxième hologramme éclairé en lumière cohérente forme une image de l'objet à travers l'image de la fente. Pour voir objet en entier, les yeux de l'observateur doivent autre situés dans l'image de la fente, tout mouvement vertical de la tête ayant pour conséquence de faire disparattre ladite image de la fente.Par un éclairage de 1 'hologramme ainsi obtenu avec de la lumière de plusieurs longueurs d'onde, chaque couleur donnera une image de la fente, qui ne sera visible pour l'oeil de l'observateur que si celui-ci est placé dans l'image de la fente de la couleur. En lumière blanche, les images des fentes sont transformées en un spectre continu, et l'observateur verra, par déplacement vertical, l'image changer progressivement de couleur, tout en conservant sa netteté. tes hologrammes ainsi obtenus, appelés hologrammes "rainbow" ou "arc-en-ciel" présentent une perte de parallaxe verticale, mais peuvent Btre vus en lumière blanche sans dispositif spécial et en étant de très bonne qualité. Cependant, de tels hologrammes ne permettent plus une perception de relief, lorsqu'ils sont? par exemple, tournés de 900. Un autre développement de l'holographie a été obtenu grâce aux hologrammes composites, qui permettent de créer le relief par un mélange holographique d'images bidimensionnelles enregistrées de manière particulière. A cet effet, on place l'objet sur un plateau tournant, en face d'une caméra en lumière ordinaire, ou en utilisant une méthode- électronique, tes images bidimensionnelles obtenues présentent la forme particulière de bandes de 1mm de large et de 10 cm de long, qui sont assemblées côte à côte dans l'ordre de prise de vue. Ainsi, si un observateur regarde cet ensemble d'hologrammes, chaque oeil perçoit l'objet grâce à une image holographique différente rapportant un point de vue différent. te cerveau recrée donc l'impression de relief grâce à un effet stéréo en "rainbow". tes hologrammes existants présentent cependant des limites de dimensions dues notamment à la puissance maximale des lasers disponibles en lumière visible, qui est de l'ordre de 30 W en émission continue. Ainsi, comme la plaque photographique doit recevoir une certaine quantité d'énergie au cm pour être impressionnée, des vibrations altèrent la qualité de l'hologramme quand les temps de pose sont trop longs, de sorte que dans la pratique, un temps de 30 secondes est considéré comme limite. En outre, la reproduction tridimensionnelle en couleurs est encore difficile, du fait de la dérive des couleurs et d'une mauvaise superposition des images trichromes, auxquelles s'ajoute une diminution de l'efficacité de diffraction de l'hologramme. tes hologrammes par réflexion permettent l'obtention de meilleurs résultats, mais souffrent beaucoup des déformations des émulsions consécutives au vieillissement et au traitement. De plus, des lasers suffisamment puissants dans le rouge sont rares, ce qui peut limiter fortement la brillance et la netteté des images. La présente invention a pour but de pallier les inconvé nient des hologrammes existants. t'invention a, en effet, pour objet un procédé d'obtention d 'images tridimensionnelles holographiques par synthèse d'images bidimensionnelles, qui consiste à réaliser dans un premier temps un film cinéma classique, au moyen d'une caméra ou de son équivalent vidéo, l'objet étant placé face à la caméra sur un plateau tournant, la vitesse de rotation du plateau et la vitesse d'exposition de la caméra étant calculées de telle sorte qu'un tour complet du plateau correspond à 1080 expositions, puis à projeter chaque image du film cinéma, grâce à un éclairage laser à travers des lentilles, dont l'une est pourvue d'une fente holographique, sur un film à haute définition, auquel est ajouté un faisceau laser de référence, le film étant déplacé en rotation pour chaque imagé du film cinéma d'un angle équivalent à l'angle de déplacement du sujet lors de la prise de vue, de sorte qu'est obtenu un cylindre comportant 1080 hologrammes bandes. L'invention a également pour objet un synthétiseur d'images tridimensionnelles holographiques, essentiellement constitué par un banc de support pourvu de pieds règlables, par un tambour de support de l'hologramme, muni d'un dispositif d'entraînement, par un dispositif porte-film, par un dispositif à fente holographique verticale muni d'une lentille cylindrique verticale à liquide, par une lentille cylindrique horizontale à liquide, par un ensemble de miroirs, et par une source de faisceaux lasers. Conformément à une caractéristique de l'invention, le dispositif d'entraînement du tambour est un dispositif pas à pas réalisant 1080 intervalles sur 360Q. L'invention sera mieux comprise grâce~à la description ciaprès, qui se rapporte à un mode de réalisation préféré, donné à titre d'exemple non limitatif, et expliqué avec référence aux dessins schématiques annexés, dans lesquels la figure 1 est une vue en élévation latérale, et en coupe, d'un synthétiseur d'images conforme à l'invention, et la figure 2 est une vue en plan, et en coupe, du synthétiseur de la figure 1. Conformément à l'invention, et comme le montrent, à titre d'exemples, les figures 1 et 2 des dessins annexés, le synthétiseur d'images tridimensionnelles holographiques est essentiellement constitué par un banc de support 1 muni de pieds règlables 2, par un tambour 3 de support de l'hologramme 4, ce tambour étant actionné par un dispositif d'entraînement 5, par un dispositif porte-film 6, par un dispositif 7 à fente holographique verticale 8 muni d'une lentille cylindrique verticale 9, par une lentille cylindrique horizontale 10, par un ensemble de miroirs 11,12,13,14, et par une source de faisceaux lasers 15. te banc de support 1 est muni de pieds règlables 2 connus, par exemple, sous forme d'ensembles vis-écrouS ou analogues, per mettant une mise à niveau parfaite du banc 1, et ainsi des différents appareils qu'il porte. Pour des raisons de rigidité, et pour empêcher dans une large mesure les vibrations, ce banc 1 est avantageusement constitué en granite. Be tambour 3 de support de l'hologramme 4 est guidé er rotation sur le banc 1 autour d'un axe vertical 16, et présente à sa partie inférieure un épaulement 17 de maintien de 1' hologramme 4 par dépression. L'actionnement du tambour 3 est réalisé au moyen d'un dispositif d'entraînement pas à pas 5 constitué par un disque 18 solidaire de la face inférieure du tambour 3, et sur lequel agit un organe 19 de déplacement par pincement, à crans, ou analogues, connu en soi, actionné, de manière connue en soi, par un moteur pas à pas, par un dispositif de commande pneumatique, ou hydraulique, ou analogue. te dispositif d'entratnement 5, et donc le moteur pas à pas, ou dispositif analogue, est réglé de telle manière qu'il réalise trois positions d'arrêt du tambour 3 par degré de rotation, soit 1080 positions pour un tour complet dudit tambour 3. te dispositif porte-film 6 est muni de manière connue d'un dérouleur image par image, et est disposé dans l'axe longitudinal du banc 1 en alignement avec l'axe du tambour 3 sur un support intermédiaire 20, de telle sorte qu'un faisceau le traversant aboutisse au centre d'une génératrice du tambour 3. Derrière ce dispositif 6, et en alignement avec son axe, est placé un dispositif de projection cpnstitué par deux lentilles 21 et 22, et par un miroir 14. Entre le tambour 3 et le dispositif porte-film 6 sont montés un dispositif 7 à fente holographique 8 muni d'une lentille cylindrique verticale 9 et une lentille cylindrique horizontale 10, les axes des lentilles et de la fente étant alignés avec l'axe horizontal du dispositif de projection. te dispositif 7 se présente sous forme d'un support, dans lequel est logée la lentille 9, et la lentille 10 est également logée dans un support 23. Ces lentilles 9 et 10 sont avantageusement des lentilles liquides, de sorte que les défauts apparaissant en lumière cohérente avec des lentilles organique s sont supprimés. La source 15 de faisceaux lasers est disposée sur le côté du banc 1, parallèlement à l'axe d'alignement du tambour 3, des lentilles 9 et 10 et du dispositif porte-film 6. Les faisceaux lasers, qui en sont issus, sont dirigés au moyen d'un premier miroir oblique 11 vers un deuxième miroir 12 présentant une double obliquité, et à partir de ce miroir 12 un faisceau est dirigé vers un miroir 13 disposé obliquement devant le tambour 3, et un autre faisceau est dirigé vers le miroir 14 du dispositif de projection. Afin de permettre le passage du faisceau laser dirigé par le miroir 12 vers le miroir 13, le dispositif 7, le support 23, et le support 20 sont munis chacun d'un évidement, Pour la réalisation d'images tridimensionnelles holographiques, on procède de la manière suivante : Un sujet est placé sur un plateau tournant face à une caméra munie d'un film classique. La vitesse de rotation du plateau et la vitesse d'exposition de la caméra sont calculées en fonction des focales des objectifs, et des positions respectives de la caméra et du sujet, de telle sorte qu'un tour complet soit effectué avec 1080 expositions. Ainsi, chaque image du film de la caméra correspond à une rotation de 1/3 de degré du sujet. Ce film peut également être réalisé par transformation vidéo. te film obtenu estalors monté dans le dispositif portefilm 6 du synthétiseur d'images conforme à l'invention, d'où chaque image est projetée sur un film à haute définition 4 pour la formation d'un hologramme. Ainsi, grace à la source de faisceaux lasers 5, un premier faisceau 24 éclaire chaque image du film et la projette à travers les lentilles 10 et 9, et la fente holographique 8, sous forme d'une bande étroite, sur le film 4, un faisceau laser de référence 25 étant ajouté grâce au miroir 130 tes interférences produites par la lumière laser 24 provenant de l'image cinéma et par le faisceau de référence 25 constituent un hologramme bande de l'image cinéma. t'opération de projection est effectuée image par image simultanément avec une rotation du tambour 3 portant le film 4, cette rotation étant réalisée au moyen du dispositif d'entratne- ment 5, de telle manière que tous les hologrammes bandes de toutes les images du film cinéma soient reportés sur le film 4 en un seul tour du tambour 3, c'est-à-dire 1080 hologrammes bandes juxtaposés sur 3600. Ces hologrammes bandes présentent chacun les propriétés des hologrammes "rainbow", c'est-à-dire qu'ils sont visibles en lumière blanche, même avec celle produite par une lampe à incan descente. Cependant, pour obtenir une meilleure qualité de l'image, une lampe à filament vertical sera préférée.Une telle lampe, disposée au centre du cylindre formé par l'hologramme 4, et dans sa partie inférieure avec un angle d'éclairage à peu près égal à celui du faisceau laser de référence, permet l'obtention d'une image du sujet, qui, en plus de l'effet de relief, pourra recréer l'effet d'animation qu'avait le sujet lors de la prise de vue. Chaque image bande holographique contient sur une bande la totalité des informations provenant de l'image cinéma, et tout se passe comme si l'on regardait cette dernière à travers une fente placée à une distance suffisante pour la voir en entier. En effet, le rapprochement de ces fentes recrée pour l'oeil et le cerveau le fondu donnant à la fois l'impression de relief par mélange spatial des parallaxes, et l'animation grâce à la persistance rétinienne. te manque de finesse d'analyse du cerveau est alors exploité pour fournir une perception de relief et d'animation. il est également possible, grâce à l'invention, de réaliser des hologrammes de 120ou avec 360 expositions, ce qui réduit le coft de tels hologrammes. L'invention permet une réalisation rapide et simple d'hologrammes, plus particulièrement en radiographie et en thermographie, ainsi qu'en télédétection, ou encore dans le domaine de l'art. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit et représenté aux dessins annexés. Des modifications restent possibles, notamment du point de vue de la constitution des divers éléments, sans sortir pour autant du domaine de protection de l'invention. -REVENI)lCAl0N8- lo Procédé d'obtention d'images tridimensionnelles holographiques par synthèse d'images bidimensionnelles, caractérisé en ce qu'il consiste à réaliser dans un premier temps un film cinéma classique au moyen d'une caméra, ou de son équivalent vidéo, en plaçant l'objet face à la caméra sur un plateau tournant, la vitesse de rotation du plateau et la vitesse d'exposition de la caméra étant calculées de telle sorte qu'un tour complet dn plateau correspond à 1080 expositions, puis à projeter chaque image du film cinéma grâce à un éclairage laser à travers des lentilles, dont l'une est pourvue d'une fente holographique, sur un film à haute définition, auquel est ajouté un faisceau laser de référence, le film étant déplacé en rotation pour chaque image du film cinéma d'un angle équivalent à l'angle de déplacement du sujet lors de la prise de vue, de sorte qutest obtenu un cylindre comportant 1080 hologrammes bandes0 2. Synthétiseur d'images tridimensionnelles holographiques, pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est essentiellement constitué par un banc de support pourvu de pieds réglables, par un tambour de support de l'hologramme muni d'un dispositif d'entraînement pas à pas, par un dispositif porte-film, par un dispositif à fente holographique verticale muni d'une lentille cylindrique verticale, par une lentille cylindrique horizontale, par un ensemble de miroirs, et par une source de faisceaux lasers. 3e Synthétiseur suivant la revendication 2, caractérisé en ce que le tambour de support de l'hologramme est guidé en rotation sur le banc autour d'un axe vertical, et présente à sa partie inférieure un épaulement de maintien de 1 'hologramme0 4. Synthétiseur suivant l'une quelconque des revendications 2 et 3, caractérisé en ce que le dispositif d'entraînement pas à pas du tambour est constitué par un disque solidaire de la face inférieure du tambour, et sur lequel agit un organe de déplacement par pincement, à crans, ou analogue, actionné par un moteur pas à pas, par un dispositif de commande pneumatique, ou hydrauliques ou analogue. 50 Synthétiseur suivant la revendication 2, caractérisé en ce que derrière le dispositif porte-film, et en alignement avec son axe, est placé un dispositif de projection constitué par deux lentilles et par un miroir. 6. Synthétiseur suivant la revendication 2, caractérisé en ce que le dispositif à fente holographique avec la lentille cylindrique verticale, et la lentille cylindrique horizontale sont ali gnés avec l'axe reliant le tambour au dispositif porte-film. 7O Synthétiseur suivant l'une quelconque des revendications 2 et 6, caractérisé en ce que les lentilles verticale et horizontale sont des lentilles liquides. 8. Synthétiseur suivant la revendication 2, caractérisé en ce que la source de faisceaux lasers est disposée sur le c8té du banc de support parallèlement à l'axe d'alignement du tambour, des lentilles, et du dispositif porte-film, les faisceaux lasers, qui en sont issus, étant dirigés au moyen d'un premier miroir oblique vers un deuxième miroir présentant une double obliquité, et à partir de ce deuxième miroir un faisceau est dirigé vers un miroir disposé obliquement devant le tambour, et un autre faisceau est dirigé vers le miroir du dispositif de projection. 9. Synthétiseur suivant l'une quelconque des revendications 2, 5, 6 et 8, caractérisé en ce que les supports des lentilles verticale et horizontale ainsi que du dispositif porte-film sont pourvus à leur partie inférieure d'un évidement permettant le passage du faisceau laser de référence.