Brevet FR2472217A1 — publié le 19810626

L'invention concerne un procédé pour la réalisation de filtres inverses à l'aide de méthodes holographiques. D'une façon générale, on sait qu'en principes, il est possible d'améliorer une image, ou bien, de décoder une image codée par filtrage inverse optique dans le plan de Fourier d'une lentille, voir par exemple 'In dustrial Photography", 19, mai 1970, S. 26 ff. Toutefois, les méthodes optiques du filtrage inverse ne sont guère utilisées actuellement du fait que la réalisation de tels filtres est compliquée et labo rieuseç De plus, la gamme d'enregistrement linéaire du matériau photographique présente normalement une capacité dynamique très limitée be remplacement de cette exigence de linéarité par une exigence de non linéarité déterminée. c'est-à-dire que la transparence d'amplitude résultante du matériau est proportionnelle au logarithme de l'éclairage, fournit une réalisation plus simple du filtre inverse, il est vrai, mais non satisfaisanX lorsque les conditions d'enregistrement de cette non linéarité logarithmique ne sont pas adaptées. Le IEES Spectrun, volume 9, n0 12, 1972, S. 34, figure 7 décrit en détail un procédé pour la réa- lisation d'un filtre inverse. La répartition lumineuse nécessaire pour la réalisation d'un tel filtre doit titre obtenue à l'aide d'un processus photographique compliqué. Un filtre d'amplitude à former à cet effet est constitué par deux plaques photographiques qui doivent titre réalisées l'une après l'autre Disposées à nouveau dans la marche de rayons, elles doivent être ajustées, l'une par rapport à l'autre et par rapport à la répartition lumineuse à utiliser, ce qui nécessite des exigences élevées pour l'ajustage. La réalisation du filtre inverse dans le pren-er plan de Fourier n'est pas possible, du fait, qu'à vrai dire, il faut prendre pour la réalisation du filtre, la répartition lumineuse directement après la couche porteuse, après la seconde plaque photographique N2 sur la figure 7.De ce fait, il faut une seconde structure de Fourrier, qui fournit cette répartition lu mineuse dans le second plan de Fourier et ensuite le fil tre inverse peut être obtenu à cet endroit à 11 aide de techniques holographiques connues0 La présente invention vise à fournir un procédé de réalisation simplifié du genre mentionné dans le préambule permettant d'obtenir le filtre inverse dans une grande gamme dynamique. Ce but est atteint par utilisation, pour l'hologramme de filtre d'un matériau d'enregistrement présentant une courbe caractéristique logarithmique et, pour l'éclairage, d'un rapport d'intensité différant de l'unité entre l'onde de référence et l'onde d'objet. Ainsi, on atteint que la réalisation d'un filtre d'amplitude comportant deux parts peut être omise, tout comme une seconde structure de Fourier additionnelle et, de ce fait, un ajustage compliqué. L'enregistrement logarithmique du filtre d'amplitude et de l'hologramme nécessaire pour le filtre inverse se produit plut8t dans le premier plan de Poudrier sur la même plaque photographique au même endroit, En revanche, tous les filtres inverses non réalisés à l'aide du procédé conforme à l'inventioe nécessitent un second filtre d'amplitude sous forme d'une plaque avec un second arrangement de Fourier, ou sont c titués au moins par un sandwich d'un filtre d'amplitude et d'un hologramme0 Lorsque, que seul un enregistrement holographique est utilisé pour la réalisation du filtre, il est avantageux de choisir, dans le cas d'un rayonnement cohérent, l'intensité de l'onde de référence plus faible par rapport à celle de l'onde d'objet. De plus, il est potable de réaliser l'holo- gramme de filtre par double éclairage, opération pour laquelle on procède d'abord à un éclairage avec de la lumière très cohérente et une onde de référence plus intense par rapport à l'onde d'objet et ensuite, à un seconde éclairage (éclairage postérieur) avec uniquement l'onde d'objet, 11 intensité de ce dernier étant alors supérieure à celle de l'éclairage à l'aide de l'onde de référence. Les hologrammes de filtre peuvent également être réalisés à l'aide de lumière partiellement cohérente, l'intensité du rayon de référence étant élevée et son degré de cohérence faible. Il est essentiel que l'éclairage du matériau photographique soit adapté de façon que seule la partie logarithmique de la courbe caractéristique du matériau soit utilisée. Du fait que l'éclairage est fortement influencé par le rayon d'objet, l'éclairage ne peut pas toujours titre adapté sur toute la surface d'enregistrement. La présente invention est surtout avantageuse dans le cas où l'onde d'objet ne subit pas de trop fortes variations, c'est-à-dire que le spectre d'objet est assez wnorme. Un tel cas spécial se produit dans le cas d'une reproduction à l'aide de sources codées, comme le décrit la demande de brevet allemand mO 2 266.203. Une image de superposition obtenue par un grand nombre de sources est traitée ultérieurement pour obtenir un objet décodé. Le décodage sous forme d'une auto-corrélation ne fournit que par approximation une reproduction de l'objet, alors que l'objet est reproduit de façon idéale par filtrage inverse. Dans ce cas, les fonctions d'onde d'objet sont si faibles et réparties de façon que les filtres inverses réalisés suivant le nouveau procédé conviennent particulièrement au décodage. La description ci-après, en se référant au dessin annexé, le tout donné à titre d'exemplezon limitatif, fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée. La figure 1 représente un ensemble pour l'enregistrement du filtre holographique. La figure 2 montre un ensemble pour le filtrage d'une image. La figure 3 montre la courbe de perméabi lité éclairage d'un matériau photographique en fonction de l'éclairage logarithmique0 Selon la figure 1, la lumière s'obtient avec un laser 1, qui est filtré spatialement à l'aide d'un diaphragme 2. La lentille 3, qui est écartée du diaphragme 2 d'une distance égale à la distance focale f, transforme l'onde sphérique en une onde plane et éclaire l'objet 4, qui est également écarté d'une distance f de la lentille 3. La lentille 5 effectue une transformation de Fourier de l'onde d'objet O dans le plan du matériau d'enregistrement holographique 8 présentant une caractéristique d'enregistrement logarithmique (figure 3). L'onde de référence R, qui est également obtenue à partir du laser 1, est filtrée spatialement par le diaphragme 6, l'onde sphétique formée est transformée, à l'aide de la lentille 7, en une onde plane. L'onde de référence R et l'onde d'objet O assurent l'éclairage du matériau d' enregistrement. Un disque en verre dépoli rotatif 9 est glissé dans la marche des rayons de référence, dans le cas où l'on utilise de la lumière partiellement cohérente. Après développement du matériau d'enregistrement 8, on utilise le filtre inverse, ainsi formé, comme il est représente sur la figure 2. L'objet à filtrer 4a subit une transformation de Fourier optique. Une onde éclaire le filtre inverse 8a. L'on de sortant du filtre -subit une transformation de Poudrier avec la lentille Il de résultat 10. La figure 3 montre une courbe caractéristique pour un matériau d'enregistrement utilisé pour la réalisation de filtres inverses. Pour les émulsions photographiques caractéristiques utilisées pour des buts-holographiques est utilisée la gamme linéaire et la capacité dynamique présente un facteur d'environ 4, alors que la capacité dynamique sur la ligne caractéristique logarithmique présente un facteur de 50. Pour l'enregistrement holographique, 1'é- éclairage est alors (1) E = t r1 + 5 + 2a cos ç représentant l'éclairage d'onde de référence, a le rapport entre l'onde d'objet et l'onde i référence et # l'angle de phase contre l'onde d'objet et l'onde de référence. Il est connue que la périodicité de l'angle e peut entre utilisée pour décrire la perméabilité d'amplitude de l'hologramme comme série de Fourier, c'est-à-dire (2) T(E) g 0m (ars ) eimQ m= -co cas dans lequel 2tri (3) Cm = À & T(E) e-im dG o Du fait que la phase de référence contient une fréquence porteuse, chaque membre de cette série de Fourier correspond à un ordre de diffraction de l'hologramme.Nous choisissons l'ordre de diffraction -1 comme ordre de filtrage, de sorte que la perméabilité de filtrage effective est donnée par n représentant la phase d'onde d'objet. Pour une non linéarité logarithmique (5) T(E) = To = 0, rc, étant des constantes, il est possible de déduire une série de Fourier correspondante Cm selon laquelle à un hologramme éclairé une fois correspond un filtre inverse, Pour satisfaire à cette condition, il faut, dans ce cas, pendant l'éclairage de l'hologramme, utiliser une onde de référence, dont l'intensité est faible par rapport à celle de l'onde d'objet.Ce rapport entre l'onde de référence et l'onde d'objet est exactement inverse à la stuation pendait la réalisation d'hologrammes à l'aide de lumière cohérente, comme il est d'usage jusqu'à présent. Toutefois, lorsque l'hologramme est éclairé deux fois successivement, d'abord avec rapport usuel entre le rayon d'objet et le rayon de référence pour la réalisation d'hologrammes optimaux, et ensuite uniquement avec l'onde d'objet, l'éclairage total devient (6) E = ç 21 + (1+beat + 2a cos b étant une constante, qui est proportionnelle à l'éclairage ultérieur. Dans les conditions où a Z 1, (1+b) la fonction de filtrage devient (onde d'objet) c' est-à-dire les ondes de référence r et b étant des constantes. (8) B = const. . 1 (onde d'objet) u Ainsi, loraqu'on éclaire les plaques holographiques deux fois successivement, une fois à l'aide d'un rayon de référence à intensité élevée, c' est-à-dire qu'un rapport usuel existe entre l'onde d'objet et l'onde de référence pour la réalisation d'hologrammes et en-suite une autre fois sans rayon de référence, l'éclairage d'objet étant intense comparativement à celui à l'aide d'un rayon de référence, on obtient également un filtre inverse. il est également possible de réaliser un filtre à ltaide de lumière partiellement cohérente, ctest-i-dire le rayon de référence ne présentant spatialement qu'une cohérence partielle par rapport au rayon d'objet. Une telle cohérence partielle s'obtient également par introduction d'un disque en verre dépoli dans la marche des rayons de référence au lieu du diaphragme 6 de la figure 2. Lorsqu'on expose ensuite l'hologramme à de la lumière partiellement cohérente, le rayon de référence présentant une intensité élevée et le degré de cohérence étant faible, on obtient également un filtre inverse. Le dispositif représenté sur la figure 2 peut également être utilisé comme dispositif de décodage d'images de superposition d'un objet tridimensionnel (non représenté sur le dessin) obtenues à partir de plusieurs positions des sources de rayonnement suivant des perspectives différentes. Une image de superposition 4a constituée par plusieurs images perspectives superposées est alors formée entre les lentilles L1 et L2 et traversée par le faisceau parallèle PO L'hologramme de filtre 8a (filtre inverse) positionné dans le plan de Fourier de la lentille L2 sert respectivement au décodage de l'image de superposition 4a, et pour la représentation d'images à couche de l'objet lorsque l'hologramme de filtre est observé à travers la lentille 110 Dans l'hologramme de filtre 8a sont emmagasinées à cet effet les coordonnées de la répartition rigoureuse des positions de sources de rayonnement à échelle réduite. L'emmagasinage s'effectue à l'aide de l'arrangement représenté sur la figure 1, du fait que l'objet 4 est remplacé par une prise de vues des sources de rayonnement (voir brevet allemand nO 2.266.203o REYENDICAUIONS: 1. Procédé pour la réalisation de filtres inverses à l'aide de méthodes holographiques, caractérisé en ce qu'on utilise- pour l'hologramme de filtre, un matériau d'enregistrement présentant une courbe caractéristique logarithmique et, pour l'éclairage d'un rapport d'intense sité différant de l'unité entre l'onde de référence et l'onde d'objet, 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la réalisation du filtre s'effectue par enregistrement holographique de façon qu'en cas d'utilisation de rayonnement cohérent, l'intensité de l'onde de référence est plus faible que celle de l'onde d'objet. 3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la réalisation de l'hologramme de filtre s'effectue par double éclairage, c'est-à-dire d'abord un éclairage avec de la lumière très cohérente et une onde de référence plus intense par rapport à l'onde d'objet et ensuite, à un second éclairage (éclairage postérieur) avec uniquement l'onde d'objet, l'intensité de ce dernier étant alors supérieure à celle de l'éclairage à l'aide de l'onde de référence. 4. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'hologramme peut également tre réalisé à l'aide de lumière partiellement cohérente, l'intensité du rayon de référence étant élevée et son degré de cohérence faible. 5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que le faible degré de cohérence du rayon de référence s'obtient continuellement par prolongement du trajet par rapport à l'onde d'objet. 6. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'onde de référence est filtrée par un diaphragme. 7. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que dans la marche des rayons de l'onde de référence est disposé un disque en verre dépoli rotatif. 8. Hologramme de filtre selon l'une des re vendicationsî à 7, caractérisé en ce qu'il est constitué par une seule couche d'un matériau d'enregistrement holographique présentant une courbe caractéristique lo garithmique. 9. Dispositif servant au décodage d'images de superposition d'un trajet tridimensionnel obtenues à partir de plusieurs positions des sorrces de rayonnement suivant diverses perspectives à l'aide d'un dispositif comportant une seule source de rayonnement pour examiner les images de superposition, une optique servant à la représentation des images de superposition dans un plan de représentation où est disposé un hologramme dans lequel sont emmagasinées les coordonnées des positions de sources de rayonnement à l'aide d'une prise de vue photographique des sources de rayonnement, et une autre optique de représentation disposée derrière l'hologram ee pour observer les images à couches de l'objet, caractérisé en ce que lthologramme est un hologramme de filtre selon la revendication 8o