Brevet FR2634290A1 — publié le 19900119

PROCEDE ET DISPOSITIF D'ENREGISTREMENT O IMAGES EN RELIEF La présente invention concerne la réalisation d'images en relief par holographie. Elle concerne plus particulièrement les procédés en eux-memes connus dans lesquels plusieurs images holographiques d'un meme objet sont enregistrées sur un support et concourent à donner, lors de la restitution, une image en relief de l'objet. De nombreuses techniques ont été développées pour permettre la vision en relief. La plus ancienne de ces techniques est la vision xtéréographlque dans laquelle l'observation séparée par chacun des yeux d'une image d'un même objet pris sous des angles légèrement différents, permet par fusion d'acquérir une impression de relief. Le principe et le développement de l'holographie ont permis de donner un nouvel essort à ces techniques et d'améliorer sensiblement à la fois les conditions d'observation de l'image tridimensionnelle et la perception du volume qui en résulte. L'invention concerne plus particulièrement les procédés et dispositifs d'enregistrement d'images en relief d'un objet réel ou synthétisé par ordinateur dans lesquels, lors d'une première phase des enregistrements de plusieurs images bidimensionnelles distinctes de l'objet réel ou synthétisé par ordinateur sont réalisés, et dans lesquels, dans une deuxième phase, ces images bidimensionnelles sont enregistrées par holographie sur un support unique. Des procédés de ce type sont maintenant bien connus et peuvent être regroupés en deux catégories principales - La première de ces catégories concerne des procédés dans lesquels chaque image bidimensionnelle est projetée à travers un système de lentilles cylindriques ayant une pupille linéaire à proximité du film holographique. La surface de l'hologramme est ainsi divisée en un certain nombre d'éléments de surface, chacun comportant l'enregistrement d'une image bidimensiomnelle. - Selon l'autre procédé, chaque image bidimensionnelle est successivement projetée sur un écran diffusant fixe et est enreyistrée avec une pupille donnée. Entre chaque pose, la position de la pupille est modifiée. Selon cette méthode, une autre possibilité consiste à déplacer l'écran en profondeur entre chaque enregistrement réalisant ainsi une superposition des enregistrements. Les hologrammes successifs se superposent alors sur le me me support. L'hologramme maitre obtenu par l'un de ces deux procédés peut ensuite après développement être dupliqué. Ces techniques ont été par exemple décrites dans l'article *imagine properties of holcgraphîc stereograms par I. GLASER (SPIE Vol. 120 Three dimensional Imaging 1977). Il est bien connu que la réalisation d'hologrammes repose sur la possibilité de réaliser, lors de l'enregistrement, des figures d'interférence dans le plan du support photosensible. La réalisation de ces franges et leur enregistrement nécessitent une très grande stabilité de l'ensemble de l'installation. On comprend par ailleurs que dans le cas de l'enregistrement d'images en relief selon l'une ou l'autre des méthodes exposées plus haut, la position relative des différentes images bidimensionnelles lors de la deuxième phase, c'est-à-dire de l'enregistrement par holographie sur un support unique, doit etre parfaitement maitrisée. Jusqu'à présent les moyens mis en oeuvre pour maîtriser cette stabilité nécessitent 1. Le choix d'un appareil de prise de vues bidimensionnelles assurant un positionnement constant du support d'enregistrement d'une prise de vue à l'autre 2. La maitrise des positions relatives de l'appareil de prise de vues lors de l'enregistrement pendant la première phase d'enregistrement des vues bidimensionnelles successivespuis, 3. La maîtrise du support des images bidimensionnelles une fois développées lors de leur exploitation pendant la deuxième phase pour lo réallsatixln de l'hologramme.Selon cette méthode, toute imprécsion quelle provienne soit de la prise de vues soit de modifications dimensionnelles lors du développement des images hidimensionnelles soit encore du support lors de la réalisation de l'hologramme est irrémédiable et atteint directement la qualité de l'image en relief ainsi obtenue. L'objet de la présente invention est de proposer des moyens beaucoup plus simples et moins contraignants permettant d'obtenir une bonne maitrise du positionnement des images bidimensionnelles enregistrées sur l'hologramme. A cet effet, selon le procédé de l'invention, lors de l'enregistrement, l'obJet comporte au moins un repère, ce repère est utilisé lors de la deuxième phase pour positionner les images dans leur plan lors de leur enregistrement holographique. Le dispositif d'enregistrement en relief d'un objet selon l'invention est du type comprenant un appareil de prise de vues bidimensionnelles 2 susceptible d'un mouvement relatif par rapport à l'objet 1 et des moyens permettant l'enregistrement des images bidimensionnelles par holographie sur un support unique 11. Ce dispositif comporte au moins un repère 5 destiné à être enregistré en même temps que l'objet 1 sur chaque vue lors des prises de vues bidimensionnelles, des capteurs 16 recevant un signal provenant du repère 5 enregistré lors de l'enregistrement par holographie et permettant un positionnement relatif chacun dans une direction des images bidimensionnelles lors de leur enregistrement. L'invention sera décrite plus en détail en référence aux dessins dans lesquels - La figure 1 représente une vue de dessus du dispositif d'enregistrement lors de la prise de vues des images bidimensionnelles. - La figure 2 représente une vue de face de cette même installation. - La figure 3 représente le dispositif de réalisation de l'hologramme. - La figure 4 est une vue de détail représentant de face le repère et les capteurs associés lors de i'enreg~ctrement de llhologram.re. - La figure 5 est une vue de détail representant de coté le repère et les capteurs associés lors de l'enregistrement de l'hologramme Le procédé et l'appareil de l'invention permettent la réalisation d'une image en relief de l'objet 1. A cet effet, une série d'enregistrements bidimensionnels de cet objet est réalisée à l'aide d'un appareil photographique 2 se déplaçant parallèlement à lui-meme entre chaque prise de vues grâce au mouvement de son support 3 sur le rail 4. Le rail 4, le support 3 et la fixation de l'appareil photographique 2 sur son support 3 sont choisis de telle manière que pour une position donnée sur le rail, la position de l'appareil photographique 2 soit fixée avec une bonne précision et pour que les positions relatives et successives A, B, C de l'appareil photographique, lors des différentes prises de vues, soient également définies avec précision.Le champ 6 de la prise de vue est limité par les rayons 6-1 et 6-2. Selon l'invention, un repère 5 est introduit dans le champ 6 respectivement A, B, C. Il peut s'agir soit d'un élément caractéristique de l'objet lui-meme dont on réalise une image en relief ou tout autre objet susceptible d'etre introduit dans le champ de préférence dans le bord du champ ce qui permet de ne pas gêner la prise de vues. Ce repère 5 est maintenu par tout moyen approprié. il est destiné à fournir une référence dans les différentes images bidimensionnelles prises au cours de ladite première phase. L'appareil de prise de vues 2 est porté par un support 3 sur lequel agissent des moyens de déplacement et l'appareil est déclenché en des positions prédéterminées. Le dispositif de réalisation de l'hologramme comporte une source lumineuse principale constituée par un laser à argon 7 produisant après division par une lame partiellementWréfléchissante 8 un faisceau de référence 9b projeté par l'intermédiaire de miroirs 10 sur l'hologramme 11. Le faisceau objet 9a forme avec les systèmes optiques 12 une image du film 13 porteur des images bidimensionnelles sur l'écran diffusant 14. La fente 15 constitue une pupille placée au vuisinage du film holographique qui se déplare entre chaque enregistrement. Des capteurs de position 16 sont destinés à recevcir l'image du repère 5, le support 17 des images bidimensionnelles peut être déplacé en translation par action des mécanismes croisés 18 et 19 entrainant le mouvement des images bidimensionnelles dans leur plan. Les images bidimensionnelles sont généralement enregistrées sur un film unique, le déplacement fin de ce film permet d'assurer le positionnement dans une direction par le mécanisme 19 et dans leur plan perpendiculairement au sens de défilement du film par un mouvement 18. Le repère 5 comporte des fronts perpendiculaires, il est de préférence approximativement rectangulaire. il est projeté sur les capteurs de positions 16 par un système optique 12, 22 qui lui donne un grandissement du mène ordre de grandeur que le grandissement donné aux Images bidimensionnelles pour l'obtention de l'hologramme, ou supérieur. De manière préférentielle, l'éclairement du repère est produit par une source annexe 23, par exemple par un laser hélium-néon. Le recours à une telle source auxiliaire facilite le repérage et permet l'utilisation de composants relativement courants. Le positionnement du repère porté par les images bidimensionnelles par rapport aux capteurs permet d'assurer le positionnement recherché de leurs images projetées par rapport à l'écran di.ffusant 14. Les capteurs de position comportent avantageusement des lentilles cylindriques 20a, 20b focalisant chacune un bord du repère sur un détecteur photosensible 21a, 21b. Ces lentilles perpendiculaires l'une à l'autre permettent d'assurer le positionnement du repère dans les deux directions correspondant aux mouvements de positionnement du film. Le procédé et le dispositif de l'invention permettent d'obtenir une précision du positionnement des images projetées inférieure au dixième da míllimetre. La surface de l'hologranme pouvant être de l'ordre du nte. carre. La position du repère en profondeur lors de l'enregistrement des images bidimensionnelles par rapport à l'objet dont on réalise l'image permet d'obtenir des effets divers et en particulier de contrôler le positionnement de l'image en relief obtenue lors de la restitution de l'hologramme par rapport au support de celui-ci. Des effets spéciaux sont susceptibles d'être obtenus en déplaçant d'une maniere contrôlée la position des capteurs constituant la référence de posislonnement des images hidimensionnelles au cours de l'enregistrement de l'hologramme1 ou encore en déplaçant le repère pendant la prise de vue des images bidimensionnelles. L'utilisation d'un repère directement inscrit sur les images bidimensionnelles permet de s'affranchir de nombreuses contraintes inhérentes aux méthodes antérieures dans lesquelles le positionnement du film était obtenu par l'intermédiaire de nombreux moyens mécaniques, en particulier lors de la prise de vues des images bidimnsionnelles. il était jusqu' présent considéré comme nécessaire d'utiliser comme appareil de prise de vues une caméra qui met en oeuvre des moyens mécaniques relativement complexes pour maitriser le positionnement relatif des images enregistrées les unes par rapport aux autres. Selon l'invention, un appareil photographique peut etre utilisé pour la prise de vues des images bidimensionnelles et son déclenchement peut être contrôlé de manière à ce que les positions de l'appareil lors des prises de vues correspondent à des points fixes, généralement équidistants, du rail. Cela peut etre obtenu en associant au support 3 un capteur de position qui commande les prises de vues. Lors de l'enregistrement de l'hologramme, le film porteur des images bidimensionnelles peut avantageusement être placé dans un projecteur produisant l'avance continue du film avec une possibilité d'arrêt sans inertie. Un tel projecteur comporte de préférence des moyens susceptibles de produire le déplacement latéral du film devant l'obJectif de projection avec possibilité d'arrêt à tout instant. La mise en oeuvre de l'invention peut donc être réalisée avec drs moyens de protection et de prise de vues connus ne nécessitant pas une précision mécanique exceptionnelle. Avec ces seuls moyens, il est ainsi possible d'obtenir des images de grande qualité ne présentant pas les défauts résultant d'un mauvais calage vertical ou horizor.tal et présentant une grande finesse d'image. Le procédé et le dispositif de l'invention permettent la réalisation de tout type d'image en relief, il est particulièrement bien adapté à la réalisation d'hologrammes de sécurité, difficile à imiter, ou d'hologrammes de grandes dimensions produisant des images profondes avec une bonne finesse. R E Y E N D I C A T I O N S 1 Pronedé d'enreglstrement d'images en relief d'un objet du type comprenant une première phase d'enregistrement de plusieurs images bid,mensionnelies distinctes et une deuxième phase d'enreaistrement de l'ensemble de ces images bidimensionnelles par h-logzaphie sur un support unique, caractérisé en ce que, lors de l'enregistrement, l'objet comporte au moins un repère, que ce repère est utilisé lors de la deuxième phase pour positionner les images dans leur plan lors de leur enregistrement holographique. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qe le repère permet un positionnement dans une direction. 3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le repère permet un positionnement dans deux directions. 4. Dispositif d'enregistrement d'images en relief d'un objet du type comprenant un appareil de prise de vues bidimensionnelles (2) susceptible d'un mouvement relatif par rapport à l'objet (1) et des moyens permettant l'enregistrement des images bidimensionnelles par holographie sur un support unique (11), caractérisé en ce que ce dispositif comporte au moins un repère (5) destiné à être enregistré en mène temps que l'objet (1) sur chaque vue lors des prises de vues bidimensionnelles, des capteurs (16) recevant un signal provenant du repère (5) enregistré lors de l'enregistrement par holographie et permettant un positionnement relatif chacun dans une direction des images bidimensionnelles lors de leur enregistrement. 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que ledit repère (5) comporte des fronts perpendiculaires. 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'il comporte au moins une lentille cylindrique (20) parallèle au plan du repère et perpendiculaire à la direction du positionnement focalisant les fronts de ce repère sur un détecteur (21). 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 4 à 6, caractérisé en ce que lors de l'enregistrement holographique, le repère est éclairé par une source auxiliaire (23). 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 4 à 7, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de déplacement continu de précision (19, 18) des images bidimensionnelles dans leur plan, ces moyens étant commandés en fonction des signaux produits par les capteurs (21). 9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que l'appareil de prise de vues (2) est porté par un support (3) sur lequel agissent des moyens de déplacement continus l'appareil étant déclenché en des positions prédéterminées.