Brevet FR2640772A1 — publié le 19900622

La présente invention concerne un procés et un dispositif pour la projection et l'observttion d'images diferenciées ou stéréoscopiques, de dessins, photographies, de cinema et video. Il est bien connu que les techniques hologrqphiques permettent de reproduire dans un film photographique l'image tridimensionelle d'un object, en permettant aussi la voi des images différentes selon les divers points de vue. Ces images peuventeetre tridimensionelles, obtenus directement par l'illumination des object réels ou par reproduction photographique conventionelle, par dessins ou graphismes. L'holographie sert pour la génération d'images trés atractives qui donnent l'illusion de la presence d'objects réels et, aussi, pour la détection de défauts dans les essais de pièces mécaniques, dans les domaines de la medecine, de la physique, et dans plusieurs autres Les hologrammes ont eté également utilisés dans les der nières anées comme des eléments optiques, en fonctionnant comme miroirs ou lentilles avec des propietés particulières générées par le procés de diffraction De même que l'holographie avait eté démontrée pour la premiére fois en 1947 en employant la lumiéré d'une lampe de mercure et un film photographique conventionnel, elle n'avait abouti à des applications pratiquesqu'aprés 1960, avec l'incorporation du laser et par l'utilisation d'un film photographique special, à trés haute resolution, appeléé film holographique. L'observation d'images stéréoscopiques, d'autre part, permet d'obtenir des images différenciées ou tridimensionnelles par l'utilisation de film photographique conventionnel mais avew des lunettes eu d'autres éléments qui sont proches de l'observa- teur pour obtenir la separation des images. Le procedure et le dispositif selon l'invention permet d'éliminer l'emploi de lunettes1 lentilles ou filtres pour l'ob sertation d'images différenciées ou stéréoscopiques et de reproduire aussi un grand nombre d'images. Plusieurs spectateurs peuvent observer differentes images selon leur position d'qbservation, ou chaque observateur peut voir én sequence, ou chaque observateur peut voir en sequence les variations d'une image, qui peut être tridimensionelle ou non. On obtient de cette maniére des images avec des caracteristiques qui existent auparavant seulement dans les images holographiques, mais sans avoir besoin de laser, film holographique ou d'un haut degrée de stabilité mécanique ou de temperature pour l'enregistrement. Des éléments holographiques sont utilisées de maniére complementaire, sans avoir besoin d'un procés spécifiquement holographique pour l'enregistrement ou la reproduction des images; Cette demande de brevet d'invention se refère, en genet ral, à une procedure et a un dispositif pour l'observation de figures lumineuses projetées dans un écran holographique specialement dessiné et realisé, ou, par une procedure plus directe, de figures ou photographies fixées à proximité de l'écran holographique ou en contact direct avec celui-ci. La position d'observationd de chaque figure peut être donnée par la caleur du film photographique, dessin ou graphisme ou au moyen de filtres de colleur, en permettant de cette façon des effets d'animation visuelle ou de stéréoscopie. Selon l'invention, nous décrivons un dispositif et une procédure pour obtenir un elément holographique qui.fonctionne comme un écran et permet la séparation d'images individuallement pour châcun des yeux ou chaque position de l'observateur en general, sans que celui-ci ai besoin d'utiliser des lunettes specialles, filtres, ou aucun autre élément. Cet objectif et les charactéristiques principales du procédure et de l'élément disperseur de la lumiere qui est obtenue, seront mieux compris par la description suivante d'une maniére de construction préféréeemais non limitatif de l'invention. La procédure permet, fondamentalement, d'obtenir un dispositif disperseur des couleurs où les images sont projetées. Un hologramme, construit avec des lents conventionels, permet l'orjêntation de la lumiére vers l'observateur parce que la direction d'orientation de la lumiére depend directement de leur coleur. Une grande varieté de figures peut être projetée ou fixée selon la varieté de couleurs pures disponibles. De cette façon, par exemple, les différentes perspectif ves d'une scéne stéréoscopique peuvent être projetées pour les voir separéement, en obteint ainsi la représentation compléte d'une image tridimensionelle. On peut aussi offrir pour l'observateur une sequence de différentes images sans changer la figure projetée, lorsque chaque image est projetée dans un seul couleur. Ou par le change de la position relative des elements qui projetent chaque image, ou l'on peut par la choix convenable de valeurs controller la selection de couleurs qui sont offert a l'observateur. Il est seulement nécessaire que l'hologramme soit construit selon les paramètres qui seront décrit, et qu'il soit orienté de façon que la dispersion spectrale des couleurs soit dans le sens horizontal( en fonctionnant comme un écran, soit par reflexion, soit par transmision de la lumiére. Dans les figures illustratives qui sont annexées nous avons representé: dans la FIGURE 1: esquisse de la construction preférentielle pour l'écran holographique. dans la FIGURE 2: esquisse de l'utilisation de l'écran holographique. Pour mieux comprendre l'invention nous décrirons les principales caractéristiques de construction de la maniére preférentielle, en indicant aussi d'autres procedures alternatives de façon a remarquer que l'invention est veritablement caracterisée par le type de resultat obtenu. L'hologramme qui fonctionnerà comme écran stéréoscopique reproduit comme image holographique un écran conventionel, parce que l'on enregistre l'hologramme d'un object plat diffuseur de la lumière (1), allumé par source de lumière cohérente (2), et focaliséesur le film holographique (3) par un objectif (4), lentille ou miroir avec une ouverture limitant une forme de fente (5) (figure 1), differente de l'ouverture circulaire avec leque île on limite d'habitude les objectifs ou les miroirs. La arlho uette de l'element (4) peut eliminer la necessité de l'element (5) ai celle-ci est construite convenablement. Une image (6) de l'élément lumineux (2) sert comme source de reférence pour illuminer l'seulement (y). La longeur de la fente determine la hauteur des positions permises pour l'observateur, et sa largeur determine le degrée de purité spectrale des couleurs observées, dans le cas où l'écran soit sans defaut de planicité ou autres. Une procedure holographique préliminaire pourrait éventuellement faire la substitution des éléments (1) et (4) selon des techniques que sont dejà bien connues. La distance (d) entre l'ouverture et le film holographi que (3) au moment de la construction de termine la distance plus appropiée pour la position de l'observateur quand l'écran est utilisée. On ne pourrait pas considérer comme different le cas ou d'autres lentilles ou miroirs sont aditionnés au moment de la construction parce qu'il-y-aurait toujours une distance equivalente comme résultat du calcul de la position de l'image de la fente. La distance (d) peut être de quelques centimètres, pour les observations en proximité, ou de dizaines de mètres pour les plus éloignés, sans que cea valeurs soient limitatives. Les éléments que nous décrivons ici sont nouveaux, parce que jamais un tel hologramme avait eté proposé comme écran pour recevoir des images. L'écran holographique peut être ainsi enregistré selon les procédures conventionelles de la construction holographique, utilisant pour çela n'importe quel materiel photosensitif pour l'élément (3) (film holographique, photorésines, gelatine dichromatée ou des autres equivalentes, par exemple) et, eventuellement, une procédure de reproduction d'hologrammes imprimées sur film plastique. La procedure de construction décrite pourrait être substituée aussi par l'elaboration de l'hologramme par ordinateur, obtenu par photographie de l'image generée ou directement enregis trée par un appareil de grande précision, comme ceux qu'utilisent un faisceau électronique. On pourrait, de cette façon,ameliorer le resultat si l'on fait la correction de defauts par des calculs approppiés. L'écran qui en resulte pourrait, finalement, être déposé d'un mince film refléchisant (aluminum, par exemple) lorque l'on veut augmenter leur capacité refléchissante. Nous voyons dans la figure 2 que l'hologramme est utilisé comme un écran par reflexion, meme s'il peut être utilisé aussi par transmision en plaçant simplement le projecteur (7) dans une position symétrique à celle de la figure1 derriére 1' écran. Une image photographique, cinematographique, graphique ou video, étant projetée, permet qu'un observateur (8) placé à la distance (ds de l'hologramme dans la direction de diffraction, voit la scéene avec des vues differenciées, en dépendance de la position exacte ou il se trouve par relation a l'écran et au projecteur. Les figures monochromatiques peuvent acquerir dds effets de pseudo-stéréoscopie, autant que les figures en couleur peuvent être différents selon les divers positions de l'obsevateur. Figures qui ont une seule couleur ont naturellement une seule position d'observation, mais s'il s'agit d'un ensemble de deux ou plusieurs images stéréoscopiques, elles peuvent être regardées separémént par l'oeil gauche et droit des observeteurs. La qualité chromatique obtenue détermine la selectivité de l'écran et depend de la largeur de la fente (5), de la planicité de l'element (3), d'aberrations dans l'elément (4), dans l'element (6) et aussi de la distribution géometrique de touts les éléments. On obtient comme resultat une selectivité de couleur pour chaque position de l'observateur que nous appelerons et qui permettrà d'observer un nombre de figures differentes égal a la division de I'étendueldu spectre lumineux par cette valeur. Il determine aussi la possibilité de joindre diffe rentes couleurs dans la meme position d'observation, en conservant de cette façon la composition de couleurs figures projetées. L'observation dans une position determinée peut être obtenu aussi par d'autres observateurs qui sont dans la même position horizontale, en changeant simplement la position verticale, dont ce champ de vue est determiné par la longueur de l'élément (3). Le plan des figures 1 et 2 etait supposé comme horizontal parce que c'est la situation la plus normale pour la distribution d'éléments dans une table holographique (figure 1) et de la position des yeux d'un observateur et de ses déplacements ( figure 2). Des autres positions peuvent être également considerées. Le déplacement horizontal d dd observateur autour de l'écran lui permettrà de recevoir des images differentes, ou, de naniére équivalente, la même chose se passe si l'écran est tourne;ou Si le projecteur est changé de position, ou si l'on fait l'alternance des projecteurs, ou par l'emploi de miroirs de façon equivalente. Le nombre de positions horizontales pour les observateurs peut être multiplié par la superposition de différentes expositions holographiques dans la même region pour lthologramme en changeant la position horizontale de la source (6) de référence au moment de l'exposition de chaque hologramme. On peut augmenter aussi le nombre de projecteurs en fonctionement simultané, en les plaçant l'un a coté de l'autre, pour obtenir le même resultat. Le sujet de cette invention peut être appliquée pour la demonstration d'effets visueln6ss ou comme élément documentaire, didactique et demonstratif d'objects ou la tridimensionalité est importante, par exemple: pour des piêces rares, sculptures et objects qui sont difficiles à reproduire. On peut l'utiliser aussi comme élément publicitaire, qui peut offrir la vision alternative limages différentes. Le sujet de cette invention est nouveau parce qué aucune autre posibilité d'obseivation de photographies stéréoscopiques sans lunettes est connue, ni l'utilisation pratique d'un hologramme de ce type pour la projection des images. Pour avoir leur propes caracteristiques, avec toutes les conditions de nouveauté, cette procédure et ce dispositif pour la projection et l'observation d'images différenciées ou stéréoscopiques, dessins, photographies, films de cinemà et video, a toutes les conditions pour mériter le privilege d'invention. REVENDICATIONS 1) Dispositif pour la projection et observation d'images differenciées ou stéréoscopiques, dessins, photographies, filmes de cinema ou vidéo, caracterisé par l'utilisation d'un écran holographique (3) realisé conme l'hologramme d'un difuseur lumineux a faisceaux de construction et de reconstruction orientées dans un plan horizontal, distribuant ainsi la lumière de chaque image projectée dans une region d'observation restricte, correspondant a la longueur d'onde utilisée ou a la position de chaque élément projecteur. 2) Dispositif selon la revendication 1 , ou le procédé pour ltobservation d'images diferenciées ou stéréoscopiques est caracterisée par la realisation d'une ou plusieurs étages par des ondes qui n'appartient pas au spectre visible, et qui peuvent encore être loin de cette region, permetant a l'observateur d'être substitué, le cas échéant, par des éléménts capteurs approppiés. 3) Dispositif selon la revendication 1 ou la revendication 2 caractérisé par multiplier le nombre de regions d'observation par la repetition simple et accumulative du procédé de construction; et par être construit, eventuelement, par des parties separéesqui, lorsque elles sont mises en fonctionnement, peuvent fonctionner comme une unité integrale. 4) Dispositif selon l'un quelconque des revendications 1 a 3 ou l'écran holographique est caractérisé pour avoir des degrés de reflexion et de transmision partieles, permetant ainsi l'observa- tion de la lumière transmisse ou réfléchie par different observateurs. 5) Dispositif selon l'un quelconque des revendications l a 4 caractérisé pour utilisér la projection directe des figures obtenus par moyen d'un faisceau laser, ou des figures obtenus dans l'écran d'un ordinateur, ou par la projection directe de la lumière ou radiation dispersé ou émis par un object ou par un hologramme.