FR3137980A1 - Hologramme physique fabriqué à partir d’un hologramme numérique et dispositif holographique associé - Google Patents
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Abstract
La présente invention concerne la fabrication d’un hologramme physique (H) à partir d’un hologramme numérique calculé pour que deux images flottantes (I1, I2) se forment sur deux plans image (P1, P2) lorsque l’hologramme physique (H) est illuminé par une source lumineuse, l’un de ces plans images (P2) est positionnée entre la source lumineuse et l’hologramme physique (H) et l’autre plan image (P1) est positionnée entre l’hologramme physique (H) et un observateur (O). Figure pour l’abrégé : Figure 3
Description
La présente invention concerne la fabrication d’hologrammes physiques à partir d’hologrammes numériques calculés pour produire des images/effets tridimensionnels pour la signalisation et/ou l’information des usagers dans le domaine automobile.
Les systèmes d’éclairage arrière et de signalisation sont généralement limités à des effets 2D à la surface d’optiques, ou à des effets 3D simples réalisés grâce à des diffuseurs ou éventuellement des miroirs partiellement transparents. En outre, les effets tels que l’effet d’objet « jaillissant » sont difficiles à réaliser car ils nécessiteraient des systèmes optiques trop volumineux pour être intégrés dans les systèmes d’éclairage arrière et de signalisation de véhicule.
Certaines interfaces Homme/Machine, qu’elles soient externes ou internes d’un véhicule, sont adaptées pour réaliser l’effet d’objet jaillissant mais cet effet est très limité car il est mis en œuvre par des systèmes optiques dont l’encombrement est important. Ce qui pose problème notamment lorsque ces interfaces Homme/Machine sont logées au niveau du tableau de bord de véhicule ou dans un système d’éclairage arrière.
Par ailleurs, la mise en œuvre d’un effet d’objets jaillissants peut entrainer un risque pour la sécurité oculaire des observateurs.
Des solutions holographiques ont été mises en œuvre pour remplacer les systèmes optiques complexes et volumineux. Ces solutions utilisent un élément plan sur lequel est disposé un hologramme. Une fois illuminé par une source lumineuse, cet hologramme génère un front d’onde qui peut être, par exemple, celui d’un objet 3D. Une image flottante se forme sur un plan image et un observateur voit alors une représentation de l’objet 3D.
Pour fabriquer un tel élément plan, une solution holographique, dite classique, consiste à illuminer l’objet physique par un laser via un système optique de mise en forme du faisceau lumineux. Grâce au phénomène d’interférence, les informations 3D de cet objet physique sont alors enregistrées dans un film photosensible, nommé hologramme.
Les solutions utilisant l’holographie classique proposent d’utiliser des hologrammes enregistrés optiquement, et donc difficilement reproductibles. De plus, l’obtention d’une image flottante jaillissante, c’est-à-dire formée sur un plan image positionné entre un plan de l’hologramme et un observateur, avec de tels hologrammes nécessite un dispositif d’enregistrement complexe.
Une fois produit, un hologramme doit être éclairé avec une source lumineuse tel qu’un laser ou une LED (diode électroluminescente ou Light-Emitting Diode en anglais) unique, accompagné d’un système optique de mise en forme du faisceau lumineux produit par cette source lumineuse, ce qui requiert un volume important.
De plus, générer un effet d’objet jaillissant en holographie classique nécessite généralement d’enregistrer un hologramme avec un objet derrière le plan de l’hologramme puis d’enregistrer un nouvel hologramme à partir de cet hologramme.
Ces défauts rendent l’holographie classique difficile à mettre en œuvre à l’échelle industrielle.
Une autre solution holographique est d’obtenir un hologramme physique à partir d’un hologramme numérique calculé. On parle d’holographie calculée par ordinateur (Computer-generated holography (CGH) en anglais) ou encore d’holographie synthétique. L’objet physique est remplacé par un objet numérique 3D et la phase d’enregistrement est remplacé par un calcul de propagation de front d’onde puis par une gravure sur un élément plan de l’hologramme numérique calculé par nano-embossage par exemple. Autrement dit, l’hologramme numérique est calculé par ordinateur puis « transféré » sur un matériau de l’élément plan de manière beaucoup plus simple qu’en holographie classique. L’holographie synthétique est plus à même de répondre aux contraintes industrielles car la gravure de l’hologramme est aisément reproductible de manière industrielle.
Dans l’holographie synthétique, un hologramme numérique est calculé pour générer, à une position spatiale donnée appelée plan image, un front d’onde correspondant à une série d’images 2D d’un objet 3D. Chacune de ces images 2D est visible pour un angle de vue spécifique, de façon à créer pour un observateur une image dite flottante représentant l’objet 3D sur le plan image. Si ce plan image est positionné entre le plan de l’hologramme et un observateur, alors un effet jaillissant de l’objet 3D est perçu par l’observateur lorsque l’hologramme physique est illuminé par une source lumineuse.
L’hologramme physique H est illuminé par une source de lumière cohérente S, typiquement un laser, via un système optique qui met en forme le faisceau lumineux issu de la source lumineuse. Un observateur O, regardant, selon différents points de vue, l’hologramme H illuminé, voit des séries d’images 2D différentes SI , chacune de ces séries d’images 2D donnant l’impression à l’observateur de voir un même objet 3D jaillissant sous différents points de vue.
Hao Zhang et al. dans leur article intitulé « Three-Dimensional computer-generated hologram with Fourier domain segmentation » (vol. 27, No. 8, 1( April 2019, OPTICS EXPRESS 11689) décrivent un algorithme de calcul d’hologrammes numériques basé sur une segmentation dans le domaine de Fourier de séries de vues d’un objet 3D.
L’algorithme commence par obtenir une série de vues 2D de l’objet 3D par projection parallèle. Chaque vue est associée à une image de profondeur et chaque couple vue/image de profondeur correspond à une direction de projection particulière d’une vue de l’objet 3D sur le plan de l’hologramme. L’image de profondeur représente une distance entre l’objet 3D et un capteur (virtuel) de vues. Seules les parties de l’objet 3D qui sont à une profondeur inférieure à l’information de profondeur portée par une image de profondeur associée à une vue correspondante sont visibles.
L’information de vue portée par chaque vue est alors « découpée » en plusieurs plans objet (layers en anglais) parallèles selon l’information de profondeur portée par l’image de profondeur associée à cette vue. Chaque plan objet correspond à une profondeur particulière.
Une série d’images 2D est formée par vue à partir de ces plans objets et le front d’onde associé à cette série d’images 2D est propagé jusqu’au plan de l’hologramme.
A cet effet, un spectre angulaire élémentaire par image 2D est obtenu par application d’une transformée de Fourier sur une image 2D de la série d’images 2D. Un spectre angulaire par direction de projection est calculé en sommant les spectres angulaires élémentaires ainsi obtenus pour une série d’images 2D. Plusieurs spectres angulaires peuvent être ainsi calculés selon des directions de projection différentes et le spectre complet de l’objet 3D dans le domaine de Fourier sur le plan de l’hologramme est alors formé par combinaison (juxtaposition) de ces spectres angulaires obtenus selon les différentes directions de projection. Chaque spectre angulaire a une position particulière dans le domaine de Fourier qui dépend de la direction de projection. Le champ de distribution sur le plan de l’hologramme physique dans le domaine spatial est alors obtenu en appliquant une transformée de Fourier inverse sur le spectre complet de l’objet 3D dans le domaine de Fourier.
Cet algorithme nécessite une série de vues d’un objet 3D associée à une série d’images de profondeur.
L’algorithme utilise les images de profondeur pour découper les vues en nombreux plans objet de profondeurs différentes pour obtenir un effet de profondeur avec beaucoup de finesse. Le nombre de plans objet définit la qualité de l’effet 3D perçu. Si le nombre de plans objet est insuffisant alors 2 plans objet consécutifs risquent d’être trop éloignés l’un de l’autre et un observateur pourrait alors distinguer l’espacement entre ces deux plans objet, ce qui nuirait à la perception de l’effet 3D. Si le nombre de plans objet est trop important, l’effet 3D pourrait être rendu avec beaucoup de finesse allant au-delà de ce que l’œil humain peut percevoir. La qualité de l’effet 3D produit par cet algorithme dépend donc du nombre de plans objet utilisés. Plus le nombre de plans objet augmente, plus l’effet 3D sera précis mais plus la complexité calculatoire de l’algorithme augmente.
De plus, bien que cet algorithme permette de générer un front d’onde correspondant à une image flottante devant le plan de l’hologramme, c’est-à-dire entre le plan de l’hologramme H et un observateur O, cet observateur s’il n’est pas averti ne comprend pas que l’image I qu’il voit flotte devant l’hologramme ( ) et perçoit cette image I comme étant positionnée derrière l’hologramme. Il ne perçoive donc pas (ou très peu) l’effet jaillissant de l’objet 3D souhaité.
Un objet de la présente invention est de résoudre au moins l’un des problèmes de l’arrière-plan technologique décrit précédemment.
Selon un premier aspect, la présente invention concerne un procédé de fabrication d’un hologramme physique, destiné à être illuminé par une source lumineuse, à partir d’un hologramme numérique représentant des objets d’une scène 3D. Le procédé comprend une étape d’obtention d’une image 2D par objet de la scène 3D et par angle de vue de la scène 3D. Chaque image 2D est destinée à être perçue par un observateur selon un angle de vue sur un plan image positionné entre un plan de l’hologramme physique et un observateur lorsque l’hologramme physique est illuminé. Le procédé comprend en outre une étape d’obtention, par angle de vue de la scène 3D, d’au moins une image 2D représentant un motif géométrique. Ladite au moins une image 2D est destinée à être perçue par un observateur, selon un angle de vue de la scène 3D, sur un plan image positionné entre la source lumineuse et le plan de l’hologramme physique lorsque l’hologramme physique est illuminé. Le procédé comprend en outre une étape de calcul, par image 2D, d’un spectre angulaire élémentaire propagé sur le plan de l’hologramme physique par application d’une transformée de Fourier sur une image 2D obtenue; une étape de détermination d’un spectre angulaire par angle de vue de la scène 3D en sommant les spectres angulaires élémentaires obtenus correspondant à un même angle de vue; une étape de détermination d’un spectre angulaire total par combinaison des spectres angulaires obtenu par angle de vue de la scène 3D; une étape de détermination de l’hologramme numérique dans le domaine spatial du plan de l’hologramme physique en appliquant une transformée de Fourier inverse sur le spectre angulaire total obtenu ; et une étape de fabrication de l’hologramme physique à partir de l’hologramme numérique obtenu.
Le procédé de fabrication obtient une image 2D par objet de la scène 3D et non plus une série d’images 2D par vue comme c’est le cas dans l’algorithme de l’article suscité. Le procédé permet ainsi de limiter la complexité du calcul de l’hologramme numérique en contrôlant le nombre d’image 2D représentant la scène 3D.
La procédé permet de calculer numériquement et de fabriquer un hologramme physique produisant simultanément au moins une image flottante sur un premier plan image positionné entre une source lumineuse destinée à illuminer l’hologramme et le plan de l’hologramme et au moins une autre image flottante sur un second plan image positionné entre le plan de l’hologramme et un observateur. L’image flottante sur le premier plan image se superpose à l’image flottante sur le second plan image pour produire un effet stéréoscopique et permettre ainsi à un observateur de percevoir plus facilement l’effet jaillissant d’un objet de la scène 3D représentée par l’image flottante sur le premier plan image.
De plus, les ressources calculatoires nécessaires à la production de l’hologramme numérique sont largement réduites par rapport celle de l’état de la technique car la présente invention ne requiert pas un nombre important de plans objets par objet de la scène 3D pour pouvoir produire un effet jaillissant de cet objet.
De plus, les solutions holographiques synthétiques sont beaucoup plus compactes que les solutions antérieures autres que holographiques ce qui permet d’ajouter des prestations lumineuses ou bien de permettre la mise en œuvre d’autres fonctions dans les systèmes d’éclairage ou de signalisation ou encore dans les interfaces Homme/machine de véhicule. Par exemple, la présente invention présente un intérêt au niveau de la sécurité routière car elle permet une extension de la plage de signalisation (information plus étendue). Elle permet également de communiquer d’une manière différente par exemple en représentant une information par projection au sol ou encore par réalité augmentée « projetée ».
Selon une variante, l’un des plans image positionnés entre la source lumineuse et le plan de l’hologramme physique n’est pas parallèle à un plan image positionné entre le plan de l’hologramme physique et l’observateur.
Selon une variante, l’hologramme physique est courbe.
Selon une variante, l’hologramme physique est plan.
Selon une variant, la scène 3D est représentée numériquement.
Selon un deuxième aspect, la présente invention concerne un dispositif de fabrication d’un hologramme physique, le dispositif comprenant une mémoire associée à un processeur configuré pour la mise en œuvre des étapes du procédé selon le premier aspect de la présente invention.
Selon un troisième aspect, la présente invention concerne un dispositif holographique comprenant une source lumineuse et un hologramme physique fabriqué à partir du procédé selon le premier aspect et destiné à être illuminé par la source lumineuse.
Selon un quatrième aspect, la présente invention concerne un programme d’ordinateur qui comporte des instructions adaptées pour l’exécution des étapes du procédé selon le premier aspect de la présente invention, ceci notamment lorsque le programme d’ordinateur est exécuté par au moins un processeur.
Un tel programme d’ordinateur peut utiliser n’importe quel langage de programmation, et être sous la forme d’un code source, d’un code objet, ou d’un code intermédiaire entre un code source et un code objet, tel que dans une forme partiellement compilée, ou dans n’importe quelle autre forme souhaitable.
Selon un cinquième aspect, la présente invention concerne un support d’enregistrement lisible par un ordinateur sur lequel est enregistré un programme d’ordinateur comprenant des instructions pour l’exécution des étapes du procédé selon le premier aspect de la présente invention.
D’une part, le support d’enregistrement peut être n'importe quel entité ou dispositif capable de stocker le programme. Par exemple, le support peut comporter un moyen de stockage, tel qu'une mémoire ROM, un CD-ROM ou une mémoire ROM de type circuit microélectronique, ou encore un moyen d'enregistrement magnétique ou un disque dur.
D'autre part, ce support d’enregistrement peut également être un support transmissible tel qu'un signal électrique ou optique, un tel signal pouvant être acheminé via un câble électrique ou optique, par radio classique ou hertzienne ou par faisceau laser autodirigé ou par d'autres moyens. Le programme d’ordinateur selon la présente invention peut être en particulier téléchargé sur un réseau de type Internet.
Alternativement, le support d'enregistrement peut être un circuit intégré dans lequel le programme d’ordinateur est incorporé, le circuit intégré étant adapté pour exécuter ou pour être utilisé dans l'exécution du procédé en question.
Selon un sixième aspect, la présente invention concerne un système d’éclairage ou de signalisation de véhicule comprenant un dispositif holographique selon le troisième aspect.
Selon un septième aspect, la présente invention concerne une interface homme/machine interne ou externe de véhicule comprenant un dispositif holographique selon le troisième aspect.
Selon un huitième aspect, la présente invention concerne un véhicule comprenant au moins un dispositif holographique selon le troisième aspect.
D’autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description des exemples de réalisation particuliers et non limitatifs de la présente invention ci-après, en référence aux figures 1 à 7 annexées, sur lesquelles :
Un dispositif holographique, un procédé et un dispositif de fabrication d’un hologramme physique vont maintenant être décrits dans ce qui va suivre en référence conjointement aux figures 3 à 7. Des mêmes éléments sont identifiés avec des mêmes signes de référence tout au long de la description qui va suivre.
Selon la présente invention, illustré sur la , une première image 2D I1 par objet d’une scène 3D et une deuxième image 2D I2 comprenant un motif géométrique M sont obtenues. Un hologramme numérique est alors calculé à partir de ces images et un hologramme physique H est fabriqué à partir de cet hologramme numérique. Lorsque cet hologramme physique H est illuminé par une source lumineuse deux images flottantes I1 et I2 sont formées. L’image flottante I1 correspond à la première image 2D et l’image flottante I2 correspond à la seconde image I2. L’image flottante I1 est perçue par un observateur O sur un plan P1 positionné entre le plan P de l’hologramme H et l’observateur O et l’image flottante I2 est perçue par l’observateur sur un plan P2 positionné entre la source lumineuse (non représentée) et le plan P de l’hologramme physique H. L’observateur O perçoit l’effet jaillissant des objets présents dans l’image flottante I1 par stéréoscopie du fait de l’espacement entre les plans P1 et P2.
Dans une première étape 110, une image 2D est obtenue par objet d’une scène 3D et par angle de vue de la scène 3D. Chaque image 2D est destinée à être perçue par un observateur selon un angle de vue sur le plan P1 positionné entre le plan P de l’hologramme physique H et l’observateur O lorsque l’hologramme physique H est illuminé par une source lumineuse.
Selon une variante de l’étape 110, la scène 3D est représentée numériquement grâce à un logiciel approprié (ou une autre méthode, par exemple en numérisant une scène 3D physique), en incluant tous les objets présents dans l’hologramme physique. La scène 3D est construite à l’échelle par rapport à l’hologramme numérique calculé. Une image 2D est alors obtenue à partir de chaque objet de la scène 3D dessinée (ou numérisée). La résolution des images en pixel est déterminée par calcul en fonction de la taille de l’hologramme physique et du pas angulaire entre chaque image 2D.
Dans une deuxième étape 120, au moins une image 2D comportant un motif géométrique est obtenue par angle de vue de la scène 3D. Chaque image 2D est destinée à être perçue par un observateur, selon un angle de vue de la scène 3D, sur le plan P2 positionné entre la source lumineuse et le plan P de l’hologramme physique H lorsque l’hologramme physique H est illuminé.
Dans une troisième étape 130, un spectre angulaire élémentaire SAEi propagé sur le plan P de l’hologramme physique H est calculé par image 2D par application d’une transformée de Fourier sur une image 2D obtenue.
Dans une quatrième étape 140, un spectre angulaire SAi par angle de vue de la scène 3D est déterminé en sommant les spectres angulaires élémentaires SAEi obtenus correspondant à un même angle de vue.
Dans une cinquième étape 150, un spectre angulaire total SAT est déterminé par combinaison des spectres angulaires SAi obtenus par angle de vue de la scène 3D.
Dans une sixième étape 160, l’hologramme numérique est obtenu dans le domaine spatial du plan P de l’hologramme physique H en appliquant une transformée de Fourier inverse sur le spectre angulaire total obtenu SAT.
Selon un exemple de réalisation particulier et non limitatif, les étapes 130-160 sont mises en œuvre similaires à celles décrites dans l’article suscité pour obtenir un hologramme numérique à partir d’une série d’images 2D.
Dans une septième étape 170, l’hologramme physique est fabriqué à partir de l’hologramme numérique obtenu.
Selon un exemple de réalisation particulier et non limitatif de l’étape 170, l’hologramme physique est fabriqué par photo-traçage.
Selon un exemple de réalisation particulier et non limitatif de l’étape 170, l’hologramme physique est fabriqué par nano-embossage.
L’hologramme physique obtenu est reproductible en masse.
Selon une variante, l’hologramme calculé peut éventuellement être rogné avant fabrication afin d’éviter certains effets de bords, généralement des images parasites issues des ordres supérieurs de diffraction.
Selon une variante, illustré sur la , le plan P2 n’est pas parallèle au plan P1.
Selon une variante, illustré sur la , l’hologramme physique est un hologramme courbe.
Des exemples d’un tel dispositif 200 comprennent, sans y être limités, un équipement électronique tel qu’un ordinateur. Les éléments du dispositif 200, individuellement ou en combinaison, peuvent être intégrés dans un unique circuit intégré, dans plusieurs circuits intégrés, et/ou dans des composants discrets. Le dispositif 200 peut être réalisé sous la forme de circuits électroniques ou de modules logiciels (ou informatiques) ou encore d’une combinaison de circuits électroniques et de modules logiciels.
Le dispositif 200 comprend un (ou plusieurs) processeur(s) 201 configurés pour exécuter des instructions pour la réalisation des étapes du procédé et/ou l’exécution des instructions du ou des logiciels embarqués dans le dispositif 200. Le processeur 201 peut inclure de la mémoire intégrée, une interface d’entrée/sortie, et différents circuits connus de l’homme du métier. Le dispositif 200 comprend en outre au moins une mémoire 202 correspondant par exemple à une mémoire volatile et/ou non volatile et/ou comprend un dispositif de stockage mémoire qui peut comprendre de la mémoire volatile et/ou non volatile, telle que EEPROM, ROM, PROM, RAM, DRAM, SRAM, flash, disque magnétique ou optique.
Le code informatique du ou des logiciels embarqués comprenant les instructions à charger et exécuter par le processeur est par exemple stocké sur la mémoire 202.
Selon différents exemples de réalisation particuliers et non limitatifs, le dispositif 200 est couplé en communication avec d’autres dispositifs ou systèmes similaires et/ou avec des dispositifs de communication par exemple par l’intermédiaire d’un bus de communication ou au travers de ports d’entrée / sortie dédiés.
Selon un exemple de réalisation particulier et non limitatif, le dispositif 200 comprend une interface de communication 203 qui permet d’établir une communication avec d’autres dispositifs via un canal de communication 204. L’interface de communication 203 correspond par exemple à un transmetteur configuré pour transmettre et recevoir des informations et/ou des données via le canal de communication 204 telles que des séries de vues 2D d’objets 3D et/ou des hologrammes numériques. L’interface de communication 203 correspond par exemple à un réseau filaire de type Ethernet (standardisé par la norme ISO/IEC 802-3) par exemple.
Bien entendu, la présente invention ne se limite pas aux exemples de réalisation décrits ci-avant mais s’étend à un procédé de fabrication d’un hologramme physique qui inclurait des étapes secondaires sans pour cela sortir de la portée de la présente invention. Il en serait de même d’un dispositif configuré pour la mise en œuvre d’un tel procédé.
Selon un autre aspect, la présente invention concerne un dispositif holographique DH comprenant une source lumineuse et un hologramme physique fabriqué à partir d’un procédé décrit en relation avec la .
Selon un autre aspect, la présente invention concerne un système d’éclairage, un système de signalisation et/ou une interface homme/machine de véhicule comprenant le dispositif holographique DH.
Selon un autre aspect, la présente invention concerne également un véhicule, par exemple automobile ou plus généralement un véhicule autonome à moteur terrestre, comprenant au moins un dispositif holographique DH.
Claims (10)
- Procédé (100) de fabrication d’un hologramme physique, destiné à être illuminé par une source lumineuse, à partir d’un hologramme numérique représentant des objets d’une scène 3D, ledit procédé comprenant :
- une étape (110) d’obtention d’une image 2D par objet de la scène 3D et par angle de vue de la scène 3D, chaque image 2D étant destinée à être perçue par un observateur selon un angle de vue sur un plan image positionné entre un plan de l’hologramme physique et un observateur lorsque l’hologramme physique est illuminé;
- une étape (120) d’obtention, par angle de vue de la scène 3D, d’au moins une image 2D représentant un motif géométrique, ladite au moins une image 2D étant destinée à être perçue par un observateur, selon un angle de vue de la scène 3D, sur un plan image positionné entre la source lumineuse et le plan de l’hologramme physique lorsque l’hologramme physique est illuminé ;
- une étape (130) de calcul, par image 2D, d’un spectre angulaire élémentaire propagé sur le plan de l’hologramme physique par application d’une transformée de Fourier sur une image 2D obtenue;
- une étape (140) de détermination d’un spectre angulaire par angle de vue de la scène 3D en sommant les spectres angulaires élémentaires obtenus correspondant à un même angle de vue de la scène 3D;
- une étape (150) de détermination d’un spectre angulaire total par combinaison des spectres angulaires obtenu par angle de vue de la scène 3D;
- une étape (160) de détermination de l’hologramme numérique dans le domaine spatial du plan de l’hologramme physique en appliquant une transformée de Fourier inverse sur le spectre angulaire total obtenu ; et
- une étape (170) de fabrication de l’hologramme physique à partir de l’hologramme numérique obtenu. - Procédé selon la revendication 1, dans lequel l’un des plans positionnés entre la source lumineuse et le plan de l’hologramme physique n’est pas parallèle à un plan positionné entre le plan de l’hologramme physique et l’observateur.
- Procédé selon la revendication 1 ou 2, dans lequel l’hologramme physique est courbe.
- Procédé selon l’une des revendications 1 à 2, dans lequel l’hologramme physique est plan.
- Procédé selon l’une des revendications 1 à 4, dans lequel la scène 3D est représentée numériquement.
- Dispositif (200) de fabrication d’un hologramme physique, le dispositif comprenant une mémoire associée à un processeur configuré pour la mise en œuvre des étapes du procédé selon l’une des revendications précédentes.
- Dispositif holographique comprenant une source lumineuse et un hologramme physique fabriqué à partir d’un procédé selon l’une des revendications 1 à 5 et destiné à être illuminé par la source lumineuse.
- Programme d’ordinateur comportant des instructions pour la mise en œuvre du procédé selon l’une des revendications 1 à 5, lorsque ces instructions sont exécutées par un processeur.
- Système d’éclairage ou de signalisation de véhicule comprenant un dispositif holographique selon la revendication 7.
- Véhicule comprenant au moins un dispositif holographique selon la revendication 7.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR2207126A FR3137980A1 (fr) | 2022-07-12 | 2022-07-12 | Hologramme physique fabriqué à partir d’un hologramme numérique et dispositif holographique associé |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR2207126A FR3137980A1 (fr) | 2022-07-12 | 2022-07-12 | Hologramme physique fabriqué à partir d’un hologramme numérique et dispositif holographique associé |
| FR2207126 | 2022-07-12 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR3137980A1 true FR3137980A1 (fr) | 2024-01-19 |
Family
ID=84331106
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FR2207126A Pending FR3137980A1 (fr) | 2022-07-12 | 2022-07-12 | Hologramme physique fabriqué à partir d’un hologramme numérique et dispositif holographique associé |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| FR (1) | FR3137980A1 (fr) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20150036199A1 (en) * | 2004-12-23 | 2015-02-05 | Seereal Technologies Gmbh | Method of computing a hologram |
| US20200318805A1 (en) * | 2017-04-27 | 2020-10-08 | Dai Nippon Printing Co., Ltd. | Illumination device |
-
2022
- 2022-07-12 FR FR2207126A patent/FR3137980A1/fr active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20150036199A1 (en) * | 2004-12-23 | 2015-02-05 | Seereal Technologies Gmbh | Method of computing a hologram |
| US20200318805A1 (en) * | 2017-04-27 | 2020-10-08 | Dai Nippon Printing Co., Ltd. | Illumination device |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| HAO ZHANG ET AL.: "Three-Dimensional computer-generated hologram with Fourier domain segmentation", OPTICS EXPRESS 11689, vol. 27, no. 8, April 2019 (2019-04-01), pages 1 |
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