WO1995034832A1 - Ecran de projection holographique et procede de realisation - Google Patents

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WO1995034832A1
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screen
wave
face
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Jean-Pierre Huignard
Cécile Joubert
Jean-Claude Lehureau
Brigitte Loiseaux
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Thomson-Csf
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    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00—Optical elements other than lenses
    • G02B5/32—Holograms used as optical elements
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B21/00—Projectors or projection-type viewers; Accessories therefor
    • G03B21/54—Accessories
    • G03B21/56—Projection screens
    • G03B21/60—Projection screens characterised by the nature of the surface
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
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    • G03B21/60—Projection screens characterised by the nature of the surface
    • G03B21/62—Translucent screens

Definitions

  • the invention relates to a holographic projection screen and its production method.
  • a projection system consists of a small emitting image, which is enlarged by suitable optics and projected onto a screen.
  • the emitting image is generally an active or inactive transmittance illuminated by a collimated light source.
  • the spectator When the projection is said to be frontal, the spectator is placed on the same side as the projector with respect to the screen, which then reflects the image towards the spectator.
  • the screen be directional and gain so that a large part of the light emitted by the screen reaches the eye of the viewer.
  • the subject of the invention is a screen produced by a holographic method more specifically adapted to frontal projection and making it possible to provide the various desired characteristics illustrated in FIG. 2.
  • the amount of light reaching the viewer's eye depends on:
  • the invention therefore relates to a holographic projection screen, characterized in that it comprises at least one layer of photosensitive material in which at least one index network can be recorded by interference from an optical recording wave and an object optical wave, the thickness of the layer of photosensitive material being greater than or equal to no ⁇ 2 / 2 ⁇ n 0 being the average index of the photosensitive material; ⁇ being the average step of the index network; ⁇ being the recording wavelength.
  • the invention also relates to a method for producing a holographic screen, characterized in that:
  • At least one layer of photosensitive material is produced, making it possible to record at least one network of index layers by interference from an object wave to a recording wave, the thickness of this layer being greater than or equal to no ⁇ 2 / 2 ⁇ n 0 being the average index of the photosensitive material;
  • the network of index layers is recorded by illuminating the layer using an object wave making a first angle of incidence with the plane of the layer and a recording wave making a second angle d 'incidence with the layer plane.
  • the screen according to the invention is a phase diffracting structure which, lit by the rays coming from the image to be projected, diffracts a diffuse wave according to a chosen mean radius and having a chosen diffusion lobe also, thus ensuring the two functions dissemination and off-axis gain.
  • This screen includes an optically produced hologram, possibly in one go in a global manner and not mechanically machined point by point.
  • This hologram is recorded in a holographic plate 1 (see FIGS. 3a, 3b, 4a, 4b) comprising a photosensitive layer making it possible to record the hologram.
  • ⁇ recording wavelength
  • d thickness of the photosensitive layer
  • n 0 average index of the medium photosensitive
  • ⁇ no means of the recorded network
  • FIG. 3a we will describe a method of producing a front projection screen according to the invention operating for a narrow length range around one of the three primary wavelengths of the color triangle.
  • a light source L illuminating the face 11 of a holographic plate with a light wave Or at an incidence of ⁇ degrees.
  • a light diffusing network 2 is placed parallel to the face 11 of the holographic plate.
  • the network 2 is attached or almost attached to the face 11.
  • the diffuser network receives an illumination wave OP and retransmits to the plate 1 a scattered wave Oo.
  • the object illumination wave Op is a plane wave perpendicular_or quasi-perpendicular to the face 11.
  • a hologram records the interference between an object wave Oo and a reference wave Gold.
  • the hologram once developed restores the object wave if it is lit by the reference wave.
  • the spatial frequency response ( ⁇ -l) of the photosensitive material of the hologram can be used to adjust the scattering lobe of the diffracted beam. It is therefore possible to combine the characteristics of the diffusing network and therefore of the diffusion lobes of this network with the response of the photosensitive material to adjust the diffusion lobes of the hologram to reading.
  • the object wave Oo consists of the wave coming from a diffuser 2 lit by a wave plane Op propagating along the horizontal axis.
  • This Oo wave should be as close as possible to the Os wave in Figure 2 that we want to send to the viewer.
  • the optimal plate or recording wave is the wave arriving on the holographic plate 1 with the same angular characteristics as the wave Oi of FIG. 2.
  • the holographic plate 1 comprises a photosensitive medium of the photopolymer or bichromate gelatin type which records the intensity of the interference pattern between the two waves Oo and Gold in the form of variations in refractive indices (phase hologram).
  • the network of indices recorded in plate 1 is represented by the dotted lines 12.
  • Figure 3b shows the use of the screen of Figure 3a properly recorded.
  • the face 11 is covered with a layer 6 absorbing the light.
  • the face 10 of the screen is illuminated by a reading wave Oi emitted by a light source L ′ of substantially the same length as the source L of FIG. 3a and substantially also making an angle of incidence ⁇ with the face 10 (as in Figure 3a).
  • the latter Because of the reflection on the index network recorded in the plate 1, the latter reflects the beam Oi and transmits to the spectator 4 a scattered beam similar to the object wave Oo.
  • the light which is not incident on the face 10 at the angle ⁇ passes through the layer 1, reaches the absorbent layer 6 is absorbed by this layer.
  • the diffraction function efficiency (operating in reflection or in transmission) of 100% can be obtained for a reading wave Oi having the same direction and the same wavelength as the reference wave Or (Bragg condition) .
  • the hologram has a large angular and spectral passband:
  • FIG. 4 represents a method of recording a screen operating by rear projection.
  • the photosensitive layer 1 of the screen has the same characteristics as described above (d>> no ⁇ 2 / 2 ⁇ ).
  • the recording of a Bragg grating is done as before by interference of a reference wave Or and an object wave Oo. These two waves illuminate the same face 11 of the photosensitive layer 11. A network of strata 12 is thus recorded.
  • a reading wave Oi almost identical to the gold wave in inclination and in wavelength illuminates the face 11.
  • the network of strata 12 diffracts this beam and transmits a wave Os towards the viewer 4.
  • a spatial light intensity modulator 5 or transparent image placed between the source L ′ and the face 11 thus makes it possible to display by back projection an image contained in the modulator 5.
  • the invention has the following advantages: - Good light efficiency: the very thin diffusion screen absorbs little light. Exploitation of the Bragg effect makes it possible to carry out the re-direction + diffusion functions with an efficiency of around 80% taking into account the angular and spectral extension of the image to be projected. - Very good image contrast: Bragg selectivity limits the reflection of ambient lighting.
  • the hologram can be recorded at once and no mechanical machining is necessary. This is not the case for current screens in transmission which use machined Fresnel microlenses of a few hundred microns in diameter to re-direct the rays.
  • the projection screen comprises a layer of photosensitive material throughout the spectrum of visible light.
  • the thickness of the photosensitive layer is greater than n 0 ⁇ 2 / 2 ⁇ m , in which ⁇ m is the average wavelength of the wavelength spectrum to which the photosensitive layer is sensitive.
  • three monochrome functions are recorded in the same photosensitive layer. Each monochrome function is recorded as described above using an optical wave whose wavelength corresponds to a primary wavelength (red, green or blue) and whose direction makes an angle of incidence ⁇ with the plane of the photosensitive layer.
  • the recordings of the three monochrome functions are made simultaneously or separately according to the same angle of incidence ⁇ and with the same diffusing network 2.
  • the projection on such a screen is done with a three-color source oriented towards the screen at the same angle of incidence ⁇ . -
  • the screen comprises at least two layers of photosensitive materials. Each of these layers is substantially at a particular primary wavelength (red, green or blue) and is transparent to the other primary wavelengths.
  • the three layers IV, 1R, 1B are superimposed. They are produced for example on a transparent support 8. Then after the recording of the holograms in the layers IV, 1R, 1B, a layer 6 absorbing the light is applied to the face of the screen not visible to the viewer (in the case of making a front projection screen). 8
  • the method of the invention also makes it possible to obtain a dissymmetrization of the diffusion lobe of each point of the screen.
  • the spectators being distributed or moving in a horizontal plane with respect to the screen.
  • a diffuser having a larger lobe in horizontal than in vertical it suffices that the "object" diffuser (diffuser network 2) used during recording has this property: the asymmetry of the diffusion lobe is then integrated into the screen during the recording of the holograms. Likewise if you want a screen with several diffusion lobes.
  • Asymmetric diffuser networks exist and consist of matrix (s) of cylindrical microlenses associated with a symmetrical diffuser. It is also possible to illuminate the diffuser network 2 with a wave of not circular but elliptical cross section, the major axis on the horizontal. The scattered wave will then have the symmetry of the source.
  • the wave illuminating the diffuser can be arbitrary. It only depends on the average direction of diffusion that one wishes for the restitution.

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Abstract

Ecran de projection holographique comportant au moins une couche en matériau photosensible (1) dans lequel au moins un réseau d'indice peut être enregistré par interférence d'une onde optique d'enregistrement et d'une onde optique objet, l'épaisseur de la couche en matériau photosensible étant supérieure ou égale à noΜ2/2πμ, n¿o? étant l'indice moyen du matériau photosensible; Μ étant le pas moyen du réseau d'indice; μ étant la longueur d'onde d'enregistrement. Application: Projection et rétroprojection grand écran avec un projecteur à cristaux liquides.

Description

ECRAN DE PROJECTION HOLOGRAPHIQUE ET PROCEDE DE
REALISATION
L'invention concerne un écran de projection holographique et son procédé de réalisation.
Un système de projection est constitué d'une image émettrice de petite dimension, qui est agrandie par une optique adaptée et projetée sur un écran. L'image émettrice est généralement une transmittance active ou non active éclairée par une source lumineuse collimatée.
Lorsque la projection est dite frontale, le spectateur est placé du même côté que le projecteur par rapport à l'écran, qui réfléchit alors l'image vers le spectateur.
Lorsque le projecteur éclaire l'arrière de l'écran par rapport au spectateur, il s'agit d'un écran rétroprojecteur.
Compte tenu de la faible luminosité des images issues du projecteur, il est préférable que l'écran soit directif et à gain pour qu'une grande partie de la lumière émise par l'écran atteigne l'oeil du spectateur.
Par ailleurs dans le cas des écrans à projection frontale il peut être avantageux pour des raisons de commodité de pouvoir positionner le projecteur non pas au milieu par rapport à l'écran de projection mais sur les côtés ou en haut ou en bas. Ce type de fonctionnement du projecteur est obtenu habituellement en décentrant l'image émettrice par rapport à l'axe optique du système de projection. Mais pour que la lumière diffusée par l'écran atteigne le spectateur il faudrait dans ce cas que l'écran à gain possède une indicatrice de luminance hors d'axe par rapport à la direction du rayon moyen réfléchit. Ainsi comme cela est représenté en -figure 1, un faisceau incident FI (faisceau de projection) se réfléchit sur l'écran EC, de façon classique, selon une direction F2. Pour qu'il atteigne le spectateur, il faut qu'il soit dirigé selon une direction de lobe F3.
Un tel écran, échappant par principe aux lois de la réflexion géométrique, n'est pas réalisable dans une structure classique. On sait par contre réaliser en optique classique des écrans effectuant en transmission ces fonctions diffusion avec gain "hors d'axe". Il s'agit de structures complexes de type Fresnel lenticulaire. Par conséquent, les système de type projection frontale utilisent des écrans soit à très faible gain (salle de cinéma), soit de type Lambertient. On note par ailleurs, comme inconvénient majeur des dispositifs à projection frontale, le faible contraste de l'image projetée dès lors que l'éclairage ambiant augmente. Ceci est lié à la nature même de l'écran, de type surface blanche, qui rediffuse une grande partie de lumière incidente quelle que soit son origine.
On préfère donc généralement des dispositifs de type "rétro projection" dont l'écran diffusant possède une "black matrix" qui permet d'augmenter sensiblement le contraste de l'image pour un même éclairage ambiant. Pour illustrer l'état de la technique, on cite le document suivant décrivant différents dispositifs de projection :
M. KAWASHIMA et al, "Display and projection devices for HDTV", IEEE Transactions on Consumer Electronics, Vol 34, N° l, February 1988, 100-110. L'invention a pour objet un écran réalisé par une méthode holographique plus spécifiquement adapté à la projection frontale et permettant de fournir les différentes caractéristiques souhaitées illustrées sur la figure 2.
La quantité de lumière qui atteint l'oeil du spectateur dépend :
- de la direction du rayon moyen issu de l'image à projeter réfléchie par l'écran vers le spectateur ;
- du lobe de diffusion de la lumière autour du rayon moyen. Les principales caractéristiques souhaitées sont :
- re-direction en chaque point de l'écran du rayon moyen issu de l'objection de projection dans la direction du spectateur (horizontale par exemple) : fonction hors d'axe. Les ordres de grandeur des angles d'incidence sur l'écran sont spécifiés sur la figure 2. Ils sont variables d'une extrémité à l'autre de l'écran.
- Diffusion de la lumière autour du rayon moyen.
- Gain d'écran : lobe de diffusion anisotrope, plus large en horizontal qu'en vertical, typiquement plus ou moins 15° en vertical pour plus ou moins 30 à 45° plus moins 45° en horizontal suivant les applications.
- Réalisation de ces fonctions pour les trois primaires chromatiques rouge, vert et bleu sans "color shift".
- Diffusion minimum de la lumière ambiante vers le spectateur pour obtenir un meilleur contraste.
L'invention concerne donc un écran de projection holographique, caractérisé en ce qu'il comporte au moins une couche en matériau photosensible dans lequel au moins un réseau d'indice peut être enregistré par interférence d'une onde optique d'enregistrement et d'une onde optique objet, l'épaisseur de la couche en matériau photosensible étant supérieure ou égale à noΛ2/2πλ n0 étant l'indice moyen du matériau photosensible; Λ étant le pas moyen du réseau d'indice ; λ étant la longueur d'onde d'enregistrement.
L'invention concerne également un procédé de réalisation d'un écran holographique, caractérisé en ce que :
- on réalise au moins une couche d'un matériau photosensible permettant d'enregistrer au moins un réseau de strates d'indices par interférence d'une onde objet à une onde d'enregistrement, l'épaisseur de cette couche étant supérieure ou égale à noΛ2/2πλ n0 étant l'indice moyen du matériau photosensible;
Λ étant le pas moyen du réseau d'indice ; λ étant la longueur d'onde d'enregistrement.
- on enregistre le réseau de strates d'indices par éclairement de la couche à l'aide d'une onde objet faisant un premier angle d'incidence avec le plan de la couche et d'une onde d'enregistrement faisant un deuxième angle d'incidence avec le plan de la couche. Les différents objets et caractéristiques de l'invention apparaîtront plus clairement dans la description qui va suivre faite à titre d'exemple en se reportant aux figures annexées qui représentent :
- les figures 1 et 2, des schémas explicatifs du système de projection auxquels doit obéir l'invention ; - les figures 3a et 3b, un exemple de réalisation d'un écran de projection frontal selon l'invention ;
- les figures 4a et 4b, un exemple de réalisation d'un écran de rétroprojection selon l'invention ;
- la figure 5, un exemple de réalisation compacte d'un dispositif holographique selon l'invention.
L'écran selon l'invention est une structure diffractante de phase qui, éclairée par les rayons issus de l'image à projeter, diffracte une onde diffuse selon un rayon moyen choisi et ayant un lobe de diffusion choisi également, assurant ainsi les deux fonctions diffusion et gain hors d'axe. Cet écran comporte un hologramme réalisé optiquement, éventuellement en une fois de façon globale et non usiné mécaniquement point par point. Cet hologramme est enregistré dans une plaque holographique 1 (voir figures 3a, 3b, 4a, 4b) comportant une couche photosensible permettant d'enregistrer l'hologramme. Cette couche photosensible a pour caractéristique d'avoir une épaisseur d qui répond à la relation 2πλ /noΔ2 > = 1 dans laquelle : λ = longueur d'onde d'enregistrement d = épaisseur de la couche photosensible n0= indice moyen du milieu photosensible Λ = pas moyen du réseau enregistré Avec une telle couche photosensible, comme on le verra ci-après, on obtiendra après enregistrement avec une onde Or faisant un angle d'incidence déterminé, un écran qui ne réfléchira que la lumière incidente selon quasiment le même angle et qui sera donc insensible à la lumière ambiante. Le réseau enregistré aura des propriétés de sélectivité angulaire et spectrale dites de Bragg et une forte efficacité de diffraction à la longueur d'onde d'enregistrement.
En se reportant à la figure 3a, on va décrire un procédé de réalisation d'un écran à projection frontale selon l'invention fonctionnant pour une gamme de longueur étroite autour d'une des trois longueurs d'ondes primaires du triangle des couleurs. Comme cela est représenté sur la figure 3a, on dispose une source lumineuse L éclairant la face 11 d'une plaque holographique avec une onde lumineuse Or sous une incidence de θ degrés. Un réseau diffuseur de lumière 2 est placé parallèlement à la face 11 de la plaque holographique. De façon préférentielle, le réseau 2 est accolé ou quasiment accolé à la face 11. Le réseau diffuseur reçoit une onde d'éclairement OP et retransmet à la plaque 1 une onde diffusée Oo. De préférence, l'onde objet d'éclairement Op est une onde plane perpendiculaire_ou quasi-perpendiculaire à la face 11.
Rappelions tout d'abord qu'un hologramme enregistre les interférences entre une onde objet Oo et une onde de référence Or. L'hologramme une fois développé restitue l'onde objet s'il est éclairé par l'onde de référence. La réponse en fréquence spatiale (Λ-l) du matériau photosensible de l'hologramme peut être exploitée pour ajuster le lobe de diffusion du faisceau diffracté. On peut donc combiner les caractéristiques du réseau diffuseur et donc des lobes de diffusion de ce réseau avec la réponse du matériau photosensible pour ajuster les lobes de diffusion de l'hologramme à la lecture.
Comme cela est représenté en figure 3a, à l'enregistrement, l'onde objet Oo est constituée de l'onde issue d'un diffuseur 2 éclairé par une onde plane Op se propageant selon l'axe horizontal. Cette onde Oo doit se rapprocher le plus possible de l'onde Os de la figure 2 que l'on souhaite envoyer au spectateur. La plaque optimale ou onde d'enregistrement est l'onde arrivant sur la plaque holographique 1 avec les mêmes caractéristiques angulaire que l'onde Oi de la figure 2.
La plaque holographique 1 comporte un milieu photosensible type photopolymère ou en gélatine bichromatée qui enregistre l'intensité de la figure d'interférence entre les deux ondes Oo et Or sous forme de variations d'indices de réfraction (hologramme de phase). Le réseau d'indices enregistré dans la plaque 1 est représenté par les traits pointillés 12.
La figure 3b représente l'utilisation de l'écran de la figure 3a convenablement enregistré. Après avoir enregistré l'hologramme, la face 11 est recouverte d'une couche 6 absorbant la lumière. La face 10 de l'écran est éclairé par une onde de lecture Oi émis par une source lumineuse L' de sensiblement même longueur que la source L de la figure 3a et faisant sensiblement également un angle d'incidence θ avec la face 10 (comme en figure 3a).
En raison de la réflexion sur le réseau d'indice enregistré dans la plaque 1, celle-ci réfléchit le faisceau Oi et transmet vers le spectateur 4 un faisceau diffusé similaire à l'onde objet Oo. La lumière qui n'est pas incidente sur la face 10 selon l'angle θ traverse la couche 1, atteint la couche absorbante 6 est absorbée par cette couche.
En plaçant entre la source L' et l'écran 1, un modulateur spatial d'intensité lumineuse 5, représentant par exemple une image, on va afficher sur l'écran 1 cette image.
L'efficacité de fonction de diffraction (fonctionnant en réflexion ou en transmission) de 100 % peut être obtenue pour une onde de lecture Oi ayant la même direction et la même longueur d'onde que l'onde de référence Or (condition de Bragg). De plus, pour des valeurs de la modulation d'indice Δη - 0,04-0,07, l'hologramme possède une bande passante angulaire et spectrale importante :
Par exemple, pour le cas précédent avec une variation d'indice de 0,05 si l'on relit l'hologramme avec une onde de largeur spectrale de plus ou moins 30 nm autour de la longueur d'onde d'enregistrement, on aura encore environ 80 % d'efficacité de diffraction. Cette largeur spectrale est typique pour les primaires issues des sources blanches couramment utilisées pour la projection. De même avec une onde ayant une largeur angulaire de plus ou moins 3° en plus d'une largeur spectrale de 60 nm on obtiendra 70, % d'efficacité de diffraction. On peut donc diffracter aisément toute la largeur spectrale d'une primaire donnée. Par contre la lumière ambiante qui arrive sur l'écran avec une incidence située en-dehors de la bande passante angulaire centrée sur l'incidence de Bragg n'est pas diffractée par l'écran vers le spectateur. Elle est transmise par la couche 1 puis est absorbée par la couche 6 et le contraste de l'image projetée en est renforcé. Ceci constitue un avantage supplémentaire de l'écran holographique.
La figure 4 représente un procédé d'enregistrement d'un écran fonctionnant par rétroprojection.
La couche photosensible 1 de l'écran a les mêmes caractéristiques que décrites précédemment (d > > noΛ2/2πλ). L'enregistrement d'un réseau de Bragg se fait comme précédemment par interférence d'une onde de référence Or et d'une onde objet Oo. Ces deux ondes éclairent la même face 11 de la couche photosensible 11. Un réseau de strates 12 est ainsi enregistré.
Pour la lecture, comme cela est représenté en figure 4b, une onde de lecture Oi quasiment identique à l'onde Or en inclinaison et en longueur d'onde éclaire la face 11. Le réseau de strates 12 diffracte ce faisceau et transmet une onde Os vers le spectateur 4. Un modulateur spatial d'intensité lumineuse 5 ou image transparente placé entre la source L' et la face 11 permet ainsi d'afficher par rétroprojection une image contenue dans le modulateur 5.
Dans les deux cas de projection (figures 3b et 4b), il est possible d'obtenir une efficacité de diffraction de 100 % pour la longueur d'onde d'enregistrement. Toute l'énergie de l'onde Oi dite "de lecture" peut être re¬ dirigée dans l'axe horizontal avec un lobe de diffusion choisi. Ces conditions sont réalisées avec par exemple : λ = 0,535 nm Λ moyen = 0,2 ; 0,4 μm n0 = 1,5 d = 8 μm
L'invention présente les avantages suivants : - Une bonne efficacité lumineuse : l'écran de diffusion très mince absorbe peu de lumière. L'exploitation de l'effet Bragg permet de réaliser les fonctions re-direction + diffusion avec une efficacité d'environ 80 % en tenant compte de l'extension angulaire et spectrale de l'image à projeter. - Très bon contraste de l'image : la sélectivité Bragg limite la réflexion de l'éclairage ambiant.
- Une technologie simple : l'hologramme s'enregistre en une fois et aucun usinage mécanique n'est nécessaire. Ce n'est pas le cas pour les écrans actuels en transmission qui utilisent des microlentilles de Fresnel usinées de quelques centaines de microns de diamètre pour re-diriger les rayons.
- Une duplication optique du composant une fois le "master" réalisé.
- Aucunes pertes de résolution, liée, dans les écrans classiques, à la taille du grain du diffuseur. Les exemples qui précèdent fonctionnent avec une longueur d'onde d'enregistrement. La projection est donc monochrome. L'invention est également applicable à la réalisation d'un écran trichromatique.
Selon une première forme de réalisation l'écran de projection comporte une couche en matériau photosensible dans tout le spectre de la lumière visible. L'épaisseur de la couche photosensible est supérieure à n0Λ2/2πλm, dans laquelle λm est la longueur d'onde moyenne du spectre de longueurs d'ondes auxquelles est sensible à la couche photosensible. Pour réaliser l'écran on enregistre dans la même couche photosensible trois fonctions monochromes. Chaque fonction monochrome est enregistrée comme décrit précédemment à l'aide d'une onde optique dont la longueur d'onde correspond à une longueur d'onde primaire (rouge, vert ou bleu) et dont la direction fait un angle d'incidence θ avec le plan de la couche photosensible. Les enregistrements des trois fonctions monochromes se font simultanément ou séparément selon le même angle d'incidence θ et avec le même réseau diffuseur 2. Comme cela a été décrit précédemment la projection sur un tel écran se fait avec une source trichrome orientée vers l'écran selon le même angle d'incidence θ. -
Selon une deuxième forme de réalisation l'écran comporte au moins deux couches en matériaux photosensibles. Chacune de ces couches est sensiblement à une longueur d'onde primaire particulière (rouge, vert ou bleu) et est transparente aux autres longueurs d'ondes primaires.
Selon la figure 5, les trois couches IV, 1R, 1B sont superposées. Elles sont réalisées par exemple sur un support transparent 8. Puis après l'enregistrement des hologrammes dans les couches IV, 1R, 1B, une couche 6 absorbant la lumière est appliquée sur la face de écran non visible par le spectateur (dans le cas de la réalisation d'un écran à projection frontale). 8
Le procédé de l'invention permet également d'obtenir une dissymétrisation du lobe de diffusion de chaque point de l'écran.
Couramment, les spectateurs étant répartis ou se déplacent dans un plan horizontal par rapport à l'écran. Pour restituer à la lecture de l'écran diffractant, un diffuseur ayant un lobe de diffusion plus grand en horizontal qu'en vertical, il suffit que le diffuseur "objet" (réseau diffuseur 2) utilise lors de l'enregistrement possède cette propriété : la dissymétrie du lobe de diffusion est alors intégrée à l'écran lors de l'enregistrement des hologrammes. De même si l'on désire un écran ayant plusieurs lobes de diffusion.
Des réseaux diffuseurs assymétriques existent et sont constitués de matrice(s) de microlentilles cylindriques associées à un diffuseur symétrique. On peut également éclairer le réseau diffuseur 2 avec une onde de section non pas circulaire mais elliptique, le grand axe sur l'horizontale. L'onde diffusée aura alors la symétrie de la source.
Il existe également dans le commerce des diffuseurs holographiques ayant des caractéristiques de diffusions assymétriques ou multilobes.
On remarque par ailleurs que l'onde de référence n'est pas. obligatoirement rigoureusement égale à l'onde Oi mais dans ce cas l'efficacité de l'écran éclairé par Oi n'est pas optimale.
On remarque également que l'onde éclairant le diffuseur peut être quelconque. Elle ne dépend que de la direction moyenne de diffusion que l'on souhaite à la restitution.

Claims

REVENDICATIONS
1. Ecran de projection holographique, caractérisé en ce qu'il comporte au moins une couche en matériau photosensible (1) dans lequel au moins un réseau d'indice peut être enregistré par interférence d'une onde optique d'enregistrement et d'une onde optique objet, l'épaisseur de la couche en matériau photosensible étant supérieure ou égale à noΛ2/2πλ n0 étant l'indice moyen du matériau photosensible; Λ étant le pas moyen du réseau d'indice ; λ étant la longueur d'onde d'enregistrement.
2. Ecran selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il a été enregistré pour constituer un écran de projection frontale.
3. Ecran selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il a été enregistré pour constituer un écran de rétroprojection.
4. Ecran selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte sur la face arrière de la couche photosensible (1) non visible par les spectateurs, une couche (6) en matériau absorbant la lumière.
5. Ecran selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte un empilement de couches (IV, 1B, 1R) sensibles chacune à une longueur d'onde d'enregistrement.
6. Ecran selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'il comporte trois couches (IV, 1B, 1R) sensible chacune à une longueur d'onde primaire.
7. Ecran selon la revendication 1, caractérisé en ce que la couche photosensible (1) est sensible à une gamme de longueurs d'ondes comprenant les trois longueurs d'ondes primaires, λ étant la longueur d'onde moyenne de cette gamme de longueurs d'ondes.
8. Procédé de réalisation d'un écran holographique, caractérisé en ce que :
- on réalise au moins une couche (1) d'un matériau photosensible permettant d'enregistrer au moins un réseau de strates d'indices par interférence d'une onde objet à une onde d'enregistrement, l'épaisseur de cette couche étant supérieure ou égale à noΛ2/2πλ n0 étant l'indice moyen du matériau photosensible;
Λ étant le pas moyen du réseau d'indice ; λ étant la longueur d'onde d'enregistrement.
- on enregistre le réseau de strates d'indices par éclairement de la couche (1) à l'aide d'une onde objet faisant un premier angle d'incidence avec le 10
plan de la couche (1) et d'une onde d'enregistrement faisant un deuxième angle d'incidence avec le plan de la couche (1).
9. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que le premier angle d'incidence détermine une direction sur laquelle pourra se trouver un observateur lors de l'utilisation de l'écran et le deuxième angle d'incidence détermine la direction selon laquelle devra être dirigé le faisceau d'un projecteur d'image.
10. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que la couche (1) en matériau photosensible possède une première face (10) destinée à être visible par les spectateurs et une deuxième face (11) opposée à la première, l'onde objet éclairant la deuxième face et l'onde d'enregistrement éclairant la première face de façon à réaliser un écran à projection frontale.
11. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que la couche (1) en matériau photosensible possède une première face (10) destinée à être visible par les spectateurs et une deuxième face (11) opposée à la première, l'un de l'objet et l'onde d'enregistrement éclairant simultanément la deuxième face de façon à réaliser un écran de rétroprojection.
12. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'on réalise un empilement de plusieurs couches (IV, 1R, 1B) de matériaux actives chacune pour une longueur d'onde déterminée et qu'on enregistre dans chaque couche au moins un réseau de strates à l'aide d'une onde ayant ladite longueur d'onde déterminée.
13. Procédé selon la revendication , caractérisé en ce qu'on réalise un empilement de trois couches (IV, 1R, 1B) actives pour l'une des trois longueurs d'ondes primaires du spectre du visible.
14. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que la couche (1) en matériau photosensible est en matériau sensible aux trois longueurs d'ondes primaires du spectre du visible.
15. Procédé selon l'une des revendications 12 à 14, caractérisé en ce que les enregistrements à l'aide des différentes longueurs d'ondes se font simultanément ou successivement.
16. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que la couche (1) en matériau photosensible possède une première face (10) destinée à être visible par les spectateurs et une deuxième face (11) opposée à la première, la deuxième face étant recouverte d'un matériau absorbant la lumière visible.
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