FR3137978A1 - Hologramme adapté à un dispositif holographique multi-sources - Google Patents
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Abstract
La présente invention concerne un dispositif holographique qui comprend une pluralité de sources lumineuses produisant des ondes sphériques divergentes décentrées et un hologramme physique destiné à être illuminé par la pluralité de sources lumineuses. L’hologramme physique est fabriqué (130) à partir d’un hologramme numérique calculé (110) par segmentation dans le domaine de Fourier d’une série de vues 2D d’un objet 3D. L’hologramme numérique calculé est adapté (120) à la forme du front d’onde incident sur le plan de l’hologramme physique pour éviter toute déformation des images fournies par l’hologramme physique lorsqu’il est illuminé par ces sources lumineuses. Figure pour l’abrégé : Figure 2
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 lorsque les hologrammes physiques sont illuminés par plusieurs sources lumineuses.
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 est adapté pour une illumination de l’hologramme physique par une onde plane, ce qui implique de fortes contraintes de mise en forme du faisceau lumineux. En effet, soit l’hologramme est éclairé avec un laser et il faut alors un élargisseur de faisceau afin que le faisceau éclaire la totalité de l’hologramme, soit l’hologramme est éclairé avec une LED et il faut alors collimater le faisceau lumineux issu de la LED, ou à minima de placer la LED à une distance très importante du plan de l’hologramme de sorte à ce que le forme du faisceau lumineux se rapproche de celle d’une onde plane. Sans cela, l’image flottante sera déformée car l’onde issue de la LED sera trop divergente.
L’utilisation d’hologrammes physique fabriqués à partir d’hologrammes numériques calculés à partir de cet algorithme impose des systèmes d’éclairage volumineux ce qui est incompatible lorsque ces systèmes d’éclairage doivent être intégrés dans des systèmes d’éclairage arrière, des systèmes de signalisation ou des interfaces Homme/machine de véhicule.
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 dispositif holographique qui comprend une pluralité de sources lumineuses produisant des ondes sphériques divergentes décentrées et un hologramme physique destiné à être illuminé par la pluralité de sources lumineuses.
L’hologramme physique est fabriqué à partir d’un hologramme numérique calculé à partir de l’algorithme suscité.
Comme cet hologramme numérique est calculé pour être illuminé par un front d’onde plane et que les sources lumineuses produisent des fronts d’ondes sphériques divergentes décentrées, il est nécessaire que l’hologramme numérique soit adapté à la forme du front d’onde incident sur le plan de l’hologramme physique pour éviter toute déformation des images flottantes formées par l’hologramme physique lorsqu’il est illuminé par ces sources lumineuses.
A cet effet, selon un second aspect, la présente invention concerne un procédé de fabrication d’un hologramme physique comprenant une étape de multiplication de l’hologramme numérique calculé par un conjugué d’un front d’onde incident sur un plan de l’hologramme physique, ledit front d’onde incident étant formé à partir d’ondes sphériques divergentes décentrées produites par la pluralité de sources lumineuses et une étape de fabrication de l’hologramme physique à partir d’un hologramme numérique résultant de ladite multiplication.
L’hologramme physique ainsi fabriqué peut produire une ou plusieurs images flottantes et est compatible avec une pluralité de sources lumineuses produisant des ondes sphériques divergentes décentrées.
En prenant ainsi en compte la forme du front d’onde incident sur le plan de l’hologramme, le dispositif holographique peut utiliser des sources lumineuses produisant des ondes sphériques sans déformation des images flottantes produites par cet hologramme alors illuminé.
De plus, l’utilisation d’une telle pluralité de sources lumineuses permet de réduire le volume nécessaire au système d’éclairage de l’hologramme physique comparé à des systèmes d’éclairage utilisant d’autres sources lumineuses produisant des ondes planes par exemple. Le dispositif holographique selon la présente invention peut être ainsi utilisé dans les systèmes d’éclairage ou de signalisation de véhicule ou encore dans des interfaces homme/machine logées dans des tableaux de bord de véhicule.
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 du procédé, la multiplication de l’hologramme numérique calculé par un conjugué d’un front d’onde incident sur le plan de l’hologramme physique comporte une sous-étape de détermination de zones de l’hologramme numérique chacune associée à une source lumineuse de la pluralité de sources lumineuses et une sous-étape de multiplication de chaque zone de l’hologramme numérique par un conjugué d’un front d’onde incident produit par une source lumineuse correspondante à ladite zone de l’hologramme numérique.
Selon une variante, le dispositif holographique comporte en outre des moyens physiques pour confiner chaque front d’onde produit par une source lumineuse de la pluralité de sources lumineuses à une zone particulière de l’hologramme.
Selon une variante, les moyens physiques sont des barrières solidaires de la pluralité de sources lumineuses ou de l’hologramme.
Selon une variante, les moyens physiques sont des lentilles positionnées devant chaque source lumineuse de la pluralité de sources lumineuses, chaque lentille étant adaptée pour collimater le front d’onde produit par une source lumineuse sur une zone de l’hologramme.
Selon une variante, des sources lumineuses de la pluralité de sources lumineuses sont configurées pour que les fronts d’onde qu’elles produisent se chevauchent pour que plusieurs observateurs puissent percevoir simultanément une image flottante d’un même objet.
Selon un troisième 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 deuxième aspect de la présente invention.
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 deuxième 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 deuxième 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 premier aspect.
Selon un septième aspect, la présente invention concerne une interface homme/machine interne ou externe de véhicule comprenant un dispositif holographique selon le premier aspect.
Selon un huitième aspect, la présente invention concerne un véhicule comprenant au moins un dispositif holographique selon le premier 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 8 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 2 à 8. Des mêmes éléments sont identifiés avec des mêmes signes de référence tout au long de la description qui va suivre.
Dans une première étape 110, un hologramme numérique H1 est calculé par segmentation dans le domaine de Fourier d’une série de vues 2D d’un objet 3D tel que décrite, par exemple, dans l’article suscité.
L’hologramme numérique H1 ainsi calculé est destiné à être illuminé par un front d’onde plane.
La illustre schématiquement un exemple d’un front d’onde plane FO produit par expansion d’un faisceau lumineux produit par une source laser S.
Dans une deuxième étape 120, l’hologramme numérique H1 est adapté pour être illuminé par un front d’ondes sphériques divergentes décentrées en multipliant cet hologramme numérique H1 par le conjugué d’un front d’onde incident sur le plan de l’hologramme physique, ledit front d’onde incident étant formé à partir d’ondes sphériques divergentes décentrées produites par une pluralité de sources lumineuses. Un hologramme numérique H2 résulte de cette multiplication.
La illustre schématiquement un exemple d’une pluralité de 4 sources lumineuses S produisant des fronts d’ondes sphériques divergentes décentrées selon un exemple particulier et non limitatif de la présente invention.
Selon une variante, l’étape 120 comporte une sous-étape 121 de détermination de zones Zi de l’hologramme numérique H1 chacune associée à une source lumineuse de la pluralité de sources lumineuses. L’étape 120 comporte aussi une sous-étape 122 de multiplication de chaque zone Zi de l’hologramme numérique par un front d’onde incident produit par une source lumineuse correspondante Si correspondante à ladite zone Zi de l’hologramme numérique.
Dans une étape 130, l’hologramme physique est fabriqué à partir d’un hologramme numérique H2 résultant de ladite multiplication.
Par exemple, l’hologramme physique peut être fabriqué par une gravure sur un élément plan de l’hologramme H2 par nano-embossage par exemple.
Selon un second aspect, la présente invention concerne un dispositif holographique DH comprenant un hologramme physique fabriqué selon le procédé de la et une pluralité de sources lumineuses produisant des ondes sphériques divergentes.
Par exemple, la pluralité de sources lumineuses est une matrice de LED.
Selon une variante, le dispositif holographique comporte en outre des moyens physiques pour confiner chaque front d’onde produit par une source lumineuse de la pluralité de sources lumineuses à une zone particulière de l’hologramme physique.
Selon une variante, illustrée à la , les moyens physiques sont des barrières solidaires de la pluralité de sources lumineuses (barrières B) ou de l’hologramme (barrières C).
Selon une variante, les moyens physiques sont des lentilles positionnées devant chaque source lumineuse de la pluralité de sources lumineuses, chaque lentille étant adaptée pour collimater (focaliser) le front d’onde produit par chaque source lumineuse sur une zone de l’hologramme.
Par exemple, les lentilles sont réalisées par un EOD (élément optique diffractif en français et en anglais, Diffractive Optical Element).
Selon une variante, la forme de la pluralité de sources lumineuses est adaptée pour correspondre approximativement à la forme de l’image générée par l’hologramme.
Ainsi, la pluralité de sources lumineuse peut prendre des formes divers et si l’hologramme physique présente des zones sans images flottantes selon toutes les angles de vue de la scène 3D, la forme de la pluralité de sources lumineuses peut être adaptée pour ne pas illuminer ces zones sans images flottantes.
Selon une variante, les sources lumineuses de la pluralité de sources lumineuses peuvent ne pas être toutes sur un même plan.
Selon une variante, les sources lumineuses de la pluralité de sources lumineuses peuvent éclairer des zones de dimensions différentes.
Le chevauchement des fronts d’ondes issus de plusieurs sources lumineuses n’est généralement pas souhaitable car générant des images parasites IP. Cependant, pour certaines applications à faible champ de vue, ces images parasites peuvent être acceptables car en dehors du champ de vue de l’observateur tel que illustré sur la .
Selon une variante, illustrée sur la , des sources lumineuses de la pluralité de sources lumineuses sont configurées pour que les fronts d’onde qu’elles produisent se chevauchent pour que plusieurs observateurs O1 et O2, par exemple un conducteur et un passager d’un véhicule, puissent percevoir simultanément des images flottantes I1 et I2 d’un même objet 3D.
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 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 de fabrication d’un hologramme physique comprenant une étape (110) de calcul d’un hologramme numérique par segmentation dans le domaine de Fourier d’une série de vues 2D d’une scène 3D, ledit hologramme numérique étant destiné à être illuminé par un front d’onde plane, caractérisé en ce qu’il comporte en outre :
- une étape (120) de multiplication de l’hologramme numérique calculé par un conjugué d’un front d’onde incident sur un plan de l’hologramme physique, ledit front d’onde incident étant formé à partir d’ondes sphériques divergentes décentrées produites par une pluralité de sources lumineuses ;
- une étape (130) de fabrication de l’hologramme physique à partir d’un hologramme numérique résultant de ladite multiplication. - Procédé selon la revendication 1, dans lequel la multiplication (120) de l’hologramme numérique calculé par un conjugué d’un front d’onde incident sur le plan de l’hologramme physique comporte une sous-étape (121) de détermination de zones de l’hologramme numérique chacune associée à une source lumineuse de la pluralité de sources lumineuses et une sous-étape (122) de multiplication de chaque zone de l’hologramme numérique par un conjugué d’un front d’onde incident produit par une source lumineuse correspondante à ladite zone de l’hologramme numérique.
- 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 (DH) comprenant :
- une pluralité de sources lumineuses produisant des ondes sphériques divergentes décentrées; et
- un hologramme physique fabriqué selon le procédé de l’une des revendications 1 à 2 et destiné à être illuminé par la pluralité se sources lumineuses. - Dispositif selon la revendication 4, qui comporte en outre des moyens physiques pour confiner chaque front d’onde produit par une source lumineuse de la pluralité de sources lumineuses à une zone particulière de l’hologramme.
- Dispositif selon la revendication 5, dans lequel les moyens physiques sont des barrières solidaires de la pluralité de sources lumineuses ou de l’hologramme.
- Dispositif selon la revendication 5, dans lequel les moyens physiques sont des lentilles positionnées devant chaque source lumineuse de la pluralité de sources lumineuses, chaque lentille étant adaptée pour collimater le front d’onde produit par une source lumineuse sur une zone de l’hologramme.
- Dispositif selon l’une des revendications 4 à 7, dans lequel des sources lumineuses de la pluralité de sources lumineuses sont configurées pour que les fronts d’onde qu’elles produisent se chevauchent pour que plusieurs observateurs puissent percevoir simultanément une image flottante d’un même objet.
- Système d’éclairage ou de signalisation de véhicule comprenant un dispositif holographique selon l’une des revendications 4 à 8.
- Véhicule comprenant au moins un dispositif holographique selon l’une des revendications 4 à 8.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| FR2207127A FR3137978A1 (fr) | 2022-07-12 | 2022-07-12 | Hologramme adapté à un dispositif holographique multi-sources |
Applications Claiming Priority (2)
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|---|---|---|---|
| FR2207127 | 2022-07-12 | ||
| FR2207127A FR3137978A1 (fr) | 2022-07-12 | 2022-07-12 | Hologramme adapté à un dispositif holographique multi-sources |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR3137978A1 true FR3137978A1 (fr) | 2024-01-19 |
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ID=84331042
Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| FR2207127A Pending FR3137978A1 (fr) | 2022-07-12 | 2022-07-12 | Hologramme adapté à un dispositif holographique multi-sources |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| FR (1) | FR3137978A1 (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 FR2207127A patent/FR3137978A1/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, vol. 27, no. 8, April 2019 (2019-04-01), pages 11689 |
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