DE2354661C3 - Device for the optical identification of geometrical figures - Google Patents

Device for the optical identification of geometrical figures

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DE2354661C3 DE19732354661 DE2354661A DE2354661C3 DE 2354661 C3 DE2354661 C3 DE 2354661C3 DE 19732354661 DE19732354661 DE 19732354661 DE 2354661 A DE2354661 A DE 2354661A DE 2354661 C3 DE2354661 C3 DE 2354661C3
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Description

6060

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur optischen ;ntifizierung von in einer Eingabestruktur enthalten geometrischen Figuren gemäß dem Oberbegriff des ispruches 1.The invention relates to a device for the optical identification of items contained in an input structure geometric figures according to the preamble of claim 1.

Eine derartige Vorrichtung ist beispielsweise aus der Γ-OS 20 45 781 bekanntgeworden. Die verschiedenen im Filter dieser bekannten Vorrichtung einander überlagerten Hologramme sind jeweils die Fourier-Transformierten einer diskreten geometrischen Figur, moduliert mittels des jeweiligen Referenzbündels. Diese Filter sind also angepaßte Filter mit dem Nachteil daß für jede zu identifizierende geometrische Figur ein besonderes Hologramm benötigt wird, bei N zu unterscheidenden geometrischen Figuren also wenigstens N Hologramme, in dem konkreten, in der älteren Schrift beschriebenen Beispiel sogar 2N Hologramme. Die Überlagerung so vieler Hologramme bereitet Schwierigkeiten, wenn sehr viele geometrische Figuren voneinander unterschieden werden sollen. Schon bei 50 2:u überlagernden Hologrammen entsprechend z. B. 50 zn unterscheidenden geometrischen Figuren bereitet es Schwierigkeiten, ein aus diesen vielen Hologrammen überlagertes Filter herzustellen, das die nötige Trennschärfe zur sicheren Unterscheidung der zu identifizierenden Figuren voneinander aufweist. Ein Ausweg hieraus wäre, in einem ersten Filter nur einen Teil der benötigten Hologramme, in weiteren Filtern die übrigen Hologramme unterzubringen. Dies würde jedoch erfordern, mehrere Filter entweder gleichzeitig oder nacheinander dem durch die Eingabestruktur beeinflußten Lichtbündel auszusetzen. Bei gleichzeitiger Auswertung durch mehrere Filier erhöht sich jedoch dann der Aufwand erheblich, während bei zeitlich nacheinander erfolgender Auswertung notwendigerweise die Auswertegeschwindigkeit verringert wird. Ein weiterer Machteil dieser angepaßten Filter ist, daß ein bestimmter Satz voneinander im Filter überlagerten Hologrammen nur für eine zur Zeit der Herstellung des Filters vorgegebene Grundgesamtheit von diskreten geometrischen Figuren brauchbar ist. Stellt sich während des Gebrauchs der Einrichtung heraus, daß eine weitere geometrische Figur zusätzlich identifizierbar sein soll, muß ein völlig neuer Filter hergestellt werden.Such a device has become known from Γ-OS 20 45 781, for example. The various holograms superimposed on one another in the filter of this known device are each the Fourier transform of a discrete geometric figure, modulated by means of the respective reference bundle. These filters are therefore matched filters with the disadvantage that a special hologram is required for each geometrical figure to be identified, i.e. at least N holograms for N geometrical figures to be distinguished, in the specific example described in the older document even 2N holograms. The superposition of so many holograms creates difficulties when a great many geometrical figures are to be distinguished from one another. Already with 50 2: u superimposed holograms according to z. B. 50 zn differentiating geometric figures, it is difficult to produce a filter superimposed from these many holograms, which has the necessary selectivity to reliably differentiate the figures to be identified from each other. One way out of this would be to accommodate only some of the required holograms in a first filter and the remaining holograms in further filters. However, this would require several filters to be exposed to the light bundle influenced by the input structure either simultaneously or one after the other. With simultaneous evaluation by several filiers, however, the effort then increases considerably, while with evaluations taking place one after the other, the evaluation speed is necessarily reduced. A further disadvantage of these matched filters is that a certain set of holograms superimposed on one another in the filter can only be used for a population of discrete geometric figures that was predetermined at the time the filter was manufactured. If it turns out during use of the device that a further geometric figure should also be identifiable, a completely new filter must be manufactured.

Aus der DT-OS 19 45 085 ist eine Anordnung zur Identifizierung geometrischer Figuren bekanntgeworden, bei der auf einer Platte überlagerte Punkthologramme als Pupillenvervielfacher verwendet werden, um das von der Eingabestruktur beeinflußte Lichtbündel vervielfacht auf eine entsprechende Anzahl angepaßter Filter zu lenken. Diese befinden sich auf einem vom Träger der Punkthologramme getrennten Träger nebeneinander, so daß keine Überlagerung der angepaßten Filter notwendig ist. Jedoch ist es hier erforderlich, eine der Anzahl der angepaßten Filter entsprechende Anzahl von Punkthologrammen einander zu überlagern. Außerdem ist durch die Nebeneinanderanordnung der angepaßten Filter der Raumbedarf wie auch der optische Aufwand zur weiteren Führung der Bündel erheblich, wenn es sich um eine große Anzahl von zu identifizierenden geometrischen Figuren handelt.An arrangement for identifying geometric figures has become known from DT-OS 19 45 085, in which point holograms superimposed on a plate are used as pupil multipliers, multiplied by the light bundle influenced by the input structure to a corresponding number of adapted ones Direct filter. These are located on a carrier that is separate from the carrier of the point holograms side by side, so that no superposition of the matched filters is necessary. However, it is here required, a number of point holograms corresponding to the number of matched filters to overlay. In addition, the space requirement is due to the side-by-side arrangement of the matched filters as well as the visual effort for further guidance of the bundle considerably if it is a large one Number of geometrical figures to be identified.

Ferner ist aus der Druckschrift IBM Technical Disclosure Bulletin Vol. 14, Nr. 8, Jan. 1972, Seite 2503 bekanntgeworden, aus einer bestimmten geometrischen Figur, ι. B. einer stilisierten Ziffer »8«, nur Figurenelemente in ein Filter zu übernehmen. Diese Filter sind jedoch keine einander überlagerten Hologramme, geschweige denn Punkthologramme. Gemäß dieser älteren Schrift ist wegen der räumlich getrennten Anordnung der angepaßten Filter für die Figurenauszüge ein erheblicher Platzbedarf und Aufwand für die getrennte Führung der Bündel zu den verschiedenen Filtern notwendig. Die Verwendung der aus dieser zuletzt genannten Vorveröffentlichung bekannten Figu-Furthermore, from the publication IBM Technical Disclosure Bulletin Vol. 14, No. 8, Jan. 1972, page 2503 has become known from a certain geometrical figure, ι. B. a stylized number "8" to transfer only figure elements to a filter. However, these filters are not superimposed holograms, let alone point holograms. According to this older document, because of the spatially separated arrangement of the adapted filters for the figure excerpts, a considerable amount of space and effort is necessary for the separate guidance of the bundles to the various filters. The use of the figure known from this last-mentioned prior publication

ISIS

. nauszüge als Bildvorlagen für die Herstellung der * ander überlagerten Hologramme nach dem Vorbild ί DT-OS 20 45 781 lag jedoch nicht nahe, da mit einer. Extracts as image templates for the production of the other superimposed holograms based on the model ί DT-OS 20 45 781, however, was not an obvious choice, since with a

lchen bloßen Übertragung keine Vorteile verbundenThere are no advantages associated with mere transfer

ären. Die Zahl der einander zu überlagernden ίer. The number of ί to be superimposed

rt logramme würde sich entsprechend der Anzahl vonrt logramme would vary according to the number of

Auszügen Je geometrischer Figur nur noch vervielfa-Excerpts J e geometrical figure only vervielfa-

. wodurch die Trennschärfe keineswegs verbessert . which in no way improves the selectivity

rden könnte. Dieser Weg mußte deshalb als rieht Frfolg versprechend erscheinen.could be. This way therefore had to be considered Appear promising.

Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, die Nachteile der bekannten Anordnungen m vermeidenThe invention has the task of avoiding the disadvantages of the known arrangements m

A eine Vorrichtung zum Identifizieren von geometri-U hen Figuren zu schaffen, die unter Beibehaltung einer fachen und kleinen Bauart und einer schnellen Arbeitsweise eine erhöhte Trennschärfe ermöglicht, ,J1 jjje Sicherheit vergrößert, mit der die zu A device to provide a hen for identifying geometrical U figures, while maintaining a small and multiple type, and a fast mode of operation allows for increased selectivity, increased J 1 jjje certainty with which to

■ftentifizierenden geometrischen Figuren voneinander ' t'erscheidbar $-m^ uncj zwar aucn ^ann, wenn sehr ■ Identifying geometric figures can be distinguished from one another $ - m ^ unc j, although aucn ^ ann, if very

iele solcher Figuren unterschieden werden sollen, wobei nicht einmal erforderlich ist, daß alle voneinander zu unterscheidenden Figuren von vornherein festliegen.Many such figures should be distinguished, although it is not even necessary that they be all of one another the figures to be distinguished are fixed from the start.

Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe in erster Linie durch die im Anspruch 1 angegebenen Maßnahmen. Weitere im Rahmen der gestellten Aufgabe vorteilhafte Ausgestaltungen sind durch die UnteransDrüche gekennzeichnet.The invention solves the problem posed primarily by the measures specified in claim 1. Further advantageous embodiments within the scope of the task at hand are provided by the subordinate claims marked.

In der nachfolgenden Beschreibung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnungen erläutert. Es zeigtIn the following description, exemplary embodiments of the invention are based on the drawings explained. It shows

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines optischen Systems zum Herstellen eines Punkthologramms, das in dem Gerät zur optischen Identifizierung verwendetFig. 1 is a schematic representation of an optical System for producing a point hologram used in the device for optical identification

Fig.2 eine schematische Darstellung des optischen Systems zur Verwendung in einem Identifizierungsgerät, wobei ein Vielfachpunkthologramm verwendetFig.2 is a schematic representation of the optical System for use in an identification device using a multi-point hologram

Fig. 3 ein Beispiel der Walsh-Hadamard-Matrix,3 shows an example of the Walsh-Hadamard matrix,

pig 4 die Art, in der die Walsh-Hadamard-Matrix in eine Walsh-Funktion transponiert ist, wobei eine Entwicklungsformel der Walsh-Funktion im zweidimensionalen Raum ebenfalls dargestellt ist,pig 4 the way in which the Walsh-Hadamard matrix is in a Walsh function is transposed, where a development formula of the Walsh function in two-dimensional Room is also shown,

Fig.5 die Ansicht von räumlichen Filtern, die die Walsh-Funktion im zweidimensionalen Raum darstellt,Fig. 5 is a view of spatial filters that use the Represents Walsh function in two-dimensional space,

Fig.6 eine schematische Darstellung des optischen Systems einer anderen Ausführungsform, die in einem Identifizierungsgerät, das ein zusammengesetztes Vielfachpunkthologramm verwendet, vorgesehen ist.6 shows a schematic representation of the optical Another embodiment system comprised in an identification device using a composite multi-point hologram used, is provided.

Fig. 1 zeigt eine Ausführungsform eines optischen Systems zur Herstellung eines Vielfac'.ipunkthologramms, das in dem Identifizierungsgerät verwendet1 shows an embodiment of an optical system for producing a multifaceted point hologram, that used in the identification device

Ein He-Ne-Laser (Wellenlänge 6328 Ä) wird als Quelle 1 für das kohärente Licht verwandt. Der von der kohärenten Lichtquelle 1 ausgehende Lichtstrahl gelangt durch einen Verschluß ta und einen halbdurchlässigen Spiegel 2, bevor er in ein weiteres paralleles Lichtbündel durch die Linsen 3 und 4 verwandelt wird, das auf eine kleine Öffnung 6 fällt. Unter der <so Voraussetzung, daß der Laserstrahl so gesteuert ist, daß sein Durchmesser kleiner als der der kleinen öffnung ist, können die Linsen 3 und 4 weggelassen werden. Das durch die kleine öffnung 6 gegangene Licht wird durch eine Linse 7 Fourier-transformiert, um eine Intensitäts- 6s verteilung auf einer eine lichtempfindliche Schicht tragenden Fläche 9 eines Trägers, z. B. einer Trockennlatte.die senkrecht zur optischen Achse angeordnet ist, zu erzeugen. Diese Intensitätsverteilung stellt das Fourier-transformisrte Spektrum der kleinen öffnung 6 dar. Andererseits fällt das von dem halbdurchlässigen Spiegel 2 reflektierte Licht auf einen reflektierenden Spiegel 10 und dient als Referenzlicht. Das Referenzlicht wird durch den reflektierenden Spiegel 10 auf die Fläche 9 der Trockenplatte gerichtet und wird in ein paralleles Lichtbündel, das Referenzbündel durch ein Linsenpaar 11 und 12 umgewandelt. -Es fällt dann unter einen Winkel θ in bezug auf die Normale auf die Fläche 9 der Trockenplatte. Mit der Fläche 9 der Trockenplatte steht eine Maske 8 in Berührung, deren Durchlaßwirkung die Durchlaßwirkung des optischen Filters bestimmt. Nachdem die Trockenplatte in dieser Weise belichtet worden ist, wird die Maske 8 gegen eine andere mit einer unterschiedlichen Übertragungswirkung ausgetauscht. Daraufhin wird die Trockenplatte ein zweites Mal belichtet, wobei der Einfallswinkel des Referenzbündels geändert wird. Dieses beschriebene Verfahren wird nacheinander mehrere Male durchgeführt, wobei die Häufigkeit von der Anzahl der verlangten Filterfunkiionen abhängt.A He-Ne laser (wavelength 6328 Å) is used as source 1 for the coherent light. The one from the coherent light source 1 outgoing light beam passes through a shutter ta and a semi-permeable Mirror 2 before it is transformed into another parallel light beam by lenses 3 and 4, which falls on a small opening 6. Under the condition that the laser beam is controlled in such a way that If its diameter is smaller than that of the small opening, the lenses 3 and 4 can be omitted. The Light that has passed through the small opening 6 is Fourier transformed by a lens 7 to an intensity of 6s distribution on a photosensitive layer carrying surface 9 of a carrier, for. B. a drying lath is arranged perpendicular to the optical axis to generate. This intensity distribution represents that Fourier transformed spectrum of the small aperture 6 On the other hand, the light reflected by the semi-transparent mirror 2 is incident on a reflective one Mirror 10 and serves as a reference light. The reference light is through the reflecting mirror 10 on the Surface 9 of the dry plate and is directed into a parallel light beam, the reference beam through a Lens pair 11 and 12 converted. -It then falls at an angle θ with respect to the normal to the surface 9 of the drying plate. A mask 8 is in contact with the surface 9 of the drying plate, its permeability determines the transmission efficiency of the optical filter. After the dry plate in this way has been exposed, the mask 8 is opposed to another with a different transfer effect exchanged. The dry plate is then exposed a second time, the angle of incidence of the Reference bundle is changed. This described procedure is carried out several times in succession, The frequency depends on the number of filter functions required.

Es wird nun eine Anordnung zum Verändern des Einfallswinkels des Referenzbündels unter Bezugnahme auf F i g. t beschrieben. Sobald der halbdurchlässige drehbare Spiegel 2 durch einen Antrieb 13 gedreht wird, bis er die mit 2' bezeichnete etwas schräge Lage einnimmt, wird der halbdurchlässige Spiegel 2 das Licht in Richtung der gestrichelten Linie reflektieren. Das Referenzlicht, dessen Austrittswinkel auf diese Weise geändert worden ist, wird dann durch einen reflektierenden Spiegel 10' zurückgeworfen. Dieser wurde so verschoben, um das reflektierte Referenzlicht auf die Trockenplatte zu richten und dann in ein paralleles Referenzbündel durch die Linsen 11' und 12' verwandelt zu werden, bevor es auf die Trockenplatte auffällt. Auf diese Weise wird der Einfallswinkel des Referenzbündels auf der Trockenplatte durch die Drehung des halbdurchlässigen Spiegels 2 und das Verschieben des reflektierenden Spiegels 10 und des Linsenpaares 11 und 12 verändert.An arrangement for varying the angle of incidence of the reference beam is now referred to on F i g. t described. As soon as the semi-transparent rotatable mirror 2 is rotated by a drive 13, until it assumes the somewhat inclined position designated by 2 ', the semitransparent mirror 2 becomes the light reflect in the direction of the dashed line. The reference light, its exit angle in this way has been changed is then reflected back through a reflecting mirror 10 '. This one became like this shifted to direct the reflected reference light onto the dry plate and then into a parallel one Reference beam to be transformed by the lenses 11 'and 12' before it is incident on the drying plate. on in this way the angle of incidence of the reference beam on the dry plate is determined by the rotation of the semitransparent mirror 2 and the displacement of the reflecting mirror 10 and the pair of lenses 11 and 12 changed.

Nach dem Entwickeln einer so belichteten Trockenplatte erhält man ein aus mehreren Punkthologrammen überlagertes Vielfachpunkthologramm auf der Trokkenplatte. Wird bei dem Herstellungsverfahren eines solchen Punkthologramms eine Streuplatte 5 an der kleinen öffnung 6 angeordnet, so erhält man ein mit diffusem Licht aufgenommenes Punkthologramm, das, verglichen mit einem gewöhnlichen Punkthologramm, eine verbesserte Überbestimmtheit und einen fast gleichmäßigen Streuwirkungsgrad über seine gesamte Oberfläche aufweist und auch die Aufnahme mit Licht verringerten Intensitätsunterschied erlaubt, was eine verbesserte Linearität der Aufzeichnung ergibt. . Der Durchlaßkoeffizient eines so hergestellten Vielfachpunkthologramms könnte in folgender Weise ausgedrückt werden. Wenn man den Durchlaßkoeflizienten der kleinen Öffnung 6 mit φ die ebene Referenzweile mitAfter developing a dry plate exposed in this way, a multiple point hologram superimposed from several point holograms is obtained on the dry plate. If, in the production process of such a point hologram, a scattering plate 5 is arranged at the small opening 6, a point hologram recorded with diffuse light is obtained which, compared to a conventional point hologram, has an improved overdetermination and an almost uniform scattering efficiency over its entire surface and also the recording with light allows a reduced intensity difference, which results in an improved linearity of the recording. . The transmission coefficient of a multi-point hologram thus produced could be expressed in the following way. If we take the transmission coefficient of the small opening 6 with φ the plane reference wave with

A exp(— jkx sin θ I) und die Amplituden-Durchlaßfunktion der Maske 8 mit A exp ( -jkx sin θ I) and the amplitude transmission function of the mask 8 with

1.2,1.2,

.N).N)

bezeichnet, dann kann die auf der Oberfläche der Trockenplatte erhaltene Lichtintensitätsverteilung l(x) then the light intensity distribution obtained on the surface of the dry plate can be l (x)

lach N-maligem Belichten der Trockenplatte ausgelrückt werden durchlaughed after exposing the dry plate N times will be through

/(χ)= Σ {Wf(x)lN(A2 + \F{t(£)}\2) / (χ) = Σ {Wf (x) lN (A 2 + \ F {t (£)} \ 2 )

ι = Iι = I

durch das Filter 19 durchgelassene Licht G(x) wird beschrieben durch Light G (x) transmitted through the filter 19 is described by

4- /4F {«(£)} exp (//ex sin«,)4- / 4F {«(£)} exp (// ex sin«,)

+ AF {t (£)} exp (-//ex sin (9,)]}.+ AF {t (£)} exp (- // ex sin (9,)]}.

τ (χ) des erhaltenen Punkt-τ (χ) of the obtained point

Der Durchlaßkoeffizient
lologramms lautet dann:
The transmission coefficient
lolograms then reads:

r(x) =r (x) =

'(X)IN(A2 +1F {t (S) '(X) IN (A 2 +1 F {t (S)

+ AF {t ({)} exp (//ex sin«,)+ AF {t ({)} exp (// ex sin «,)

+ AF {t (£)} exp (-jkx sin «,.)]}. (2)+ AF {t (£)} exp ( -jkx sin «,.)]}. (2)

worin | die Koordinate auf der Oberfläche der kleinen Öffnung ist, χ die Koordinate auf der Trockenplatte, θ der Einfallswinkel des Referenzbündels auf der Trokkenplatte, k = 2π/λ, worin λ die Wellenlänge des Lichtes ist. rb ist der vorgegebene Durchlaßfaktor, β ist eine Konstante und F ist ein Operator der Fourier-Transformation. Zur besseren Übersicht sind die Formeln (1) und (2) so geschrieben, daß sie nur eindimensionalen Strukturen entsprechen.where | is the coordinate on the surface of the small opening, χ the coordinate on the dry plate, θ the angle of incidence of the reference beam on the dry plate, k = 2π / λ, where λ is the wavelength of the light. r b is the given transmission factor, β is a constant and F is an operator of the Fourier transform. For a better overview, the formulas (1) and (2) are written in such a way that they only correspond to one-dimensional structures.

Fig.2 zeigt ein optisches System, wie es zur Identifizierung von zweidimensionalen geometrischen Figuren unter Verwendung eines Vielfachpunkthologramms eingesetzt wird. Das von der kohärenten Lichtquelle 14 ausgehende Licht wird durch ein Linsenpaar 15 und 16 in ein weiteres paralleles Lichtbündel umgewandelt und beleuchtet eine zweidimensionale Eingabestruktur 17. Eine Linse 18 führt eine Fourier-Transformation der zweidimensionalen Eingabestruktur 17 aus, wobei das Fourier-transformierte Spektrum der Eingabestruktur in der hinteren Brennebene der Linse 18 gebildet wird, wo sich ein Filter 19 befindet, das aus einander überlagerten, jeweils durch eine bei der Aufnahme vorgeschaltete Maske modifizierten Punkthologrammen der oben beschriebenen Art, also aus einem Vielfachpunkthologramm besteht. Von dem vom Filter 19 ausgehenden Licht wird nur das jeweils in die erste Ordnung abgebeugte Licht durch Linsen (201, 202,..., 20N), die unmittelbar hinter dem Filter 19 angeordnet sind, in den entsprechenden Brennebenen dieser Linsen zusammengefaßt und anschließend von den zugeordneten fotoelektrischen Wandlern (211, 212, . . . , 21/V) nachgewiesen. Jeder dieser Wandler ist so angeordnet, daß seine optische Achse entsprechend dem bei jeder Belichtung zur Herstellung eines Punkthologramms verwendeten Lichtes ausgerichtet ist. Die in ein elektrisches Signal umgewandelte Intensität des abgebeugten Lichts wird als eine Größe verwandt, um die Eigenschaften der Informationen der Eingabestruktur zu entnehmen. Die Analyse der Struktur wird von anschließenden elektronischen Schaltkreisen (diese werden nicht gezeigt) durchgeführt.Fig.2 shows an optical system as it is used for the identification of two-dimensional geometric Figures using a multi-point hologram is used. That of the coherent Light source 14 outgoing light is through a pair of lenses 15 and 16 in a further parallel Converted light bundle and illuminates a two-dimensional input structure 17. A lens 18 leads a Fourier transformation of the two-dimensional input structure 17, the Fourier transformed The spectrum of the input structure is formed in the back focal plane of the lens 18, where a filter 19 is located is located, the superimposed from each other, each modified by a mask upstream of the recording Point holograms of the type described above, that is to say consists of a multiple point hologram. Of the light emanating from the filter 19, only the light diffracted into the first order is transmitted Lenses (201, 202, ..., 20N) immediately behind the Filters 19 are arranged, combined in the corresponding focal planes of these lenses and subsequently detected by the assigned photoelectric converters (211, 212,..., 21 / V). Everyone this transducer is arranged so that its optical axis corresponds to that of each exposure Production of a point hologram used light is aligned. Which into an electrical signal converted intensity of the diffracted light is used as a quantity to determine the properties of the Information can be found in the input structure. The analysis of the structure is carried out by subsequent electronic Circuits (not shown) are performed.

Bezeichnet man den Durchlaßkoeffizienten der Eingabestruktur des optischen Systems, wie es in F i g. 2 dargestellt ist, mit S(I) (ξ ist die Koordinate der Oberfläche der Eingabestruktur), dann entspricht das auf das Filter 19 auffüllende Licht der Fourier-Transformierten von Sß; und wird durch F(S(^)J dargestellt. Das -τ(χ)χ One denotes the transmission coefficient of the input structure of the optical system, as shown in FIG. 2, with S (I) (ξ is the coordinate of the surface of the input structure), then the light filling the filter 19 corresponds to the Fourier transform of Sß; and is represented by F (S (^) J. The -τ (χ) χ

Eine Vielzahl von Linsen-Wandlergruppen sind hinter dem Filter 19 so angeordnet, daß der Winkel zwischen jeder ihrer optischen Achsen und der optischen Hauptachse dieses Gerätes mit dem Einfallswinkel eines jeden Referenzbündels übereinstimmt, das bei jeder Belichtung zur Herstellung eines Punkthologramms verwendet wurde. Auf diese Weise weist jeder fotoelektrische Wandler die Intensität des in die erste Ordnung gebeugten Lichts nach. Wenn die Amplitude des in die erste Ordnung gebeugten Lichts, das von dem Vielfachpunkthologramm unter dem Winkel Θ; ausgeht, mit G(x) bezeichnet wird, und wenn die fotoelektrischen Wandler das gesamte einfallende Licht integrieren, dann kann die Intensität des empfangenen Lichts /,- wie folgt ausgedrückt werdenA plurality of lens transducer groups are arranged behind the filter 19 so that the angle between each of their optical axes and the main optical axis of this device corresponds to the angle of incidence of each reference beam which was used in each exposure to produce a point hologram. In this way, each photoelectric converter detects the intensity of the light diffracted in the first order. If the amplitude of the first order diffracted light emitted by the multi-point hologram at the angle Θ; is denoted by G (x) , and if the photoelectric converters integrate all of the incident light, then the intensity of the received light /, - can be expressed as follows

■x·■ x ·

H2A2 J W?(x)|F{S(i)}|2dx. (3) H 2 A 2 JW? (X) | F {S (i)} | 2 dx. (3)

Die Gleichung 3 beschreibt die Lichtinformation des Fourier-transformierten Spektrums der Eingabestruktur, die durch die Maske, deren Durchlässigkeitsfunktion der Lichtintensität durch W?(x) beschrieben wird, von einem unter dem Winkel Θ, angeordneten fotoelektrisehen Wandler nachgewiesen wird. Man erkennt so, daß das auf diese Weise hergestellte Punkthologramm als ein Filter wirkt, dessen Intensitäts-Durchlässigkeitsfunktion für das abgebeugte Licht durch W,2(x) beschrieben wird. Die bei der Herstellung des Punkthologramms verwendete Anordnung der Masken bestimmt die Wirkungsweise des sich ergebenden optischen Filters. Als Filter wird ein Vielfachpunkthologramm verwendet, das zur orthogonalen Transformation der Information der Eingabestruktur dient.Equation 3 describes the light information of the Fourier-transformed spectrum of the input structure, which is detected by the mask, whose transmission function of the light intensity is described by W? (X) , by a photoelectric converter arranged at the angle Θ. It can thus be seen that the point hologram produced in this way acts as a filter, the intensity-transmittance function of which for the diffracted light is described by W, 2 (x) . The arrangement of the masks used in the production of the point hologram determines the mode of operation of the resulting optical filter. A multi-point hologram is used as a filter, which is used for the orthogonal transformation of the information in the input structure.

Typische Beispiele eines solchen Filters haben ein Filter, das sich aus einer Vielzahl von Filtern zur Entwicklung der Walsh-Funktion zusammensetzt. Die orthogonale Transformation kann in einfacher und wirkungsvoller Weise zur Informationsverarbeitung angewandt werden. Verschiedene bekannte Verfahren, wie Fourier-Transformation und Walsh-Hadamard-Transformation können zur Informationsverarbeitung herangezogen werden. Im Gegensatz zur Fourier-Transformation, die eine Multiplikation verlangt, die in analoger Weise ausgeführt werden muß, erlaubt die Verwendung eines orthogonal transformierenden Filters die Verarbeitung der Eingabeinformation in digitaler Weise nur durch Addition und Subtraktion. Aus diesem Grund wurde die Walsh-Hadamard-Transformation, die eine höhereTypical examples of such a filter have a filter that is made up of a variety of filters for development composed of the Walsh function. The orthogonal transformation can be made easier and more effective Way to be used for information processing. Various known methods such as Fourier transform and Walsh-Hadamard transformation can be used for information processing will. In contrast to the Fourier transform, which requires multiplication in an analogous way needs to be performed, the use of an orthogonally transforming filter allows the processing the input information in a digital way only by addition and subtraction. Because of this, the Walsh-Hadamard transformation, which is a higher

5S Verarbeitungsgeschwindigkeit ermöglicht, besonders beachtet. Die erwähnte orthogonale Transformation ist ein Verfahren, das ursprünglich zur Verwendung mit optischen Lesegeräten entwickelt worden ist, bei denen das Auffinden der Eigenschaften der Eingabestruktur5S processing speed enables, especially observed. The aforementioned orthogonal transformation is a method that was originally intended for use with Optical readers have been developed that allow finding the properties of the input structure

do ausschließlich mit elektronischen Datenverarbeitungsanlagen vorgenommen worden ist. Um eine solche komplizierte Verarbeitung in einfacher und schneller Weise durch die Verwendung von optischen Elementen zu erreichen, dient im vorliegenden Fall ein einziges Vielfachpunkthologramm.do exclusively with electronic data processing systems has been made. To make such a complicated processing in easier and faster To achieve this way through the use of optical elements, only one serves in the present case Multipoint hologram.

Im folgenden wird als Beispiel für die orthogonale Transformation das Verfahren mit einer Walsh-Hadamard-Transformation beschrieben.In the following, the method with a Walsh-Hadamard transformation is used as an example of the orthogonal transformation described.

+ η Ν + η Ν + Hn + H n N =N = 2"2 " Hn =H n = 22 22 + Hn + H n — Hn - H n η = η = 1,2, ..1,2, .. "i"i "2""2"

Die Walsh-Hadamard-Transformation einer Eingabestruktur stellt die Information der Eingabestruktur durch eine Matrix dar, wobei man von einer schon bekannten Walsh-Hadamard-Matrix (Fig.3) ausgeht. Um eine solche orthogonale Transformation in der Ebene des Fourier-transformierten Spektrums der zweidimensionalen Eingabestruktur durchzuführen, wird eine Hadamard-Matrix zuerst mit 4 Walsh-Funktionen transponiert, siehe die Funktionsdarstellung in F i g. 4, in der die Winkelkoordinate der Spektralebene als Abszisse verwendet wird. Auf diese Weise erhält man ein optisches Filter mit einer Walsh-Funktion. Allgemein wird die Walsh-Hadamard-Matrix definiert durchThe Walsh-Hadamard transform of an input structure represents the information of the input structure through a matrix, one of which is already known Walsh-Hadamard matrix (Fig. 3). To make such an orthogonal transformation in the plane of the Fourier transformed spectrum of the To perform two-dimensional input structure, a Hadamard matrix is first made with 4 Walsh functions transposed, see the functional illustration in FIG. 4, in which the angular coordinate of the spectral plane is used as the abscissa. In this way, an optical filter with a Walsh function is obtained. In general, the Walsh-Hadamard matrix is defined by

Die Fig.3 und 4 stellen die Walsh-Funktionen {n = 2) dar. Die wirklichen optischen Filter — diese sind Darstellungen der Walsh-Funktionen im zweidimensionalen Raum — werden durch eine Gruppe von sektorartigen öffnungen Φι,..., Φι gebildet, wie es in Fig.5 gezeigt ist. Die Walsh-Funktion ist eine zweiwertige Funktion, die entweder den Wert 1 oder 0 annimmt. Durch die in der Fig.5 dargestellten weißen Ausschnitte kann das Licht durchgehen, während es die schraffierten Abschnitte nicht durchdringen kann. Es ist offensichtlich, daß das Vielfachpunkthologramm (welches in der oben beschriebenen Weise unter der Verwendung der Masken, die die in der F i g. 5 gezeigten öffnungen haben, hergestellt worden ist), wie eine Vielzahl von optischen Filtern der Walshen Art wirkt.3 and 4 represent the Walsh functions {n = 2). The real optical filters - these are representations of the Walsh functions in two-dimensional space - are formed by a group of sector-like openings Φι, ..., Φι , as shown in Fig.5. The Walsh function is a two-valued function that takes either the value 1 or 0. The light can pass through the white sections shown in FIG. 5, while it cannot penetrate the hatched sections. It is evident that the multi-point hologram (which has been fabricated in the manner described above using the masks having the openings shown in Figure 5) acts like a plurality of Walshen type optical filters.

Die Herstellung eines Vielfachpunkthologramms wird im einzelnen erläutert. Zuerst wird die Maske Φ\ in der Ebene der Maske 8 (Fig. 1) angeordnet, und eine Trockenplatte wird belichtet, wobei das Referenzbündel unter einem Winkel θι einfällt. Daraufhin wird die Maske Φ\ durch eine Maske Φ2 ausgetauscht, und der Einfallswinkel des Referenzbündels nimmt den Wert Θ2 an, woraufhin die Trockenplatte ein zweites Mal belichtet wird. Auf diese Weise wird die Trockenplatte wiederholt belichtet, und zwar gerade so oft, wie Masken vorhanden sind, bis ein Vielfachpunkthologramm erhalten wird. Wird ein auf diese Weise hergestelltes Vielfachpunkthologramm als Filter 19 im optischen System (F i g. 2) angeordnet und eine Eingabestruktur 17 an der vorbestimmten Stelle eingebracht, dann erhält man das Fourier-transformierte Spektrum der Eingabestruktur auf der Oberfläche des als Filter 19 dienenden Vielfachpunkthologramms. Der /-te fotoelektrische Wandler, dessen optische Achse unter dem Winkel θ( steht, weist die Abbildungsinlensität nach, die ausgedrückt wird alsThe production of a multi-point hologram is explained in detail. First, the mask Φ \ is arranged in the plane of the mask 8 (FIG. 1), and a dry plate is exposed, the reference beam being incident at an angle θι. The mask Φ \ is then replaced by a mask Φ 2 , and the angle of incidence of the reference beam assumes the value Θ2, whereupon the dry plate is exposed a second time. In this way, the dry plate is exposed repeatedly, precisely as often as there are masks, until a multi-point hologram is obtained. If a multi-point hologram produced in this way is arranged as a filter 19 in the optical system (FIG. 2) and an input structure 17 is introduced at the predetermined point, the Fourier-transformed spectrum of the input structure is obtained on the surface of the multi-point hologram serving as filter 19 . The / th photoelectric converter whose optical axis is at the angle θ ( detects the imaging intensity, which is expressed as

/w. = C J 0,.|F{S(i))|2d.Y./ w . = CJ 0,. | F {S (i)) | 2 dY

worin /= 1, 2, ..., 7 und C eine Konstante sind. Die Abbildungsintensität />,., stellt eine quantisicrte charakteristische Größe dar, die durch die Walsh-Hadamard-Transformation der Eingabestruktur erhalten wurde. Es wird darauf hingewiesen, daß der Durchmesser der runden öffnung der verwendeten Masken in dem optischen System (Fig. 2) so groß ist, daß das ganze Fourier-transformierte Spektrum der Eingabestruktur überdeckt werden könnte. Es ist bekannt, daß das Verfahren der zweidimensionalen Figurenidentifizierung, bei dem solch ein optisches Filter nach der S Walshen Art verwendet wird, den Vorteil hat, ein sicheres Verfahren zum Aufsuchen der charakteristischen Eigenschaften zu erlauben. Man ist sowohl von einer Parallelverschiebung der Eingabestruktur in ihrer Ebene, als auch von einer Vergrößerung oder Verkleinerung der Eingabestruktur unabhängig. Außer den oben beschriebenen Walsh-Hadamard-Filtern wurden verschiedene andere Arten optischer Filter bekannt. Es handelt sich um Filter zur Fourier-Entwicklung und ein abgewandeltes Walsh-Hadamard-Filter, die für eine orthogonale Transformation geeignet sind. Wie bereits erwähnt worden ist, kann jeder dieser Filter als optischer Filter in der Erfindung verwandt werden.where / = 1, 2, ..., 7 and C are a constant. The imaging intensity represents a quantized characteristic Represents the size obtained by the Walsh-Hadamard transform of the input structure would. It should be noted that the diameter of the round opening of the masks used in the optical system (Fig. 2) is so large that the entire Fourier transformed spectrum of the input structure could be covered. It is known that the method of two-dimensional figure identification, using such an S Walshen type optical filter has the advantage of a to allow a safe method of searching for the characteristic properties. One is both from a parallel shift of the input structure in its plane, as well as an enlargement or Reduction of the input structure independently. Besides the Walsh-Hadamard filters described above, various other types of optical filters are known. These are filters for Fourier expansion and a modified Walsh-Hadamard filter suitable for orthogonal transformation. As mentioned earlier, any of these filters can be used as the optical filter in the invention.

Aus diesen Überlegungen geht hervor, daß es sich bei dem optischen Filter, das aus einem Vielfachpunkthologramm aufgebaut ist, um ein Filter handelt, das, obgleich es nur aus einem einzigen optischen Element besteht, die Wirkung einer Vielzahl von herkömmlichen optischen Filtern hat.From these considerations it can be seen that the optical filter, which consists of a multi-point hologram is constructed, is a filter which, although it consists only of a single optical element, has the effect of a variety of conventional optical filters.

Bei der nun folgenden Diskussion handelt es sich um ein abgewandeltes Verfahren der Identifizierung von geometrischen Figuren, bei dem ein zusammengesetztes Vielfachpunkthologramm als optisches räumliches Filter verwendet wird.
Ein zusammengesetztes Vielfachpunkthologramm besteht aus einer Anzahl von einzelnen Punkthologrammen, die nebeneinander auf einer Trockenplatte angeordnet sind. Jedes einzelne dieser Punkthologramme ist ein Vielfachpunkthologramm, das auf einer kleinen Fläche (z. B. 1 cm2) der Trockenplatte festgehalten ist. Geht man auf diese Weise vor, so erlaubt ein einzelnes zusammengesetztes Vielfachpunkthologramm das Verarbeiten einer noch größeren Menge an Eingabestrukturinformation, verglichen mit einem einzelnen Vielfachpunkthologramm. Zwei Herstellungsverfahren für ein solches zusammengesetztes Vielfachpunkthologramm sind möglich. Bei der Herstellung nach dem ersten Verfahren wird die optische Achse des aus der kleinen öffnung austretenden Lichtstrahles dadurch verschoben, daß die kleine öffnung schrittweise in ihrer Ebene verschoben wird. Die Verschiebung wird entlang einer vorgegebenen konstanten Strecke entlang den zwei kartesischen Koordinatenachsen (ξ, η) vorgenommen, so daß einzelne Vielfachpunkthologramme an den auf der Trockenplatte durch den Lichtstrahl beleuchteten Stellen gebildet werden. Im Gegensatz dazu werden bei dem zweiten Verfahren die kleine öffnung und die Maske festgehalten, während die Trockenplatte schrittweise in ihrer Ebene verschoben wird, so daß eine Vielzahl von Vielfachpunkthologrammen an den Stellen der Trockenplatte gebildet werden, die mit der Maske ausgerichtet sind. Das zweite Verfahren ist vorteilhafter als das erste, da es mit einem einfacheren optischen System durchgeführt werden kann.
The discussion that follows is a modified method of identifying geometric figures that uses a composite multi-point hologram as an optical spatial filter.
A composite multi-point hologram consists of a number of individual point holograms which are arranged next to one another on a dry plate. Each of these point holograms is a multiple point hologram that is recorded on a small area (e.g. 1 cm 2 ) of the dry plate. Proceeding in this way, a single composite multi-point hologram allows an even larger amount of input structure information to be processed compared to a single multi-point hologram. Two manufacturing methods for such a composite multi-point hologram are possible. In the production according to the first method, the optical axis of the light beam emerging from the small opening is displaced in that the small opening is displaced step by step in its plane. The shift is carried out along a predetermined constant distance along the two Cartesian coordinate axes (ξ, η) , so that individual multi-point holograms are formed at the points illuminated by the light beam on the dry plate. In contrast to this, in the second method, the small opening and the mask are held in place while the drying plate is shifted step by step in its plane, so that a large number of multi-point holograms are formed at the locations on the drying plate which are aligned with the mask. The second method is more advantageous than the first because it can be performed with a simpler optical system.

6t) Ein zusammengesetztes Vielfachpunkthologramm hat die Fähigkeit, gleichzeitig und in paralleler Weise eine größere Menge an zweidimensionaler Eingabestruktur-Information zu verarbeiten, als ein einzelnes Vielfachpunkthologramm. Es hat sich insbesondere6t) A composite multi-point hologram has the ability to simultaneously and in parallel a larger amount of two-dimensional input structure information to be processed as a single multi-point hologram. It has in particular

('5 herausgestellt, daß das zusammengesetzte Vielfachpunkthologramm eine weitere Erhöhung der Trennschärfe zur Identifizierung von geometrischen Figuren ermöglicht, verglichen mit einem einzelnen Vielfach-('5 found that the composite multi-point hologram a further increase in the selectivity for the identification of geometric figures compared to a single multiple

punkthologramm. Vorausgesetzt ist, daß eine Eingabestruktur in eine Vielzahl von Grundstrukturen (im folgenden als Bildelement bezeichnet) zerlegt wird, so daß das Fourier-transiormierte Spektrum eines jeden Bildelementes auf einem zugeordneten Hologramm eines einzelnen Vielfachpunkthologramms gebildet wird, aus dem unter anderem das zusammengesetzte Vielfachpunkthologramm aufgebaut ist, und in der bereits erwähnten Art verarbeitet wird. Die Erklärung liegt darin, daß die gegebene Information einer Eingabestruktur in der Form von Bits nachgewiesen wird, die der Anzahl von Bildelementen entspricht. Dieses Verfahren wird weiter unten unter Bezugnahme auf die Ausführungsform der F i g. 6 erläutertdot hologram. It is assumed that an input structure is broken down into a multitude of basic structures (hereinafter referred to as picture element), so that the Fourier-transformed spectrum of each picture element on an associated hologram a single multi-point hologram is formed from which, among other things, the composite Multipoint hologram is constructed and processed in the manner already mentioned. The explanation lies in the fact that the given information is detected in an input structure in the form of bits corresponding to the number of picture elements. This procedure is referenced below to the embodiment of FIG. 6 explained

Ein bekanntes Verfahren zur Herstellung einer Vielfachabbildung kann benutzt werden, um eine Eingabestruktur in eine Vielzahl von Bildelementen zu zerlegen. Das Vielfach-Abbildungsverfahren ist ein Verfahren, bei dem zuerst das Licht durch einen halbdurchlässigen Spiegel in mehrere Bündel aufgeteilt wird, und bei dem anschließend ein optisches Bauteil wie eine Vielfachmikrolinse, eine Anordnung von vielen kleinen Öffnungen oder ein Punkthologramm verwendet wird. Beispielhaft wird nun ein Verfahren beschrieben, bei dem eine Vielfachmikrolinse eingesetzt wird. Ein Identifizierungsgerät für zweidimensionale geometrische Figuren, das ein erfindungsgemäßes zusammengesetztes Vielfachpunkthologramm verwendet, hat ein optisches System, wie es in F i g. 6 gezeigt ist. Das von einer kohärenten Lichtquelle 22 ausgehende Licht wird erweitert und durch ein Linsenpaar 23 und 24 in ein paralleles Lichtbündel verwandelt Es fällt auf eine Vielfachmikrolinse 25, die so dargestellt ist, als ob sie 9 getrennte Mikrolinsen enthielte, die dicht nebeneinander in einer gemeinsamen Ebene angeordnet sind. Eine Vielzahl von punktförmigen Lichtquellen (oder sekundären Lichtquellen), deren Anzahl gleich der der verwendeten Mikrolinsen ist, wird durch die von den Mikrolinsen in ihren Brennebenen zusammengefaßten Lichtbündel gebildet. Die auseinandergehenden Lichtbündel dieser sekundären Lichtquellen werden in parallele Lichtbündel umgewandelt, die die Eingabestruktur 27 beleuchten. Eine Linse 28 und eine Vielfachmikrolinse 29 sind so angeordnet, daß die Abbildungen der Eingabestruktur 27 auf der Oberfläche 30 einer Maske gebildet werden. Auf diese Weise wird eine Vielzahl von Abbildungen der Eingabestruktur, deren Anzahl der der Anzahl der Mikrolinsen gleicht, auf der Maskenoberfläche 30 gebildet, wobei die Lage dieser Abbilder mit der Vielzahl der sekundären Lichtquellen übereinstimmt. Ein angepaßtes Filter, das aus verschiedenen Arten von angepaßten Filtern ausgewählt ist, ist an der Maskenoberfläche 30 an jeder Stelle eines Abbildes der Eingabestruktur vorgesehen, so daß aus der Eingabestruktur Bildelcmcntc herausgezogen werden. Beispielsweise können diese angepaßten Filter solche sein, die nur einen erwünschten Lichtanteil der Bildelementc durchlassen, aber nicht das restliche Licht. Dann werden die Bildelcmcnte der Eingabestrukttir durch eine Vielfachmikrolinsc 31 so Fourier-transformiert, daß die Fourier-transformiertcn Spektren der entsprechenden Bildelementc in der rückwärtigen Brennebene der Vielfachmikrolinsc 31 gebildet werden. Die Vielfachmikrolinse 31 hat eine Vielzahl Mikrolinsen, deren Anzahl, Anordnung und Größe mit der Vielfachmikrolinsc 25 identisch übereinstimmt. Ein zusammengesetztes Vielfachpunkthologramm dient als Filter 32 und ist so ungeordnet, daß jedes im zusammengesetzten Vielfachpunkthologramm enthaltene Einzelvielfachpunkthologramm mit einem Fouriertransformierten Spektrum eines jeden entsprechenden Bildelementes ausgerichtet ist. Die Abbildungen werden am Ende des optischen Systems in der gleichen Weise wie bei dem Identifizierungsgerät für zweidimensionale Figuren, das ein einziges Vielfachpunkthologramm verwendet, nachgewiesen. Die Abbildungen werden durch eine Vielzahl von Linsengruppen (33al,33a2,...,A known method of making a multiple image can be used to produce a To break down the input structure into a multitude of picture elements. The multiple mapping method is a Procedure in which the light is first split into several beams by a semi-transparent mirror and in which an optical component such as a multiple microlens is then an arrangement of many small openings or a point hologram is used. A method will now be described by way of example in which a multiple microlens is used. An identification device for two-dimensional geometric Figures using a multi-point composite hologram according to the present invention has a optical system as shown in FIG. 6 is shown. The light emanating from a coherent light source 22 is expanded and transformed by a pair of lenses 23 and 24 into a parallel light beam. It falls on one Multiple microlens 25, shown as containing 9 separate microlenses closely spaced are arranged in a common plane. A variety of point light sources (or secondary Light sources), the number of which is equal to that of the microlenses used, is provided by the Microlenses formed bundled light bundles in their focal planes. The diverging bundles of light These secondary light sources are converted into parallel bundles of light that structure the input 27 illuminate. A lens 28 and a multiple microlens 29 are arranged so that the Images of the input structure 27 are formed on the surface 30 of a mask. That way will a large number of images of the input structure, the number of which equals the number of microlenses, formed on the mask surface 30, the location of these images with the plurality of secondary Light sources matches. A custom filter made up of several types of custom filters is selected, an image of the input structure is provided on the mask surface 30 at each point, so that images are extracted from the input structure. For example, these can be customized Filters can be those which allow only a desired portion of light to pass through the picture elements, but not the remainder Light. Then the images become the input structure Fourier-transformed by a multiple microlens 31 so that the Fourier-transformed spectra of the corresponding picture elements c are formed in the back focal plane of the multiple microlenses 31. The multiple microlens 31 has a plurality of microlenses, the number, arrangement and size of which are identical to those of the multiple microlines 25. A composite multi-point hologram serves as filter 32 and is so disordered that each im composite multiple point hologram containing single multiple point hologram with a Fourier transform Spectrum of each corresponding picture element is aligned. The pictures are at the end of the optical system in the same way as the two-dimensional identification device Figures using a single multi-point hologram detected. The pictures are through a large number of lens groups (33al, 33a2, ...,

.o 33aN; 3361, 3362 336N; 33cl, 33c2 33cN) und.o 33aN; 3361, 3362, 336N; 33cl, 33c2 33cN) and

eine Vielzahl von fotoelektrischen Wandlergruppena variety of photoelectric conversion groups

(34al, 34a2 34a/V; 3461,3462,..., MbN; 34cl, 34ώ,(34al, 34a2 34a / V; 3461,3462, ..., MbN; 34cl, 34ώ,

.... 34cN; nachgewiesen. N bezeichnet ein Vielfachpunkthologramm, das N-mal belichtet worden ist, und die Buchstaben a, b, ... beziehen sich auf die entsprechende Lage der entsprechenden Bildelemente auf der Hologrammoberfläche. Die Eigenschaften der Eingabestruktur werden als elektrische Signale entnommen. Auf Grund dieses Verfahrens wird die verarbeitbare Anzahl der Bits aus den Abbildungsinformationen erhöht, da die Informationen der Eingabestruktur verarbeitet werden, nachdem diese in Bildelemente zerlegt worden ist Das ermöglicht die Trennschärfe bei der Figurenidentifizierung zu steigern, im Vergleich zu dem Verfahren, das ein einziges Vielfachpunkthologramm verwendet und dabei die Trennschärfe zwischen ähnlichen Strukturen erhöht..... 34cN; proven. N denotes a multi-point hologram which has been exposed N times, and the letters a, b, ... relate to the corresponding position of the corresponding picture elements on the hologram surface. The properties of the input structure are taken as electrical signals. Due to this method, the number of bits that can be processed from the mapping information is increased, since the information of the input structure is processed after it has been broken down into picture elements is used, thereby increasing the sharpness of separation between similar structures.

Zusammenfassend können folgende Eigenschaften und Vorteile der Erfindung festgehalten werden. Ein Vielfachpunkthologramm, das wie eine Vielzahl von optischen Filtern mit erwünschten Eigenschaften wirkt, kann auf einfache Weise mit einer Vielzahl von Masken, die die gleiche Durchlässigkeitswirkung wie die erwünschten optischen Filter haben und in Berührung mit einer Trockenplatte angeordnet sind, hergestellt werden.In summary, the following properties and advantages of the invention can be stated. A multi-point hologram that acts as a variety of optical filters with desired properties acts can be easily done with a variety of masks that have the same permeability effect as that desired optical filters and placed in contact with a dry plate will.

Die Verarbeitung der Information der zweidimensionalen Eingabestruktur kann trotz sehr guter Trennschärfe für die Unterscheidung sehr ähnlicher Figuren mittels eines kleinen und wirtschaftlichen Gerätes durchgeführt werden, das ein so einfaches optisches System, wie es in den F i g. 2 oder 6 gezeigt wird, enthält Zu den obenerwähnten Eigenschaften und Vorteilen eines Vielfachpunkthologramms weist ein zusammengesetztes Vielfachpunkthologramm den zusätzlichen Vorteil auf, eine größere Menge an Information in zweidimensionalen Eingabestrukturen gleichzeitig in paralleler Weise filtern zu können. Insbesondere, wenn eine Vielzahl von Eingabestrukturinformationen in der Form einer Gruppe von Bildelementen vorliegt, kann eine größere Anzahl von Bits nachgewiesen werden Auf diese Weise können die Struktureigenschaften mil zusätzlich erhöhter Trennschärfe mit einer höherer Geschwindigkeit entnommen werden, verglichen mn den Verfahren, bei denen ein einzelnes Vielfachpunkt hologramm verwendet wird.Processing the information of the two-dimensional Input structure can be used to distinguish between very similar figures despite very good selectivity by means of a small and economical device that has such a simple optical System as shown in Figs. 2 or 6, includes the features and advantages mentioned above of a multiple point hologram, a composite multiple point hologram has the additional advantage on, a larger amount of information in two-dimensional input structures at the same time in to be able to filter in parallel. In particular, when there is a large number of input structure information in the In the form of a group of picture elements, a larger number of bits can be detected In this way, the structural properties can additionally be increased selectivity with a higher Velocity can be taken, compared mn the method in which a single multiple point hologram is used.

Das Vielfachpunkthologramm und das zusammenge setzte Viclfachpunkthologramm kann ein mit diffusen Licht aufgenommenes Punkthologramm sein. Wcgci do seiner hohen Überbestimmtheit und gleichmäßige1 Slreuwirkung über die gesamte Oberfläche gibt das mi diffusem Licht aufgenommene Punkthologramm al jedem Punkt eine abgebeugte Intensität proportion» der Intensität des hereinkommenden Lichtes, wodurc fts es möglich ist, die Struktureigenschaften mit einer geringeren Fehler zu entnehmen.The multiple point hologram and the composite point hologram can be a point hologram recorded with diffuse light. Wcgci do its high overdetermination and even one Slreuwirkung over the entire surface is the mi diffused light measured point hologram al every point a diffracted intensity proportion "of the intensity of the incoming light, fts wodurc it is possible to remove the structural properties with less error.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Figurcnider tifizierung, das ein ViclfachDunktholoErnmm oder eiThe inventive device for figure cutter certification that a ViclfachDunktholoErnmm or egg

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zusammengesetztes Vielfachpunkthologramm als ein optisches Filter enthält, führt in einer viel einfacheren und schnelleren Weise so komplizierte Verarbeitungsprozesse durch, wie sie bisher unter Verwendung einer elektronischen Datenverarbeitungsanlage in Verbindung mit einem optischen Laser durchgeführt worden sind. Dies rührt daher, daß das Gerät gleichzeitig die Verarbeitung der Informationen der Eingabestruktur im zweidimensionalen Raum durchführt. Die bisher bekanntgewordenen Lichtfilterverfahren waren sehr korn-Containing multi-point composite hologram as an optical filter results in a much simpler one and faster way through such complex processing operations as previously using a electronic data processing system has been carried out in conjunction with an optical laser are. This is due to the fact that the device is simultaneously processing the information in the input structure in the performs two-dimensional space. The previously known light filter processes were very granular

pliziert, da eine Vielzahl von einzelnen Filtervorgängen durchgeführt werden mußte, um eine Vielzahl von Größen entnehmen zu können, oder hatten keine so gute Trennschärfe. Man sieht, daß die vorliegende Erfindung diesen Nachteil ausräumt und ein leicht zu bedienendes, kleines Gerät zur Figurenidentifizierung vorsieht, das wegen der verbesserten Trennschärfe stark dazu beitragen wird, die praktische Anwendung von optischen Lesegeräten auszudehnen.This is complicated, since a large number of individual filtering operations had to be carried out in order to obtain a large number of Sizes, or did not have such a good selectivity. You can see that the present Invention overcomes this disadvantage and an easy-to-use, small device for character identification provides that, because of the improved selectivity, will greatly contribute to the practical application from optical readers to expand.

Hierzu 4 Blatt ZeichnungenFor this purpose 4 sheets of drawings

Claims (5)

λsi Patentansprüche:λsi patent claims: 1. Vorrichtung zur optischen Identifizierung von in einer Eingabestruktur enthaltenen geometrischen Figuren, bei der in einem durch die Eingabestruktur beeinflußten Lichtbündel ein Filter angeordnet ist, das auf ein- und derselben Fläche eines Trägers überlagert mehrere aus Hologrammen bestehende Filterfunktionen enthält, die sich untereinander sowohl aufgrund von bei der Aufnahme unterschiedlich eingestellten Referenzbündef-Neigungen hinsichtlich der Beugungswinkel von durch die Hologramme abgebeugten Teilbündeln als auch hinsichtlich der an diesen Teilbündeln bewirkten Filteroperationen unterscheidet, und bei der ferner das Licht der aögebeugten Teilbündel auf je einen von mehreren fotoelektrischen Wandlern fällt, an die elektrische Schaltkreise zur Identifizierung der Figuren angeschlossen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die verschiedenen im Filter (19; 32) einander überlagerten Hologramme Punkthologramme sind, während deren Aufnahme der eine lichtempfindliche Schicht tragenden Fläche (9) des Trägers jeweils eine, für jede Referenzbündel-Neigung unterschiedliche Maske (8) unmittelbar vorgeschaltet ist, die in der Ebene des Punkthologramms dessen örtliche Intensitätsverteilung unmittelbar vor dem Auftreffen auf die lichtempfindliche Schicht entsprechend der in der Maske (8) vorliegenden Funktion modifiziert, die eine Funktion zur Ausführung einer orthogonalen Transformation des Fourier-transformierten Spektrums der Eingabestruktur ist.1. Device for the optical identification of geometrical data contained in an input structure Figures in which a filter is arranged in a light beam influenced by the input structure, that on one and the same surface of a carrier superimposed several consisting of holograms Contains filter functions that differ from one another both due to when recording set reference bundle inclinations with regard to the diffraction angle of through the holograms diffracted sub-bundles as well as with regard to the filter operations effected on these sub-bundles differs, and furthermore the light of the diffracted partial bundles on each one of several photoelectric converters falls to the electrical circuits to identify the Figures are connected, characterized that the various holograms superimposed on one another in the filter (19; 32) are point holograms are, during the recording of a photosensitive layer carrying surface (9) of the A mask (8) that is different for each reference bundle inclination is connected directly upstream of the carrier is that in the plane of the point hologram its local intensity distribution immediately before the impact on the photosensitive layer corresponding to that present in the mask (8) Function modified that is a function for performing an orthogonal transformation of the Fourier-transformed Spectrum of the input structure is. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Punkthologramm ein mit diffusem Licht aufgenommenes Punkthologramm ist.2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the point hologram with a diffuse Light is recorded point hologram. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Maske (8) sektorförmige öffnungen bildet.3. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the mask (8) is sector-shaped forms openings. 4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere so beschaffene Filter auf einem Träger (32) nebeneinander angeordnet sind, von denen jedes in je einem von mehreren getrennt laufenden, sich nur in der Eingabestruktur gegenseitig durchsetzenden Bündelkanälen angeordnet ist (F i g. 6).4. Device according to one of the preceding claims, characterized in that several filters thus constructed are arranged next to one another on a carrier (32), each of which in one of several separately running, but only mutually enforcing in the input structure Bundle channels is arranged (F i g. 6). 5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß in jedem einzelnen Bündelkanal, in einer zur Eingabestruktur optisch konjugierten Ebene, je ein angepaßtes Filter (30) für jeweils ein bestimmtes Element einer geometrischen Figur angeordnet ist und in der hierzu eine Fourier-Transformation liefernden Ebene jeweils ein Punkthologrammfilter angeordnet ist.5. Apparatus according to claim 4, characterized in that in each individual bundle channel in a plane that is optically conjugate to the input structure, one matched filter (30) for each one certain element of a geometric figure is arranged and in this a Fourier transformation supplying level each a point hologram filter is arranged.
DE19732354661 1972-11-02 1973-10-31 Device for the optical identification of geometrical figures Expired DE2354661C3 (en)

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DE2354661B2 DE2354661B2 (en) 1977-05-05
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