DE68914625T2 - Kompakter optischer korrelator mit einer einzigen platte. - Google Patents

Kompakter optischer korrelator mit einer einzigen platte.

Info

Publication number
DE68914625T2
DE68914625T2 DE68914625T DE68914625T DE68914625T2 DE 68914625 T2 DE68914625 T2 DE 68914625T2 DE 68914625 T DE68914625 T DE 68914625T DE 68914625 T DE68914625 T DE 68914625T DE 68914625 T2 DE68914625 T2 DE 68914625T2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
fourier transform
optical
recorded
lens
disk unit
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
DE68914625T
Other languages
English (en)
Other versions
DE68914625D1 (de
Inventor
John Fine
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Grumman Corp
Original Assignee
Grumman Aerospace Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Grumman Aerospace Corp filed Critical Grumman Aerospace Corp
Publication of DE68914625D1 publication Critical patent/DE68914625D1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE68914625T2 publication Critical patent/DE68914625T2/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06EOPTICAL COMPUTING DEVICES; COMPUTING DEVICES USING OTHER RADIATIONS WITH SIMILAR PROPERTIES
    • G06E3/00Devices not provided for in group G06E1/00, e.g. for processing analogue or hybrid data
    • G06E3/001Analogue devices in which mathematical operations are carried out with the aid of optical or electro-optical elements
    • G06E3/005Analogue devices in which mathematical operations are carried out with the aid of optical or electro-optical elements using electro-optical or opto-electronic means
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06VIMAGE OR VIDEO RECOGNITION OR UNDERSTANDING
    • G06V10/00Arrangements for image or video recognition or understanding
    • G06V10/88Image or video recognition using optical means, e.g. reference filters, holographic masks, frequency domain filters or spatial domain filters

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Holo Graphy (AREA)

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein einen kompakten optischen Korrelator mit einer einzigen Platte, in dem angepaßte Filterspeicher zur Bereitstellung von Identifizierungs- und Aspektinformationen über ein Eingangsbild benutzt werden.
  • Im speziellen bezieht sich der Gegenstand der Erfindung wie beschrieben auf einen kompakten optischen Korrelator mit einer einzigen Platte, in dem der Aufbau, die Herstellung und die Ausrichtung von mehreren der entscheidenden optischen Bestandteile des Korrelators vereinfacht werden soll.
  • Ein optisches Korrelationsprinzip entsprechend dem Stand der Technik vergleicht optisch ein Eingangsbild mit in einem angepaßten Filter oder in mehrfach angepaßten Filtern gespeicherten optischen Informationen zur Bereitstellung von Identifizierungs-, Positions-und Aspektinformation bezüglich des Eingangsbildes. In einer beschriebenen Ausgestaltung wird das Eingangsbild auf einen räumlichen Lichtmodulator gerichtet, um ein kohärentes Strahlungsbündel räumlich zu modulieren. Das räumlich modulierte Strahlungsbündel wird auf eine fotografische Glasplatte mit darauf aufgezeichneten mehrfachen holografischen Linsen gerichtet, die eine Mehrzahl von Fouriertransformationen darauf ausüben, um eine Anordnung von einem Mehrfachsatz von Fouriertransformationen des räumlich modulierten Strahlungsbündels zu erhalten. Die Anordnung der Fouriertransformationen fällt in eine korrespondierende Anordnung von auf einer zweiten fotografischen Glasplatte aufgezeichneten angepaßten Filtern ein, wobei jeder angepaßte Filter ein Fouriertransformationshologramm bezüglich eines Maßstabes oder einer Aspektansicht eines betrachteten Objektes enthält. Jeder angepaßte Filter läßt ein optisches Korrelationssignal in Abhängigkeit von dem Grad der Korrelation der Fouriertransformation des räumlich modulierten Strahlungsbündels mit dem Fouriertransformationshologramm, das darauf aufgezeichnet ist, hindurch. Eine inverse Fouriertransformationslinse erhält die optischen Korrelationsausgänge der Anordnung von angepaßten Filtern und führt eine inverse Fouriertransformation darauf aus. Ein Detektor detektiert die inversen Fouriertransformationen der optischen Korrelationsausgänge und erzeugt ein diesbezüglich repräsentatives Detektorausgangssignal.
  • Ein Problem mit diesem Typ eines optischen Korrelators besteht in der richtigen und genauen Positionsausrichtung und Befestigung der Glasplatte mit den darauf aufgezeichneten holografischen Linsen in bezug auf die Glasplatte mit dem mehrfach angepaßten Filter, der darauf aufgezeichnet ist. Jede holografische Linse sollte bezüglich ihres korrespondierenden angepaßten Filters genau ausgerichtet sein, mit einer typischen Toleranz von weniger als ein Mikron (Mikrometer)
  • Darüberhinaus gestalten sich die Ausrichtungs- und Befestigungsprobleme derart, daß die zweite Glasplatte mit der darauf aufgezeichneten Vielzahl angepaßter Filter normalerweise nur in Kombination mit der Glasplatte mit mehrfachen holografischen Linsen benutzt wird, die zu ihrer Herstellung und Aufzeichnung verwendet worden ist. Im Hinblick darauf wird aus praktischen Gründen eine Platte mit mehrfachen angepaßten Filtern gepaart mit der Platte mit mehrfachen holografischen Linsen, die für Ihre Herstellung und Aufzeichnung benutzt worden ist und das Paar der Glasplatten wird beibehalten und zusammen benutzt. Ein weiteres Problem mit diesem Typ eines optischen Korrelators besteht darin, die genaue Befestigung und Ausrichtung der optischen Bestandteile dauerhaft in Position zu behalten, frei von äußeren Bewegungen und Schwingungen, insbesondere während des Gebrauches und Betriebes des optischen Korrelators. Entsprechend wird der optische Korrelator manchmal auf einer stabilen optischen Bank oder einem Tisch befestigt und betrieben, um ihn von externen Schwingungen zu isolieren und um die Stabilität und die Ausrichtung seiner hochpräzisen optischen Bestandteile beizubehalten.
  • Ein weiteres Problem mit diesem Typ eines optischen Korrelators besteht darin die genaue Befestigung und Ausrichtung der optischen Bestandteile in einem temperaturstabilisierten Umfeld konstant zu halten, so daß thermische Gradienten den optischen Korrelator nicht instabil werden lassen.
  • Ein zusätzliches Problem mit diesem Typ eines optischen Korrelators sind die allgemein großen Abmessungen der gesamten Korrelatoranordnung, die sich normalerweise über den oberen Teil einer stabilisierten optischen Bank oder eines Tisches erstreckt, wobei die Längsseite allgemein praktische Anwendungen des Korrelators hemmt.
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein kompaktes optisches System für einen optischen Korrelator, das ein Eingangsbild mit in einem Speicher aus angepaßten Filtern gespeicherten optischen Informationen optisch vergleicht, um Identifizierungs- und Aspektinformationen über das Eingangsbild zu erhalten. Dieses System enthält Mittel zur räumlichen Modulation eines Referenzstrahlungsbündels mit einem zu analysierenden Eingangsbild, um ein räumlich moduliertes Strahlungsbündel zu erzeugen; eine optische Platteneinheit mit mindestens einer darauf aufgezeichneten holografischen Linse, in die das räumlich modulierte Strahlungsbündel einfällt, auf das eine Fouriertransformation angewandt wird, um mindestens eine Fouriertransformation des räumlich modulierten Strahlungsbündels zu erhalten, wobei auf die besagte optische Platteneinheit auch mindestens ein angepaßter Filter aufgezeichnet ist, auf dem die besagte Fouriertransformation enthalten ist und jeder angepaßte Filter ein Fouriertransformationshologramm einer Aspektansicht eines betreffenden Objektes enthält und ein optisches Korrelationssignal in Abhängigkeit von dem Grad der Korrelation der Fouriertransformation des räumlich modulierten Strahlungsbündels mit der durch den angepaßten Filter aufgezeichneten Fouriertransformation hindurchtritt; mindestens eine inverse Fouriertransformationslinse, die den optischen Korrelationsausgang eines jeden angepaßten Filters enthält, um eine inverse Fouriertransformation auf jeden optischen Korrelationsausgang anzuwenden und Detektormittel zur Detektion des Ausganges von der mindestens einfach vorhandenen inversen Fouriertransformationslinse und zur Erzeugung eines dafür repräsentativen Detektorausgangssignales.
  • Nach Maßgabe der hierin offenbarten Lehre liefert die vorliegende Erfindung ein kompaktes optisches System für einen optischen Korrelator, das ein Eingangsbild mit in einem angepaßten Filterspeicher gespeicherten optischen Informationen vergleicht, um Identifikations- und Aspektinformationen über das Eingangsbild bereitzustellen. In solch einem optischen Korrelator wird ein Referenzstrahlungsbündel mit einem zu analysierenden Eingangsbild räumlich moduliert. Auf einer optischen Platteneinheit ist zumindest eine holografische Linse aufgezeichnet worden, auf die das räumlich modulierte Strahlungsbündel einfällt, um wenigstens eine Fouriertransformation des räumlich modulierten Strahlungsbündels zu erzeugen. Auf der optischen Platteneinheit ist ebenso zumindest ein angepaßter Filter aufgezeichnet, der die anzuwendende Fouriertransformation beinhaltet. Der angepaßte Filter läßt ein optisches Korrelationssignal in Abhängigkeit von dem Grad der Korrelation der Fouriertransformation des räumlich modulierten Strahlungsbündels mit der Fouriertransformation, die durch den angepaßten Filter aufgezeichnet ist, hindurch. Auf der optischen Platteneinheit ist zusätzlich zumindest eine inverse Fouriertransformationslinse aufgezeichnet, die den optischen Korrelationsausgang eines jeden angepaßten Filters erhält und eine inverse Fouriertransformation darauf anwendet. Zumindest ein Detektor detektiert den Ausgang der Fouriertransformationslinse und erzeugt ein diesem entsprechendes Detektorausgangssignal.
  • Ausführlicher betrachtet enthält die optische Platteneinheit eine einzige langgestreckte fotografische Platte mit mindestens einer holografischen Linse, aufgezeichnet in einem ersten Bereich an einem Ende derselben, mindestens einen angepaßten Filter, aufgezeichnet in einem zweiten zentralen Bereich derselben und mindestens eine Fouriertransformationslinse, aufgezeichnet in einem dritten Bereich in der Nähe des zweiten Endes der Platte. Ein erster Reflektor ist benachbart zu und auf einer Seite der optischen Platteneinheit montiert, um den mindestens einfachen Fouriertransformationsausgang der mindestens einfach vorhandenen holografischen Linse rückwärtig in Richtung auf die optische Platteneinheit, auf mindestens einen angepaßten Filter zu reflektieren. Ein zweiter Reflektor ist angrenzend zu und auf der gegenüberliegenden Seite der optischen Platteneinheit montiert, zur Reflektion des oder der Korrelationssignale des oder der angepaßten Filter, rückwärtig in Richtung auf die inverse Fouriertransformationslinse(n). In einer bevorzugten Ausgestaltung sind auf der optischen Platteneinheit eine Vielzahl von holografischen Linsen und eine korrespondierende Vielfachanordnung von angepaßten Filtern, von denen jeder durch den Ausgang einer holografischen Linse adressiert ist, aufgezeichnet. Die inverse Fouriertransformationslinse kann eine oder mehrere Linsen in Abhängigkeit von der Anzahl der verschiedenen Typen von Objektbildern enthalten, die in den mehrfachen angepaßten Filtern aufgezeichnet sind.
  • Die optische Platteneinheit ist vorzugsweise eine einzige optische Platte. Es kann jedoch auch eine Vielzahl von verschiedenen optischen Platten, zusammengesetzt sein, wobei auf jeder eine optische Komponente aufgezeichnet ist, wie beispielsweise durch eine passende Klebeverbindung zu einem Substrat, um eine optische Platteneinheit zu bilden.
  • Zum Zwecke der Illustration der Erfindung werden in den Zeichnungen die bevorzugten Ausgestaltungen gezeigt; dies soll jedoch so verstanden werden, daß die Erfindung nicht notwendigerweise auf diese hier gezeigten Anordnungen und Mittel eingeschränkt ist.
  • Figur 1 zeigt im oberen Teil eine die Fouriertransformation eines einfallenden Bildes darstellende Linse und die Erzeugung eines davon angepaßten Filters mit einem Referenzstrahl und im unteren Teil eine mehrfache holografische Linse, die die mehrfache Fouriertransformation auf ein einfallendes Bild anwendet und die Ausfertigung eines mehrfachen angepaßten Filters mit einem Referenzstrahl;
  • Figur 2 illustriert eine schematische Anordnung einer exemplarischen Ausgestaltung eines optischen Korrelators, in dem ein mehrfach angepaßter Filter als dessen Speicher eingesetzt wird;
  • Figur 3 illustriert eine zweite exemplarische Ausgestaltung eines optischen Korrelators ähnlich der Figur 2, mit einer zweiten gemeinsamen Anordnung für einen solchen optischen Korrelator;
  • Figur 4 illustriert eine einzige fotografische Platte mit einer auf ihr aufgezeichneten Anordnung von vielfachen holografischen Linsen, eine korrespondierende Anordnung von vielfachen angepaßten Filtern und eine einzige inverse Fouriertransformationslinse; und
  • Figur 5 illustriert die einzige fotografische Platte nach Figur 4, montiert auf einem kompakten optischen Korrelator entsprechend der Lehre der vorliegenden Erfindung.
  • In dieser Beschreibung werden eine Anzahl von Elementen und Begriffen in bezug auf die vorliegende Erfindung verwendet und sind für das Verständnis der Funktionsweise und des allgemeinen Prinzipes der Wirkung eines optischen Korrelators wesentlich und einige dieser Begriffe werden anfangs im folgenden der Einfachheit halber diskutiert.
  • Eine holografische Linse (HL) wird durch die Aufzeichnung eines Interferenzmusters einer ausgedehnten Punktstrahlungsquelle und einer kollimierten Strahlungsquelle dargestellt, wodurch ein Hologramm einer Punktquelle erzeugt wird. Wenn die holografische Linse (nach der Aufzeichnung und Verarbeitung, wie auf einer fotografischen Filmplatte) belichtet wird, so wird die Punktquelle neu gebildet, und funktioniert beispielsweise als eine Linse. Wenn das Aufzeichnungsverfahren wiederholt wird, wird auf dem Film eine Serie von Punktquellenhologrammen oder eine Vielzahl von holografischen Linsen (MHL) aufgezeichnet. Ein hier beschriebener optischer Korrelator nutzt eine von mehreren möglichen Funktionen betreffend Versetzungswinkel, Position und Fokuslänge in einer Anordnung aus einer Vielzahl von holografischen Linsen, um eine Anordnung aus Fouriertransformationen eines eingangs räumlich modulierten Laserstrahlungsbündels zu erzeugen. Im allgemeinen werden die speziellen Anforderungen an die Anordnung durch die spezielle Anwendung bestimmt, die zum Einsatz kommt. Insgesamt führt eine holografische Linse eine Fouriertransformation eines räumlich modulierten Laserstrahles einer beleuchteten Szene oder eines Objektes aus und eine mehrfache holografische Linse führt gleichzeitig eine Vielzahl von Fouriertransformationen aus. Eine mehrfach holografische Linsenanordnung wird normalerweise in Verbindung mit einer korrespondierenden Anordnung von mehrfachen angepaßten Filtern verwendet. In der derzeitigen Praxis muß eine Anordnung aus mehrfachen angepaßten Filtern derart genau ausgerichtet sein bezüglich der korrespondierenden Anordnung von holografischen Linsen, daß die Anorndung der holografischen Linsen, die zur Herstellung und zur Aufzeichnung der Anordnung von mehrfachen angepaßten Filtern benutzt wird, eingesetzt wird und paarweise mit der Anordnung der mehrfachen angepaßten Filter während des Betriebes des optischen Korrelators verwendet wird.
  • Unter bezug auf Figur 1, wenn die Linse 10 durch den räumlich modulierten kollimierten Strahl 12 beleuchtet wird (so als wenn er durch Passieren eines aufgezeichneten Bildes 14 einer Szene, eines Objektes, usw. räumlich moduliert wird), erzeugt die Linse an ihrem Fokuspunkt eine Fouriertransformation des Bildes, das auf einer fotografischen Filmplatte 16 aufgezeichnet werden kann, mit den Eigenschaften einer Basislinse. Wenn die Fouriertransformation mit einem kollimierten (oder Referenz-)Strahl 18 von der gleichen kohärenten Quelle gemischt wird, so ergibt sich ein Interferenzmuster. Dieses wird Fouriertransformationshologramm oder angepaßter Filter (MF) genannt und ist ein optisch räumlicher Filter des Eingangsobjektes. Wenn eine willkürliche Szene später durch ein optisches Korrelatorsystem gespielt wird, in dem dieser angepaßte Filter eingesetzt wird, so greift der angepaßte Filter die Objektinformation für die er hergestellt wurde heraus und läßt sie hindurchtreten. Das durch den Filter hindurchgetretene Signal wird erneut fouriertransformiert und es wird ein optisches Korrelationssignal detektiert. Wenn das angepaßte Filterobjekt vorliegt, so ergibt sich ein scharfes kräftiges Korrelationssignal, wohingegen Nicht-Objekt-Signale (für den Fall, daß das entsprechende Objekt nicht vorliegt) breite und flache Korrelationssignale sind.
  • Unter besonderem Bezug auf den unteren Teil der Figur 1 bildet die Anordnung von MHL19 in der Fokusebene desselben eine Anordnung von Fouriertransformationen des Objektes, wenn eine Anordnung von mehrfachen holografischen Linsen 19 durch einen räulich modulierten Laserstrahl beleuchtet werden. Ein kollimierter Referenzstrahl 18 kann damit gemischt werden, um eine Anordnung von Fouriertransformationshologrammen oder angepaßten Filtern zu bilden, die auf der Platte oder dem Film 16 mit angepaßten Filtern aufgezeichnet werden kann. Die MHL reproduziert die Fouriertransformation (FT) und ebenso anstelle von einer FT, soviele FTs, wie in der Anordnung MHL vorliegen. Vor dem eigentlichen Betrieb wird ein angepaßter Filter (MF) an jedem zu einem der MHL-Fokuspunkte korrespondierenden Punkte hergestellt. Diese Anordnung von MFs bildet den optischen Speicher des optischen Korrelators. Der MF kann für viele Objekte hergestellt werden oder für viele Aspekte eines einzigen Objektes oder für einige Kombinationen daraus. Im Betrieb sollten alle MFs in der Anordnung genauestens im Rahmen einer typischen Toleranz von Linsen ausgerichtet sein, die weniger als ein Mikron (Mikrometer) zur genauen Funktionsfähigkeit beträgt.
  • Figur 2 stellt eine schematische Anordnung eines typischen optischen Korrelators dar, in dem eine Anordnung einer mehrfach holografischen Linse und eines mehrfach angepaßten Filters eingesetzt werden. Die schematische Anordnung zeigt eine 3 x 1 mehrfach holografische Linse und einen 3 x 1 mehrfach angepaßten Filter. Es soll jedoch beachtet werden, daß jede passende n x n mehrfach holografische Linse und n x n mehrfach angepaßter Filter darin eingesetzt werden können. Unter bezug auf Figur 2 wird ein gewünschtes Objekt 20 am Eingang des optischen Korrelators positioniert und durch eine Eingangslinse 22 auf einen räulichen Lichtmodulator (SLM) 24 abgebildet, der das Bild räumlich auf einen Laserstrahl des Lasers 26 moduliert, der durch einen Spiegel 28 und einen Strahlteiler 30 dorthin gerichtet ist. Der räumlich modulierte Laserstrahl wird fouriertransformiert durch eine mehrfach holografische Linse 32 und wird gerichtet auf eine korrespondierende Anordnung von mehrfach angepaßten Filtern 34. Eine inverse Fouriertransformationslinsenanordnung 36 fouriertransformiert die Ausgänge der angepaßten Filter invers und richtet die Ausgänge derselben auf eine Detektoranordnung 38, wobei die Ausgangssignale davon elektronisch am Element 40 verarbeitbar sind, um Ausgangssteuersignale zu erzeugen.
  • Die Figur 3 stellt einen zweiten optischen Korrelator ähnlich dem in Figur 2 dar, in einer zweiten gemeinsamen Anordnung für einen solchen optischen Korrelator, in dem sämtliche der optischen Korrelationsausgänge der mehrfach angepaßten Filter auf eine einzige inverse Fouriertransformationslinse 42 gerichtet sind, die sie wirksam auf den einen Detektor 44 zusammenfaßt, wodurch ein einziges Detektorkorrelationsausgangssignal erzeugt wird. Wie auf dem Gebiet der optischen Korrelation bekannt, hängt die Anzahl der erforderlichen separaten inversen Fourierlinsen und Detektoren allgemein von der Anzahl der verschiedenen Objekte ab, die in dem angepaßten Filterspeicher gespeichert sind und durch den optischen Korrelator verarbeitet werden.
  • Die Figur 4 stellt eine einzige fotografische Platte 46 dar mit einer Vielzahl von darauf aufgezeichneten holografischen Linsen, wie es schematisch durch das Bezugszeichen 48 gekennzeichnet ist und eine Vielzahl von korrespondierenden angepaßten Filtern, die schematisch mit 50 gekennzeichnet sind und eine einzige inverse Fouriertransformationslinse, die schematisch mit 52 bezeichnet ist. Die Darstellungen sind als schematisch zu betrachten, da die einzelnen Bestandteile nicht tatsächlich erscheinen, so wie sie in Figur 4 gezeigt werden, da es sehr schwierig und nicht allgemein lehrreich wäre, ihre tatsächliche Darstellung in der Figur zu berücksichtigen. In dieser Ausgestaltung enthält die optische Platteneinheit eine einzige längsgestreckte fotografische Platte mit den mehrfach holografischen Linsen 48, die an einem Ende derselben aufgezeichnet sind, die korrespondierende Anordnung von angepaßten Filtern 50, die in dem zentralen Bereich derselben aufgezeichnet sind und eine Fouriertransformationslinse 52, die in der Nähe des zweiten Endes derselben aufgezeichnet ist.
  • Die Figur 5 stellt die einzige fotografische Platte nach Figur 4 dar, die in einer Ausgestaltung des kompakten optischen Korrelators entsprechend der Lehre der vorliegenden Erfindung befestigt ist. Ein räumlich modulierter Referenzstrahl 54, typischerweise ein kohärenter Laserstrahl, wird mit einem beobachteten (zu bearbeiteten) Bild moduliert, wie durch einen räumlichen Lichtmodulator 24 und wird in ähnlicher Weise wie bei den optischen Korrelatoren der Figuren 2 und 3 auf die mehrfach holografischen Linsen 48 gerichtet. Ein erster Reflektor 56 ist in der Nähe von und an einer Seite der optischen Platteneinheit 46 befestigt und reflektiert die Fouriertransformationsausgänge der holografischen Linsen rückwärtig in Richtung auf die mehrfach angepaßten Filter 50 auf der optischen Platteneinheit. Ein zweiter Reflektor 58 ist in der Nähe von und an der gegenüberliegenden Seite der optischen Platteneinheit 46 befestigt und reflektiert die optischen Korrelationssignale der angepaßten Filter rückwärtig in Richtung auf die inverse Fouriertransformationslinse 52. Die Ausgänge der angepaßten Filter werden durch die inverse Fouriertransformationslinse 52 aufsummiert und durch einen einzigen optischen Detektor 60 detektiert.
  • In einer alternativen Ausgestaltung kann der räumliche Lichtmodulator 24 direkt an der fotografischen Platte 46 montiert sein, wie es durch die gestrichelten Linien mit dem Bezugszeichen 42 in der Figur 5 gezeigt wird. In anderen alternativen Ausgestaltungen kann die fotografische Platte 46 an einer Seite aus einem Glaszylinder mit hoher optischer Qualität gebildet sein, da ein darauf befindlicher entwickelter fotografischer Film mit einer zweiten gegenüberliegenden Oberfläche des Glaswürfels gespiegelt wird, um den Spiegel 56 zu bilden. Überdies kann mit einer komplexeren Form als einem Würfel eine dritte Oberfläche der komplexeren festen Glasstruktur gespiegelt werden, um den Spiegel 58 zu bilden. Das in diesen Ausgestaltungen verwendete Glas sollte von hoher optischer Qualität sein, um von der Glasqualität abhängige optische Verzerrungen zu minimieren.
  • Während einige Ausgestaltungen und Variationen der vorliegenden Erfindung für einen kompakten optischen Korrelator mit einer einzigen Platte hierin ausführlich beschrieben werden, sollte bemerkt werden, daß die Offenbarung und die Lehre der vorliegenden Erfindung für den Fachmann viele alternative Konstruktionen vorschlägt.

Claims (9)

1. Kompaktes optisches System für einen optischen Korrelator, das ein Eingangsbild mit in einem Speicher aus angepaßten Filtern gespeicherten optischen Informationen optisch vergleicht, um Identifizierungs- und Aspektinformationen über das Eingangsbild zu erhalten, die aufweist:
a) Mittel (62) zur räumlichen Modulation eines Referenzstrahlungsbündels (54) mit einem zu analysierenden Eingangsbild, um ein räumlich moduliertes Strahlungsbündel zu erzeugen;
b) eine optische Platteneinheit (46) mit mindestens einer darauf aufgezeichneten holographischen Linse (48), in die das räumlich modulierte Strahlungsbündel einfällt, auf das eine Fouriertransformation angewandt wird, um mindestens eine Fouriertransformation des räumlich modulierten Strahlungsbündels zu erhalten, wobei auf die besagte optische Platteneinheit (46) auch mindestens ein angepaßter Filter (50) aufgezeichnet ist, auf dem die besagte Fouriertransformation enthalten ist und jeder angepaßte Filter ein Fouriertransformationshologram einer Aspektansicht eines betreffenden Objektes enthält, und ein optisches Korrelationssignal in Abhängigkeit von dem Grad der Korrelation der Fouriertransformation des räumlich modulierten Strahlungsbündels mit der durch den angepaßten Filter aufgezeichneten Fouriertransformation hindurchtritt;
c) mindestens eine inverse Fouriertransformationslinse (52) die den optischen Korrelationsausgang eines jeden angepaßten Filters (50) erhält, um eine inverse Fouriertransformation auf jeden optischen Korrelationsausgang anzuwenden; und
d) Detektormittel (60) zur Detektion des Ausganges von der mindestens einfach vorhandenen inversen Fouriertransformationslinse (52) und zur Erzeugung eines dafür repräsentativen Detektorausgangssignales.
2. Kompaktes optisches System nach Anspruch 1, worin auf besagte optische Platteneinheit (46) auch mindestens eine inverse Fouriertransformationslinse (52) aufgezeichnet ist.
3. Kompaktes optisches System nach Anspruch 2, worin die optische Platteneinheit (46) eine einzige fotografische Platte (46) umfaßt, mit in einem ersten Bereich derselben aufgezeichneten mindestens einfach vorhandenen holographischen Linse (48), mit in einem zweiten Bereich derselben aufgezeichneten mindestens einfach vorhandenem angepaßten Filter (50) und mit in einem dritten Bereich derselben aufgezeichneten mindestens einfach vorhandenen inversen Fouriertransformationslinse (52).
4. Kompaktes optisches System nach Anspruch 3, worin besagte einzige fotografische Platte (46) eine langgestreckte Platte ist mit dem besagten ersten Bereich in der Nähe von deren einem Ende, mit dem besagten zweiten Bereich in der Nähe von deren Zentrum und mit dem besagten dritten Bereich in der Nähe des zweiten Endes der langgestreckten Platte.
5. Kompaktes optisches System nach Anspruch 4, welches weiterhin ein erstes Reflektormittel (56) enthält, das angrenzend zur optischen Platteneinheit (46) und auf einer Seite derselben angebracht ist, zur ruckwärtigen Reflektion des Fouriertransformationsausganges der mindestens einfach vorhandenen holographischen Linse (48) in Richtung auf die optische Platteneinheit (46) auf den mindestens einfach vorhandenen angepaßten Filter (50), und ein zweites Reflektormittel (58), das angrenzend zur optischen Platteneinheit (46) und an einer gegenüberliegenden Seite derselben angebracht ist, zur rückwärtigen Reflektion des optischen Korrelationssignales von mindestens einem angepaßten Filter (50) in Richtung auf mindestens eine inverse Fouriertransformationslinse (52).
6. Kompaktes optisches System nach Anspruch 5, wobei auf die optische Platteneinheit (46) in dem ersten Bereich eine Vielzahl von holographischen Linsen (48) und in dem zweiten Bereich eine Anordnung von angepaßten Filtern (50), von denen jeder durch den Ausgang einer holographischen Linse (48) adressierbar ist, aufgezeichnet sind.
7. Kompaktes optisches System nach Anspruch 2, welches weiterhin ein erstes Reflektormittel (56) enthält, das angrenzend zu der optischen Platteneinheit (46) und auf einer Plattenseite derselben angebracht ist, zur rückwärtigen Reflektion des Fouriertransformationsausganges von wenigstens einer holographischen Linse (48) in Richtung auf die optische Platteneinheit (46) auf wenigstens einen angepaßten Filter (50), und ein zweites Reflektormittel (58), das angrenzend zu der optischen Platteneinheit (46) und auf einer gegenüberliegenden Seite desselben angebracht ist zur rückwärtigen Reflektion des optischen Korrelationssignales von mindestens einem angepaßten Filter (50) in Richtung auf mindestens eine inverse Fouriertransformationslinse (52).
8. Kompaktes optisches System nach Anspruch 1, wobei auf die optische Platteneinheit (46) in einem ersten Bereich eine Vielzahl von holographischen Linsen (48), und in einem zweiten Bereich eine Anordnung von angepaßten Filtern (50), von denen jeder durch den Ausgang einer holographischen Linse (48) adressierbar ist, aufgezeichnet sind.
9. Kompaktes optisches System nach Anspruch 1, worin besagte optische Platteneinheit (46) eine einzige fotografische Platte (46) umfaßt, die zumindest eine holographische Linse (48) aufweist, die in einem ersten Bereich derselben aufgezeichnet ist, sowie zumindest einen angepaßten Filter (50), der in einem zweiten Bereich derselben aufgezeichnet ist und mindestens eine inverse Fouriertransformationslinse (52), die in einem dritten Bereich derselben aufgezeichnet ist.
DE68914625T 1988-05-31 1989-05-17 Kompakter optischer korrelator mit einer einzigen platte. Expired - Fee Related DE68914625T2 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US07/200,600 US4903314A (en) 1988-05-31 1988-05-31 Single plate compact optical correlator
PCT/US1989/002145 WO1989012284A1 (en) 1988-05-31 1989-05-17 Single plate compact optical correlator

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE68914625D1 DE68914625D1 (de) 1994-05-19
DE68914625T2 true DE68914625T2 (de) 1994-11-17

Family

ID=22742391

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE68914625T Expired - Fee Related DE68914625T2 (de) 1988-05-31 1989-05-17 Kompakter optischer korrelator mit einer einzigen platte.

Country Status (6)

Country Link
US (1) US4903314A (de)
EP (1) EP0375765B1 (de)
JP (1) JPH03500694A (de)
CA (1) CA1319036C (de)
DE (1) DE68914625T2 (de)
WO (1) WO1989012284A1 (de)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5111314A (en) * 1990-08-09 1992-05-05 Grumman Aerospace Corporation Optical correlator interconnect for optical computer
US5148496A (en) * 1990-12-24 1992-09-15 Litton Systems, Inc. Optical correlator with symmetric reflective optics
EP0500315B1 (de) * 1991-02-18 1999-07-21 Sumitomo Cement Co. Ltd. Verfahren zur optischen Erkennung und Klassifikation von Mustern
US5138489A (en) * 1991-06-10 1992-08-11 Bell Communiations Research, Inc. Spatially incoherent holographic correlator
JP3451264B2 (ja) * 1992-08-13 2003-09-29 ノースロップ グラマン コーポレイション 空間統合スライド画像光相関器

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3427586A (en) * 1965-04-29 1969-02-11 Ibm Fresnel correlation technique
US3492469A (en) * 1966-09-12 1970-01-27 Pan American Petroleum Corp Optical system for auto-correlating and auto-convolving recorded signals
US3624605A (en) * 1968-12-13 1971-11-30 Honeywell Inc Optical character recognition system and method
US3636512A (en) * 1970-02-04 1972-01-18 Hercules Inc Optical symbol recognition system
US3669521A (en) * 1971-01-04 1972-06-13 Ibm Time sensed static beam holographic storage system
FR2122007A5 (de) * 1971-01-14 1972-08-25 Thomson Csf
DE2123833A1 (de) * 1971-05-13 1972-11-23 Siemens AG, 1000 Berlin u. 8000 München Kohärent optischer Vielkanalkorrelator
US3779492A (en) * 1971-10-18 1973-12-18 Grumman Aerospace Corp Automatic target recognition system
US3768907A (en) * 1972-07-17 1973-10-30 Us Navy Scanning aperture partially coherent optical correlator
US4277137A (en) * 1978-10-06 1981-07-07 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army Coherent optical correlator
FR2468947A1 (fr) * 1979-11-05 1981-05-08 Thomson Csf Systeme de correlation optique en temps reel
DE2946442C2 (de) * 1979-11-17 1984-02-23 Philips Patentverwaltung Gmbh, 2000 Hamburg Verfahren und Vorrichtung zur Rekonstruktion von Schichtbildern eines dreidimensionalen Objektes mit Hilfe einer veränderbaren Abbildungsmatrix
FR2492116A1 (fr) * 1980-10-10 1982-04-16 Thomson Csf Jonction optique hybride et application a un dispositif interferometrique en anneau
US4490849A (en) * 1982-03-04 1984-12-25 Grumman Aerospace Corporation Correlation plane recognition processor
US4468084A (en) * 1982-11-22 1984-08-28 Honeywell Inc. Integrated optical time integrating correlator

Also Published As

Publication number Publication date
JPH03500694A (ja) 1991-02-14
DE68914625D1 (de) 1994-05-19
EP0375765A4 (en) 1991-09-18
WO1989012284A1 (en) 1989-12-14
EP0375765A1 (de) 1990-07-04
EP0375765B1 (de) 1994-04-13
US4903314A (en) 1990-02-20
CA1319036C (en) 1993-06-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69222113T2 (de) Optische vorrichtung und optisches bearbeitungssystem unter verwendung der optischen vorrichtung
DE3875751T2 (de) Raeumlicher optischer schalter.
DE69117759T2 (de) Vorrichtung zur zusammensetzung von hologrammen
DE3884376T2 (de) Farbeanzeigeanordnung und verfahren unter verwendung von holographischen linsen.
DE69222918T2 (de) Vorrichtung zum Aufzeichnen von Hologrammen und holographisches optisches Element
DE1931260A1 (de) Verfahren zur Wiedergabe eines Hologrammes,das die Funktion einer nach optischen Prinzipien arbeitenden komplexen Wellenaenderungsanordnung ausuebt,mit hoher Wiedergabetreue
DE69229846T2 (de) Optisches Zeichenerkennungsgerät mit Koordinatenumwandlungsfunktion
DE4439326A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Beschreiben von optisch-empfindlichen Medien
DE68925663T2 (de) Vorrichtung und Verfahren zur optischen Korrelation
DE2611730B2 (de) Vorrichtung zur Aufzeichnung und Vorrichtung zur Rekonstruktion eines Fourier-Transformations-Hologramms
DE10116058B4 (de) Verfahren zum Herstellen digitaler Hologramme in einem Speichermedium und Lithograph zum Herstellen digitaler Hologramme in einem Speichermedium
DE19513273A1 (de) Opto-magnetische Kopfanordnung
DE2201703A1 (de) Optischer Korrelator
DE3853717T2 (de) Übertragungssystem für holographische bilder.
DE60210806T2 (de) Holografische datenspeicherung mit mehrschichtigen wellenleitern
DE2643803C2 (de) Verfahren zum Herstellen und zur Wiedergabe von holographischen Aufzeichnungen
DE1940361A1 (de) Verfahren und Einrichtung zur Erzeugung eines Beugungsmusters sowie zur Herstellung eines Rasters aus gleichen Bildern
DE68914625T2 (de) Kompakter optischer korrelator mit einer einzigen platte.
EP0132724B1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Aufnahme und Wiedergabe von Hologrammen
DE1916602A1 (de) Verfahren zur Aufzeichnung von Interferenzmustern
DE69230461T2 (de) Optischer Kopf mit Mehrfachstrahl
DE1797240B2 (de) Vorrichtung zum holographischen speichern
DE2313924A1 (de) Aufnahme und wiedergabe redundanter hologramme
DE69630988T2 (de) Optischer Bildprozessor, der ein nicht-lineares Medium mit aktiver Verstärkung verwendet
DE1797271A1 (de) Verfahren und Einrichtung zur Herstellung eines Filters bestimmter Filterfunktion

Legal Events

Date Code Title Description
8364 No opposition during term of opposition
8339 Ceased/non-payment of the annual fee