JP2001142029A - 光情報処理装置 - Google Patents
光情報処理装置Info
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】大容量の画像に対して、相関、コンボルーショ
ン、フィルタリング等の光情報処理を高精度に実行し、
かつ構成要素を少なくすることが可能な反射型ＳＬＭを
フィルタ表示として用いた光情報処理装置を提供する。 【解決手段】コヒーレント光源よりの射出光をコリメー
ト光学系と空間変調器と偏光ビームスプリッタとを順に
経る入射光路で反射型空間光変調器に至らせ、反射型空
間光変調器よりの反射光を入射光路を逆進する反射光路
で偏光ビームスプリッタに至らせ、偏光ビームスプリッ
タによって入射光路と反射光路を分離する光情報処理装
置であり、偏光ビームスプリッタと反射型空間光変調器
間の光路中に、入射光に対するフーリェ変換光学系の少
なくとも一部であり、かつ、反射光に対する逆フーリェ
変換光学系の少なくとも一部でもある共用光学系を配置
する。
ン、フィルタリング等の光情報処理を高精度に実行し、
かつ構成要素を少なくすることが可能な反射型ＳＬＭを
フィルタ表示として用いた光情報処理装置を提供する。 【解決手段】コヒーレント光源よりの射出光をコリメー
ト光学系と空間変調器と偏光ビームスプリッタとを順に
経る入射光路で反射型空間光変調器に至らせ、反射型空
間光変調器よりの反射光を入射光路を逆進する反射光路
で偏光ビームスプリッタに至らせ、偏光ビームスプリッ
タによって入射光路と反射光路を分離する光情報処理装
置であり、偏光ビームスプリッタと反射型空間光変調器
間の光路中に、入射光に対するフーリェ変換光学系の少
なくとも一部であり、かつ、反射光に対する逆フーリェ
変換光学系の少なくとも一部でもある共用光学系を配置
する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光情報処理装置に
係り、特に、反射型の空間光変調器（以下ＳＬＭ）をフ
ィルタ表示に用いた画像処理あるいは画像認識を光学的
に行う光情報処理装置に関するものである。
係り、特に、反射型の空間光変調器（以下ＳＬＭ）をフ
ィルタ表示に用いた画像処理あるいは画像認識を光学的
に行う光情報処理装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】周知のように、膨大な計算量を必要とす
る２次元画像のフーリェ変換は、光学的には１枚のレン
ズで高速に求めることができるので、古くからこれを利
用して、相関、コンボリューション、フィルタリング等
を高速に行う光情報処理の研究が種々なされてきてい
る。
る２次元画像のフーリェ変換は、光学的には１枚のレン
ズで高速に求めることができるので、古くからこれを利
用して、相関、コンボリューション、フィルタリング等
を高速に行う光情報処理の研究が種々なされてきてい
る。
【０００３】図９は、反射型ＳＬＭ１６をフィルタ表示
に用いた最も一般的な光情報処理装置用光学系の一例を
示している。
に用いた最も一般的な光情報処理装置用光学系の一例を
示している。
【０００４】コヒーレント光源１０から発する光は、集
光レンズ１１、スペイシャルフィルタ１２、コリメータ
レンズ群１３により波面が整ったコリメータ光となっ
て、透過型ＳＬＭ１４Ｔに照射される。
光レンズ１１、スペイシャルフィルタ１２、コリメータ
レンズ群１３により波面が整ったコリメータ光となっ
て、透過型ＳＬＭ１４Ｔに照射される。
【０００５】入力画像１４１が表示された透過型ＳＬＭ
１４Ｔからフィルタが表示されている反射型ＳＬＭ１６
までと、反射型ＳＬＭ１６から撮像素子１８まではそれ
ぞれフーリェ変換レンズ群１５と逆フーリェ変換レンズ
群１７によって２−ｆ配置されている。
１４Ｔからフィルタが表示されている反射型ＳＬＭ１６
までと、反射型ＳＬＭ１６から撮像素子１８まではそれ
ぞれフーリェ変換レンズ群１５と逆フーリェ変換レンズ
群１７によって２−ｆ配置されている。
【０００６】透過型ＳＬＭ１４Ｔは、入力画像１４１画
像の画素値をピクセル内の液晶分子の配向によって表現
する。
像の画素値をピクセル内の液晶分子の配向によって表現
する。
【０００７】ここでは、入力画像１４１の情報はＰ偏光
に変調され、偏光ビームスプリッタ（以下ＰＢＳ）１９
２の反射面１９２Ｒによって反射することなく伝搬する
ので、反射型ＳＬＭ１６上にフーリェ変換像１６１が生
成される。
に変調され、偏光ビームスプリッタ（以下ＰＢＳ）１９
２の反射面１９２Ｒによって反射することなく伝搬する
ので、反射型ＳＬＭ１６上にフーリェ変換像１６１が生
成される。
【０００８】反射型ＳＬＭ１６にはフィルタ１６２が表
示されており、光情報処理用の種々のフィルタリングが
行われる。
示されており、光情報処理用の種々のフィルタリングが
行われる。
【０００９】この反射型ＳＬＭ１６では、読み出される
べき情報がＳ偏光になるように変調されるので、ＰＢＳ
１９２の反射面１９２Ｒで反射し、最終的に、逆フーリ
ェ変換レンズ群１７の後側焦平面ＩＦＢ付近に置かれた
撮像素子１８上に処理結果像１８１が得られる。
べき情報がＳ偏光になるように変調されるので、ＰＢＳ
１９２の反射面１９２Ｒで反射し、最終的に、逆フーリ
ェ変換レンズ群１７の後側焦平面ＩＦＢ付近に置かれた
撮像素子１８上に処理結果像１８１が得られる。
【００１０】図９では、入力画像１４１として開口を表
示し、そのフーリェ変換像１６１に対してフィルタ１６
２によるハイパスフィルタリングを行う処理を一例とし
て挙げている。
示し、そのフーリェ変換像１６１に対してフィルタ１６
２によるハイパスフィルタリングを行う処理を一例とし
て挙げている。
【００１１】図１０は、入力画像１４１の表示に反射型
ＳＬＭ１４Ｒを用いた場合の従来例を示している。
ＳＬＭ１４Ｒを用いた場合の従来例を示している。
【００１２】この光情報処理装置も図９に示したものと
同様に機能するが、図９と異なるのは、コリメータ光を
照射するために、偏光ビームスプリッタ１９１が加えら
れている点である。
同様に機能するが、図９と異なるのは、コリメータ光を
照射するために、偏光ビームスプリッタ１９１が加えら
れている点である。
【００１３】コリメータレンズ群１３を出射したコリメ
ータ光はＰＢＳ１９１の反射面１９１Ｒで反射して反射
型ＳＬＭ１４Ｒに入射するようにＳ偏光となる。
ータ光はＰＢＳ１９１の反射面１９１Ｒで反射して反射
型ＳＬＭ１４Ｒに入射するようにＳ偏光となる。
【００１４】次に、このコリメータ光は、反射型ＳＬＭ
１４Ｒに入射して入力画像１４１を読み出す。
１４Ｒに入射して入力画像１４１を読み出す。
【００１５】その際に、入力画像１４１の情報はＰ偏光
として表現される。
として表現される。
【００１６】そして、反射型ＳＬＭ１４Ｒ以降は図９と
同じように機能し、最終的に撮像素子１８に処理結果像
１８１が得られる。
同じように機能し、最終的に撮像素子１８に処理結果像
１８１が得られる。
【００１７】また、図１１に示すような配置でも機能は
同じである。
同じである。
【００１８】この場合には、コリメータレンズ群１３を
出射したコリメート光はＰ偏光に、反射型ＳＬＭ１４Ｒ
に表示された入力画像１４１を読み出す光束はＳ偏光に
なるようにする。
出射したコリメート光はＰ偏光に、反射型ＳＬＭ１４Ｒ
に表示された入力画像１４１を読み出す光束はＳ偏光に
なるようにする。
【００１９】すると、入力画像１４１の情報を持った光
束はＰＢＳ１９１、１９２の各反射面１９１Ｒ、１９２
Ｒで反射し、反射型ＳＬＭ１６に入射する。
束はＰＢＳ１９１、１９２の各反射面１９１Ｒ、１９２
Ｒで反射し、反射型ＳＬＭ１６に入射する。
【００２０】この反射型ＳＬＭ１６によつて、フィルタ
リングが行われ撮像素子１８上に処理結果像１８１が得
られる。
リングが行われ撮像素子１８上に処理結果像１８１が得
られる。
【００２１】
【発明が解決しようとする課題】（課題１）上述したよ
うな従来の技術が有している第１の課題は、光情報処理
装置に必要となるレンズ素子数が増えることである。
うな従来の技術が有している第１の課題は、光情報処理
装置に必要となるレンズ素子数が増えることである。
【００２２】反射型ＳＬＭ１６をフィルタ１６２の表示
に用いる場合には、処理結果像１８１を撮像素子１８へ
導くためにＰＢＳ１９２が必要となる。
に用いる場合には、処理結果像１８１を撮像素子１８へ
導くためにＰＢＳ１９２が必要となる。
【００２３】図９乃至図１１に示した従来例では、フー
リェ変換レンズ群１５の最終レンズ群と反射型ＳＬＭ１
６の間に、このＰＢＳ１９２を配置している。
リェ変換レンズ群１５の最終レンズ群と反射型ＳＬＭ１
６の間に、このＰＢＳ１９２を配置している。
【００２４】同時に、逆フーリェ変換レンズ群１７の第
１レンズ群と前側焦平面ＩＦＦ間にＰＢＳ１９２が配置
されることになる。
１レンズ群と前側焦平面ＩＦＦ間にＰＢＳ１９２が配置
されることになる。
【００２５】しかし、扱う画像の容量が大きくなると、
フーリェ変換レンズ群１５や逆フーリェ変換レンズ群１
７には高い光学性能が望まれる。
フーリェ変換レンズ群１５や逆フーリェ変換レンズ群１
７には高い光学性能が望まれる。
【００２６】その結果、フーリェ変換レンズ群１５と逆
フーリェ変換レンズ群１７は共に構成枚数が増え、光情
報処理装置全体に必要となるレンズ構成枚数が非常に増
えるという問題が生じる。
フーリェ変換レンズ群１７は共に構成枚数が増え、光情
報処理装置全体に必要となるレンズ構成枚数が非常に増
えるという問題が生じる。
【００２７】（課題２）また、上述したような従来の技
術が有している第２の課題として、ＰＢＳ１９２が良好
な偏光特性を示さないことである。
術が有している第２の課題として、ＰＢＳ１９２が良好
な偏光特性を示さないことである。
【００２８】ここで、ＰＢＳは、入射してくる光束をＳ
偏光とＰ偏光に分離する機能を有するものである。
偏光とＰ偏光に分離する機能を有するものである。
【００２９】例えば、最も一般的に利用されているキュ
ーブタイプのＰＢＳでは、Ｐ偏光の光は透過し、Ｓ偏光
はＰＢＳの反射面で反射される。
ーブタイプのＰＢＳでは、Ｐ偏光の光は透過し、Ｓ偏光
はＰＢＳの反射面で反射される。
【００３０】ＰＢＳに入射する光束のＰＢＳの反射面に
対する入射角がほぼ４５度であれば、透過するＰ偏光成
分の強度Ｔｐと透過したＳ偏光成分強度Ｔｓの比Ｔｓ／
Ｔｐは、非常に小さくなる。
対する入射角がほぼ４５度であれば、透過するＰ偏光成
分の強度Ｔｐと透過したＳ偏光成分強度Ｔｓの比Ｔｓ／
Ｔｐは、非常に小さくなる。
【００３１】同時に反射したＳ偏光成分の強度Ｒｓと反
射したＰ偏光成分Ｒｐの比Ｒｐ／Ｒｓも小さくなるの
で、非常に高い消光比が得られる。
射したＰ偏光成分Ｒｐの比Ｒｐ／Ｒｓも小さくなるの
で、非常に高い消光比が得られる。
【００３２】ところが、集光していく光束や発散してい
く光束がＰＢＳに入射すると、入射角が４５度に近い成
分では高い消光比でＰとＳ偏光の分離が行われるが、そ
れ以外の角度を有する光束では高い消光比が得られな
い。
く光束がＰＢＳに入射すると、入射角が４５度に近い成
分では高い消光比でＰとＳ偏光の分離が行われるが、そ
れ以外の角度を有する光束では高い消光比が得られな
い。
【００３３】図９及び図１１に示した従来例では、まさ
に光束が集光されるフーリェ変換レンズ群１５と反射型
ＳＬＭ１６間にＰＢＳ１９２を配置している．入力画像
１４１の各画素の情報は、光束の偏光を利用して表現さ
れるので、従来例のような位置にＰＢＳ１９２を配置す
ると、正確なフーリェ変換像１６１と、処理結果像１８
１とが求められないという問題が生じる。
に光束が集光されるフーリェ変換レンズ群１５と反射型
ＳＬＭ１６間にＰＢＳ１９２を配置している．入力画像
１４１の各画素の情報は、光束の偏光を利用して表現さ
れるので、従来例のような位置にＰＢＳ１９２を配置す
ると、正確なフーリェ変換像１６１と、処理結果像１８
１とが求められないという問題が生じる。
【００３４】特に、扱う画像が大容量になるほど、フー
リェ変換レンズ群には高いＮＡが要求されるため、従来
例のような構成では、問題はより深刻化する。
リェ変換レンズ群には高いＮＡが要求されるため、従来
例のような構成では、問題はより深刻化する。
【００３５】（課題３）また、上述したような従来の技
術が有している第３の課題は、反射型ＳＬＭ１４Ｒに入
力画像１４１を表示する場合に必要となるＰＢＳ１９１
が良好な偏光特性を示さないことである。
術が有している第３の課題は、反射型ＳＬＭ１４Ｒに入
力画像１４１を表示する場合に必要となるＰＢＳ１９１
が良好な偏光特性を示さないことである。
【００３６】入力画像１４１を表示するために反射型Ｓ
ＬＭ１４Ｒを用いる場合には、コリメータ光照射用にＰ
ＢＳ１９１が必要となる。
ＬＭ１４Ｒを用いる場合には、コリメータ光照射用にＰ
ＢＳ１９１が必要となる。
【００３７】図１０及び図１１に示した従来例では、こ
のＰＢＳ１９１はフーリェ変換レンズ群１５の第１群と
反射型ＳＬＭ１４Ｒ問に配置されている。
のＰＢＳ１９１はフーリェ変換レンズ群１５の第１群と
反射型ＳＬＭ１４Ｒ問に配置されている。
【００３８】図１０及び図１１では反射型ＳＬＭ１４Ｒ
とＰＢＳ１９１間の光束は、光軸に対してほぼ平行に描
かれているが、実際には、入力画像１４１に照射される
コリメータ光は、反射時に回折の影響を受ける。
とＰＢＳ１９１間の光束は、光軸に対してほぼ平行に描
かれているが、実際には、入力画像１４１に照射される
コリメータ光は、反射時に回折の影響を受ける。
【００３９】この回折角は、入力画像１４１のもつ空間
周波数成分に起因し、高い空間周波数成分による回折光
ほど大きくなる。
周波数成分に起因し、高い空間周波数成分による回折光
ほど大きくなる。
【００４０】従って、ＰＢＳ１９１は低い空間周波数に
よる回折光には高い消光比で機能するが、高い空間周波
数成分による回折光に対しては機能が低下するので、正
確なフーリェ変換像１６１が得られないという問題が発
生する。
よる回折光には高い消光比で機能するが、高い空間周波
数成分による回折光に対しては機能が低下するので、正
確なフーリェ変換像１６１が得られないという問題が発
生する。
【００４１】（課題４）また、上述したような従来の技
術が有している第４の課題は、反射型ＳＬＭ１６に、い
わゆる電気アドレス型ＳＬＭを用いると、ピクセルの周
期構造による−１次、＋１次が処理結果像１８１に重な
ってしまい、正確な処理結果像が得られないことであ
る。
術が有している第４の課題は、反射型ＳＬＭ１６に、い
わゆる電気アドレス型ＳＬＭを用いると、ピクセルの周
期構造による−１次、＋１次が処理結果像１８１に重な
ってしまい、正確な処理結果像が得られないことであ
る。
【００４２】図１２に、反射型ＳＬＭ１６の影響を受け
て、処理結果像１８１が正確にできない場合を示す。
て、処理結果像１８１が正確にできない場合を示す。
【００４３】但し、ここでは簡単のため、反射型ＳＬＭ
１６での反射の過程を透過として説明する。
１６での反射の過程を透過として説明する。
【００４４】すなわち、入力画像１４１が表示されてい
るＳＬＭ１４で発生する回折光のうち、同一の周波数成
分に起因するものは互いに平行となってフーリェ変換レ
ンズ群１５に入射し、透過後はフーリェ変換レンズ群１
５の後側焦平面ＦＢの１点に集光する。
るＳＬＭ１４で発生する回折光のうち、同一の周波数成
分に起因するものは互いに平行となってフーリェ変換レ
ンズ群１５に入射し、透過後はフーリェ変換レンズ群１
５の後側焦平面ＦＢの１点に集光する。
【００４５】この際、２−ｆ配置で使用するフーリェ変
換レンズ群１５は、ＦＢ面に対してテレセントリックと
なる特徴があるので、各空間周波数によって生じる光線
のうち主光線はＦＢ面に垂直に入射する。
換レンズ群１５は、ＦＢ面に対してテレセントリックと
なる特徴があるので、各空間周波数によって生じる光線
のうち主光線はＦＢ面に垂直に入射する。
【００４６】反射型ＳＬＭ１６による回折の影響を受け
ない０次光による処理結果像１８１０は、逆フーリェ変
換レンズ群１７の後側焦平面ＩＦＢ上に、ＡｏＢｏとし
て得られる。
ない０次光による処理結果像１８１０は、逆フーリェ変
換レンズ群１７の後側焦平面ＩＦＢ上に、ＡｏＢｏとし
て得られる。
【００４７】また、反射型ＳＬＭ１６による＋１次、−
１次の回折光によって得られる処理結果像１８１ｐ、１
８１ｍはＡｐＢｐ、ＡｍＢｍとして得られる。
１次の回折光によって得られる処理結果像１８１ｐ、１
８１ｍはＡｐＢｐ、ＡｍＢｍとして得られる。
【００４８】図１２に示すように、反射型ＳＬＭ１６で
の回折の影響を考慮しないと、反射型ＳＬＭ１６で回折
を受けない０次光による処理結果像１８１０に、＋１
次、一１次の回折光による処理結果像１８１ｐ、１８１
ｍが重なり、正確な処理結果像１８１が得られないとい
う状況になりかねない。
の回折の影響を考慮しないと、反射型ＳＬＭ１６で回折
を受けない０次光による処理結果像１８１０に、＋１
次、一１次の回折光による処理結果像１８１ｐ、１８１
ｍが重なり、正確な処理結果像１８１が得られないとい
う状況になりかねない。
【００４９】本発明の目的は、上記の事情に鑑みてなさ
れたもので、大容量の画像に対して、相関、コンボリュ
ーション、フィルタリング等の種々の光情報処理を高精
度に実行することができ、かつ、必要となる構成要素を
少なくすることが可能な反射型ＳＬＭをフィルタ表示に
用いた光情報処理装置を提供することである。
れたもので、大容量の画像に対して、相関、コンボリュ
ーション、フィルタリング等の種々の光情報処理を高精
度に実行することができ、かつ、必要となる構成要素を
少なくすることが可能な反射型ＳＬＭをフィルタ表示に
用いた光情報処理装置を提供することである。
【００５０】
【課題を解決するための手段】本発明によると、上記課
題を解決するために、（１） コヒーレント光源と、光
をコリメートするコリメート光学系と、入力画像を表示
する空間光変調器と、偏光ビームスプリッタと、光にフ
ィルタリングを施す反射型空間光変調器とを具備し、上
記コヒーレント光源よりの射出光を上記コリメート光学
系と上記空間変調器と上記偏光ビームスプリッタとを順
に経る入射光路で上記反射型空間光変調器に至らせ、上
記反射型空間光変調器よりの反射光を上記入射光路を逆
進する反射光路で上記偏光ビームスプリッタに至らせ、
上記偏光ビームスプリッタによって入射光路と反射光路
を分離する光情報処理装置であり、上記偏光ビームスプ
リッタと上記反射型空間光変調器間の光路中に、入射光
に対するフーリェ変換光学系の少なくとも一部であり、
かつ、反射光に対する逆フーリェ変換光学系の少なくと
も一部でもある共用光学系を配置したことを特徴とする
光情報処理装置が提供される。
題を解決するために、（１） コヒーレント光源と、光
をコリメートするコリメート光学系と、入力画像を表示
する空間光変調器と、偏光ビームスプリッタと、光にフ
ィルタリングを施す反射型空間光変調器とを具備し、上
記コヒーレント光源よりの射出光を上記コリメート光学
系と上記空間変調器と上記偏光ビームスプリッタとを順
に経る入射光路で上記反射型空間光変調器に至らせ、上
記反射型空間光変調器よりの反射光を上記入射光路を逆
進する反射光路で上記偏光ビームスプリッタに至らせ、
上記偏光ビームスプリッタによって入射光路と反射光路
を分離する光情報処理装置であり、上記偏光ビームスプ
リッタと上記反射型空間光変調器間の光路中に、入射光
に対するフーリェ変換光学系の少なくとも一部であり、
かつ、反射光に対する逆フーリェ変換光学系の少なくと
も一部でもある共用光学系を配置したことを特徴とする
光情報処理装置が提供される。
【００５１】また、本発明によると、上記課題を解決す
るために、（２） コヒーレント光源と、偏光ビームス
プリッタと、入力画像を表示する反射型空間光変調器と
を具備し、上記コヒーレント光源よりの射出光を上記偏
光ビームスプリッタを経由する入射光路で上記反射型空
間光変調器に至らせ、上記反射型空問光変調器よりの反
射光を上記入射光路を逆進する反射光路で上記偏光ビー
ムスプリッタに至らせ、上記偏光ビームスプリッタによ
って入射光路と反射光路を分離する光情報処理装置であ
り、上記偏光ビームスプリッタと上記反射型空間光変調
器間の光路に、上記反射型空間光変調器側で光束を絞る
アフォーカル光学系を配置したことを特徴とする光情報
処理装置が提供される。
るために、（２） コヒーレント光源と、偏光ビームス
プリッタと、入力画像を表示する反射型空間光変調器と
を具備し、上記コヒーレント光源よりの射出光を上記偏
光ビームスプリッタを経由する入射光路で上記反射型空
間光変調器に至らせ、上記反射型空問光変調器よりの反
射光を上記入射光路を逆進する反射光路で上記偏光ビー
ムスプリッタに至らせ、上記偏光ビームスプリッタによ
って入射光路と反射光路を分離する光情報処理装置であ
り、上記偏光ビームスプリッタと上記反射型空間光変調
器間の光路に、上記反射型空間光変調器側で光束を絞る
アフォーカル光学系を配置したことを特徴とする光情報
処理装置が提供される。
【００５２】また、本発明によると、上記課題を解決す
るために、（３） 偏光ビームスプリッタと、反射型空
間光変調器とを具備し、上記偏光ビームスプリッタを経
由して上記反射型空間光変調器に至る入射光路で入射光
を上記反射型空間光変調器に至らせ、上記反射型空間光
変調器よりの反射光を上記入射光路を逆進する反射光路
で上記偏光ビームスプリッタに至らせ、上記偏光ビーム
スプリッタによって入射光路と反射光路を分離する光情
報処理装置であり、上記反射光の０次回折光成分と、±
１次回折光成分とが、空間的に重複しないように構成さ
れていることを特徴とする光情報処理装置。
るために、（３） 偏光ビームスプリッタと、反射型空
間光変調器とを具備し、上記偏光ビームスプリッタを経
由して上記反射型空間光変調器に至る入射光路で入射光
を上記反射型空間光変調器に至らせ、上記反射型空間光
変調器よりの反射光を上記入射光路を逆進する反射光路
で上記偏光ビームスプリッタに至らせ、上記偏光ビーム
スプリッタによって入射光路と反射光路を分離する光情
報処理装置であり、上記反射光の０次回折光成分と、±
１次回折光成分とが、空間的に重複しないように構成さ
れていることを特徴とする光情報処理装置。
【００５３】が提供される。
【００５４】
【発明の実施の形態】以下図面を参照して本発明の実施
の形態について説明する。
の形態について説明する。
【００５５】（第１実施形態）本発明による第１実施形
態の光情報処理装置は、上記第１の課題１で述べたよう
に、フーリェ変換レンズ群と逆フーリェ変換レンズ群の
構成枚数が増加することにより、光情報処理装置に必要
なレンズ群が多くなるという問題点と、上記第２の課題
で述べたように、フィルタリング等の処理結果を求める
ために用いるＰＢＳが、高い消光比で機能しないという
問題点を解決するために、少なくとも２群のレンズ群を
有するフーリェ変換レンズ群と、１個のＰＢＳ、反射型
ＳＬＭ、逆フーリェ変換レンズ群から構成され、ＰＢＳ
がフーリェ変換レンズ群の最終レンズ群よりも入射側に
配置され、最終レンズ群が逆フーリェ変換レンズの全体
もしくは一部のレンズ群としての機能を有することを特
徴とする。
態の光情報処理装置は、上記第１の課題１で述べたよう
に、フーリェ変換レンズ群と逆フーリェ変換レンズ群の
構成枚数が増加することにより、光情報処理装置に必要
なレンズ群が多くなるという問題点と、上記第２の課題
で述べたように、フィルタリング等の処理結果を求める
ために用いるＰＢＳが、高い消光比で機能しないという
問題点を解決するために、少なくとも２群のレンズ群を
有するフーリェ変換レンズ群と、１個のＰＢＳ、反射型
ＳＬＭ、逆フーリェ変換レンズ群から構成され、ＰＢＳ
がフーリェ変換レンズ群の最終レンズ群よりも入射側に
配置され、最終レンズ群が逆フーリェ変換レンズの全体
もしくは一部のレンズ群としての機能を有することを特
徴とする。
【００５６】図１を用いて、本発明による第１実施形態
の光情報処理装置の構成及びその作用について説明す
る。
の光情報処理装置の構成及びその作用について説明す
る。
【００５７】この第１実施形態の光情報処理装置は、コ
ヒーレント光源１０、集光レンズ１１、スペイシャルフ
ィルタ１２、コリメータレンズ群１３、透過型ＳＬＭ１
４Ｔ、フーリェ変換レンズ１５、ＰＢＳ１９２、反射型
ＳＬＭ１６、逆フーリェ変換レンズ群１７、撮像素子１
８で構成されている。
ヒーレント光源１０、集光レンズ１１、スペイシャルフ
ィルタ１２、コリメータレンズ群１３、透過型ＳＬＭ１
４Ｔ、フーリェ変換レンズ１５、ＰＢＳ１９２、反射型
ＳＬＭ１６、逆フーリェ変換レンズ群１７、撮像素子１
８で構成されている。
【００５８】ここで、フーリェ変換レンズ群１５はレン
ズ群１５１、レンズ群１５２で構成され、その間にＰＢ
Ｓ１９２が配置されている。
ズ群１５１、レンズ群１５２で構成され、その間にＰＢ
Ｓ１９２が配置されている。
【００５９】ここで、レンズ群１５２は、レンズ群１７
１と１７２によって構成される逆フーリェ変換レンズ群
１７のレンズ群１７１としても機能する。
１と１７２によって構成される逆フーリェ変換レンズ群
１７のレンズ群１７１としても機能する。
【００６０】そして、コヒーレント光源１０から出射さ
れる光束は、集光レンズ１１によってスペイシャルフィ
ルタ１２に集光されることにより、波面中の乱れた成分
が取り除かれる。
れる光束は、集光レンズ１１によってスペイシャルフィ
ルタ１２に集光されることにより、波面中の乱れた成分
が取り除かれる。
【００６１】ここで、スペイシャルフィルタ１２はコリ
メータレンズ群１３の前側焦平面ＣＦ付近に配置されて
いるので、該スペイシャルフィルタ１２で集光された光
束は、コリメータレンズ群１３を透過後にコリメータ光
となって透過型ＳＬＭ１４Ｔに入射する。
メータレンズ群１３の前側焦平面ＣＦ付近に配置されて
いるので、該スペイシャルフィルタ１２で集光された光
束は、コリメータレンズ群１３を透過後にコリメータ光
となって透過型ＳＬＭ１４Ｔに入射する。
【００６２】この透過型ＳＬＭ１４Ｔには入力画像１４
１（図９参照）が表示され、フーリェ変換レンズ群１５
によってＦＢ付近に配置される反射型ＳＬＭ１６上にフ
ーリェ変換像１６１（図９参照）を形成する。
１（図９参照）が表示され、フーリェ変換レンズ群１５
によってＦＢ付近に配置される反射型ＳＬＭ１６上にフ
ーリェ変換像１６１（図９参照）を形成する。
【００６３】この際、透過型ＳＬＭ１４Ｔは、入力画像
１４１の情報がＰＢＳ１９２の反射面１９２Ｒで反射し
ないように、入射光束をＰ偏光に変調する。
１４１の情報がＰＢＳ１９２の反射面１９２Ｒで反射し
ないように、入射光束をＰ偏光に変調する。
【００６４】反射型ＳＬＭ１６上にフーリェ変換像１６
１を形成する光は、反射時にフィルタ１６２（図９参
照）によってＳ偏光に変調されるので、ＰＢＳ１９２の
反射面１９２Ｒで反射し、処理結果像１８１（図９参
照）が逆フーリェ変換レンズ群１７の後側焦平面ＩＦＢ
上に得られる。
１を形成する光は、反射時にフィルタ１６２（図９参
照）によってＳ偏光に変調されるので、ＰＢＳ１９２の
反射面１９２Ｒで反射し、処理結果像１８１（図９参
照）が逆フーリェ変換レンズ群１７の後側焦平面ＩＦＢ
上に得られる。
【００６５】ここで、レンズ群１５２（１７１）は、Ｐ
ＢＳ１９２からの光束に対してはフーリェ変換レンズ群
１５の最終レンズ群として機能し、反射型ＳＬＭ１６か
らの光束に対しては、逆フーリェ変換レンズ群１７の第
１群のレンズ群１７１として機能する。
ＢＳ１９２からの光束に対してはフーリェ変換レンズ群
１５の最終レンズ群として機能し、反射型ＳＬＭ１６か
らの光束に対しては、逆フーリェ変換レンズ群１７の第
１群のレンズ群１７１として機能する。
【００６６】このようにして、フーリェ変換レンズ群１
５と逆フーリェ変換レンズ群１７とが２群以上のレンズ
群で構成されることにより、光学性能を高めることが可
能となる。
５と逆フーリェ変換レンズ群１７とが２群以上のレンズ
群で構成されることにより、光学性能を高めることが可
能となる。
【００６７】また、ＰＢＳ１９２をフーリェ変換レンズ
群１５の最終レンズ群よりも入射側に配置しているの
で、光束の光軸に対する角度が、従来例のようにフーリ
ェ変換レンズ群１５の最終レンズ群と反射型ＳＬＭ１６
の間にＰＢＳを配置する場合に比べて小さいのでＰＢＳ
１９２の偏光特性は向上する。
群１５の最終レンズ群よりも入射側に配置しているの
で、光束の光軸に対する角度が、従来例のようにフーリ
ェ変換レンズ群１５の最終レンズ群と反射型ＳＬＭ１６
の間にＰＢＳを配置する場合に比べて小さいのでＰＢＳ
１９２の偏光特性は向上する。
【００６８】更に、フーリェ変換レンズ群１５の最終レ
ンズ群が、逆フーリェ変換レンズ群１７の一部のレンズ
群として機能することにより、光情報処理装置に必要と
なる光学素子の数を減らすことができる．但し、図１で
示した透過型のＳＬＭ１４Ｔを入力画像１４１の表示と
して用いる場合には偏光子と検光子が必要であるが、当
業者には明らかであるので、図１中ではそれらの図示を
省略している。
ンズ群が、逆フーリェ変換レンズ群１７の一部のレンズ
群として機能することにより、光情報処理装置に必要と
なる光学素子の数を減らすことができる．但し、図１で
示した透過型のＳＬＭ１４Ｔを入力画像１４１の表示と
して用いる場合には偏光子と検光子が必要であるが、当
業者には明らかであるので、図１中ではそれらの図示を
省略している。
【００６９】（第２実施形態）本発明の第２実施形態に
よる光情報処理装置は、上記第３の課題で述べたよう
に、入力画像表示に反射型ＳＬＭを用いる場合には、必
要となるコリメータ光照射用のＰＢＳが、入力画像によ
って広がった回折光に対して高い消光比で機能しないと
いう問題点を解決するため、コヒーレント光源１０と、
集光レンズ１１と、スペイシャルフィルタ１２と、コリ
メータ光学系と、入力画像を表示する第１の反射型ＳＬ
Ｍと、第１の反射型ＳＬＭからの光をフーリェ変換する
もので、第１群が負のパワー、第２群が正のパワーを有
した３群以上のレンズ群で構成されるフーリェ変換レン
ズ群と、該フーリェ変換レンズ群によって得られるフー
リェ変換像に対してフィルタリングを行うための第２の
反射型ＳＬＭと、逆フーリェ変換レンズ群と第１および
第２のＰＢＳによって構成され、上記コリメート光学系
が、上記フーリェ変換レンズ群と一部の光学系を共用
し、上記フーリェ変換レンズ群の最終レンズ群が、逆フ
ーリェ変換レンズ群の全体もしくは一部のレンズ群とし
ての機能を有することを特徴とする。
よる光情報処理装置は、上記第３の課題で述べたよう
に、入力画像表示に反射型ＳＬＭを用いる場合には、必
要となるコリメータ光照射用のＰＢＳが、入力画像によ
って広がった回折光に対して高い消光比で機能しないと
いう問題点を解決するため、コヒーレント光源１０と、
集光レンズ１１と、スペイシャルフィルタ１２と、コリ
メータ光学系と、入力画像を表示する第１の反射型ＳＬ
Ｍと、第１の反射型ＳＬＭからの光をフーリェ変換する
もので、第１群が負のパワー、第２群が正のパワーを有
した３群以上のレンズ群で構成されるフーリェ変換レン
ズ群と、該フーリェ変換レンズ群によって得られるフー
リェ変換像に対してフィルタリングを行うための第２の
反射型ＳＬＭと、逆フーリェ変換レンズ群と第１および
第２のＰＢＳによって構成され、上記コリメート光学系
が、上記フーリェ変換レンズ群と一部の光学系を共用
し、上記フーリェ変換レンズ群の最終レンズ群が、逆フ
ーリェ変換レンズ群の全体もしくは一部のレンズ群とし
ての機能を有することを特徴とする。
【００７０】図２を用いて、本発明による第２実施形態
の光情報処理装置の構成及びその作用について説明す
る。
の光情報処理装置の構成及びその作用について説明す
る。
【００７１】この第２実施形態の光情報処理装置は、コ
ヒーレント光源１０、集光レンズ１１、スペイシャルフ
ィルタ１２、コリメータレンズ群１３、ＰＢＳ１９１、
反射型ＳＬＭ１４Ｒ、フーリェ変換レンズ１５、ＰＢＳ
１９２、反射型ＳＬＭ１６、逆フーリェ変換レンズ群１
７、撮像素子１８で構成されている。
ヒーレント光源１０、集光レンズ１１、スペイシャルフ
ィルタ１２、コリメータレンズ群１３、ＰＢＳ１９１、
反射型ＳＬＭ１４Ｒ、フーリェ変換レンズ１５、ＰＢＳ
１９２、反射型ＳＬＭ１６、逆フーリェ変換レンズ群１
７、撮像素子１８で構成されている。
【００７２】そして、コヒーレント光源１０から出射さ
れる光束は、集光レンズ１１によってスペイシャルフィ
ルタ１２に集光されることにより、波面中の乱れた成分
が取り除かれる。
れる光束は、集光レンズ１１によってスペイシャルフィ
ルタ１２に集光されることにより、波面中の乱れた成分
が取り除かれる。
【００７３】このスペイシャルフィルタ１２はコリメー
タレンズ群１３の前側焦平面付近に配置されているの
で、該スペイシャルフィルタ１２で集光された光束は、
コリメータレンズ群１３を透過後にコリメータ光となっ
てＰＢＳ１９１に入射する。
タレンズ群１３の前側焦平面付近に配置されているの
で、該スペイシャルフィルタ１２で集光された光束は、
コリメータレンズ群１３を透過後にコリメータ光となっ
てＰＢＳ１９１に入射する。
【００７４】この際、コリメータ光をＳ偏光に選んで、
ＰＢＳ１９１の反射面１９１Ｒで反射するようにして、
レンズ群１３２、１３３へと入射させる。
ＰＢＳ１９１の反射面１９１Ｒで反射するようにして、
レンズ群１３２、１３３へと入射させる。
【００７５】これらのレンズ群１３２、１３３はアフォ
ーカル光学系を構成し、ＰＢＳ１９１に入射する前のコ
リメータ光の光束を縮小して、入力画像１４１が表示さ
れている反射型ＳＬＭ１４Ｒに入射する。
ーカル光学系を構成し、ＰＢＳ１９１に入射する前のコ
リメータ光の光束を縮小して、入力画像１４１が表示さ
れている反射型ＳＬＭ１４Ｒに入射する。
【００７６】この反射型ＳＬＭ１４Ｒでは、読み出す入
力画像１４１（図９参照）の情報をＰ偏光となるように
変調するので、入力画像１４１の情報を持つた光束は、
ＰＢＳ１９１及び１９２で反射することなく伝搬し、反
射型ＳＬＭ１６上にフーリェ変換像１６１を形成する。
力画像１４１（図９参照）の情報をＰ偏光となるように
変調するので、入力画像１４１の情報を持つた光束は、
ＰＢＳ１９１及び１９２で反射することなく伝搬し、反
射型ＳＬＭ１６上にフーリェ変換像１６１を形成する。
【００７７】この反射型ＳＬＭ１６上にフーリェ変換像
１６１（図９参照）を形成する光は、反射時にフィルタ
１６２によってＳ偏光に変調されるので、ＰＢＳ１９２
の反射面１９２Ｒで反射し、処理結果像１８１（図９参
照）が逆フーリェ変換レンズ群１７の後側焦平面ＦＢ付
近に置かれた撮像素子１８上に得られる。
１６１（図９参照）を形成する光は、反射時にフィルタ
１６２によってＳ偏光に変調されるので、ＰＢＳ１９２
の反射面１９２Ｒで反射し、処理結果像１８１（図９参
照）が逆フーリェ変換レンズ群１７の後側焦平面ＦＢ付
近に置かれた撮像素子１８上に得られる。
【００７８】ここで、コリメータレンズ群１３とフーリ
ェ変換レンズ群１５で共通して用いられるレンズ群１３
３（１５１）、１３２（１５２）は、それぞれ、負、正
のパワーで光束幅を拡大するアフォーカル光学系として
機能する。
ェ変換レンズ群１５で共通して用いられるレンズ群１３
３（１５１）、１３２（１５２）は、それぞれ、負、正
のパワーで光束幅を拡大するアフォーカル光学系として
機能する。
【００７９】図３は、反射型ＳＬＭ１４Ｒで回折を受け
た同一の空間周波数に起因する光束がレンズ群１５１、
１５２へ入射する様子を示している。
た同一の空間周波数に起因する光束がレンズ群１５１、
１５２へ入射する様子を示している。
【００８０】平行光が、負、正というパワーを有する２
群構成のアフォーカル光学系を出射するときの光軸に対
する角度は、入射する際の角度に比べて小さい。
群構成のアフォーカル光学系を出射するときの光軸に対
する角度は、入射する際の角度に比べて小さい。
【００８１】つまり、入力画像１４１によって生じる回
折光の回折角は、拡大するアフォーカル光学系であるレ
ンズ群１５２、１５３を出射する際に小さくなってＰＢ
Ｓ１９１に入射するので、図１０乃至図１１に示したよ
うな従来例のようにＰＢＳ１９１を反射型ＳＬＭ１４Ｒ
とフーリェ変換レンズ群１５の第１レンズ群間に配置す
る場合よりも、高い消光比を実現できる。
折光の回折角は、拡大するアフォーカル光学系であるレ
ンズ群１５２、１５３を出射する際に小さくなってＰＢ
Ｓ１９１に入射するので、図１０乃至図１１に示したよ
うな従来例のようにＰＢＳ１９１を反射型ＳＬＭ１４Ｒ
とフーリェ変換レンズ群１５の第１レンズ群間に配置す
る場合よりも、高い消光比を実現できる。
【００８２】また、ＰＢＳ１９２もＰＢＳ１９１直後に
配置されているため、入射する光束の入射角は小さいの
で高い消光比で機能する。
配置されているため、入射する光束の入射角は小さいの
で高い消光比で機能する。
【００８３】また、図２に示したような構成にすると、
コリメータレンズ群１３のレンズ群１３２と１３３は、
それぞれフーリェ変換レンズ群１５の第２レンズ群１５
２と第１レンズ群１５１として機能し、更に、フーリェ
変換レンズ群１５のレンズ群１５３は、逆フーリェ変換
レンズ群１７のレンズ群１７１として機能する。
コリメータレンズ群１３のレンズ群１３２と１３３は、
それぞれフーリェ変換レンズ群１５の第２レンズ群１５
２と第１レンズ群１５１として機能し、更に、フーリェ
変換レンズ群１５のレンズ群１５３は、逆フーリェ変換
レンズ群１７のレンズ群１７１として機能する。
【００８４】この結果、コリメータレンズ群１３、フー
リェ変換レンズ群１５、逆フーリェ変換レンズ群１７を
それぞれ別々に用意する場合に比べ、必要となるレンズ
素子を減らすことが可能となる。
リェ変換レンズ群１５、逆フーリェ変換レンズ群１７を
それぞれ別々に用意する場合に比べ、必要となるレンズ
素子を減らすことが可能となる。
【００８５】（第３実施形態）この第３実施形態による
光情報処理装置は、上記第３の課題で述べたように、フ
ィルタ表示用の反射型ＳＬＭによって生じる回折光の影
響を防ぐために、以下の式（１）、（２）を満足するこ
とを特徴とする。
光情報処理装置は、上記第３の課題で述べたように、フ
ィルタ表示用の反射型ＳＬＭによって生じる回折光の影
響を防ぐために、以下の式（１）、（２）を満足するこ
とを特徴とする。
【００８６】 φｍｉｎ（＋）＞θｍａｘ、 …（１） φｍａｘ（−）＜θｍｉｎ …（２） ここで、θｍａｘ、θｍｉｎは、それぞれ、入力画像１
４１を表示するＳＬＭから発生する回折光の同一の周波
数成分の光束がフーリェ変換レンズ群を透過後に集光す
る際の最大の角と、最小の角を表している。
４１を表示するＳＬＭから発生する回折光の同一の周波
数成分の光束がフーリェ変換レンズ群を透過後に集光す
る際の最大の角と、最小の角を表している。
【００８７】また、φｍｉｎ（＋）、φｍａｘ（−）
は、それぞれ、θｍｉｎの＋１次の回折光と、θｍａｘ
の−１次の回折光の光軸に対する角度を示している。
は、それぞれ、θｍｉｎの＋１次の回折光と、θｍａｘ
の−１次の回折光の光軸に対する角度を示している。
【００８８】図１２では、反射型ＳＬＭ１６にて発生す
る−１次、０次、＋１次の回折光によって生じる処理結
果像１８１０、１８１ｐ、１８１ｍが重なった例を示し
ている。
る−１次、０次、＋１次の回折光によって生じる処理結
果像１８１０、１８１ｐ、１８１ｍが重なった例を示し
ている。
【００８９】図４は、−１次、０次、＋１次の回折光に
よつて生じる処理結果像１８１０、１８１ｐ、１８１ｍ
が互いに重なり合わない揚合を示している。
よつて生じる処理結果像１８１０、１８１ｐ、１８１ｍ
が互いに重なり合わない揚合を示している。
【００９０】図４中、フーリェ変換レンズ群１５によっ
て集光する光束をＰＯＱで表す。
て集光する光束をＰＯＱで表す。
【００９１】これは入力画像１４１の同一の空間周波数
に起因する回折光を表している。
に起因する回折光を表している。
【００９２】この回折光ＰＯＱが反射型ＳＬＭ１６によ
って更に回折を受けるとき、その＋１次、０次、−１次
回折光をそれぞれ、図４中、ＰｐＯＱｐ、Ｐ′ＯＱ′、
ＰｍＯＱｍで表す。
って更に回折を受けるとき、その＋１次、０次、−１次
回折光をそれぞれ、図４中、ＰｐＯＱｐ、Ｐ′ＯＱ′、
ＰｍＯＱｍで表す。
【００９３】また、図４中、ＰＯＱと、Ｐ′ＯＱ′の主
光線をＣＣ′をし、角ＱＯＣ＝θｍａｘ＞０、角ＰＯＣ
＝θｍｉｎ＜０とする。
光線をＣＣ′をし、角ＱＯＣ＝θｍａｘ＞０、角ＰＯＣ
＝θｍｉｎ＜０とする。
【００９４】但し、角度の正負は、光線を光軸に向けて
回転させたときに時計回りのとき正、反時計回りのとき
負とする。
回転させたときに時計回りのとき正、反時計回りのとき
負とする。
【００９５】このルールに従うと、角Ｑ′ＯＣ′＝θｍ
ａｘとなり、角Ｐ′ＯＣ＝θｍｉｎとなる。
ａｘとなり、角Ｐ′ＯＣ＝θｍｉｎとなる。
【００９６】図４より、逆フーリェ変換レンズ群１７の
後側焦平面ＦＢでそれぞれの回折光による処理結果像１
８１０、１８１ｐ、１８１ｍが重ならないためには、入
射角θｍｉｎの＋１次の回折光の角度φｍｉｎ（＋）＝
角ＰｐＯＣ′と、入射角θｍａｘの−１次の回折光の角
度φｍａｘ（−）＝角ＱｍＯＣ′がそれぞれ式（１）、
（２）を満足すればよいことがわかる。
後側焦平面ＦＢでそれぞれの回折光による処理結果像１
８１０、１８１ｐ、１８１ｍが重ならないためには、入
射角θｍｉｎの＋１次の回折光の角度φｍｉｎ（＋）＝
角ＰｐＯＣ′と、入射角θｍａｘの−１次の回折光の角
度φｍａｘ（−）＝角ＱｍＯＣ′がそれぞれ式（１）、
（２）を満足すればよいことがわかる。
【００９７】ここで、θｍａｘ（＝−θｍｉｎ）は、入
力画像１４１のサイズ２ｒとフーリェ変換レンズ群１５
の焦点距離ｆFLとから、θｍａｘ＝−θｍｉｎ＝ｔａｎ
-1（ｒ／ｆFL）と求められる。
力画像１４１のサイズ２ｒとフーリェ変換レンズ群１５
の焦点距離ｆFLとから、θｍａｘ＝−θｍｉｎ＝ｔａｎ
-1（ｒ／ｆFL）と求められる。
【００９８】また、φｍｉｎ（＋）とφｍａｘ（−）
は、以下の式 ｓｉｎφｍｉｎ（＋）＝ｓｉｎθｍｉｎ＋（λ／
ｄ2 ）、 ｓｉｎφｍａｘ（−）＝ｓｉｎθｍａｘ−（λ／ｄ2 ） から得られる。
は、以下の式 ｓｉｎφｍｉｎ（＋）＝ｓｉｎθｍｉｎ＋（λ／
ｄ2 ）、 ｓｉｎφｍａｘ（−）＝ｓｉｎθｍａｘ−（λ／ｄ2 ） から得られる。
【００９９】但し、λは使用波長であり、ｄ2 は反射型
ＳＬＭ１６のピクセルのピッチ間隔である。
ＳＬＭ１６のピクセルのピッチ間隔である。
【０１００】従って、式（１）、（２）を満足するよう
にフーリェ変換レンズ群１５の焦点距離ｆFLを決めるこ
とにより、フィルタ表示用の反射型ＳＬＭ１６によって
発生する０次以外の回折光の影響をほとんど取り除くこ
とが可能で、正確な処理結果像１８１が得られる。
にフーリェ変換レンズ群１５の焦点距離ｆFLを決めるこ
とにより、フィルタ表示用の反射型ＳＬＭ１６によって
発生する０次以外の回折光の影響をほとんど取り除くこ
とが可能で、正確な処理結果像１８１が得られる。
【０１０１】（実施例）以下に実施例を示す。
【０１０２】各実施例における光学系の曲率半径、面間
隔、屈折率に関するデータをそれぞれの表１乃至３にて
少数第３位まで示す。
隔、屈折率に関するデータをそれぞれの表１乃至３にて
少数第３位まで示す。
【０１０３】但し、フーリェ変換レンズ群１５と逆フー
リェ変換レンズ群１７のデータのみとする。
リェ変換レンズ群１７のデータのみとする。
【０１０４】各表中のＦＦ、ＩＦＢはそれぞれフーリェ
変換レンズ群１５の前側焦平面、逆フーリェ変換レンズ
群Ｉ７の後側焦平面を表している。
変換レンズ群１５の前側焦平面、逆フーリェ変換レンズ
群Ｉ７の後側焦平面を表している。
【０１０５】また、曲率半径と面間隔は、フーリェ変換
レンズ群１５の焦点距離ｆFLで規格化した値で、面間隔
の符号の変化は反射を表す。
レンズ群１５の焦点距離ｆFLで規格化した値で、面間隔
の符号の変化は反射を表す。
【０１０６】（実施例１）この実施例１は、上述した第
１実施形態を実現するための例である。
１実施形態を実現するための例である。
【０１０７】図５は、この実施例１による光情報処理装
置を示している。
置を示している。
【０１０８】コヒーレント光源１０から出射される光束
は、コリメータレンズ群１３の前側焦平面ＣＦに配置さ
れるスペイシャルフィルタ１２上に集光レンズ１１で集
光されることにより、乱れた波面成分が除去される。
は、コリメータレンズ群１３の前側焦平面ＣＦに配置さ
れるスペイシャルフィルタ１２上に集光レンズ１１で集
光されることにより、乱れた波面成分が除去される。
【０１０９】このスペイシャルフィルタ１２を透過した
光束は、コリメータレンズ群１３に入射してコリメータ
光となる。
光束は、コリメータレンズ群１３に入射してコリメータ
光となる。
【０１１０】尚、図５では、ミラ−２０により光軸が９
０度曲げられ、光学系全体が一方向に長くなることを防
いでいる。
０度曲げられ、光学系全体が一方向に長くなることを防
いでいる。
【０１１１】上記コリメータ光は、透過型ＳＬＭ１４Ｔ
に入射して、入力画像１４１（図９参照）の情報を読み
出す。
に入射して、入力画像１４１（図９参照）の情報を読み
出す。
【０１１２】その際、透過型ＳＬＭ１４Ｔでは、入力画
像１４１の情報を持った光束はＳ偏光に変調される。
像１４１の情報を持った光束はＳ偏光に変調される。
【０１１３】これにより、この入力画像１４１の情報を
持った光束は、ＰＢＳ１９２の反射面１９２Ｒで反射し
た後、フーリェ変換レンズ群１５の後側焦平面ＦＢ付近
に配置される反射型ＳＬＭ１６上に入力画像１４１のフ
ーリェ変換像１６１（図９参照）を形成する。
持った光束は、ＰＢＳ１９２の反射面１９２Ｒで反射し
た後、フーリェ変換レンズ群１５の後側焦平面ＦＢ付近
に配置される反射型ＳＬＭ１６上に入力画像１４１のフ
ーリェ変換像１６１（図９参照）を形成する。
【０１１４】そして、反射型ＳＬＭ１６上に表示される
フィルタ１６２によって反射時にフィルタリングが行わ
れ、逆フーリェ変換レンズ群１７によって処理結果像１
８１（図９参照）が撮像素子１８に得られる。
フィルタ１６２によって反射時にフィルタリングが行わ
れ、逆フーリェ変換レンズ群１７によって処理結果像１
８１（図９参照）が撮像素子１８に得られる。
【０１１５】この際、処理結果像１８１に関する光束が
ＰＢＳ１９２の反射面１９２Ｒで反射しないように、反
射型ＳＬＭ１６での反射時にＰ偏光へ変調される。
ＰＢＳ１９２の反射面１９２Ｒで反射しないように、反
射型ＳＬＭ１６での反射時にＰ偏光へ変調される。
【０１１６】ここで、フーリェ変換レンズ群１５はいず
れも正のパワーをもつ、接合のレンズ群１５１、１５２
の間にＰＢＳ１９２を配置する構成となっている。
れも正のパワーをもつ、接合のレンズ群１５１、１５２
の間にＰＢＳ１９２を配置する構成となっている。
【０１１７】つまり、透過型ＳＬＭ１４Ｔから発してく
る同じ空間周波数に起因する光束は、レンズ群１５１に
入射する直前まで平行な光束として伝搬するが、レンズ
群１５１、１５２によって２段階に集光される。
る同じ空間周波数に起因する光束は、レンズ群１５１に
入射する直前まで平行な光束として伝搬するが、レンズ
群１５１、１５２によって２段階に集光される。
【０１１８】ここで、この光束の角度は、レンズ群１５
１透過直後の方が、レンズ群１５２透過直後よりも小さ
い。
１透過直後の方が、レンズ群１５２透過直後よりも小さ
い。
【０１１９】従つて、ＰＢＳ１９２を、レンズ群１５１
とレンズ群１５２の間に配置すれば、レンズ群１５２と
反射型ＳＬＭ１６の間に配置するよりも高い消光比が実
現でき、正確な処理結果が求められる。
とレンズ群１５２の間に配置すれば、レンズ群１５２と
反射型ＳＬＭ１６の間に配置するよりも高い消光比が実
現でき、正確な処理結果が求められる。
【０１２０】更に、フーリェ変換レンズ群１５の最終レ
ンズ群１５２が逆フーリェ変換レンズ群１７の第１レン
ズ群として機能するため、光情報処理装置に必要となる
レンズ素子を減らすことが可能となる。
ンズ群１５２が逆フーリェ変換レンズ群１７の第１レン
ズ群として機能するため、光情報処理装置に必要となる
レンズ素子を減らすことが可能となる。
【０１２１】以下の表１に実施例１のレンズデータを示
す。
す。
【０１２２】
【表１】
【０１２３】（実施例２）この実施例２は、上述した第
１実施形態を実現するための例である。
１実施形態を実現するための例である。
【０１２４】図６は、実施例２による光情報処理装置を
示している。
示している。
【０１２５】コヒーレン卜光源１０から出射される光束
は、コリメータレンズ群１３の前側焦平面ＣＦに配置さ
れるスペイシャルフィルタ１２上に集光レンズ１１で集
光されることにより、その乱れた波面成分が除去され
る。
は、コリメータレンズ群１３の前側焦平面ＣＦに配置さ
れるスペイシャルフィルタ１２上に集光レンズ１１で集
光されることにより、その乱れた波面成分が除去され
る。
【０１２６】このスペイシャルフィルタ１２を透過した
光束は、コリメータレンズ群１３に入射してコリメータ
光となる。
光束は、コリメータレンズ群１３に入射してコリメータ
光となる。
【０１２７】尚、図６では、ミラ−２０により光軸が９
０度曲げられ、光学系全体が一方向に長くなることを防
いでいる。
０度曲げられ、光学系全体が一方向に長くなることを防
いでいる。
【０１２８】上記コリメータ光は、透過型ＳＬＭ１４Ｔ
に入射して、入力画像１４１（図９参照）の情報を読み
出す。
に入射して、入力画像１４１（図９参照）の情報を読み
出す。
【０１２９】その際、透過型ＳＬＭ１４Ｔでは、入力画
像１４１の情報を持った光束はＰ偏光に変調される。
像１４１の情報を持った光束はＰ偏光に変調される。
【０１３０】この結果、この入力画像１４１の情報を持
った光束は、ＰＢＳ１９２の反射面１９２Ｒで反射する
ことなく、フーリェ変換レンズ群１５の後側焦平面ＦＢ
付近に配置される反射型ＳＬＭ１６上に入力画像１４１
のフーリェ変換像１６１（図９参照）を形成する。
った光束は、ＰＢＳ１９２の反射面１９２Ｒで反射する
ことなく、フーリェ変換レンズ群１５の後側焦平面ＦＢ
付近に配置される反射型ＳＬＭ１６上に入力画像１４１
のフーリェ変換像１６１（図９参照）を形成する。
【０１３１】そして、反射型ＳＬＭ１６上に表示される
フィルタ１６２によって反射時にフィルタリングが行わ
れ、逆フーリェ変換レンズ群１７によって処理結果像１
８１（図９参照）が撮像素子１８に得られる。
フィルタ１６２によって反射時にフィルタリングが行わ
れ、逆フーリェ変換レンズ群１７によって処理結果像１
８１（図９参照）が撮像素子１８に得られる。
【０１３２】この際、処理結果像１８１に関する光束が
ＰＢＳ１９２の反射面１９２Ｒで反射するように、反射
型ＳＬＭ１６での反射時にＳ偏光へ変調される。
ＰＢＳ１９２の反射面１９２Ｒで反射するように、反射
型ＳＬＭ１６での反射時にＳ偏光へ変調される。
【０１３３】ここで、フーリェ変換レンズ群１５は、参
照符号１５１、１５２、１５３、１５４で示す４群のレ
ンズ群で構成される。
照符号１５１、１５２、１５３、１５４で示す４群のレ
ンズ群で構成される。
【０１３４】また、逆フーリェ変換レンズ群１７も参照
符号１７１、１７２、１７３、１７４で示す４群のレン
ズ群で構成される。
符号１７１、１７２、１７３、１７４で示す４群のレン
ズ群で構成される。
【０１３５】ここで、ＰＢＳ１９２はフーリェ変換レン
ズ群１５のレンズ群１５２、１５３間に配置されている
ため、フーリェ変換レンズ群１５のレンズ群１５３、１
５４は逆フーリェ変換レンズ群１７のレンズ群１７２、
１７１として作用する。
ズ群１５のレンズ群１５２、１５３間に配置されている
ため、フーリェ変換レンズ群１５のレンズ群１５３、１
５４は逆フーリェ変換レンズ群１７のレンズ群１７２、
１７１として作用する。
【０１３６】これにより、フーリェ変換レンズ群１５と
逆フーリェ変換レンズ群１７を独立に４群構成とし、偏
光ビームスプリッタ１９２をフーリェ変換レンズ群１５
の最終レンズ群１５４と反射型ＳＬＭ１６間に配置した
場合に、全部で８群のレンズ素子が必要となるのに対
し、共通に使われる２群分だけレンズ素子数を減らすこ
とが可能となる。
逆フーリェ変換レンズ群１７を独立に４群構成とし、偏
光ビームスプリッタ１９２をフーリェ変換レンズ群１５
の最終レンズ群１５４と反射型ＳＬＭ１６間に配置した
場合に、全部で８群のレンズ素子が必要となるのに対
し、共通に使われる２群分だけレンズ素子数を減らすこ
とが可能となる。
【０１３７】また、フーリェエ変換レンズ群１５のレン
ズ群１５２と１５３の間の光束の方が、レンズ群１５４
と反射型ＳＬＩＭ１６間の光束よりも、光軸に対する角
度が小さい。
ズ群１５２と１５３の間の光束の方が、レンズ群１５４
と反射型ＳＬＩＭ１６間の光束よりも、光軸に対する角
度が小さい。
【０１３８】このため、ＰＢＳ１９２は、最終レンズ群
１５４と反射型ＳＬＭ１６の間に置かれるよりも、高い
消光比で機能するので、精度の高いフィルタリングを実
行することが可能となる。
１５４と反射型ＳＬＭ１６の間に置かれるよりも、高い
消光比で機能するので、精度の高いフィルタリングを実
行することが可能となる。
【０１３９】以下の表２に実施例２のレンズデータを示
す。
す。
【０１４０】
【表２】
【０１４１】（実施例３）この実施例３では、上述した
第１乃至第３実施形態を実現するための例を示してい
る。
第１乃至第３実施形態を実現するための例を示してい
る。
【０１４２】使用する反射型ＳＬＭ１４Ｒに表示する入
力画像１４１のサイズを２ｒ＝１９．５５ｍｍ、反射型
ＳＬＭ１６のピクセルサイズをｄ2 ＝１３．５μｍとす
る。
力画像１４１のサイズを２ｒ＝１９．５５ｍｍ、反射型
ＳＬＭ１６のピクセルサイズをｄ2 ＝１３．５μｍとす
る。
【０１４３】この仕様から、式（１）と（２）を満足す
るためのフーリェ変換レンズ群１５の焦点距離ｆFLを求
めると、図７に示すように、２７２．４４ｍｍ以上であ
ればよいことがわかる。
るためのフーリェ変換レンズ群１５の焦点距離ｆFLを求
めると、図７に示すように、２７２．４４ｍｍ以上であ
ればよいことがわかる。
【０１４４】但し、図７中ではθｍｉｎ（＋）とθｍａ
ｘについてのみ示している。
ｘについてのみ示している。
【０１４５】これは、図４に示した反射型ＳＬＭ１６に
集光する光束が主光線ＣＣ′に関して対称であることか
ら、θｍａｘ（−）とθｍｉｎについても、図７中のθ
ｍｉｎ（＋）とθｍａｘと同様の結果が得られるため
に、図７ではθｍａｘ（−）とθｍｉｎとを省略してい
るものである。
集光する光束が主光線ＣＣ′に関して対称であることか
ら、θｍａｘ（−）とθｍｉｎについても、図７中のθ
ｍｉｎ（＋）とθｍａｘと同様の結果が得られるため
に、図７ではθｍａｘ（−）とθｍｉｎとを省略してい
るものである。
【０１４６】図８は、このようにして求められる反射型
ＳＬＭ１６による回折の影響をなくしたフーリェ変換レ
ンズ群１５を採用した実施例３による光情報処理装置を
示している。
ＳＬＭ１６による回折の影響をなくしたフーリェ変換レ
ンズ群１５を採用した実施例３による光情報処理装置を
示している。
【０１４７】コヒーレント光源１０から出射される光束
は、コリメータレンズ群１３の前側焦平面ＣＦに配置さ
れるスペイシャルフィルタ１２上に集光レンズ１１で集
光されることにより、その乱れた波面成分が除去され
る。
は、コリメータレンズ群１３の前側焦平面ＣＦに配置さ
れるスペイシャルフィルタ１２上に集光レンズ１１で集
光されることにより、その乱れた波面成分が除去され
る。
【０１４８】このスペイシャルフィルタ１２を透過した
光束の偏光をＰＢＳ１９１の反射面１９１Ｒで反射する
ようにＳ偏光としている。
光束の偏光をＰＢＳ１９１の反射面１９１Ｒで反射する
ようにＳ偏光としている。
【０１４９】次に、コリメータレンズ群１３を透過した
コリメータ光は、反射型ＳＬＭ１４Ｒに入射し、入力画
像１４１（図９参照）を読み出す。
コリメータ光は、反射型ＳＬＭ１４Ｒに入射し、入力画
像１４１（図９参照）を読み出す。
【０１５０】反射型ＳＬＭ１４Ｒでは読み出される入力
画像１４１の情報がＰ偏光となるように変調されるの
で、反射型ＳＬＭ１４Ｒからの反射光はＰＢＳ１９１と
１９２で反射することなく伝搬し、ＦＦ面付近に配置さ
れる撮像素子１８上にフーリェ変換像１６２（図９参
照）を形成する。
画像１４１の情報がＰ偏光となるように変調されるの
で、反射型ＳＬＭ１４Ｒからの反射光はＰＢＳ１９１と
１９２で反射することなく伝搬し、ＦＦ面付近に配置さ
れる撮像素子１８上にフーリェ変換像１６２（図９参
照）を形成する。
【０１５１】フーリェ変換レンズ群１５の第１レンズ群
１５１と第２レンズ群１５２は、それぞれコリメータレ
ンズ群１３の第２レンズ群１３３、第３レンズ群１３２
と共通である。
１５１と第２レンズ群１５２は、それぞれコリメータレ
ンズ群１３の第２レンズ群１３３、第３レンズ群１３２
と共通である。
【０１５２】また、フーリェ変換レンズ群１５のレンズ
群１５３、１５４、１５５は逆フーリェ変換レンズ群１
７の１７３、１７２、１７１として機能する。
群１５３、１５４、１５５は逆フーリェ変換レンズ群１
７の１７３、１７２、１７１として機能する。
【０１５３】この結果、コリメータレンズ群１３、フー
リェ変換レンズ群１５、逆フーリェ変換レンズ群１７を
別々に用意する場合に比べてレンズ群の数を減らすこと
が可能となる。
リェ変換レンズ群１５、逆フーリェ変換レンズ群１７を
別々に用意する場合に比べてレンズ群の数を減らすこと
が可能となる。
【０１５４】また、フーリェ変換レンズ群１５の第１レ
ンズ群１５１は負のパワー、第２レンズ群が正のパワー
で光束幅を広げるアフォーカル系に近い機能を持つの
で、反射型ＳＬＭ１４Ｒからの回折光の光軸に対する角
度は、レンズ群１５１、１５２を透過後に小さくなって
ＰＢＳ１９１に入射する。
ンズ群１５１は負のパワー、第２レンズ群が正のパワー
で光束幅を広げるアフォーカル系に近い機能を持つの
で、反射型ＳＬＭ１４Ｒからの回折光の光軸に対する角
度は、レンズ群１５１、１５２を透過後に小さくなって
ＰＢＳ１９１に入射する。
【０１５５】この結果、ＰＢＳ１９１の反射面１９１Ｒ
に対する光束の入射角は小さくなるため、従来の反射型
ＳＬＭ１４Ｒとフーリェ変換レンズ群１５の第１レンズ
群の間に配置する場合に比べて、ＰＢＳ１９１は高い消
光比で機能し、正確なフィルタリングが可能となる。
に対する光束の入射角は小さくなるため、従来の反射型
ＳＬＭ１４Ｒとフーリェ変換レンズ群１５の第１レンズ
群の間に配置する場合に比べて、ＰＢＳ１９１は高い消
光比で機能し、正確なフィルタリングが可能となる。
【０１５６】また、ＰＢＳ１９２についても、これと同
様に良好な偏光特性で機能する。
様に良好な偏光特性で機能する。
【０１５７】尚、図８では、ミラ−２０、２１により光
軸が９０度曲げられ、光学系全体が一方向に長くなるこ
とを防いでいる。
軸が９０度曲げられ、光学系全体が一方向に長くなるこ
とを防いでいる。
【０１５８】以下の表３に実施例３のレンズデータを示
す。
す。
【０１５９】
【表３】
【０１６０】そして、上述したような実施の形態で示し
た本明細書には、特許請求の範囲に示した請求項１乃至
３以外にも、以下に付記１乃至付記１１として示すよう
な発明が含まれている。
た本明細書には、特許請求の範囲に示した請求項１乃至
３以外にも、以下に付記１乃至付記１１として示すよう
な発明が含まれている。
【０１６１】（付記１） コヒーレント光源と、光をコ
リメートするコリメート光学系と、入力画像を表示する
空間光変調器と、偏光ビームスプリッタと、光にフィル
タリングを施す反射型空間光変調器とを具備し、上記コ
ヒーレント光源よりの射出光を上記コリメート光学系と
上記空間変調器と上記偏光ビームスプリッタとを順に経
る入射光路で上記反射型空間光変調器に至らせ、上記反
射型空間光変調器よりの反射光を上記入射光路を逆進す
る反射光路で上記偏光ビームスプリッタに至らせ、上記
偏光ビームスプリッタで入射光路と反射光路を分離する
光情報処理装置であり、上記偏光ビームスプリッタと上
記反射型空間光変調器間の光路中に、入射光に対するフ
ーリェ変換光学系の少なくとも一部であり、かつ、反射
光に対する逆フーリェ変換光学系の少なくとも一部でも
ある共用光学系を配置したことを特徴とする光情報処理
装置。
リメートするコリメート光学系と、入力画像を表示する
空間光変調器と、偏光ビームスプリッタと、光にフィル
タリングを施す反射型空間光変調器とを具備し、上記コ
ヒーレント光源よりの射出光を上記コリメート光学系と
上記空間変調器と上記偏光ビームスプリッタとを順に経
る入射光路で上記反射型空間光変調器に至らせ、上記反
射型空間光変調器よりの反射光を上記入射光路を逆進す
る反射光路で上記偏光ビームスプリッタに至らせ、上記
偏光ビームスプリッタで入射光路と反射光路を分離する
光情報処理装置であり、上記偏光ビームスプリッタと上
記反射型空間光変調器間の光路中に、入射光に対するフ
ーリェ変換光学系の少なくとも一部であり、かつ、反射
光に対する逆フーリェ変換光学系の少なくとも一部でも
ある共用光学系を配置したことを特徴とする光情報処理
装置。
【０１６２】（付記２） 上記空間変調器と上記偏光ビ
ームスプリッタとの間の入射光路中に更に第１の光学系
を具備し、上記第１の光学系と上記共用光学系とで上記
フーリェ変換光学系を構成することを特徴とする付記１
記載の光情報処理装置。
ームスプリッタとの間の入射光路中に更に第１の光学系
を具備し、上記第１の光学系と上記共用光学系とで上記
フーリェ変換光学系を構成することを特徴とする付記１
記載の光情報処理装置。
【０１６３】（付記３） 上記偏光ビームスプリッタよ
り射出する反射光路中に更に第２の光学系を具備し、上
記共用光学系と上記第２の光学系で上記逆フーリェ変換
光学系を構成することを特徴とする付記１または２記載
の光情報処理装置。
り射出する反射光路中に更に第２の光学系を具備し、上
記共用光学系と上記第２の光学系で上記逆フーリェ変換
光学系を構成することを特徴とする付記１または２記載
の光情報処理装置。
【０１６４】（付記４） コヒーレント光源と、偏光ビ
ームスプリッタと、入力画像を表示する反射型空間光変
調器とを具備し、上記コヒーレント光源よりの射出光を
上記偏光ビームスプリッタを経由する入射光路で上記反
射型空間光変調器に至らせ、上記反射型空間光変調器よ
りの反射光を上記入射光路を逆進する反射光路で上記偏
光ビームスプリッタに至らせ、上記偏光ビームスプリッ
タによって入射光路と反射光路を分離する光情報処理装
置であり、上記偏光ビームスプリッタと上記反射型空間
光変調器間の光路に、上記反射型空間光変調器側で光束
を絞るアフォーカル光学系を配置したことを特徴とする
光情報処理装置。
ームスプリッタと、入力画像を表示する反射型空間光変
調器とを具備し、上記コヒーレント光源よりの射出光を
上記偏光ビームスプリッタを経由する入射光路で上記反
射型空間光変調器に至らせ、上記反射型空間光変調器よ
りの反射光を上記入射光路を逆進する反射光路で上記偏
光ビームスプリッタに至らせ、上記偏光ビームスプリッ
タによって入射光路と反射光路を分離する光情報処理装
置であり、上記偏光ビームスプリッタと上記反射型空間
光変調器間の光路に、上記反射型空間光変調器側で光束
を絞るアフォーカル光学系を配置したことを特徴とする
光情報処理装置。
【０１６５】（付記５） 上記アフォーカル光学系は、
上記コヒーレント光源よりの光をコリメートするコリメ
ート光学系の少なくとも１部であり、かつ、上記反射光
に対するフーリェ変換光学系の少なくとも一部であるこ
とを特徴とする付記４記載の光情報処理装置。
上記コヒーレント光源よりの光をコリメートするコリメ
ート光学系の少なくとも１部であり、かつ、上記反射光
に対するフーリェ変換光学系の少なくとも一部であるこ
とを特徴とする付記４記載の光情報処理装置。
【０１６６】（付記６） 偏光ビームスプリッタと、反
射型空間光変調器とを具備し、上記偏光ビームスプリッ
タを経由して上記反射型空間光変調器に至る入射光路で
入射光を上記反射型空間光変調器に至らせ、上記反射型
空間光変調器よりの反射光を上記入射光路を逆進する反
射光路で上記偏光ビームスプリッタに至らせ、上記偏光
ビームスプリッタによって入射光路と反射光路を分離す
る光情報処理装置であり、上記反射光の０次回折光成分
と、±１次回折光成分が、空間的に重複しないように構
成されていることを特徴とする光情報処理装置。
射型空間光変調器とを具備し、上記偏光ビームスプリッ
タを経由して上記反射型空間光変調器に至る入射光路で
入射光を上記反射型空間光変調器に至らせ、上記反射型
空間光変調器よりの反射光を上記入射光路を逆進する反
射光路で上記偏光ビームスプリッタに至らせ、上記偏光
ビームスプリッタによって入射光路と反射光路を分離す
る光情報処理装置であり、上記反射光の０次回折光成分
と、±１次回折光成分が、空間的に重複しないように構
成されていることを特徴とする光情報処理装置。
【０１６７】（付記７） 少なくともコヒーレント光源
と、上記コヒーレント光源からの光をコリメートするコ
リメータ光学系と、入力画像を表示する空間光変調器
と、上記空間光変調器からの光をフーリェ変換する２群
以上のレンズ群で構成されるフーリェ変換レンズ群と、
上記フーリェ変換レンズ群によって得られるフーリェ変
換像に対してフィルタリングを行うための反射型空間光
変調器と、逆フーリェ変換レンズ群と、偏光ビームスプ
リッタとによって構成され、上記偏光ビームスプリッタ
が上記フーリェ変換レンズ群の最終レンズ群よりも入射
側に配置され、上記フーリェ変換レンズ群の最終レンズ
群が上記逆フーリェ変換レンズ群の全体もしくは一部の
レンズ群としての機能を有することを特徴とする光情報
処理装置。
と、上記コヒーレント光源からの光をコリメートするコ
リメータ光学系と、入力画像を表示する空間光変調器
と、上記空間光変調器からの光をフーリェ変換する２群
以上のレンズ群で構成されるフーリェ変換レンズ群と、
上記フーリェ変換レンズ群によって得られるフーリェ変
換像に対してフィルタリングを行うための反射型空間光
変調器と、逆フーリェ変換レンズ群と、偏光ビームスプ
リッタとによって構成され、上記偏光ビームスプリッタ
が上記フーリェ変換レンズ群の最終レンズ群よりも入射
側に配置され、上記フーリェ変換レンズ群の最終レンズ
群が上記逆フーリェ変換レンズ群の全体もしくは一部の
レンズ群としての機能を有することを特徴とする光情報
処理装置。
【０１６８】（付記８） 少なくともコヒーレント光源
と、上記コヒーレント光源からの光をコリメートするコ
リメータレンズ群と、入力画像を表示する空間光変調器
と、上記空間光変調器からの光をフーリェ変換する、３
群以上のレンズ群で構成されるフーリェ変換レンズ群
と、上記フーリェ変換レンズ群によって得られるフーリ
ェ変換像に対してフィルタリングを行うための反射型空
間光変調器と、逆フーリェ変換レンズ群と、第１および
第２の偏光ビームスプリッタとによって構成され、上記
第１の偏光ビームスプリッタを上記コリメータレンズ群
の第１レンズ群と最終レンズ群間に配置することによ
り、上記コリメートレンズ群の全部もしくは一部のレン
ズ群が、上記フーリェ変換レンズ群のレンズ群としての
機能を有し、上記第２の偏光ビームスプリッタを上記フ
ーリェ変換レンズ群の最終レンズ群よりも入射側に配置
することにより、上記フーリェ変換レンズ群の最終レン
ズ群が、上記逆フーリェ変換レンズ群の全体もしくは一
部としての機能を有することを特徴とする光情報処理装
置。
と、上記コヒーレント光源からの光をコリメートするコ
リメータレンズ群と、入力画像を表示する空間光変調器
と、上記空間光変調器からの光をフーリェ変換する、３
群以上のレンズ群で構成されるフーリェ変換レンズ群
と、上記フーリェ変換レンズ群によって得られるフーリ
ェ変換像に対してフィルタリングを行うための反射型空
間光変調器と、逆フーリェ変換レンズ群と、第１および
第２の偏光ビームスプリッタとによって構成され、上記
第１の偏光ビームスプリッタを上記コリメータレンズ群
の第１レンズ群と最終レンズ群間に配置することによ
り、上記コリメートレンズ群の全部もしくは一部のレン
ズ群が、上記フーリェ変換レンズ群のレンズ群としての
機能を有し、上記第２の偏光ビームスプリッタを上記フ
ーリェ変換レンズ群の最終レンズ群よりも入射側に配置
することにより、上記フーリェ変換レンズ群の最終レン
ズ群が、上記逆フーリェ変換レンズ群の全体もしくは一
部としての機能を有することを特徴とする光情報処理装
置。
【０１６９】（付記９）以下の式（１）、（２） φｍｉｎ（＋）＞θｍａｘ …（１） φｍａｘ（−）＜θｍｉｎ …（２） （ここで、θｍａｘ、θｍｉｎはそれぞれ、上記空間光
変調器から発生する回折光の同一の周波数成分の光束
が、上記フーリェ変換レンズ群を透過後に集光する際の
最大の角と、最小の角とを表し、φｍｉｎ（＋）、φｍ
ａｘ（−）はそれぞれ、θｍｉｎの＋１次の回折光と、
θｍａｘの−１次の回折光の光軸に対する角度を示す）
を満足することを特徴とする付記７または８記載の光情
報処理装置。
変調器から発生する回折光の同一の周波数成分の光束
が、上記フーリェ変換レンズ群を透過後に集光する際の
最大の角と、最小の角とを表し、φｍｉｎ（＋）、φｍ
ａｘ（−）はそれぞれ、θｍｉｎの＋１次の回折光と、
θｍａｘの−１次の回折光の光軸に対する角度を示す）
を満足することを特徴とする付記７または８記載の光情
報処理装置。
【０１７０】（付記１０） 上記フーリェ変換レンズ群
の第１、２レンズ群が、上記入力画像を表示する上記空
間光変調器と上記偏光ビームスプリッタとの間に配置さ
れ、ほぼアフォーカル系として機能することを特徴とし
た付記７乃至９記載の光情報処理装置。
の第１、２レンズ群が、上記入力画像を表示する上記空
間光変調器と上記偏光ビームスプリッタとの間に配置さ
れ、ほぼアフォーカル系として機能することを特徴とし
た付記７乃至９記載の光情報処理装置。
【０１７１】（付記１１） 上記フーリェ変換レンズ群
の第１、第２レンズ群がそれぞれ負、正のパワーを有し
て、上記入力画像を表示する上記空間光変調器と上記偏
光ビームスプリッタとの間に配置され、ほぼアフォーカ
ル系として機能することを特徴とした付記７乃至９記載
の光情報処理装置。
の第１、第２レンズ群がそれぞれ負、正のパワーを有し
て、上記入力画像を表示する上記空間光変調器と上記偏
光ビームスプリッタとの間に配置され、ほぼアフォーカ
ル系として機能することを特徴とした付記７乃至９記載
の光情報処理装置。
【０１７２】
【発明の効果】従って、以上説明したように、本発明に
よれば、反射型ＳＬＭをフィルタ表示として用いた場合
において、大容量の画像に対して、相関、コンボルーシ
ョン、種々のフィルタリング等の種々の光情報処理を高
精度に実行することができ、かつ、必要となる構成要素
を少なくすることが可能な光情報処理装置を提供するこ
とができる。
よれば、反射型ＳＬＭをフィルタ表示として用いた場合
において、大容量の画像に対して、相関、コンボルーシ
ョン、種々のフィルタリング等の種々の光情報処理を高
精度に実行することができ、かつ、必要となる構成要素
を少なくすることが可能な光情報処理装置を提供するこ
とができる。
【図１】図１は、本発明に基づく第１実施形態による光
情報処理装置の構成を説明する図である。
情報処理装置の構成を説明する図である。
【図２】図２は、本発明に基づく第２実施形態による光
情報処理装置の構成を説明する図である。
情報処理装置の構成を説明する図である。
【図３】図３は、本発明に基づく第２実施形態における
アフォーカル光学系を説明する図である。
アフォーカル光学系を説明する図である。
【図４】図４は、本発明に基づく第３実施形態による光
情報処理装置の構成を説明する図である。
情報処理装置の構成を説明する図である。
【図５】図５は、本発明に基づく実施例１を説明する図
である。
である。
【図６】図６は、本発明に基づく実施例２を説明する図
である。
である。
【図７】図７は、本発明に基づく実施例３に用いるフー
リェ変換レンズ群１５の焦点距離を求めるグラフであ
る。
リェ変換レンズ群１５の焦点距離を求めるグラフであ
る。
【図８】図８は、本発明に基づく実施例３を説明する図
である。
である。
【図９】図９は、透過型ＳＬＭと反射型ＳＬＭをそれぞ
れ入力画像表示とフィルタ表示に用いた場合の従来技術
として、最も一般的な光情報処理装置用光学系の構成を
示す図である。
れ入力画像表示とフィルタ表示に用いた場合の従来技術
として、最も一般的な光情報処理装置用光学系の構成を
示す図である。
【図１０】図１０は、反射型ＳＬＭを入力画像表示とフ
ィルタ表示に用いた場合の従来技術である光情報処理装
置用光学系の構成を示す図てある。
ィルタ表示に用いた場合の従来技術である光情報処理装
置用光学系の構成を示す図てある。
【図１１】図１１は、反射型ＳＬＭを入力画像表示とフ
ィルタ表示に用いた場合の従来技術である光情報処理装
置用光学系の構成を示す図である
ィルタ表示に用いた場合の従来技術である光情報処理装
置用光学系の構成を示す図である
【図１２】図１２は反射型ＳＬＭをフィルタ表示に用い
た場合の従来技術である光情報処理装置用光学系の問題
点を説明する図である。
た場合の従来技術である光情報処理装置用光学系の問題
点を説明する図である。
１０：コヒーレント光源、 １１：集光レンズ、 １２：スペイシャルフィルタ、 １３：コリメータレンズ群、 １３１〜１３３：コリメータレンズ群１３の各レンズ
群、 １４：入力画像表示用空間光変調器（ＳＬＭ）、 １４１：入力画像、 １４Ｔ：入力画像表示用透過型ＳＬＭ、 １４Ｒ：入力画像表示用反射型ＳＬＭ、 １５：フーリェ変換レンズ群、 １５１〜１５５：フーリェ変換レンズ群１５の各レンズ
群、 １６：フィルタ表示用反射型ＳＬＭ、 １６２：フーリェ変換像、 １７：逆フーリェ変換レンズ群、 １７１〜１７５：逆フーリェ変換レンズ群１７の各レン
ズ群、 １８：撮像素子、 １８１：処理結果像、 １９１：偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）、 １９２：偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）、 １９１Ｒ：偏光ビームスプリッタ１９１の反射面、 １９２Ｒ：偏光ビームスプリッタ１９２の反射面、 ２０：ミラー、 ２１：ミラー。
群、 １４：入力画像表示用空間光変調器（ＳＬＭ）、 １４１：入力画像、 １４Ｔ：入力画像表示用透過型ＳＬＭ、 １４Ｒ：入力画像表示用反射型ＳＬＭ、 １５：フーリェ変換レンズ群、 １５１〜１５５：フーリェ変換レンズ群１５の各レンズ
群、 １６：フィルタ表示用反射型ＳＬＭ、 １６２：フーリェ変換像、 １７：逆フーリェ変換レンズ群、 １７１〜１７５：逆フーリェ変換レンズ群１７の各レン
ズ群、 １８：撮像素子、 １８１：処理結果像、 １９１：偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）、 １９２：偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）、 １９１Ｒ：偏光ビームスプリッタ１９１の反射面、 １９２Ｒ：偏光ビームスプリッタ１９２の反射面、 ２０：ミラー、 ２１：ミラー。
Claims (3)
- 【請求項１】 コヒーレント光源と、 光をコリメートするコリメート光学系と、 入力画像を表示する空間光変調器と、 偏光ビームスプリッタと、 光にフィルタリングを施す反射型空間光変調器とを具備
し、 上記コヒーレント光源よりの射出光を上記コリメート光
学系と上記空間変調器と上記偏光ビームスプリッタとを
順に経る入射光路で上記反射型空間光変調器に至らせ、
上記反射型空間光変調器よりの反射光を上記入射光路を
逆進する反射光路で上記偏光ビームスプリッタに至ら
せ、上記偏光ビームスプリッタによって入射光路と反射
光路を分離する光情報処理装置であり、 上記偏光ビームスプリッタと上記反射型空間光変調器間
の光路中に、入射光に対するフーリェ変換光学系の少な
くとも一部であり、かつ、反射光に対する逆フーリェ変
換光学系の少なくとも一部でもある共用光学系を配置し
たことを特徴とする光情報処理装置。 - 【請求項２】 コヒーレント光源と、 偏光ビームスプリッタと、 入力画像を表示する反射型空間光変調器とを具備し、 上記コヒーレント光源よりの射出光を上記偏光ビームス
プリッタを経由する入射光路で上記反射型空間光変調器
に至らせ、上記反射型空問光変調器よりの反射光を上記
入射光路を逆進する反射光路で上記偏光ビームスプリッ
タに至らせ、上記偏光ビームスプリッタによって入射光
路と反射光路を分離する光情報処理装置であり、 上記偏光ビームスプリッタと上記反射型空間光変調器間
の光路に、上記反射型空間光変調器側で光束を絞るアフ
ォーカル光学系を配置したことを特徴とする光情報処理
装置。 - 【請求項３】 偏光ビームスプリッタと、 反射型空間光変調器とを具備し、 上記偏光ビームスプリッタを経由して上記反射型空間光
変調器に至る入射光路で入射光を上記反射型空間光変調
器に至らせ、上記反射型空間光変調器よりの反射光を上
記入射光路を逆進する反射光路で上記偏光ビームスプリ
ッタに至らせ、上記偏光ビームスプリッタによって入射
光路と反射光路を分離する光情報処理装置であり、 上記反射光の０次回折光成分と、±１次回折光成分と
が、空間的に重複しないように構成されていることを特
徴とする光情報処理装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32249699A JP2001142029A (ja) | 1999-11-12 | 1999-11-12 | 光情報処理装置 |
| US09/552,379 US6424449B1 (en) | 1999-04-19 | 2000-04-19 | Optical information processing apparatus for image processing using a reflection type spatial light modulator |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32249699A JP2001142029A (ja) | 1999-11-12 | 1999-11-12 | 光情報処理装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001142029A true JP2001142029A (ja) | 2001-05-25 |
Family
ID=18144304
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32249699A Withdrawn JP2001142029A (ja) | 1999-04-19 | 1999-11-12 | 光情報処理装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001142029A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006506604A (ja) * | 2002-01-18 | 2006-02-23 | ルック ダイナミックス，インコーポレイテッド | 画像の形状内容に関する半径方向および角配向または回転方向解析と照合のための装置および方法この特許出願は、１９９９年６月４日付で米国特許商標庁に出願された出願シリアル番号第０９／３２６，３６２の一部継続出願である２０００年３月２７日付け米国特許商標庁出願の出願シリアル番号０９／５３６，４２６の一部継続出願である。 |
| USRE42070E1 (en) | 2000-03-27 | 2011-01-25 | Look Dynamics, Inc. | Apparatus and method for radial and angular or rotational analysis of images for shape content and matching |
| US7988297B2 (en) | 2007-10-19 | 2011-08-02 | Look Dynamics, Inc. | Non-rigidly coupled, overlapping, non-feedback, optical systems for spatial filtering of fourier transform optical patterns and image shape content characterization |
| US9597928B2 (en) | 2002-11-01 | 2017-03-21 | Bridgestone Americas Tire Operations, Llc | Tire with tread pattern having pre-selected variations in lug stiffnesses to improve tire noise |
| US11410028B2 (en) | 2017-09-20 | 2022-08-09 | Look Dynamics, Inc. | Photonic neural network system |
-
1999
- 1999-11-12 JP JP32249699A patent/JP2001142029A/ja not_active Withdrawn
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| USRE42070E1 (en) | 2000-03-27 | 2011-01-25 | Look Dynamics, Inc. | Apparatus and method for radial and angular or rotational analysis of images for shape content and matching |
| JP2006506604A (ja) * | 2002-01-18 | 2006-02-23 | ルック ダイナミックス，インコーポレイテッド | 画像の形状内容に関する半径方向および角配向または回転方向解析と照合のための装置および方法この特許出願は、１９９９年６月４日付で米国特許商標庁に出願された出願シリアル番号第０９／３２６，３６２の一部継続出願である２０００年３月２７日付け米国特許商標庁出願の出願シリアル番号０９／５３６，４２６の一部継続出願である。 |
| US9597928B2 (en) | 2002-11-01 | 2017-03-21 | Bridgestone Americas Tire Operations, Llc | Tire with tread pattern having pre-selected variations in lug stiffnesses to improve tire noise |
| US7988297B2 (en) | 2007-10-19 | 2011-08-02 | Look Dynamics, Inc. | Non-rigidly coupled, overlapping, non-feedback, optical systems for spatial filtering of fourier transform optical patterns and image shape content characterization |
| US11410028B2 (en) | 2017-09-20 | 2022-08-09 | Look Dynamics, Inc. | Photonic neural network system |
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|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
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