JP2802124B2 - 光情報処理装置 - Google Patents
光情報処理装置Info
- Publication number
- JP2802124B2 JP2802124B2 JP1295893A JP29589389A JP2802124B2 JP 2802124 B2 JP2802124 B2 JP 2802124B2 JP 1295893 A JP1295893 A JP 1295893A JP 29589389 A JP29589389 A JP 29589389A JP 2802124 B2 JP2802124 B2 JP 2802124B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- liquid crystal
- crystal display
- type liquid
- lens
- angle
- 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
Links
Landscapes
- Closed-Circuit Television Systems (AREA)
- Control Of Position Or Direction (AREA)
- Image Analysis (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Holo Graphy (AREA)
- Manipulator (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、産業用ロボット等の視覚装置において、入
力画像の空間周波数領域におけるフィルタリング、特徴
抽出等の画像処理、あるいは複数の入力パターンから特
定の標準パターンと一致するものの識別を行う光情報処
理装置に関するものである。
力画像の空間周波数領域におけるフィルタリング、特徴
抽出等の画像処理、あるいは複数の入力パターンから特
定の標準パターンと一致するものの識別を行う光情報処
理装置に関するものである。
従来の技術 特願平１−17945号記載の光情報処理装置の例を第６
図を用いて説明する。第６図は従来の光情報処理装置の
平面図である。20はTVカメラ、21はTVカメラ20により撮
像された画像を表示する第１のTN型液晶ディスプレイ、
22は半導体レーザ、23は半導体レーザ22からの光を平行
光化するコリメータレンズ、24は第１のレンズであり第
１のTN型液晶ディスプレイ21はこの第１のレンズ24の前
側焦点面に配置されている。25は第２のTN型液晶ディス
プレイであり第１のレンズ24の後側焦点面に配置されて
いる、26は複数の標準パターンに対して第２のTN型液晶
ディスプレイ上の各絵素をサンプリング点として予め計
算されたフーリエ変換計算機ホログラムのデータ、すな
わち第２のTN型液晶ディスプレイ25の各絵素毎の透過率
に対応する印加電圧のデータを書き込んだリードオンリ
ーメモリ（以下、ROMと称す）、27は第２のレンズであ
りその前側焦点面に第２のTN型液晶ディスプレイ25が配
置されている。28は第２のレンズ27の後側焦点面に配置
された光電変換装置である。次に以上のように構成され
た従来の光情報処理装置について、その動作を第６図を
用いて以下に説明する。第１のTN型液晶ディスプレイ21
に表示された対象物体のパターンはコリメータレンズ23
により平行光化された半導体レーザ22からのコヒーレン
ト光により照射される。この第１のTN型液晶ディスプレ
イ21は、第１のレンズ24の前側焦点面に配置されている
ので、第１のレンズ24の後側焦点面すなわち、第２の液
相ディスプレイ25上に被測定物体の第１のレンズ24によ
り光学的に変換されたフーリエ変換像が形成される。こ
の時、第２のTN型液晶ディスプレイ25には、標準パター
ンのフーリエ変換像が、ROM26に書き込まれたデータが
入力信号となり第２のTN型液晶ディスプレイ25の各絵素
毎の透過率を空間的に変調することで、フーリエ変換計
算機ホログラムの形で表示される。従って、第１のTN型
液晶ディスプレイ21上に表示された対象物体のパターン
を、第１のレンズ24により光学的に変換したフーリエ変
換像と、標準パターンのフーリエ変換像が第２のTN型液
晶ディスプレイ25上で重畳される。また、この第２のTN
型液晶ディスプレイ25は、第２のレンズ27の前側焦点面
に配置されているので、対象物体のパターンと標準パタ
ーンの２つのフーリエ変換像の光学的積が第２のレンズ
27によりフーリエ逆変換される。もし、対象物体のパタ
ーンと標準パターンの第２の液晶ディスプレイ25上のフ
ーリエ変換像が一致した時すなわち両者が同一物体の
時、第２のレンズ27の後側焦点面に輝点が発生し、光電
変換手段28で検出される。このようにして、第２のTN型
液晶ディスプレイ25上に表示された計算機ホログラムよ
る光学的フィルタが、マッチトフィルタとして作用し、
光学的相関処理を行う光情報処理装置を実現できる。
図を用いて説明する。第６図は従来の光情報処理装置の
平面図である。20はTVカメラ、21はTVカメラ20により撮
像された画像を表示する第１のTN型液晶ディスプレイ、
22は半導体レーザ、23は半導体レーザ22からの光を平行
光化するコリメータレンズ、24は第１のレンズであり第
１のTN型液晶ディスプレイ21はこの第１のレンズ24の前
側焦点面に配置されている。25は第２のTN型液晶ディス
プレイであり第１のレンズ24の後側焦点面に配置されて
いる、26は複数の標準パターンに対して第２のTN型液晶
ディスプレイ上の各絵素をサンプリング点として予め計
算されたフーリエ変換計算機ホログラムのデータ、すな
わち第２のTN型液晶ディスプレイ25の各絵素毎の透過率
に対応する印加電圧のデータを書き込んだリードオンリ
ーメモリ（以下、ROMと称す）、27は第２のレンズであ
りその前側焦点面に第２のTN型液晶ディスプレイ25が配
置されている。28は第２のレンズ27の後側焦点面に配置
された光電変換装置である。次に以上のように構成され
た従来の光情報処理装置について、その動作を第６図を
用いて以下に説明する。第１のTN型液晶ディスプレイ21
に表示された対象物体のパターンはコリメータレンズ23
により平行光化された半導体レーザ22からのコヒーレン
ト光により照射される。この第１のTN型液晶ディスプレ
イ21は、第１のレンズ24の前側焦点面に配置されている
ので、第１のレンズ24の後側焦点面すなわち、第２の液
相ディスプレイ25上に被測定物体の第１のレンズ24によ
り光学的に変換されたフーリエ変換像が形成される。こ
の時、第２のTN型液晶ディスプレイ25には、標準パター
ンのフーリエ変換像が、ROM26に書き込まれたデータが
入力信号となり第２のTN型液晶ディスプレイ25の各絵素
毎の透過率を空間的に変調することで、フーリエ変換計
算機ホログラムの形で表示される。従って、第１のTN型
液晶ディスプレイ21上に表示された対象物体のパターン
を、第１のレンズ24により光学的に変換したフーリエ変
換像と、標準パターンのフーリエ変換像が第２のTN型液
晶ディスプレイ25上で重畳される。また、この第２のTN
型液晶ディスプレイ25は、第２のレンズ27の前側焦点面
に配置されているので、対象物体のパターンと標準パタ
ーンの２つのフーリエ変換像の光学的積が第２のレンズ
27によりフーリエ逆変換される。もし、対象物体のパタ
ーンと標準パターンの第２の液晶ディスプレイ25上のフ
ーリエ変換像が一致した時すなわち両者が同一物体の
時、第２のレンズ27の後側焦点面に輝点が発生し、光電
変換手段28で検出される。このようにして、第２のTN型
液晶ディスプレイ25上に表示された計算機ホログラムよ
る光学的フィルタが、マッチトフィルタとして作用し、
光学的相関処理を行う光情報処理装置を実現できる。
発明が解決しようとする課題 上記のような構成の従来の光情報処理装置の持つ問題
点について、第７図〜第９図を用いて説明する。第７図
は、TN型液晶ディスプレイの構成図、第８図はＶ−Ｔ特
性、すなわちTN型液晶ディスプレイの透過率の印加信号
電圧依存性を示す図、第９図はTN型液晶ディスプレイの
コントラストの角度依存性すなわち、TN型液晶ディスプ
レイの入射光軸に対する傾斜角依存性を示した図であ
る。第７図の30a、30bは各々入射側と出射側の基板ガラ
ス、31a,31bは各々入射側と出射側の配向膜、32は透明
電極、33はTFT（Thin Film Transistor）アレイ、34は
液晶層、35は偏光子、36は検光子であり、それぞれの偏
光軸は平行ニコル系を構成している。また37は対向電極
を示している。また、同図中の実線の矢印は入射側の配
向膜31aの配向方向（ラビング方向）を示し、破線の矢
印は出射側の配無膜31bの配向方向を示している。この
２つの配向方向は互いに直交しており、液晶分子は配向
膜31a、31bに挟まれた液晶層33中で90゜捩られている。
以上の様に構成したTN型液晶ディスプレイに、光が入射
すると入射光の偏光状態は偏光子35の偏光軸に沿った直
線偏光状態となる。この時、TN型液晶ディスプレイに信
号電圧が印加されていないとすると液晶分子が90゜捩じ
られているので、液晶層34を透過した光の偏光方向は、
偏光子35の直後の偏光と90゜直交した直線偏光状態とな
る。この時、偏光子35と検光子36は平行ニコル系を構成
しているので入射光は透過しない。一方、透明電極32を
通してTFTアレイ33を駆動する信号の電圧値を上げてい
くと、透明電極32と対向電極37間の電界により液晶分子
の捩れが緩和され、液晶層34を透過した光の偏光は楕円
偏光に変換される。その結果、平行ニコル系を透過する
光量は印加信号電圧の増加と共に増加する。第８図は、
この特性を横軸に印加信号電圧を取り、縦軸に正規化し
た透過率を取って図示したＶ−Ｔ特性図である。第８図
中の最大透過率と最小透過率の比率をコントラストと定
義し、このコントラストのTN型液晶ディスプレイを入射
光の光軸に対する第９図にθで示した方向の傾斜角度依
存性を第９図に図示した。第９図に図示した様に、コン
トラストの最大値は傾斜角θ＝０からずれており数度の
オフセットθｏを持ち、かつ、傾斜角度が増加するに従
ってコントラストが低下する。従って、傾斜角θの正負
によって、絶対値が等しくてもコントラストの低下の角
度依存性が異なる非対称性を生じる。このような、コン
トラストの角度依存性のため、従来例の光情報処理装置
に於いては、組立誤差、温度変化、経時変化等々の要因
により光源、第１及び第２のレンズが形成する光軸に対
して、第１及び第２のTN型液晶ディスプレイが相対的に
傾くとコトラストが低下してしまう。一方、第２のTN型
液晶ディスプレイの各絵素毎の透過率を空間的に変調す
ることで、フーリエ変換計算機ホログラムを表示してい
るので、特に第２の液晶ディスプレイに於いて、このよ
うなコントラストの低下つまり予め設定した透過率の低
下が発生すると、ROM26に記憶しておいた透過率の空間
的変調パターンとは異なった計算機ホログラムすなわ
ち、標準パターンに対するフーリエ変換計算機ホログラ
ムとは異なった計算機ホログラムを表示したことにな
る。また、第１のTN型液晶ディスプレイにおいても、こ
のような傾きが発生すると入力パターンの濃淡を正確に
表示できない。以上の様に、TN型液晶ディスプレイにお
いて光軸に対する傾きが発生すると、入力パターン及び
計算機ホログラムの両方に対して、その濃淡情報（透過
率）を正確に表示できない。従って、入力パターンの識
別精度が劣化するという課題を有していた。本発明は、
第１及び第２のTN型液晶ディスプレイを、予め入射光軸
に対して一定角度傾けて配置する事で、組立誤差、温度
変化、経時変化等々の要因により発生する入射光軸と第
１及び第２のTN型液晶ディスプレイ間の相対傾きに起因
する入力パターンの識別精度の劣化を低減する事を目的
とする。
点について、第７図〜第９図を用いて説明する。第７図
は、TN型液晶ディスプレイの構成図、第８図はＶ−Ｔ特
性、すなわちTN型液晶ディスプレイの透過率の印加信号
電圧依存性を示す図、第９図はTN型液晶ディスプレイの
コントラストの角度依存性すなわち、TN型液晶ディスプ
レイの入射光軸に対する傾斜角依存性を示した図であ
る。第７図の30a、30bは各々入射側と出射側の基板ガラ
ス、31a,31bは各々入射側と出射側の配向膜、32は透明
電極、33はTFT（Thin Film Transistor）アレイ、34は
液晶層、35は偏光子、36は検光子であり、それぞれの偏
光軸は平行ニコル系を構成している。また37は対向電極
を示している。また、同図中の実線の矢印は入射側の配
向膜31aの配向方向（ラビング方向）を示し、破線の矢
印は出射側の配無膜31bの配向方向を示している。この
２つの配向方向は互いに直交しており、液晶分子は配向
膜31a、31bに挟まれた液晶層33中で90゜捩られている。
以上の様に構成したTN型液晶ディスプレイに、光が入射
すると入射光の偏光状態は偏光子35の偏光軸に沿った直
線偏光状態となる。この時、TN型液晶ディスプレイに信
号電圧が印加されていないとすると液晶分子が90゜捩じ
られているので、液晶層34を透過した光の偏光方向は、
偏光子35の直後の偏光と90゜直交した直線偏光状態とな
る。この時、偏光子35と検光子36は平行ニコル系を構成
しているので入射光は透過しない。一方、透明電極32を
通してTFTアレイ33を駆動する信号の電圧値を上げてい
くと、透明電極32と対向電極37間の電界により液晶分子
の捩れが緩和され、液晶層34を透過した光の偏光は楕円
偏光に変換される。その結果、平行ニコル系を透過する
光量は印加信号電圧の増加と共に増加する。第８図は、
この特性を横軸に印加信号電圧を取り、縦軸に正規化し
た透過率を取って図示したＶ−Ｔ特性図である。第８図
中の最大透過率と最小透過率の比率をコントラストと定
義し、このコントラストのTN型液晶ディスプレイを入射
光の光軸に対する第９図にθで示した方向の傾斜角度依
存性を第９図に図示した。第９図に図示した様に、コン
トラストの最大値は傾斜角θ＝０からずれており数度の
オフセットθｏを持ち、かつ、傾斜角度が増加するに従
ってコントラストが低下する。従って、傾斜角θの正負
によって、絶対値が等しくてもコントラストの低下の角
度依存性が異なる非対称性を生じる。このような、コン
トラストの角度依存性のため、従来例の光情報処理装置
に於いては、組立誤差、温度変化、経時変化等々の要因
により光源、第１及び第２のレンズが形成する光軸に対
して、第１及び第２のTN型液晶ディスプレイが相対的に
傾くとコトラストが低下してしまう。一方、第２のTN型
液晶ディスプレイの各絵素毎の透過率を空間的に変調す
ることで、フーリエ変換計算機ホログラムを表示してい
るので、特に第２の液晶ディスプレイに於いて、このよ
うなコントラストの低下つまり予め設定した透過率の低
下が発生すると、ROM26に記憶しておいた透過率の空間
的変調パターンとは異なった計算機ホログラムすなわ
ち、標準パターンに対するフーリエ変換計算機ホログラ
ムとは異なった計算機ホログラムを表示したことにな
る。また、第１のTN型液晶ディスプレイにおいても、こ
のような傾きが発生すると入力パターンの濃淡を正確に
表示できない。以上の様に、TN型液晶ディスプレイにお
いて光軸に対する傾きが発生すると、入力パターン及び
計算機ホログラムの両方に対して、その濃淡情報（透過
率）を正確に表示できない。従って、入力パターンの識
別精度が劣化するという課題を有していた。本発明は、
第１及び第２のTN型液晶ディスプレイを、予め入射光軸
に対して一定角度傾けて配置する事で、組立誤差、温度
変化、経時変化等々の要因により発生する入射光軸と第
１及び第２のTN型液晶ディスプレイ間の相対傾きに起因
する入力パターンの識別精度の劣化を低減する事を目的
とする。
課題を解決するための手段 本発明は、TVカメラにより撮像された画像を表示する
第１のTN型液晶ディスプレイと、この第１のTN型液晶デ
ィスプレイを照射する光源と、この第１のTN型液晶ディ
スプレイの置かれた面をその前側の焦点面とする第１の
レンズと、この第１のレンズの後側の焦点面に配置した
第２のTN型液晶ディスプレイと、前期第１のレンズの後
側の焦点面をその前側焦点面とする第２のレンズと、こ
の第２のレンズの後側焦点面に光電変換装置を配置しか
つ、前記第１及び第２のレンズの成す光軸に対して前記
第１及び第２のTN型液晶ディスプレイの製造時のラビン
グにより発生する液晶分子のプレチルトに等しい角度だ
け前記第１及び第２のTN型液晶ディスプレイを傾けて配
置すると共に、前記第２のTN型液晶ディスプレイの各絵
素毎の透過率を空間的に変調して計算機ホログラムある
いは空間周波数フィルタを前期第２のTN型液晶ディスプ
レイに表示することを特徴とする光情報処理装置であ
る。
第１のTN型液晶ディスプレイと、この第１のTN型液晶デ
ィスプレイを照射する光源と、この第１のTN型液晶ディ
スプレイの置かれた面をその前側の焦点面とする第１の
レンズと、この第１のレンズの後側の焦点面に配置した
第２のTN型液晶ディスプレイと、前期第１のレンズの後
側の焦点面をその前側焦点面とする第２のレンズと、こ
の第２のレンズの後側焦点面に光電変換装置を配置しか
つ、前記第１及び第２のレンズの成す光軸に対して前記
第１及び第２のTN型液晶ディスプレイの製造時のラビン
グにより発生する液晶分子のプレチルトに等しい角度だ
け前記第１及び第２のTN型液晶ディスプレイを傾けて配
置すると共に、前記第２のTN型液晶ディスプレイの各絵
素毎の透過率を空間的に変調して計算機ホログラムある
いは空間周波数フィルタを前期第２のTN型液晶ディスプ
レイに表示することを特徴とする光情報処理装置であ
る。
作用 本発明は、上記した構成によりTVカメラから入力した
画像を、第１の空間光変調素子に表示することで入力パ
ターンとし、計算機ホログラムを第２のTN型液晶ディス
プレイに表示しかつ、第１及び第２のTN型液晶ディスプ
レイを、予め入射光軸に対して一定角度傾けて配置する
ことで、組立誤差、温度変化、経時変化等々の要因によ
り発生する入射光軸と第１及び第２のTN型液晶ディスプ
レイ間の相対傾きに起因する精度劣化を低減した入力画
像の空間周波数領域に於けるフィルタリング、特徴抽出
等の画像処理、あるいは複数の入力パターンから特定の
標準パターンと一致するものの識別を行う。
画像を、第１の空間光変調素子に表示することで入力パ
ターンとし、計算機ホログラムを第２のTN型液晶ディス
プレイに表示しかつ、第１及び第２のTN型液晶ディスプ
レイを、予め入射光軸に対して一定角度傾けて配置する
ことで、組立誤差、温度変化、経時変化等々の要因によ
り発生する入射光軸と第１及び第２のTN型液晶ディスプ
レイ間の相対傾きに起因する精度劣化を低減した入力画
像の空間周波数領域に於けるフィルタリング、特徴抽出
等の画像処理、あるいは複数の入力パターンから特定の
標準パターンと一致するものの識別を行う。
実施例 以下、本発明の第１の実施例について第１図、第２
図、および第８図を用いて説明する。第１図は、本発明
の第１の実施例の平面図である。図中の番号で第３図と
同じものは、同一のものを示す。第２図は、第１のTN型
液晶ディスプレイ21および、第２のTN型液晶ディスプレ
イ25の配置図であり図示したように入射光軸に対してθ
ｐなる角度傾けて配置されている。このプレ傾斜角度θ
ｐは、TN型液晶ディスプレイのコントラストの角度依存
性を図示した本実施例の動作説明図である第３図中に、
第９図で説明したオフセット角θｏと合わせて図示して
いる。次に、以上のように構成された本発明の第１の実
施例について、その動作を第１図および第２図を用いて
以下に説明する。第１のTN型液晶ディスプレイ21に表示
された対称物体のパターンはコリメータレンズ23により
平行光化された半導体レーザ22からのコヒーレント光に
より照射される。この第１のTN型液晶ディスプレイ21は
第１のレンズ24の前側焦点面に配置されているので、第
１のレンズ24の後側焦点面すなわち第２の液晶ディスプ
レイ25上に被測定物体の第１のレンズ24により光学的に
変換されたフーリエ変換像が形成される。この時、第２
のTN型液晶ディスプレイ25には、標準パターンのフーリ
エ変換像が、ROM26に書き込まれたデータが入力信号と
なり第２のTN型液晶ディスプレイ25の各絵素毎の透過率
を空間的に変調することで、フーリエ変換計算機ホログ
ラムの形で表示される。従って、第１のTN型液晶ディス
プレイ21上に表示された対象物体のパターンを第１のレ
ンズ24により光学的に変換したフーリエ変換像と、標準
パターンのフーリエ変換像が第２のTN型液晶ディスプレ
イ25上で重畳される。また、この第２のTN型液晶ディス
プレイ25は第２のレンズ27の前側焦点面に配置されてい
るので、対象物体のパターンと標準パターンの２つのフ
ーリエ変換像の光学的積が第２のレンズ27によりフーリ
エ逆変換される。
図、および第８図を用いて説明する。第１図は、本発明
の第１の実施例の平面図である。図中の番号で第３図と
同じものは、同一のものを示す。第２図は、第１のTN型
液晶ディスプレイ21および、第２のTN型液晶ディスプレ
イ25の配置図であり図示したように入射光軸に対してθ
ｐなる角度傾けて配置されている。このプレ傾斜角度θ
ｐは、TN型液晶ディスプレイのコントラストの角度依存
性を図示した本実施例の動作説明図である第３図中に、
第９図で説明したオフセット角θｏと合わせて図示して
いる。次に、以上のように構成された本発明の第１の実
施例について、その動作を第１図および第２図を用いて
以下に説明する。第１のTN型液晶ディスプレイ21に表示
された対称物体のパターンはコリメータレンズ23により
平行光化された半導体レーザ22からのコヒーレント光に
より照射される。この第１のTN型液晶ディスプレイ21は
第１のレンズ24の前側焦点面に配置されているので、第
１のレンズ24の後側焦点面すなわち第２の液晶ディスプ
レイ25上に被測定物体の第１のレンズ24により光学的に
変換されたフーリエ変換像が形成される。この時、第２
のTN型液晶ディスプレイ25には、標準パターンのフーリ
エ変換像が、ROM26に書き込まれたデータが入力信号と
なり第２のTN型液晶ディスプレイ25の各絵素毎の透過率
を空間的に変調することで、フーリエ変換計算機ホログ
ラムの形で表示される。従って、第１のTN型液晶ディス
プレイ21上に表示された対象物体のパターンを第１のレ
ンズ24により光学的に変換したフーリエ変換像と、標準
パターンのフーリエ変換像が第２のTN型液晶ディスプレ
イ25上で重畳される。また、この第２のTN型液晶ディス
プレイ25は第２のレンズ27の前側焦点面に配置されてい
るので、対象物体のパターンと標準パターンの２つのフ
ーリエ変換像の光学的積が第２のレンズ27によりフーリ
エ逆変換される。
もし、対象物体のパターンと標準パターンの第２のTN
型液晶ディスプレイ25上のフーリエ変換像が一致した時
すなわち両者が同一物体の時、第２のレンズ27の後側焦
点面に輝点が発生し、光電変換手段28で検出される。こ
のようにして、第２のTN型液晶ディスプレイ25上に表示
された計算機ホログラムによる光学的フィルタが、マッ
チトフィルタとして作用し、光学的相関処理を行う光情
報処理装置を実現できる。また、第１のTN型液晶ディス
プレイ21および第２のTN型液晶ディスプレイ25は、第２
図に図示したように予め、入射光軸に対してθｐ傾けて
配置してある。従って、組立誤差、温度変化、経時変化
等々の要因により入射光軸と、第１及び第２のTN型液晶
ディスプレイ間の相対傾きθｄが発生した時でも、第３
図に図示したようにプレ傾斜角度θｐを与えない時のコ
ントラストの変化△CRoと比較してプレ傾斜角度θｐを
与えた時のコントラストの変化△CRpは低減される。す
なわち、TN型液晶ディスプレイと入射光軸との相対傾き
θｄに起因するTN型液晶ディスプレイの透過率の空間的
変調パターンの変化を低減し、光学的相関処理すなわち
対象物体の識別精度の向上を図れる。次に、本発明の第
２の実施例を第４図、第５図を用いて説明する。第４図
は、TN型液晶ディスプレイの液晶分子の配向状態を示し
た図であり、図中の番号で第６図と同じものは同一のも
のを示している。ラビングにより液晶分子が、ガラス基
板30aに対してプレチルト角θpoを持っている事を示し
ている。この本発明の第２の実施例では、第１及び第２
のTN型液晶ディスプレイのプレ傾斜角度θｐを前記液晶
分子のプレチルト角θpoと等しく設定する。以下に、こ
の液晶分子のプレチルト角θpoが第９図のオフセット角
θｏと、略々等しい事を第５図を用いて説明する。第５
図は、液晶分子を、その長分子軸が光学軸をなす１軸性
光学結晶であるとみなした時の屈折率楕円体を示す。図
中のθｉは光の入射角、θpoは液晶分子のプレチルト
角、実線は常光線の屈折率noの大きさを示し、円弧で図
示したごとく入射角θｉに関する角度依存性を持たず、
常に一定値noを保つ。一方、破線は異常光線の屈折率ne
の大きさを示し、楕円で図示したごとく入射角θｉに関
する角度依存性をもっており、入射角θｉにより屈折率
neの大きさが変化する。この異常光線の屈折率neの大き
さを示す楕円の長軸は液晶分子のプレチルト角θpoに相
当する角度傾いている。また、θｏは常光線の屈折角
を、θｅは異常光線の屈折角を各々示している。このよ
うな液晶分子の複屈折性により、TN型液晶ディスプレイ
に入射し、偏光子35により直線偏光に変換された光は、
本来90゜偏光の向きを捩られた直線偏光となるべきとこ
ろが楕円偏光に変換されて検光子36に入射する。この
時、入射角θｉによって異常光線の屈折率neの値が変化
するので、複屈折性に起因するすなわち、常光線と異常
光線間の光路長差（ne−no）ｄが変わる。ただし、ｄは
液晶層34の厚みを示している。この光路長差の変化によ
り、液晶層34を透過した直線偏光が楕円偏光に偏光され
た時の楕円率が変化する。その結果、検光子36を透過す
る光量が入射角θｉによって変化する事になる。この
時、第５図に図示したように入射角θｉの正負により異
常光線の屈折率neが、ne1とne2のごとく異なった値をと
る。すなわち、入射角θｉの正負で複屈折に起因する楕
円偏光の楕円率が異なる事になり、検光子35を透過する
光量も異なってくるので結果として、コントラストの角
度依存性の非対称性を発生する。これが第９図に示した
コントラストの角度依存性の非対称性の発生原因であ
る。また、第５図に図示した様に入射角θｉが液晶分子
のプレチルト角θpoと等しくなった時、異常光線の屈折
率neが最大値をとる。すなわち、このとき楕円率が最大
値をとる。これが、第９図に示したようにコントラスト
がオフセット角θｏで最大値をとる理由である。すなわ
ち、オフセット角θｏと液晶分子のプレチルト角poが略
々等しくなる。よって、第１及び第２のTN型液晶ディス
プレイのプレ傾斜角度θｐを前記液晶分子のプレチルト
角θpoと等しく設定する事で、第９図のオフセット角θ
ｏとほぼ等しくできる。これにより組立誤差、温度変
化、経時変化等々の要因により入射光軸と、第１及び第
２のTN型液晶ディスプレイ間の相対傾きθｄが発生した
時でも、第３図に図示したコントラストの変化の低減効
果を最大にでき、TN型液晶ディスプレイと入射光軸との
相対傾きθｄに起因するTN型液晶ディスプレイの透過率
の空間的変調パターンの変化を低減し、光学的相関処理
すなわち対称物体の識別精度の向上を図れる。なお、前
記本発明の第１及び第２の実施例においては、第２のTN
型液晶ディスプレイ25に表示する計算機ホログラムとし
て標準パターンのフーリエ変換計算機ホログラムを用
い、これをマッチトフィルタとして光学的相関処理を行
う光情報処理装置としたが、入力画像の空間周波数領域
に於けるフィルタリング、特徴抽出等の画像処理を行う
光情報処理装置とすることもできる。
型液晶ディスプレイ25上のフーリエ変換像が一致した時
すなわち両者が同一物体の時、第２のレンズ27の後側焦
点面に輝点が発生し、光電変換手段28で検出される。こ
のようにして、第２のTN型液晶ディスプレイ25上に表示
された計算機ホログラムによる光学的フィルタが、マッ
チトフィルタとして作用し、光学的相関処理を行う光情
報処理装置を実現できる。また、第１のTN型液晶ディス
プレイ21および第２のTN型液晶ディスプレイ25は、第２
図に図示したように予め、入射光軸に対してθｐ傾けて
配置してある。従って、組立誤差、温度変化、経時変化
等々の要因により入射光軸と、第１及び第２のTN型液晶
ディスプレイ間の相対傾きθｄが発生した時でも、第３
図に図示したようにプレ傾斜角度θｐを与えない時のコ
ントラストの変化△CRoと比較してプレ傾斜角度θｐを
与えた時のコントラストの変化△CRpは低減される。す
なわち、TN型液晶ディスプレイと入射光軸との相対傾き
θｄに起因するTN型液晶ディスプレイの透過率の空間的
変調パターンの変化を低減し、光学的相関処理すなわち
対象物体の識別精度の向上を図れる。次に、本発明の第
２の実施例を第４図、第５図を用いて説明する。第４図
は、TN型液晶ディスプレイの液晶分子の配向状態を示し
た図であり、図中の番号で第６図と同じものは同一のも
のを示している。ラビングにより液晶分子が、ガラス基
板30aに対してプレチルト角θpoを持っている事を示し
ている。この本発明の第２の実施例では、第１及び第２
のTN型液晶ディスプレイのプレ傾斜角度θｐを前記液晶
分子のプレチルト角θpoと等しく設定する。以下に、こ
の液晶分子のプレチルト角θpoが第９図のオフセット角
θｏと、略々等しい事を第５図を用いて説明する。第５
図は、液晶分子を、その長分子軸が光学軸をなす１軸性
光学結晶であるとみなした時の屈折率楕円体を示す。図
中のθｉは光の入射角、θpoは液晶分子のプレチルト
角、実線は常光線の屈折率noの大きさを示し、円弧で図
示したごとく入射角θｉに関する角度依存性を持たず、
常に一定値noを保つ。一方、破線は異常光線の屈折率ne
の大きさを示し、楕円で図示したごとく入射角θｉに関
する角度依存性をもっており、入射角θｉにより屈折率
neの大きさが変化する。この異常光線の屈折率neの大き
さを示す楕円の長軸は液晶分子のプレチルト角θpoに相
当する角度傾いている。また、θｏは常光線の屈折角
を、θｅは異常光線の屈折角を各々示している。このよ
うな液晶分子の複屈折性により、TN型液晶ディスプレイ
に入射し、偏光子35により直線偏光に変換された光は、
本来90゜偏光の向きを捩られた直線偏光となるべきとこ
ろが楕円偏光に変換されて検光子36に入射する。この
時、入射角θｉによって異常光線の屈折率neの値が変化
するので、複屈折性に起因するすなわち、常光線と異常
光線間の光路長差（ne−no）ｄが変わる。ただし、ｄは
液晶層34の厚みを示している。この光路長差の変化によ
り、液晶層34を透過した直線偏光が楕円偏光に偏光され
た時の楕円率が変化する。その結果、検光子36を透過す
る光量が入射角θｉによって変化する事になる。この
時、第５図に図示したように入射角θｉの正負により異
常光線の屈折率neが、ne1とne2のごとく異なった値をと
る。すなわち、入射角θｉの正負で複屈折に起因する楕
円偏光の楕円率が異なる事になり、検光子35を透過する
光量も異なってくるので結果として、コントラストの角
度依存性の非対称性を発生する。これが第９図に示した
コントラストの角度依存性の非対称性の発生原因であ
る。また、第５図に図示した様に入射角θｉが液晶分子
のプレチルト角θpoと等しくなった時、異常光線の屈折
率neが最大値をとる。すなわち、このとき楕円率が最大
値をとる。これが、第９図に示したようにコントラスト
がオフセット角θｏで最大値をとる理由である。すなわ
ち、オフセット角θｏと液晶分子のプレチルト角poが略
々等しくなる。よって、第１及び第２のTN型液晶ディス
プレイのプレ傾斜角度θｐを前記液晶分子のプレチルト
角θpoと等しく設定する事で、第９図のオフセット角θ
ｏとほぼ等しくできる。これにより組立誤差、温度変
化、経時変化等々の要因により入射光軸と、第１及び第
２のTN型液晶ディスプレイ間の相対傾きθｄが発生した
時でも、第３図に図示したコントラストの変化の低減効
果を最大にでき、TN型液晶ディスプレイと入射光軸との
相対傾きθｄに起因するTN型液晶ディスプレイの透過率
の空間的変調パターンの変化を低減し、光学的相関処理
すなわち対称物体の識別精度の向上を図れる。なお、前
記本発明の第１及び第２の実施例においては、第２のTN
型液晶ディスプレイ25に表示する計算機ホログラムとし
て標準パターンのフーリエ変換計算機ホログラムを用
い、これをマッチトフィルタとして光学的相関処理を行
う光情報処理装置としたが、入力画像の空間周波数領域
に於けるフィルタリング、特徴抽出等の画像処理を行う
光情報処理装置とすることもできる。
発明の効果 以上のように、本発明においてはTVカメラから入力し
た画像を、第１の空間光変調素子に表示することで入力
パターンとし、計算機ホログラムを第２のTN型液晶ディ
スプレイに表示しかつ、第１及び第２のTN型液晶ディス
プレイを、予め入射光軸に対して前記第１及び第２のTN
型液晶ディスプレイの製造時のラビングにより発生する
液晶分子のプレチルトに等しい角度だけ前記第１及び第
２のTN型液晶ディスプレイを傾けて配置すると共に、前
記第２のTN型液晶ディスプレイの各絵素毎の透過率を空
間的に変調して計算機ホログラムあるいは空間周波数フ
ィルタを前期第２のTN型液晶ディスプレイに表示するこ
とで組立誤差、温度変化、経時変化等々の要因により発
生する入射光軸と第１及び第２のTN型液晶ディスプレイ
間の相対傾きに起因する精度劣化を低減した入力画像の
空間周波数領域に於けるフィルタリング、特徴抽出等の
画像処理、あるいは複数の入力パターンから特定の標準
パターンと一致するものの識別を行う光情報処理装置を
提供できる。
た画像を、第１の空間光変調素子に表示することで入力
パターンとし、計算機ホログラムを第２のTN型液晶ディ
スプレイに表示しかつ、第１及び第２のTN型液晶ディス
プレイを、予め入射光軸に対して前記第１及び第２のTN
型液晶ディスプレイの製造時のラビングにより発生する
液晶分子のプレチルトに等しい角度だけ前記第１及び第
２のTN型液晶ディスプレイを傾けて配置すると共に、前
記第２のTN型液晶ディスプレイの各絵素毎の透過率を空
間的に変調して計算機ホログラムあるいは空間周波数フ
ィルタを前期第２のTN型液晶ディスプレイに表示するこ
とで組立誤差、温度変化、経時変化等々の要因により発
生する入射光軸と第１及び第２のTN型液晶ディスプレイ
間の相対傾きに起因する精度劣化を低減した入力画像の
空間周波数領域に於けるフィルタリング、特徴抽出等の
画像処理、あるいは複数の入力パターンから特定の標準
パターンと一致するものの識別を行う光情報処理装置を
提供できる。
第１図は本発明の第１の実施例の光情報処理装置の平面
図、第２図は第１及び第２のTN型液晶ディスプレイの配
置図、第３図は第１の実施例の動作説明図、第４図はTN
型液晶ディスプレイの液晶分子の配向状態を示した図、
第５図は液晶分子の屈折率楕円体の概略図、第６図は従
来の光情報処理装置の平面図、第７図はTN型液晶ディス
プレイの構成図、第８図はTN型液晶ディスプレイの透過
率の印加信号電圧依存特性を示す図、第９図はTN型液晶
ディスプレイのコントラストの角度依存特性を示す図で
ある。 20……TVカメラ、21……第１のTN型液晶ディスプレイ、
22……半導体レーザ、23……コリメータレンズ、24……
第１のレンズ、25……第２のTN型液晶ディスプレイ、26
……リードオンリーメモリ（ROM）、27……第２のレン
ズ、28……光電変換手段、30a……入射側の基板ガラ
ス、30b……出射側の基板ガラス、31a……入射側の配向
膜、31b……出射側の配向膜、32……透明電極、33……T
FTアレイ、34……液晶層、35……偏光子、36……検光
子。
図、第２図は第１及び第２のTN型液晶ディスプレイの配
置図、第３図は第１の実施例の動作説明図、第４図はTN
型液晶ディスプレイの液晶分子の配向状態を示した図、
第５図は液晶分子の屈折率楕円体の概略図、第６図は従
来の光情報処理装置の平面図、第７図はTN型液晶ディス
プレイの構成図、第８図はTN型液晶ディスプレイの透過
率の印加信号電圧依存特性を示す図、第９図はTN型液晶
ディスプレイのコントラストの角度依存特性を示す図で
ある。 20……TVカメラ、21……第１のTN型液晶ディスプレイ、
22……半導体レーザ、23……コリメータレンズ、24……
第１のレンズ、25……第２のTN型液晶ディスプレイ、26
……リードオンリーメモリ（ROM）、27……第２のレン
ズ、28……光電変換手段、30a……入射側の基板ガラ
ス、30b……出射側の基板ガラス、31a……入射側の配向
膜、31b……出射側の配向膜、32……透明電極、33……T
FTアレイ、34……液晶層、35……偏光子、36……検光
子。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｈ０４Ｎ 7/18 Ｇ０６Ｆ 15/70 ３１０ (72)発明者 伊藤 正弥 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭63−127223（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−186225（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】TVカメラにより撮像された画像を表示する
第１のTN型液晶ディスプレイと、前記第１のTN型液晶デ
ィスプレイの置かれた面をその前側焦点面とする第１の
レンズと、前記第１のレンズの後側の焦点面に配置した
第２のTN型液晶ディスプレイと、前記第１のレンズの後
側の焦点面をその前側焦点面とする第２のレンズと、前
記第２のレンズの後側焦点面に光電変換装置を配置しか
つ、前記第１及び第２のレンズの成す光軸に対して前記
第１及び第２のTN型液晶ディスプレイの製造時のラビン
グにより発生する液晶分子のプレチルトに等しい角度だ
け前記第１及び第２のTN型液晶ディスプレイを傾けて配
置すると共に、前記第２のTN型液晶ディスプレイの各絵
素毎の透過率を空間的に変調して計算機ホログラムある
いは空間周波数フィルタを前記第２のTN型液晶ディスプ
レイに表示することを特徴とする光情報処理装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1295893A JP2802124B2 (ja) | 1989-11-14 | 1989-11-14 | 光情報処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1295893A JP2802124B2 (ja) | 1989-11-14 | 1989-11-14 | 光情報処理装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03156581A JPH03156581A (ja) | 1991-07-04 |
| JP2802124B2 true JP2802124B2 (ja) | 1998-09-24 |
Family
ID=17826526
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1295893A Expired - Fee Related JP2802124B2 (ja) | 1989-11-14 | 1989-11-14 | 光情報処理装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2802124B2 (ja) |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0727132B2 (ja) * | 1986-02-10 | 1995-03-29 | ソニー株式会社 | プロジエクタ |
| JPS63127223A (ja) * | 1986-11-18 | 1988-05-31 | Canon Inc | 画像処理装置 |
-
1989
- 1989-11-14 JP JP1295893A patent/JP2802124B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03156581A (ja) | 1991-07-04 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Reichelt | Spatially resolved phase-response calibration of liquid-crystal-based spatial light modulators | |
| JP4744606B2 (ja) | 位相差補償素子、ｖａｎ液晶表示素子、及び液晶プロジェクタ | |
| JP4805130B2 (ja) | 反射型液晶表示素子及び反射型液晶プロジェクタ | |
| KR0179043B1 (ko) | 위상형공간광변조기 | |
| EP0898196A2 (en) | Liquid crystal projector | |
| JPH04307312A (ja) | 液晶セルのギャップ厚測定方法 | |
| US6137556A (en) | Liquid crystal display device | |
| US7180561B2 (en) | Liquid crystal display device | |
| JP3141440B2 (ja) | 光学装置 | |
| JP3257556B2 (ja) | 光学装置 | |
| US6560001B1 (en) | Spatial optical modulating device | |
| JP3452742B2 (ja) | 液晶表示装置 | |
| JP2008545149A (ja) | 液晶表示装置及び液晶プロジェクタ | |
| JP2802124B2 (ja) | 光情報処理装置 | |
| JP5552728B2 (ja) | 液晶装置、プロジェクタ、液晶装置の光学補償方法及び位相差板 | |
| JP2000122062A (ja) | 光学素子とその製造方法、及び光学装置とその製造方法 | |
| KR100290267B1 (ko) | 액정표시장치 | |
| JP2871083B2 (ja) | 液晶空間光変調素子および光学的画像処理装置 | |
| JP3599176B2 (ja) | 液晶表示装置 | |
| JP2898501B2 (ja) | 液晶表示装置 | |
| JP3388268B2 (ja) | 焦点外れ補正装置 | |
| JPH05323123A (ja) | 光学装置 | |
| JP2004101430A (ja) | ギャップ厚測定装置、ギャップ厚測定方法および液晶装置の製造方法 | |
| JPH0862564A (ja) | 投射型液晶表示装置 | |
| JP3776433B2 (ja) | 液晶表示装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |