JP2836137B2 - Optical information processing device - Google Patents

Optical information processing device

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JP2836137B2
JP2836137B2 JP1295895A JP29589589A JP2836137B2 JP 2836137 B2 JP2836137 B2 JP 2836137B2 JP 1295895 A JP1295895 A JP 1295895A JP 29589589 A JP29589589 A JP 29589589A JP 2836137 B2 JP2836137 B2 JP 2836137B2
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spatial light
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crystal display
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完治 西井
浩幸 河村
正弥 伊藤
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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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を識別する光学的情報
処理装置に関するものである。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a visual device such as an industrial robot, which performs image processing such as filtering and feature extraction of an input image in a spatial frequency domain, or a specific standard based on a plurality of input patterns. The present invention relates to an optical information processing apparatus that identifies a pattern that matches a pattern.

従来の技術 従来の光学的情報処理装置の一例として複数の入力パ
ターンから特定の標準パターンと一致するものを識別す
る光学的相関処理装置について以下に説明する。
2. Description of the Related Art As an example of a conventional optical information processing apparatus, an optical correlation processing apparatus that identifies a pattern that matches a specific standard pattern from a plurality of input patterns will be described below.

第3図は従来の光学的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により撮像された入力画
像を表示する第1の液晶ディスプレイ、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
き込んだりリードオンリーメモリ(以下ROMと称す)、2
7は第2のレンズでありその前側焦点面に第2の液晶デ
ィスプレイ25が配置されている。第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。
FIG. 3 is a plan view of a conventional optical information processing apparatus.
Reference numeral 20 denotes a TV camera, 21 denotes a first liquid crystal display for displaying an input image captured by the TV camera 20, 22 denotes a semiconductor laser, 23 denotes a collimator lens for converting light from the semiconductor laser 22 into parallel light, and 24 denotes a first The first liquid crystal display 21 is disposed on the front focal plane of the first lens 24. Reference numeral 25 denotes a second liquid crystal display, which is disposed on the rear focal plane of the first lens 24. Reference numeral 26 denotes a plurality of standard patterns which are calculated in advance by using each pixel on the second liquid crystal display as a sampling point. Of Fourier transform computer generated hologram, ie, second liquid crystal display
Write the data of the applied voltage corresponding to the transmittance of each of the 25 pixels, read only memory (hereinafter referred to as ROM), 2
Reference numeral 7 denotes a second lens, on which a second liquid crystal display 25 is disposed on the front focal plane. 28 is the second lens 27
Is a photoelectric conversion device arranged on the rear focal plane.

次に以上のように構成された従来例の光学的情報処理
装置の動作を第3図を用いて以下に説明する。まず、TV
カメラ20により撮像された対象物体の画像が第1の液晶
ディスプレイ21に表示される。この第1の液晶ディスプ
レイ21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の液晶ティスプレイ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
画像が形成される。
Next, the operation of the conventional optical information processing apparatus configured as described above will be described with reference to FIG. First, TV
An image of the target object captured by the camera 20 is displayed on the first liquid crystal display 21. The first liquid crystal display 21 is irradiated with coherent light from a semiconductor laser 22 that has been collimated by a collimator lens 23. Since the first liquid crystal display 21 is arranged on the front focal plane of the first lens 24, the first liquid crystal display 21 is placed on the rear focal plane of the first lens 24, that is, on the second liquid crystal display 25. A Fourier-transformed image optically converted by the lens 24 is formed.

この時、第2の液晶ディスプレイ25には、マッチトフ
ィルタとして標準パターンのフーリエ変換パターンが、
ROM26に書き込まれたデータが入力信号となり第2の液
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示され
る。従って、第1の液晶ディスプレイ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の液晶ディスプレイ25上で重畳される。この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。その結果、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。
At this time, a Fourier transform pattern of a standard pattern is displayed on the second liquid crystal display 25 as a matched filter.
The data written in the ROM 26 is used as an input signal to spatially modulate the transmittance of each picture element of the second liquid crystal display 25, so that the data is shown in the form of a Fourier transform computer generated hologram. Therefore, the Fourier transform image obtained by optically transforming the pattern of the target object displayed on the first liquid crystal display 21 by the first lens 24 and the Fourier transform image of the standard pattern are superimposed on the second liquid crystal display 25. Is done. This 2
The optical product of the four Fourier transform images is inversely Fourier transformed by the second lens 27. As a result, if the pattern of the target object and the Fourier transform image of the standard pattern on the second liquid crystal display 25 match, that is, if the two are the same object, a bright spot is formed on the rear focal plane of the second lens 27. It is generated and detected by the photoelectric conversion means 28.

発明が解決しようとする課題 上記構成においては、入力パターン3が平行光により
照射され第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面上に、入力パターンのフーリエ変換
像として形成されるが、この時、フーリエ変換像の大き
さDHは、DH=λ*f*Sfで表される。ここで、λはレ
ーザの波長を示し、fは第1のレンズ4の焦点距離、Sf
は入力パターン3に含まれる最高空間周波数を各々示し
ている。すなわち、フーリエ変換像の大きさは入力パタ
ーンが一定だとすると、第1のレンズ24の焦点距離によ
って変化する。
In the above configuration, the input pattern 3 is illuminated with parallel light and is formed as a Fourier transform image of the input pattern on the rear focal plane of the first lens 24, that is, on the second liquid crystal display 25. However, at this time, the size DH of the Fourier transform image is represented by DH = λ * f * Sf. Here, λ indicates the wavelength of the laser, f is the focal length of the first lens 4, Sf
Indicates the highest spatial frequency included in the input pattern 3. That is, assuming that the input pattern is constant, the size of the Fourier transform image changes depending on the focal length of the first lens 24.

従来の装置ではこの第1のレンズ24の焦点距離は一定
であった為、入力パターンによってそのフーリエ変換像
の大きさが変化する。すなわち入力パターンに含まれる
最高空間周波数が小さい場合にはフーリエ変換像が小さ
くなり、逆に最高空間周波数が大きい場合にはフーリエ
変換像が大きく成る。
Since the focal length of the first lens 24 is constant in the conventional device, the size of the Fourier transform image changes depending on the input pattern. That is, when the maximum spatial frequency included in the input pattern is small, the Fourier transform image becomes small, and when the maximum spatial frequency is large, the Fourier transform image becomes large.

このため、これに対応してマッチトフィルタの大きさ
も変化させなければならない。従って、マッチトフィル
タの表示媒体には、小さなマットフィルタにおける忠実
な計算機ホログラム像を表示するための解像度と、大き
なマッチトフィルタを表示するための大きさの両特性が
要求される。この両特性は写真乾板を用いたマットフィ
ルタでは容易に実現できた。
Therefore, the size of the matched filter must be changed correspondingly. Therefore, the display medium of the matched filter is required to have both characteristics of a resolution for displaying a faithful computer hologram image in a small matte filter and a size for displaying a large matched filter. Both of these characteristics were easily realized with a mat filter using a photographic dry plate.

一方、最近研究開発が盛んな空間光変調素子、例え
ば、第3図に示した液晶ディスプレイは大型化は比較的
容易であるが、写真乾板に相当するような解像度をい得
ることは困難である。またBSO結晶との光学結晶は、解
像度を得ることは比較的容易であるが大型化が困難であ
るというように、2つの特性の両立が困難であった。
On the other hand, a spatial light modulator, which has been actively researched and developed recently, for example, the liquid crystal display shown in FIG. 3 can be relatively easily enlarged, but it is difficult to obtain a resolution equivalent to a photographic plate. . In addition, it has been difficult to achieve the two characteristics such that it is relatively easy to obtain the resolution of the optical crystal with the BSO crystal, but it is difficult to increase the size.

本発明は、入力パターンのフーリエ変換像の大きさの
検出手段からの出力信号により第1のレンズの焦点距離
を変化させる事で、入力パターンのフーリエ変換像の大
きさすなわちマットフィルタの大きさを制御し、空間光
変調素子の解像度あるいは大きさに対する制限を緩和す
る事を目的とする。
According to the present invention, the size of the Fourier transform image of the input pattern, that is, the size of the matte filter is changed by changing the focal length of the first lens in accordance with the output signal from the means for detecting the size of the Fourier transform image of the input pattern. An object of the present invention is to control and relax restrictions on the resolution or size of the spatial light modulator.

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の空間光変調素子と、この第1の空間光変調素子を
照射する光源と、この第1の空間光変調素子の置かれた
面をその前側の焦点面とする第1のレンズと、前記第1
のレンズとこの第1のレンズの後側焦点面の間に配した
半透過鏡と、この半透過鏡の反射光路の前記第1のレン
ズの後側の焦点面に配置した同芯円状にその検出部を形
成した光検出器と、前記半透過鏡の透過光路の前記第1
のレンズの後側の焦点面に配置した第2の空間光変調素
子と、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、この第2のレンズの後側焦点
面に配置された光電変換装置と、前記光検出器の出力信
号により前記第1のレンズの焦点距離を制御する焦点距
離可変手段とを備え、前記第1及び第2の空間光変調素
子の各絵素毎の透過率を空間的に変調して計算機ホログ
ラムを表示するものである。
Means for Solving the Problems The present invention provides a first spatial light modulator for displaying an image captured by a TV camera, a light source for irradiating the first spatial light modulator, and a first spatial light. A first lens having a surface on which the modulation element is placed as a focal plane on the front side thereof;
And a semi-transmissive mirror disposed between the rear focal plane of the first lens and a concentric circle disposed on the rear focal plane of the first lens in the reflection optical path of the semi-transmissive mirror. A photodetector forming the detection unit, and a first light path of a transmission light path of the semi-transmission mirror.
A second spatial light modulator disposed on a rear focal plane of the first lens, a second lens having a rear focal plane on the rear side of the first lens, and a second lens A photoelectric conversion device disposed on a rear focal plane; and a focal length variable unit that controls a focal length of the first lens based on an output signal of the photodetector, wherein the first and second spatial light modulations are provided. The transmittance of each element of the element is spatially modulated to display a computer generated hologram.

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、計算機ホログラム等の光学的フィルタを第2
の空間光変調素子に表示することで、多数の入力パター
ンに対して多様な並列光演算処理をリアルタイムで実行
しかつ、第1のレンズにより形成される入力パターンの
フーリエ変換像の大きさを検出し、その出力信号により
第1のレンズの焦点距離を変える事で、入力パターンの
フーリエ変換像の大きさを制御し、空間光変調素子の解
像度あるいは大きさに対する制限を緩和できる。
According to the present invention, an image input from a TV camera is displayed on a first spatial light modulation element by the above-described configuration to form an input pattern, and an optical filter such as a computer hologram is used for a second spatial light modulation element.
Display on the spatial light modulator of the present invention, performs various parallel optical arithmetic processings on a large number of input patterns in real time, and detects the size of the Fourier transform image of the input pattern formed by the first lens. By changing the focal length of the first lens according to the output signal, the size of the Fourier transform image of the input pattern can be controlled, and the restriction on the resolution or size of the spatial light modulator can be relaxed.

実施例 本発明の第1の実施例について、第1図および第2図
を用いてその構成を説明する。
Embodiment 1 A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2. FIG.

第1図は本発明の第1の実施例の平面図である。20は
TVカメラ、21はTVカメラ20により撮像された入力画像を
表示する第1の液晶ディスプレイ、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、図示したように本実
施例では凸凹凸の3群構成とし、中間の凹レンズを可動
部とし焦点距離を可変化している。第1の液晶ディスプ
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、30は第1のレンズ24
と第1の液晶ディスプレイ21の間に配置した半透過鏡、
31は半透過鏡30の反射光路の第1のレンズ24の後側焦点
面に配置された入力パターンのフーリエ変換像の大きさ
を検出する光検出器、32は光検出器31の出力信号により
前記第1のレンズの焦点距離を制御する焦点距離可変手
段である。また、33は第3のレンズであり半透過鏡30と
光検出器31の間に配置されており、本実施例では凸レン
ズとすることで第1のレンズ24と第3のレンズ33と合成
焦点距離を第1のレンズ24単体の焦点距離をより短くし
ている。
FIG. 1 is a plan view of a first embodiment of the present invention. 20 is
A TV camera, 21 is a first liquid crystal display for displaying an input image taken by the TV camera 20, 22 is a semiconductor laser,
Reference numeral 23 denotes a collimator lens for converting the light from the semiconductor laser 22 into parallel light, and reference numeral 24 denotes a first lens. As shown in FIG. Is variable. The first liquid crystal display 21 is disposed on the front focal plane of the first lens 24. 25 is a second liquid crystal display and a first lens
It is located at the back focal plane of 24. Reference numeral 26 denotes data of a Fourier transform computer generated hologram calculated in advance for each of a plurality of standard patterns using each picture element on the second liquid crystal display as a sampling point, that is, the second liquid crystal display 25.
A read-only memory (hereinafter referred to as a ROM) in which data of an applied voltage corresponding to the transmittance of each picture element is written, 27 is a second lens, and a second liquid crystal display 25 is arranged on a front focal plane of the second lens. ing. Reference numeral 28 denotes a photoelectric conversion device disposed on the rear focal plane of the second lens 27, and reference numeral 30 denotes a first lens 24.
A semi-transmissive mirror arranged between the first liquid crystal display 21 and
31 is a photodetector for detecting the size of the Fourier transform image of the input pattern disposed on the rear focal plane of the first lens 24 in the reflected light path of the semi-transmissive mirror 30, and 32 is based on the output signal of the photodetector 31. A focal length varying unit that controls a focal length of the first lens. Reference numeral 33 denotes a third lens, which is disposed between the semi-transmissive mirror 30 and the photodetector 31. In this embodiment, the first lens 24 and the third lens 33 are combined with the third lens 33 by using a convex lens. The distance is shorter than the focal length of the first lens 24 alone.

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。
Next, the operation of the first embodiment of the present invention configured as described above will be described below with reference to FIGS.

第2図はフーリエ変換像の大きさを検出する光検出器
31の平面図である。TVカメラ20により撮像された対象物
体のパターンは第1の液晶ディスプレイ21に表示され
る。この第1の液晶ディスプレイ21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、半透過鏡30の反射光路及び透過光路の第1のレンズ
24の後側焦点面すなわち、光検出器31上及び第2の液晶
ディスプレイ25上に対象物体のパターンの第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。光検出器31は第2図に示した様に、31a〜31fの6個
のリング状の検出部を同芯円状に配置して構成されてい
る。従って、対象物体のパターンの第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の大きさは、この
同芯円状に配置されたリング状検出部31a〜31fの各々の
出力信号を検出することで識別できる。
FIG. 2 shows a photodetector for detecting the size of a Fourier transform image.
31 is a plan view of FIG. The pattern of the target object imaged by the TV camera 20 is displayed on the first liquid crystal display 21. This first liquid crystal display 21 is a collimator lens
Irradiation is performed by coherent light from the semiconductor laser 22 which has been made parallel by the light 23. This first liquid crystal display
Since the reference numeral 21 is disposed on the front focal plane of the first lens 24, the first lens in the reflection optical path and the transmission optical path of the semi-transmission mirror 30 is used.
The first lens of the pattern of the object on the back focal plane of 24, ie on the photodetector 31 and on the second liquid crystal display 25
24 forms an optically transformed Fourier transform image. As shown in FIG. 2, the photodetector 31 is constituted by arranging six ring-shaped detecting portions 31a to 31f concentrically. Therefore, the size of the Fourier transform image optically transformed by the first lens 24 of the pattern of the target object is determined by detecting the output signal of each of the concentric ring-shaped detectors 31a to 31f. Can be identified.

対象物体のパターンのフーリエ変換像の大きさを示す
光検出器31の出力に基づいて焦点距離可変手段32によ
り、第1のレンズ24の焦点距離を制御する。すなわち、
DH=λ*f*Sfで表される入力パターンのフーリエ変
換像の大きさDHが、第2の液晶ディスプレイ25の大き
さとほぼ等しい大きさになるよう、第1のレンズ24の焦
点距離fを制御する。
The focal length of the first lens 24 is controlled by the focal length varying means 32 based on the output of the photodetector 31 indicating the size of the Fourier transform image of the pattern of the target object. That is,
The focal length f of the first lens 24 is set so that the size DH of the Fourier transform image of the input pattern represented by DH = λ * f * Sf is substantially equal to the size of the second liquid crystal display 25. Control.

この時、第2の液晶ディスプレイ25には、光学的マッ
チトフィルタとして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
ることにより、フーリエ変換計算機ホログラムの形で示
される。従って、第1の液晶ディスプレイ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の液晶ディスプレイ25上で重畳される。
At this time, the Fourier transform image of the standard pattern is displayed on the second liquid crystal display 25 as an optical matched filter.
The data written in the ROM 26 is used as an input signal to spatially modulate the transmittance of each picture element of the second liquid crystal display 25, thereby displaying the data in the form of a Fourier transform computer generated hologram. Therefore, the Fourier transform image obtained by optically transforming the pattern of the target object displayed on the first liquid crystal display 21 by the first lens 24 and the Fourier transform image of the standard pattern are displayed on the second liquid crystal display 25. Superimposed.

また、この第2の液晶ディスプレイ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。
The second liquid crystal display 25 is a second lens.
Since it is arranged on the front focal plane of 27, the optical product of the two Fourier transform images of the pattern of the target object and the standard pattern is inversely Fourier transformed by the second lens 27. if,
When the pattern of the target object and the Fourier-transformed image of the standard pattern on the second liquid crystal display 25 match, that is, when the two are the same object, a bright spot is generated on the rear focal plane of the second lens 27, and the photoelectric conversion is performed. Detected by means 28.

このようにして、第2の液晶ディスプレイ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する光学的相関処理を行う光学
的情報処理装置を実現する。
In this way, an optical information processing apparatus that performs optical correlation processing in which an optical filter based on a computer generated hologram displayed on the second liquid crystal display 25 acts as a matched filter is realized.

さらに、本発明によれば、対象物体のパターンのフー
リエ変換像の大きさを光検出器31と焦点距離可変手段32
により、第2の液晶ディスプレイ25とほぼ等しい大きさ
になるよう制御しているので、第2の液晶ディスプレイ
25の大きさにほぼ等しい大きさの標準パターンのフーリ
エ変換計算機ホログラムを表示する事になる。これによ
り、常に空間光変調素子全面を使用するので、解像度の
低い液晶ディスプレイを用いても、利用できる絵素数
が、空間光変調素子の一部のみを使用する場合と比較し
て多くなる。
Furthermore, according to the present invention, the size of the Fourier transform image of the pattern of the target object is determined by the photodetector 31 and the focal length varying means 32.
, The size of the second liquid crystal display 25 is controlled to be substantially the same as that of the second liquid crystal display 25.
A Fourier transform computer hologram of a standard pattern having a size approximately equal to 25 will be displayed. As a result, since the entire surface of the spatial light modulator is always used, the number of picture elements that can be used increases even when a liquid crystal display with low resolution is used, as compared with the case where only a part of the spatial light modulator is used.

従って、より精細な計算機ホログラムをマッチトフィ
ルタとして用いることができ、識別精度の向上が図れ
る。また、本実施例においては凸レンズである第3のレ
ンズ33を用いているので、光検出器位31により検出され
る入力パターンのフーリエ変換像の大きさを第1のレン
ズ24単体で形成されるフーリエ変換画像より小さくで
き、光検出器31の小型化が図れる。
Therefore, a finer computer hologram can be used as a matched filter, and the identification accuracy can be improved. Further, in this embodiment, since the third lens 33 which is a convex lens is used, the size of the Fourier transform image of the input pattern detected by the photodetector position 31 is formed by the first lens 24 alone. It can be smaller than the Fourier transform image, and the photodetector 31 can be downsized.

なお、本実施例では第1及び第2の空間光変調素子と
して電気書き込み型の液晶ディスプレイを用いたが、こ
れに限る事はなく光書き込み型液晶デバイス、BSO等の
光学結晶等の空間光変調素子を用いても良い。これらの
他の空間光変調素子においても解像度の低い場合には、
本発明の第1の実施例と同様の効果をあげる事ができ
る。
In this embodiment, an electric writing type liquid crystal display is used as the first and second spatial light modulating elements. However, the present invention is not limited to this. An element may be used. If the resolution of these other spatial light modulators is low,
The same effects as in the first embodiment of the present invention can be obtained.

また、光学結晶の様に工業的に入手可能な結晶の大き
さに制限が有る場合には、対象物体のパターンのフーリ
エ変換像の大きさを光検出器31と焦点距離可変手段32に
より、常に第2の液晶ディスプレイ25と、ほぼ等しい大
きさになるよう制御することで光学結晶の大きさに対す
る制御を緩和でき、小さな光学結晶を用いても識別精度
の向上が図れる。
Further, when there is a limit to the size of an industrially available crystal such as an optical crystal, the size of the Fourier transform image of the pattern of the target object is always determined by the photodetector 31 and the focal length varying means 32. By controlling the size of the second liquid crystal display 25 to be substantially equal to that of the second liquid crystal display 25, the control of the size of the optical crystal can be relaxed, and the identification accuracy can be improved even if a small optical crystal is used.

発明の効果 以上のように、本発明においてはTVカメラにより撮像
し、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、マッチトフィルタ等の計算機ホログラムを第2
の空間光変調素子に表示しかつ、入力パターンのフーリ
エ変換像の大きさを半透過鏡の反射光路中に配した、複
数のリング状の検出部を同芯円状配置して構成した光検
出器により識別し、この出力信号に基づいて焦点距離可
変手段を介して入力パターンのフーリエ変換を光学的に
行うレンズの焦点距離を変化させる事により、光学的情
報処理装置に用いる計算機ホログラムの大きさを常に空
間光変調素子の大きさにほぼ等しくするよう制御する。
これにより、空間光変調素子の解像度あるいは大きさに
対する制限を緩和し識別精度を向上した光学的情報処理
装置を提供できる。
Effect of the Invention As described above, in the present invention, an image is taken by a TV camera and displayed on the first spatial light modulation element to be used as an input pattern, and a computer generated hologram such as a matched filter is used as a second hologram.
A light detection system configured by arranging a plurality of ring-shaped detectors concentrically, displaying the size of the Fourier transform image of the input pattern on the reflected light path of the semi-transmissive mirror, displaying on the spatial light modulation element of The size of the computer hologram used in the optical information processing apparatus is changed by changing the focal length of the lens that performs the Fourier transform of the input pattern optically through the focal length variable means based on the output signal. Is always controlled to be substantially equal to the size of the spatial light modulator.
Thus, it is possible to provide an optical information processing apparatus in which the restriction on the resolution or the size of the spatial light modulator is relaxed and the identification accuracy is improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図は本発明の第1の実施例における光学的情報処理
装置の平面図、第2図はフーリエ変換像の大きさを検出
する光検出器31の平面図、第3図は光学的相関処理装置
として用いられる従来の光学的情報処理装置の構成図で
ある。 20……TVカメラ、21……第1の液晶ディスプレイ、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、30……半透過鏡、31……フーリエ変換
像の大きさを検出する光検出器、32……焦点距離可変手
段、33……第3のレンズ。
FIG. 1 is a plan view of an optical information processing apparatus according to a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a plan view of a photodetector 31 for detecting the size of a Fourier transform image, and FIG. FIG. 2 is a configuration diagram of a conventional optical information processing device used as a processing device. 20 ... TV camera, 21 ... First liquid crystal display, 22 ...
... Semiconductor laser, 23 ... Collimator lens, 24 ... First
Lens, 25 ... second liquid crystal display, 26 ... read-only memory (ROM), 27 ... second lens, 28 ...
... photoelectric conversion means, 30 ... semi-transmissive mirror, 31 ... photodetector for detecting the size of the Fourier transform image, 32 ... focal length variable means, 33 ... third lens.

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G06T 7/00 G02B 27/46 G03H 1/16 G06E 3/00 G06G 7/19 JICSTファイル(JOIS)Continuation of the front page (58) Fields investigated (Int. Cl. 6 , DB name) G06T 7/00 G02B 27/46 G03H 1/16 G06E 3/00 G06G 7/19 JICST file (JOIS)

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【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の空間光変調素子と、この第1の空間光変調素子を
照射する光源と、この第1の空間光変調素子の置かれた
面をその前側の焦点面とする第1のレンズと、前記第1
のレンズとこの第1のレンズの後側焦点面の間に配した
半透過鏡と、この半透過鏡の反射光路の前記第1のレン
ズの後側の焦点面に配置した複数のリング状の検出部を
同芯円状に配置して構成した光検出器と、前記半透過鏡
の透過光路の前記第1のレンズの後側の焦点面に配置し
た第2の空間光変調素子と、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、この第
2のレンズの後側焦点面に配置された光電変換装置と、
前記光検出器の出力信号により前記第1のレンジの焦点
距離を制御する焦点距離可変手段とを備え、前記第1及
び第2の空間光変調素子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を表示することを特徴とする
光学的情報処理装置。
1. A first spatial light modulator for displaying an image picked up by a TV camera, a light source for irradiating the first spatial light modulator, and the first spatial light modulator. A first lens whose surface is a front focal plane,
And a semi-transmissive mirror disposed between the rear focal plane of the first lens and a plurality of ring-shaped mirrors disposed on the focal plane on the rear side of the first lens in the reflection optical path of the semi-transmissive mirror. A photodetector configured by arranging a detection unit concentrically, a second spatial light modulation element disposed on a focal plane behind the first lens in a transmission optical path of the semi-transmissive mirror, and A second lens having a rear focal plane as a front focal plane on the rear side of the first lens, and a photoelectric conversion device disposed on the rear focal plane of the second lens;
A focal length varying means for controlling a focal length of the first range by an output signal of the photodetector, wherein a transmittance of each of the picture elements of the first and second spatial light modulators is spatially determined. An optical information processing apparatus, which displays a computer generated hologram by modulating.
【請求項2】第1及び第2の空間光変調素子を液晶ディ
スプレイで構成したことを特徴とする請求項1記載の光
学的情報処理装置。
2. An optical information processing apparatus according to claim 1, wherein said first and second spatial light modulators are constituted by liquid crystal displays.
【請求項3】半透過鏡の反射光路の第1のレンズの後側
の焦点面に配置した複数のリング状の検出部を同芯円状
に配置して構成した光検出器の前に第3のレンズを配置
したことを特徴とする請求項1または2記載の光学的情
報処理装置。
3. A plurality of ring-shaped detectors arranged on a focal plane behind a first lens in a reflection optical path of a semi-transmissive mirror are arranged in front of a photodetector constituted by concentric circles. 3. The optical information processing apparatus according to claim 1, wherein three lenses are arranged.
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