JP7324047B2 - ホログラム記録再生装置及び立体像再生方法 - Google Patents
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Description
図2に、単一光路干渉計に基づくインコヒーレントホログラフィの光学系を示す。光学系は、点光源1、レンズ2、偏光子3、空間光変調器4、偏光子5、バンドパスフィルター6、及び撮像素子10の各光学素子と、信号処理装置20を備えている。以下に、図2の単一光路干渉計を用いたホログラム撮影を例として、本発明によるノイズ低減の手段の詳細を述べる。
上述のとおり、各ホログラムの隣接画素毎の信号値に対して空間平均を導入することで、再生像のノイズ低減の効果が得られるが、空間平均の信号処理を単純にインコヒーレントホログラフィに導入することで、以下の2つの問題が生じることが懸念される。
本発明を実施するホログラム記録再生装置としては、図2に示す単一光路干渉計に限定されない。例えば、図7に示すような、各種の干渉計をホログラム記録に用いることができる。
光学実験を行い、本発明の有効性を検証した。実験に用いた光学系を図8に示す。本光学系は、反射型の空間光変調器4を用いて、図2に示す単一光路干渉計を実現したものである。
2 レンズ
3 偏光子
4 空間光変調器
5 偏光子
6 バンドパスフィルター
7 ビームスプリッター
8 凹面鏡
9 ミラー
10 撮像素子
11 LED
12 USAFテストターゲット
13 反射物体
20 信号処理回路
Claims (7)
- インコヒーレントな光波を第1分割光と第2分割光に分割し、互いに異なる位相分布を付与後、前記第1分割光と前記第2分割光を干渉させて形成したホログラムを再構成して、立体像を再生するホログラム記録再生装置において、
撮影された前記ホログラム又は前記ホログラムを解析することによって得られる複素振幅分布の各画素に対し、当該画素の信号値とその隣接領域に存在する画素の信号値を平均化する演算を含む空間平均処理を行い、前記空間平均処理を行った前記ホログラム又は前記複素振幅分布に基づいて立体像を再生し、
前記空間平均処理に用いる隣接領域の水平方向画素数n x 及び垂直方向画素数n y (n x ,n y >1)を、光源の波長λ、干渉縞の焦点距離z r 、干渉縞の直径D h 、撮像素子の画素ピッチpとして、λz r /D h p以下に設定することを特徴とする、ホログラム記録再生装置。 - 請求項1に記載のホログラム記録再生装置において、前記空間平均処理は、平均化前の水平方向画素数nx、垂直方向画素数ny(nx,ny>1)として、nx×ny個の要素数を有する空間フィルタとの畳み込み積分を含むことを特徴とする、ホログラム記録再生装置。
- インコヒーレントな光波を第1分割光と第2分割光に分割し、互いに異なる位相分布を付与後、前記第1分割光と前記第2分割光を干渉させて形成したホログラムを再構成して、立体像を再生するホログラム記録再生装置において、
撮影された前記ホログラム又は前記ホログラムを解析することによって得られる複素振幅分布の各画素に対し、当該画素の信号値とその隣接領域に存在する画素の信号値を平均化する演算を含む空間平均処理を行い、前記空間平均処理を行った前記ホログラム又は前記複素振幅分布に基づいて立体像を再生し、
前記空間平均処理は、平均化前の水平方向画素数nx、垂直方向画素数ny(nx,ny>1)として、nx×ny個の画素ごとに信号値を平均化する演算と、次いで、nx×ny倍に画素数を拡大して平均化前後で画素数、画素ピッチを同じにする演算を含むことを特徴とする、ホログラム記録再生装置。 - インコヒーレントな光波を第1分割光と第2分割光に分割し、互いに異なる位相分布を付与後、前記第1分割光と前記第2分割光を干渉させて形成したホログラムを再構成して、立体像を再生するホログラム記録再生装置において、
撮影された前記ホログラム又は前記ホログラムを解析することによって得られる複素振幅分布の各画素に対し、当該画素の信号値とその隣接領域に存在する画素の信号値を平均化する演算を含む空間平均処理を行い、前記空間平均処理を行った前記ホログラム又は前記複素振幅分布に基づいて立体像を再生し、
前記空間平均処理後に、平均化に用いた画素数の逆数に対応する空間周波数帯域を有するローパスフィルタリングを適用することを特徴とする、ホログラム記録再生装置。 - インコヒーレントな光波を第1分割光と第2分割光に分割し、互いに異なる位相分布を付与後、前記第1分割光と前記第2分割光を干渉させて形成したホログラムを再構成して、立体像を再生するホログラム記録再生装置において、
撮影された前記ホログラム又は前記ホログラムを解析することによって得られる複素振幅分布の各画素に対し、当該画素の信号値とその隣接領域に存在する画素の信号値を平均化する演算を含む空間平均処理を行い、前記空間平均処理を行った前記ホログラム又は前記複素振幅分布に基づいて立体像を再生し、
少なくとも前記ホログラム記録再生装置を構成する光学素子の焦点距離、有効開口径、光源の波長、光学素子間の距離、及び撮影対象物体から撮像素子までの距離の情報に応じて、前記空間平均処理に用いる隣接領域の画素数を設定することを特徴とする、ホログラム記録再生装置。 - インコヒーレントな光波から分割され、互いに異なる位相分布を付与された第1分割光と第2分割光とが干渉して形成されたホログラムを再構成し、立体像を再生する立体像再生方法において、
撮影された前記ホログラム又は前記ホログラムを解析することによって得られる複素振幅分布の各画素に対し、当該画素の信号値とその隣接領域に存在する画素の信号値を平均化する空間平均処理を行い、前記空間平均処理を行った前記ホログラム又は前記複素振幅分布に基づいて立体像を再生し、
前記空間平均処理に用いる隣接領域の水平方向画素数n x 及び垂直方向画素数n y (n x ,n y >1)を、光源の波長λ、干渉縞の焦点距離z r 、干渉縞の直径D h 、撮像素子の画素ピッチpとして、λz r /D h p以下に設定することを特徴とする、立体像再生方法。 - インコヒーレントな光波から分割され、互いに異なる位相分布を付与された第1分割光と第2分割光とが干渉して形成されたホログラムを再構成し、立体像を再生する立体像再生方法において、
撮影された前記ホログラム又は前記ホログラムを解析することによって得られる複素振幅分布の各画素に対し、当該画素の信号値とその隣接領域に存在する画素の信号値を平均化する空間平均処理を行い、前記空間平均処理を行った前記ホログラム又は前記複素振幅分布に基づいて立体像を再生し、
前記空間平均処理後に、平均化に用いた画素数の逆数に対応する空間周波数帯域を有するローパスフィルタリングを適用することを特徴とする、立体像再生方法。
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