JPH0220821A - フィルタリング方法及びフレキシブルマッチドフィルタ - Google Patents
フィルタリング方法及びフレキシブルマッチドフィルタInfo
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- JPH0220821A JPH0220821A JP63171428A JP17142888A JPH0220821A JP H0220821 A JPH0220821 A JP H0220821A JP 63171428 A JP63171428 A JP 63171428A JP 17142888 A JP17142888 A JP 17142888A JP H0220821 A JPH0220821 A JP H0220821A
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- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
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- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06E—OPTICAL COMPUTING DEVICES; COMPUTING DEVICES USING OTHER RADIATIONS WITH SIMILAR PROPERTIES
- G06E3/00—Devices not provided for in group G06E1/00, e.g. for processing analogue or hybrid data
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- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
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- G02F1/137—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells characterised by the electro-optical or magneto-optical effect, e.g. field-induced phase transition, orientation effect, guest-host interaction or dynamic scattering
- G02F1/139—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells characterised by the electro-optical or magneto-optical effect, e.g. field-induced phase transition, orientation effect, guest-host interaction or dynamic scattering based on orientation effects in which the liquid crystal remains transparent
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- G02F2203/12—Function characteristic spatial light modulator
-
- G—PHYSICS
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- G02F2203/18—Function characteristic adaptive optics, e.g. wavefront correction
-
- G—PHYSICS
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- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
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- G02F2203/50—Phase-only modulation
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野１
この発明は光空間位相をフィルタリングするフィルタリ
ング方法及びそれに使用するマットフィルタに関するも
のである。
ング方法及びそれに使用するマットフィルタに関するも
のである。
［従来の技術１
マツチドフィルタリングは画像Ｆｉ！識技術等に使用さ
れるが、このマツチドフィルタリングにおける光相関シ
ステムとして、ｖａｎ Ｄｅｒ Ｌｕ５ｔシステムに基
づくものは従来から知られている。このＶａｎＤｅｒ
１０（Ｉｔシステムにおいては位相と撮輸の特性が参照
画像のフーリエ変換に適合するフィルタを形成するため
にホログラム技術を利用している。このフィルタはテス
Ｉ・画像（被測定画像）のフーリエ変換に使用される。
れるが、このマツチドフィルタリングにおける光相関シ
ステムとして、ｖａｎ Ｄｅｒ Ｌｕ５ｔシステムに基
づくものは従来から知られている。このＶａｎＤｅｒ
１０（Ｉｔシステムにおいては位相と撮輸の特性が参照
画像のフーリエ変換に適合するフィルタを形成するため
にホログラム技術を利用している。このフィルタはテス
Ｉ・画像（被測定画像）のフーリエ変換に使用される。
この場合、テスト画像と参照画像に同じ構成部分があれ
ば、そのテスト画像と参照画像の一致点に対応する角度
でフィルタから平面波が出力されることになる。そして
、フーリエ変換は強度分布を出力し、その強度分布にお
いてテスト画像と参照画像の一致点が輝点として示され
る。
ば、そのテスト画像と参照画像の一致点に対応する角度
でフィルタから平面波が出力されることになる。そして
、フーリエ変換は強度分布を出力し、その強度分布にお
いてテスト画像と参照画像の一致点が輝点として示され
る。
［発明が解決しようとする課題Ｊ
このフィルタにおいて、最近、振幅情報を捨て、位相情
報だけをもたせるようにすれば、従来のＶａｎ Ｏｅｒ
ＬｕＱｔシステムよりも遥かに鮮明な相関が得られる
ことが明らかとなった。このためには通過する光束の位
相分布を変えられるようなフィルタを製造する必要があ
るが、現在までその様な機能を持つ適当なフィルタが得
られていない。
報だけをもたせるようにすれば、従来のＶａｎ Ｏｅｒ
ＬｕＱｔシステムよりも遥かに鮮明な相関が得られる
ことが明らかとなった。このためには通過する光束の位
相分布を変えられるようなフィルタを製造する必要があ
るが、現在までその様な機能を持つ適当なフィルタが得
られていない。
この発明は上記の如き事情に鑑みてなされたものであっ
て、通過する光束の位相分布を任意に変えることができ
、従ってテスト画像または参照画像が変るたびにフィル
タを交換する必要がない柔軟性を有するフィルタリング
方法及びそれに使用するマツチドフィルタを提供するこ
とを目的とするものである。
て、通過する光束の位相分布を任意に変えることができ
、従ってテスト画像または参照画像が変るたびにフィル
タを交換する必要がない柔軟性を有するフィルタリング
方法及びそれに使用するマツチドフィルタを提供するこ
とを目的とするものである。
【課題を解決するための手段１
この目的に対応して、この発明のフィルタリング方法は
、フィルタリングすべき光束の光路中に液晶層を配置し
、前記液晶層を横断する電場の空間分布を制御すること
によって前記液晶層の屈折率の空間分布を制御し、これ
によって前記光束の空間位相を変調することを特徴とし
ている。
、フィルタリングすべき光束の光路中に液晶層を配置し
、前記液晶層を横断する電場の空間分布を制御すること
によって前記液晶層の屈折率の空間分布を制御し、これ
によって前記光束の空間位相を変調することを特徴とし
ている。
また、この発明のフレキシブルマツチドフィルタは、フ
ィルタリングすべき光束の光路中に配置されるマツチド
フィルタであって、前記マツチドフィルタは液晶層と、
前記液晶層の両側に位ｆａ シていて前記液晶層を横断
する電場を形成し得る２つの電極とを有し、前記２つの
電極のうちの少なくとも一方の電極は前記液晶層に沿っ
て分布しかつそれぞれ独立して電圧を変化させ得る複数
の小電極からなることを特徴としている。
ィルタリングすべき光束の光路中に配置されるマツチド
フィルタであって、前記マツチドフィルタは液晶層と、
前記液晶層の両側に位ｆａ シていて前記液晶層を横断
する電場を形成し得る２つの電極とを有し、前記２つの
電極のうちの少なくとも一方の電極は前記液晶層に沿っ
て分布しかつそれぞれ独立して電圧を変化させ得る複数
の小電極からなることを特徴としている。
［作用］
マツチドフィルタの２つのＴｉＭｉの中に挟持された液
晶層から構成されるフィルタの前記２つの電極のうち一
方若しくは両方を小電極の整列で構成し、各小電極を液
晶層を横切る電場を印加することにより個別に付勢すれ
ば、フィルタ平面内電場分布を生成し得る。電場は液晶
層内の分子の局所的方位を変え、これにより実際の屈折
率中の変化に局所的に高い点ができ、従って液晶層を通
過する光に局所的な位相のｄれが持込まれ位相分布が変
る。前記電極を適宜なやり方（例えばコンピュータから
のｕ＋ｍされたビデオ信号）によって付勢することによ
り、フィルタ平面に入射する光の位相分布を任意に変え
られる光フィルタを得ることができ、この光フィルタは
光相関システムに適用可能である。
晶層から構成されるフィルタの前記２つの電極のうち一
方若しくは両方を小電極の整列で構成し、各小電極を液
晶層を横切る電場を印加することにより個別に付勢すれ
ば、フィルタ平面内電場分布を生成し得る。電場は液晶
層内の分子の局所的方位を変え、これにより実際の屈折
率中の変化に局所的に高い点ができ、従って液晶層を通
過する光に局所的な位相のｄれが持込まれ位相分布が変
る。前記電極を適宜なやり方（例えばコンピュータから
のｕ＋ｍされたビデオ信号）によって付勢することによ
り、フィルタ平面に入射する光の位相分布を任意に変え
られる光フィルタを得ることができ、この光フィルタは
光相関システムに適用可能である。
［実施例］
以下、この発明の詳細を一実施例を示す図面について説
明する。
明する。
第１図において、１０は光相関システムであり、光相関
システム１０はテスト画像０ルンズＬ１、レンズＬ
レンズＬ３、ビームスプリッタＢＳ。
システム１０はテスト画像０ルンズＬ１、レンズＬ
レンズＬ３、ビームスプリッタＢＳ。
２ ・
光空間位相変調素子１、レンズＬ４、フィルタＦ１、レ
ンズＬ５、繞Ｍ１、レンズ「６、フィルタＦ２、レンズ
Ｌ７、ホログラムＨ，鏡Ｍ２、レンズ１−８、カメラＣ
１画面Ｄ１コンピュータＣＯ１画像表示装δＩＤを備え
ている。
ンズＬ５、繞Ｍ１、レンズ「６、フィルタＦ２、レンズ
Ｌ７、ホログラムＨ，鏡Ｍ２、レンズ１−８、カメラＣ
１画面Ｄ１コンピュータＣＯ１画像表示装δＩＤを備え
ている。
偏光された平行光ＬＢは透明体を通って光相関システム
の光学系に入る。この透明体上に入力像であるテスト画
像Ｏが４）かれている。この透明体は入力光（位相また
は強度）を空間変調し得るものならば任意のものを使用
することができる。
の光学系に入る。この透明体上に入力像であるテスト画
像Ｏが４）かれている。この透明体は入力光（位相また
は強度）を空間変調し得るものならば任意のものを使用
することができる。
レンズＬ１は入力像のフーリエ変換を形成し、このフー
リエ変ｍ＜まレンズＬ２、レンズＬ３によって拡大され
、光空間変調素子１の平面内に大きいフーリエ変換がつ
くられる。位相のみを変調する位相フィルタは光空間位
相変調素子１とレンズＬ とり、ＩＭ とフィルタＦ
１とで構成され４ ５ す る。
リエ変ｍ＜まレンズＬ２、レンズＬ３によって拡大され
、光空間変調素子１の平面内に大きいフーリエ変換がつ
くられる。位相のみを変調する位相フィルタは光空間位
相変調素子１とレンズＬ とり、ＩＭ とフィルタＦ
１とで構成され４ ５ す る。
光空間位相変調素子１は光の空間的位相分布を変調する
ために変調の対象であるビームスプリッタＢＳからの光
束の光路中に配置されて使用される。第２図及び第３図
に示すように、この光空間位相変調素子１は２つのガラ
ス板２．３の間に挟まれた液晶層４（約６μｍ厚さ）か
らなっている。
ために変調の対象であるビームスプリッタＢＳからの光
束の光路中に配置されて使用される。第２図及び第３図
に示すように、この光空間位相変調素子１は２つのガラ
ス板２．３の間に挟まれた液晶層４（約６μｍ厚さ）か
らなっている。
これらのガラス板２．３には各々ｆＩｉ極５，６が設け
られてあって、一方のガラス板３の電極６は多数の小電
極からなっており、各小電極の電圧は個別に可変である
。光空間位相変調素子１の多数の小電極６はマトリック
ス状に密に配列されて、走査電極駆動回路７、信号電極
駆動回路８によって個別に電場が印加され得る。これら
の小電極６は長方形に整列した１６０Ｘ１２０個のビク
セルの中に置かれ、それぞれの電子回路（走査電極駆動
回路７、信号電極駆動回路８）は、前記液晶層４を横切
る電場分布を外部ビデオ信号に従って変調可能なように
設備されている。前記各ガラス板２゜３の内面は０〜３
６０°のねじれでねじれたネマプイックモードになるよ
うに処理されている。
られてあって、一方のガラス板３の電極６は多数の小電
極からなっており、各小電極の電圧は個別に可変である
。光空間位相変調素子１の多数の小電極６はマトリック
ス状に密に配列されて、走査電極駆動回路７、信号電極
駆動回路８によって個別に電場が印加され得る。これら
の小電極６は長方形に整列した１６０Ｘ１２０個のビク
セルの中に置かれ、それぞれの電子回路（走査電極駆動
回路７、信号電極駆動回路８）は、前記液晶層４を横切
る電場分布を外部ビデオ信号に従って変調可能なように
設備されている。前記各ガラス板２゜３の内面は０〜３
６０°のねじれでねじれたネマプイックモードになるよ
うに処理されている。
光空間位相変調素子１の前面に入る光は、電場ベクトル
の長軸に平行になるように平行化される。
の長軸に平行になるように平行化される。
液晶層を横切る電場は液晶層の入り口に近いので、前記
光は液晶層を通る間にほば０〜３６０°回転した平行光
にされる。
光は液晶層を通る間にほば０〜３６０°回転した平行光
にされる。
液晶分子の相対的な配列と電場の平行化は第４図に示さ
れる。
れる。
第４図は液晶層４における液晶の分子による入射光の偏
光の配向状態を示す説明図である。
光の配向状態を示す説明図である。
図中、２１は液晶層４の眞表面における液晶分子の配向
の方向を示している。
の方向を示している。
２２は液晶層４の後表面における液晶分子の配向の方向
を示している。
を示している。
２３は液晶層４の前表面から入射した光のｆｆ１Ｗベク
トルの配向の方向を示している。
トルの配向の方向を示している。
２４は液晶層４の後表面から出射する光の電場ベクトル
の配向の方向を示している（液晶層４を横断する電場は
閾値に設定しである）。
の配向の方向を示している（液晶層４を横断する電場は
閾値に設定しである）。
液晶層４を通過後、光はレンズＬ４によって集光され、
空間フィルタＦ を経てレンズＬ５を通過し、鏡Ｍ１に
よって反射されレンズＬ５、フィルタＦ１．レンズＬ４
を経て再び液晶Ｗｊ４に戻される。液晶層４を通って戻
るとき光の平行化は同じ角度で回転し戻されるから、液
晶層４の前面を出る光の平行光は、それが入る時とほぼ
同じになり液晶の分子の状態とは無関係となる。
空間フィルタＦ を経てレンズＬ５を通過し、鏡Ｍ１に
よって反射されレンズＬ５、フィルタＦ１．レンズＬ４
を経て再び液晶Ｗｊ４に戻される。液晶層４を通って戻
るとき光の平行化は同じ角度で回転し戻されるから、液
晶層４の前面を出る光の平行光は、それが入る時とほぼ
同じになり液晶の分子の状態とは無関係となる。
光空間位相変調素子１から戻った光の一部分はビームス
プリッタＢＳによって反射されてレンズＬ６へと向かう
。レンズＬ６とレンズＬ７、空間フィルタＦ２は、光空
間位相変調素子１中の分子の格子構造に由来する不要な
回折次数を除去し、フィルタ［２を通過した出力光はホ
ログラムＨへと向かう。
プリッタＢＳによって反射されてレンズＬ６へと向かう
。レンズＬ６とレンズＬ７、空間フィルタＦ２は、光空
間位相変調素子１中の分子の格子構造に由来する不要な
回折次数を除去し、フィルタ［２を通過した出力光はホ
ログラムＨへと向かう。
液晶層を通る光路長を一定に保つことは非常に困難であ
り、なお前記光空間位相変調素子を低コストで１！４３
ｍすることは困難である。このため、前記光空間位相変
調素子１によって持込まれた収差はかなり大きくなりが
ちであり、従って前記ホログラムの目的はこれらの収差
を修正して質の良い出力光をつくってフィルタＦ２から
出すことである。
り、なお前記光空間位相変調素子を低コストで１！４３
ｍすることは困難である。このため、前記光空間位相変
調素子１によって持込まれた収差はかなり大きくなりが
ちであり、従って前記ホログラムの目的はこれらの収差
を修正して質の良い出力光をつくってフィルタＦ２から
出すことである。
フィルタＦ から出た修正された光は１１Ｍ２によって
反射されてフーリエ変換レンズＬ８から出力される。
反射されてフーリエ変換レンズＬ８から出力される。
光空間位相変調素子１の位相変調はコンピュータＣＯか
ら得られるビデオ信号によって制御される。ビデオ信号
は参照像のフーリエ変換の位相を表す。
ら得られるビデオ信号によって制御される。ビデオ信号
は参照像のフーリエ変換の位相を表す。
［発明の効果］
このようにこの発明では光の空間位相を確実に変えるこ
とができる。しかも、ここで使用されるマツチドフィル
タが従来の装置で用いられた写真乾板や類似の記録媒体
のように固定式のものでなく、コンピュータ制御の光空
間位相変調素子であるので、各種のテスト画像または参
照画像に適用し得る柔軟性を持つものである。
とができる。しかも、ここで使用されるマツチドフィル
タが従来の装置で用いられた写真乾板や類似の記録媒体
のように固定式のものでなく、コンピュータ制御の光空
間位相変調素子であるので、各種のテスト画像または参
照画像に適用し得る柔軟性を持つものである。
このシステムの応答時間は液晶の応答時間によって制約
を受けるが、液晶の応答時間は１００ｍ ｓｅｃであり
、極めて高速の光相関システムを得ることができる。
を受けるが、液晶の応答時間は１００ｍ ｓｅｃであり
、極めて高速の光相関システムを得ることができる。
第１図はこの発明の光相関システムを示す構成説明図、
第２図は光空間位相変調素子の断面説明図、第３図は光
空間位相変調素子の畢面説明図、及び第４図は光空間変
調素子へ入射した入射光の偏光の配向を示す説明図であ
る。 Ｄ・・・画像 ＣＯ・・・コンピュータ １［・・・Ｉｉ！ｊ像表示！Ａ置 １装・・光空間位相変調素子 ２．３・・・ガラス板 ４・・・液晶層 ５・・・電極 ６・・・電極 １０・・・光相関システム Ｏ・・・テスト画像 ［１〜［８・・・レンズ ＢＳ・・・ビームスプリッタ Ｆｌ、Ｆ２・・・フィルタ Ｍｌ、 Ｍ２・・・鏡 Ｈ・・・ホログラム Ｃ・・・ｈメラ 第 図 第３図 第 図
第２図は光空間位相変調素子の断面説明図、第３図は光
空間位相変調素子の畢面説明図、及び第４図は光空間変
調素子へ入射した入射光の偏光の配向を示す説明図であ
る。 Ｄ・・・画像 ＣＯ・・・コンピュータ １［・・・Ｉｉ！ｊ像表示！Ａ置 １装・・光空間位相変調素子 ２．３・・・ガラス板 ４・・・液晶層 ５・・・電極 ６・・・電極 １０・・・光相関システム Ｏ・・・テスト画像 ［１〜［８・・・レンズ ＢＳ・・・ビームスプリッタ Ｆｌ、Ｆ２・・・フィルタ Ｍｌ、 Ｍ２・・・鏡 Ｈ・・・ホログラム Ｃ・・・ｈメラ 第 図 第３図 第 図
Claims (2)
- （１）フィルタリングすべき光束の光路中に液晶層を配
置し、前記液晶層を横断する電場の空間分布を制御する
ことによって前記液晶層の屈折率の空間分布を制御し、
これによつて前記光束の空間位相を変調することを特徴
とするフィルタリング方法 - （２）フィルタリングすべき光束の光路中に配置される
マッチドフィルタであつて、前記マッチドフィルタは液
晶層と、前記液晶層の両側に位置していて前記液晶層を
横断する電場を形成し得る２つの電極とを有し、前記２
つの電極のうちの少なくとも一方の電極は前記液晶層に
沿つて分布しかつそれぞれ独立して電圧を変化させ得る
複数の小電極からなることを特徴とするフレキシブルマ
ッチドフィルタ
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63171428A JPH079560B2 (ja) | 1988-07-08 | 1988-07-08 | マッチドフィルタリング方法 |
| US07/375,950 US5018838A (en) | 1988-07-08 | 1989-07-06 | Method and device for achieving optical spatial phase modulation |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63171428A JPH079560B2 (ja) | 1988-07-08 | 1988-07-08 | マッチドフィルタリング方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0220821A true JPH0220821A (ja) | 1990-01-24 |
| JPH079560B2 JPH079560B2 (ja) | 1995-02-01 |
Family
ID=15922951
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63171428A Expired - Lifetime JPH079560B2 (ja) | 1988-07-08 | 1988-07-08 | マッチドフィルタリング方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5018838A (ja) |
| JP (1) | JPH079560B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1994023329A1 (en) * | 1993-03-31 | 1994-10-13 | Citizen Watch Co., Ltd. | Optical device |
| JPH07270744A (ja) * | 1994-03-31 | 1995-10-20 | Agency Of Ind Science & Technol | 位相変調方法及び装置 |
Families Citing this family (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0764123A (ja) * | 1993-08-20 | 1995-03-10 | Internatl Business Mach Corp <Ibm> | 屈折率分布型光偏向器及び光偏向方法 |
| US6323970B1 (en) * | 1999-09-29 | 2001-11-27 | Digilents, Inc. | Method of producing switchable holograms |
| US6909686B2 (en) * | 1999-12-20 | 2005-06-21 | Pioneer Corporation | Aberration correcting optical unit, optical pickup apparatus and information recording/reproducing apparatus with single and multi-layer electrodes |
| US9918053B2 (en) * | 2014-05-14 | 2018-03-13 | Jasper Display Corp. | System and method for pulse-width modulating a phase-only spatial light modulator |
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