JPH0756187A - Device for extracting contour of image - Google Patents

Device for extracting contour of image

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Publication number
JPH0756187A
JPH0756187A JP20136393A JP20136393A JPH0756187A JP H0756187 A JPH0756187 A JP H0756187A JP 20136393 A JP20136393 A JP 20136393A JP 20136393 A JP20136393 A JP 20136393A JP H0756187 A JPH0756187 A JP H0756187A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light
polarization
image
angle
contour
Prior art date
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Pending
Application number
JP20136393A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hideo Suzuki
英夫 鈴木
Akito Nagatsu
昭人 永津
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Telegraph and Telephone Corp
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Telegraph and Telephone Corp filed Critical Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority to JP20136393A priority Critical patent/JPH0756187A/en
Publication of JPH0756187A publication Critical patent/JPH0756187A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To provide an image contour extracting device for extracting the contour of an image under a condition irradiated. with natural light even in the case an inputted image includes the linear elements of all the spatial frequencies, furthermore, a body moving at extremely high speed is the object to be processed. CONSTITUTION:The device is constituted of a polarization modulating means 210 for receiving read-out light and write-in light so as to change the polarization angle of the read-out light in accordance with the light intensity of the write-in light, a means 200 for supplying the light of the inputted image to the polarization modulating means 210 as the write-in light, an image reading means 220 for supplying the light polarized in one direction to the polarization modulating means 210 as the read-out light, a polarized image outputting means 230 for transmitting the light polarized at a prescribed angle out of the light outputted from the polarization modulating means 210 and outputting the light. A relative angle between a polarization direction of the polarization modulating means 210 in terms of properties and the polarization angle of the read-out light is set at a prescribed angle. Furthermore, the image inputting means 200 is provided with a means for adjusting the light intensity of the inputted image, the focal depth of the image and the focus of the image.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、並列光演算を利用した
輪郭抽出方法および輪郭抽出装置に関するものである。
さらに詳しく言うと、入力画像に対して光のまま2次元
並列光演算を高速に実行するものであり、特に、画像認
識応用など光画像処理の分野で有用なものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a contour extracting method and a contour extracting apparatus using parallel light calculation.
More specifically, the two-dimensional parallel optical operation is performed on the input image as light at high speed, and is particularly useful in the field of optical image processing such as image recognition applications.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、画像の輪郭抽出を行う方法と
して、電気的な方法、光学的な方法、特殊素子による方
法、および、空間光変調素子による方法が知られてい
る。
2. Description of the Related Art Conventionally, an electric method, an optical method, a method using a special element, and a method using a spatial light modulator are known as methods for extracting the contour of an image.

【0003】第1の従来技術として、電気的な方法につ
いて説明する。例えばCCDカメラなどの撮像手段を用
いて、輪郭抽出処理対称画像を入力し、入力画像からの
光信号をいったん電気信号に変換する電気的な方法にお
いては、ある時刻の画像を画像メモリに蓄え、ロバー
ツ、ラプラシアンなどのマスク処理を実行して輪郭抽出
処理を行う。この方法では、電気的な信号をフレームメ
モリに蓄えるために要するフレームレート、例えば1画
面当たり1/30秒以上の演算時間を必要とし、輪郭抽
出処理の演算速度は入力装置のフレームレートの影響を
うける。
An electrical method will be described as the first conventional technique. For example, in an electrical method in which an image pickup means such as a CCD camera is used to input a symmetrical image for contour extraction processing and an optical signal from the input image is once converted into an electrical signal, an image at a certain time is stored in an image memory, A mask process such as Roberts or Laplacian is executed to perform a contour extraction process. This method requires a frame rate required to store an electrical signal in the frame memory, for example, a calculation time of 1/30 seconds or more per screen, and the calculation speed of the contour extraction processing is affected by the frame rate of the input device. box office.

【0004】また、輪郭抽出用マスク処理の処理時間
は、使用するマスクの大きさ、すなわち、画素数の増加
と共に増大する。
Further, the processing time of the mask processing for contour extraction increases as the size of the mask used, that is, the number of pixels increases.

【0005】一方、入力装置のフレームレートが上記の
撮像手段よりも速い、すなわち高速度カメラ等を用いて
高速で移動する物体の動画像が連続的に入力される高速
入力方式が提案されている。これによると通常、入力さ
れた画像は画像メモリまたは記録テープなどの記憶媒体
にいったん記録され、記録終了後、記録された各フレー
ムごとに輪郭抽出処理が行われる。
On the other hand, a high-speed input system has been proposed in which the frame rate of the input device is faster than that of the above-mentioned image pickup means, that is, a moving image of an object moving at high speed is continuously input using a high-speed camera or the like. . According to this, normally, the input image is once recorded in a storage medium such as an image memory or a recording tape, and after the recording is completed, the contour extraction processing is performed for each recorded frame.

【0006】さらに、電気的な処理方法の場合には、画
像の2次元空間位置情報は、画像メモリのメモリアドレ
スに対応するため、空間的な位置情報をメモリアドレス
に変換する際に、位置情報に関する量子化誤差が発生す
る。さらに例えば線分の量子化誤差の大きさは画像内の
方向によって変化する。そのため、輪郭抽出用マスク処
理において、輪郭成分が抽出される精度は抽出すべき輪
郭の方向によって変化する。
Further, in the case of the electrical processing method, since the two-dimensional spatial position information of the image corresponds to the memory address of the image memory, the position information is converted when the spatial position information is converted into the memory address. A quantization error with respect to occurs. Further, for example, the magnitude of the quantization error of the line segment changes depending on the direction in the image. Therefore, in the contour extraction mask processing, the accuracy with which the contour component is extracted varies depending on the direction of the contour to be extracted.

【0007】第2の従来技術として、光学的な方法につ
いて説明する。レンズを用いた画像の光学的フーリエ変
換と周波数面のハイパスフィルタリング処理により画像
の輪郭を抽出する光学的な方法においては、光の高速性
を生かせることが知られている。
An optical method will be described as the second conventional technique. It is known that high speed of light can be utilized in an optical method of extracting the contour of an image by optical Fourier transform of an image using a lens and high-pass filtering processing of a frequency plane.

【0008】一方、周波数面における空間フィルタリン
グ方法は、入力画像に含まれる空間周波数がほぼ一定の
特徴(たとえば線画)を対象として処理する場合には望
ましい性能を示す。しかし、より一般的な輪郭抽出処理
では、画像に含まれる空間周波数は低いものから高いも
のまで種々混在するため、周波数面における1種類の固
定的なフィルタを広範囲に亘る空間周波数を有する画像
の輪郭抽出に適用する場合には、画像全体に関しては不
均一で不鮮明な輪郭しか得られない。光学的な方法にお
いては、特に、フィルタの形状と大きさがフィルタリン
グ処理の性能を決定することが知られている。光学的な
方法については、例えば、「応用光学I」、鈴木達朗
著、朝倉書店発行に説明されている。
On the other hand, the spatial filtering method in the frequency plane shows desirable performance when processing a feature (for example, a line drawing) having a substantially constant spatial frequency contained in the input image. However, in a more general contour extraction process, since various spatial frequencies included in an image are mixed from low to high, one type of fixed filter in the frequency plane is used to outline an image having a wide range of spatial frequencies. When applied to extraction, only non-uniform and unsharp contours are obtained for the whole image. In the optical method, in particular, the shape and size of the filter are known to determine the performance of the filtering process. The optical method is described in, for example, "Applied Optics I", by Tatsuro Suzuki, published by Asakura Shoten.

【0009】光学的フーリエ変換とフィルタリング処理
を実行できる入力画像は、単一波長の光(通常コヒーレ
ント光を示す)で搬送された画像である。従って、光学
的なフィルタリング処理を行うためには、何らかの照射
手段で対象物の特徴を表わすコヒーレント光を形成して
入力画像とする。例えば、自然光の照射条件下における
画像を処理対象とする場合には、通常、画像を写真フィ
ルムに撮影し、その背面からレーザー光などの単一波長
光を照射して入力画像とするか、またはいったんインコ
ヒーレント−コヒーレント変換素子を介して波長をそろ
えてから入力画像とする。
The input image on which the optical Fourier transform and filtering process can be performed is an image carried with a single wavelength of light (typically exhibiting coherent light). Therefore, in order to perform the optical filtering process, coherent light representing the characteristics of the object is formed by some irradiation means and used as an input image. For example, when processing an image under natural light irradiation conditions, the image is usually photographed on a photographic film, and single-wavelength light such as laser light is irradiated from the back surface to form an input image, or The wavelengths are once aligned via the incoherent-coherent conversion element and then used as the input image.

【0010】第3の従来技術として、特殊な光素子につ
いて説明する。特殊な光素子を用いた入力画像の特徴抽
出は、たとえば、「Optical Neurochips for Direct Im
ageProcessing(直接画像処理用光ニューロチッ
プ)」、1992年電子情報通信学会春季大会予稿集D-83に
久間等により報告されている。素子の画素数が少ないた
め特徴抽出の精度に制約を与える。また、素子の制御方
法、与えるべきエネルギーの大きさ、および素子の応答
時間により応用範囲が限定される。
As a third conventional technique, a special optical element will be described. For example, the feature extraction of the input image using a special optical element is performed in “Optical Neurochips for Direct Im
ageProcessing (optical neurochip for direct image processing) ", 1992 IEICE Spring Conference Proceedings, D-83, reported by Kuma et al. Since the number of pixels of the element is small, the accuracy of feature extraction is limited. Further, the application range is limited by the control method of the element, the amount of energy to be applied, and the response time of the element.

【0011】上記の従来技術に対して、高速で移動する
物体の画像、或いは、物体のサイズが大きくて抽出結果
の要求精度が高い画像などへの適用を可能とする方法
が、鈴木等により「FLC−SLMを用いた画像のエッ
ジ抽出」、第53回応用物理学会学術講演会講演予稿
集、1992年に提案されている。ここでは、入力する
光の強度に応じて液晶の偏光状態を変調させる空間光変
調素子を偏光子とし、偏光子と検光子の偏光面の相対角
度を偏光子作成時のラビング角度に一致させて、2値画
像のエッジ抽出を行う例が報告されている。この方法で
は、ラビング角度の状態で入力画像のエッジが出力され
るようにするため、入力画像の光強度、既に記憶されて
いる画像の消去時間、および新たな画像の書き込み時間
を個々の装置毎に微細に調整する。
In contrast to the above-mentioned prior art, Suzuki et al. Have proposed a method that can be applied to an image of an object moving at high speed, or an image in which the size of the object is large and the extraction result is highly required. Image Edge Extraction Using FLC-SLM ", Proceedings of 53rd Annual Meeting of the Applied Physics Society of Japan, 1992. Here, a spatial light modulator that modulates the polarization state of the liquid crystal according to the intensity of the input light is used as a polarizer, and the relative angle between the polarization planes of the polarizer and the analyzer is matched with the rubbing angle at the time of making the polarizer. An example in which an edge of a binary image is extracted has been reported. In this method, in order to output the edge of the input image at the rubbing angle, the light intensity of the input image, the erasing time of the image already stored, and the writing time of a new image are set for each device. Finely adjust to.

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】上記、従来の技術によ
る画像の輪郭抽出には次の問題がある。
There are the following problems in the above-described image contour extraction by the conventional technique.

【0013】電気的な特徴抽出方法では、入力手段をは
じめ、光信号の速度と比べて応答速度の遅い電気回路を
介在させるので特徴抽出処理速度が遅い。
In the electrical feature extraction method, the feature extraction processing speed is slow because an input circuit and an electric circuit whose response speed is slower than the speed of the optical signal are interposed.

【0014】例えば上記の通り、演算時間は入力装置の
フレームレートに依存するので、フレームレート内では
とらえることのできない、すなわち、フレームレートに
比較して非常に高速で移動する物体の輪郭を実時間で抽
出することはできない。一方、高速度カメラ等による入
力の場合には、画像をいったん蓄積するので、特徴抽出
処理の実時間性はまったく期待できない。
For example, as described above, since the calculation time depends on the frame rate of the input device, it cannot be grasped within the frame rate, that is, the contour of an object moving at a very high speed compared with the frame rate is calculated in real time. Cannot be extracted with. On the other hand, in the case of input from a high-speed camera or the like, since the image is temporarily stored, the real-time property of the feature extraction processing cannot be expected at all.

【0015】空間位置を画像メモリアドレスに変換する
際の量子化誤差を小さくできる空間的な特定方向、例え
ば垂直方向あるいは水平方向の輪郭成分抽出の精度と比
較して、それら以外の輪郭成分に対する抽出精度が悪
く、ここで、輪郭成分抽出精度を上げるためにマスクサ
イズの拡大を行うと処理時間が長くなる。
Extraction for contour components other than these is compared with the precision of contour component extraction in a spatial specific direction, for example, vertical direction or horizontal direction, which can reduce the quantization error when converting a spatial position into an image memory address. The accuracy is poor, and if the mask size is expanded in order to improve the accuracy of contour component extraction, the processing time becomes long.

【0016】また、微細構造を含む画像を処理する場合
には、入力画像の画素数を多くする必要があり、このた
めに処理時間は長くなる。
Further, when processing an image including a fine structure, it is necessary to increase the number of pixels of the input image, which increases the processing time.

【0017】光学的な方法は、入力画像に含まれるべて
の空間周波数に対しては、1種類の固定的なフィルタで
は対応することができない。例えば、入力画像中の対象
物輪郭成分のサイズが大きい場合と小さいサイズの輪郭
成分が多数存在する場合とでは、処理対象画像の輪郭成
分に含まれる空間周波数成分には違いがある。そのた
め、空間フィルタリングの目的が同一であっても、対象
画像の空間周波数成分の傾向等を把握して適当な空間フ
ィルタを選択しなければならない。
The optical method cannot deal with all spatial frequencies contained in the input image with one kind of fixed filter. For example, there are differences in the spatial frequency components included in the contour component of the processing target image when the size of the contour component of the object in the input image is large and when there are many contour components of small size. Therefore, even if the purpose of spatial filtering is the same, it is necessary to grasp the tendency of the spatial frequency component of the target image and select an appropriate spatial filter.

【0018】また、光学的な方法の応用範囲は、入力画
像は単一波長の光で搬送された画像に限らる。そのた
め、例えば自然光画像をそのままの形で入力画像として
取り扱うことができないので、対象画像にコヒーレント
光を照射する等の照明手段を必要とする。従って、動画
像あるいは3次元物体を処理対象とする場合には、画像
入力のみならず、対象物の確実な照射方法が課題であ
る。
Further, the application range of the optical method is limited to the image carried by the light of a single wavelength as the input image. Therefore, for example, a natural light image cannot be handled as it is as an input image, and thus an illumination means for irradiating the target image with coherent light is required. Therefore, when a moving image or a three-dimensional object is to be processed, not only image input but also a reliable irradiation method of the object is a problem.

【0019】特殊な光素子を用いる方法では、画素数に
制限があり、素子の制御方法が複雑で、与えるべきエネ
ルギーも大きく、しかも、動画像処理など実時間の画像
入力と特徴抽出処理とを必要とする応用に対しては素子
の応答速度に遅いという問題がある。
In the method using a special optical element, the number of pixels is limited, the element control method is complicated, the energy to be applied is large, and moreover, real-time image input such as moving image processing and feature extraction processing are required. There is a problem that the response speed of the device is slow for the required application.

【0020】さらに、液晶の偏光状態を変調させる素子
を用いる従来の方法では、上記のように空間光変調素子
作成時のラビング角度に偏光角を合わせる。このとき、
入力画像のコントラストの良いエッジ部分を抽出するた
めには、入力画像の光強度、画像の消去、書き込み、お
よび読み出しのための空間光変調素子への印加電圧、印
加時間を微細に調整することが必要であり、実用上問題
点がある。
Further, in the conventional method using the element for modulating the polarization state of the liquid crystal, the polarization angle is adjusted to the rubbing angle at the time of producing the spatial light modulator as described above. At this time,
In order to extract a high-contrast edge portion of the input image, the light intensity of the input image, the voltage applied to the spatial light modulator for erasing, writing, and reading the image, and the application time can be finely adjusted. It is necessary and has practical problems.

【0021】以上の従来の方法は、高速に移動する対象
物、自然光で照射された3次元物体、2次元輪郭、空間
周波数成分の分布範囲が広い画像など、一般に画像処理
の分野で課題とされている処理対象画像への適用が困難
である。
The above conventional method is generally regarded as a problem in the field of image processing such as an object moving at high speed, a three-dimensional object illuminated by natural light, a two-dimensional contour, and an image having a wide distribution range of spatial frequency components. It is difficult to apply it to the image to be processed.

【0022】本発明は、上記従来技術の問題点に鑑み、
入力画像があらゆる空間周波数の線要素を含み、さら
に、非常に高速で移動する物体が処理の対象となる場合
においても、自然光の照射条件下で画像の輪郭抽出を行
なう画像の輪郭抽出装置を、簡単な構成、低消費エネル
ギー、容易な制御性、および、低コストで提供すること
を目的とする。
The present invention has been made in view of the above problems of the prior art.
Even if the input image includes line elements of all spatial frequencies, and even if an object moving at a very high speed is to be processed, an image contour extraction device that performs image contour extraction under natural light irradiation conditions, The purpose is to provide a simple structure, low energy consumption, easy controllability, and low cost.

【0023】[0023]

【課題を解決するための手段】図1は本発明の原理構成
図である。
FIG. 1 is a block diagram showing the principle of the present invention.

【0024】本発明の画像の輪郭抽出装置は、読み出し
光と書き込み光とを受け、書き込み光の光強度に応じて
読み出し光の偏光角度を変化させる偏光変調手段と、入
力画像の光を偏光変調手段への書き込み光として供給す
る手段と、一方向に偏光された光を偏光変調手段への読
み出し光として供給する画像読み出し手段と、偏光変調
手段の出力光のうち所定の角度に偏光されている光を通
過させて出力する偏光画像出力手段とからなり、偏光変
調手段の特性上の偏光方向と読み出し光の偏光角度との
相対角度を所定角度に設定する。
The image contour extraction device of the present invention receives the read light and the write light, and changes the polarization angle of the read light according to the light intensity of the write light, and the light of the input image is polarized. Means for supplying the light as writing light to the means, image reading means for supplying light polarized in one direction as the reading light to the polarization modulating means, and output light of the polarization modulating means polarized at a predetermined angle. And a polarized image output means for transmitting light and outputting the polarized light. The relative angle between the polarization direction of the characteristic of the polarization modulation means and the polarization angle of the readout light is set to a predetermined angle.

【0025】さらに、本発明の画像の輪郭抽出装置は、
画像入力手段は入力された画像の光強度、画像の焦点深
度、および画像の焦点を調整する手段を有する。
Further, the image contour extracting device of the present invention is
The image input means has means for adjusting the light intensity of the input image, the depth of focus of the image, and the focus of the image.

【0026】[0026]

【作用】本発明の輪郭抽出装置においては、入力画像は
画像入力手段で適当な光強度の画像に調整され、実時間
で偏光変調手段に書き込まれる。一方、偏光変調手段の
読み出し側に直線偏光の読み出し光を照射すると、入力
画像の光強度分布に応じて偏光状態が変調されている光
信号として偏光変調手段から読み出される。この光信号
のうち、画像の輪郭情報に対応した偏光情報が読み出し
手段により一定の幅で抽出され、偏光画像出力手段によ
り出力面上に出力される。
In the contour extracting apparatus of the present invention, the input image is adjusted by the image inputting means into an image having an appropriate light intensity and written in the polarization modulating means in real time. On the other hand, when the reading side of the polarization modulator is irradiated with the linearly polarized readout light, it is read out from the polarization modulator as an optical signal whose polarization state is modulated according to the light intensity distribution of the input image. Of this optical signal, the polarization information corresponding to the contour information of the image is extracted with a constant width by the reading means, and is output on the output surface by the polarization image output means.

【0027】ここで、画像の輪郭とは、画像中の明るい
部分と暗い部分との境界、すなわち、画像の中で明るさ
が変化している部分である。明るさが変化する部分をさ
らに詳細に説明すると、例えば画像中の隣接する小領域
(例えば画像の1画素)の明るさを各々比較するとそれ
らの明暗は凸凹に変化しているが、ある程度の広さの領
域毎に、例えば平均の明るさを以て比較するとその明る
さは徐々に変化している。本発明による輪郭抽出は、上
記のような明るい部分と暗い部分との中間で明るさが徐
々に変化している中間調の部分を検出しこれを輪郭とし
て抽出する。例えば焦点を若干外すことなどにより画像
をぼかす(平滑化する)と、中間調部分の幅は広くな
る。逆に、焦点を合わせ焦点深度を浅くすると、画像は
強調され、中間調部分の幅は狭くなる。
Here, the outline of the image is a boundary between a bright portion and a dark portion in the image, that is, a portion where the brightness is changed in the image. Explaining in more detail the part where the brightness changes, for example, comparing the brightness of adjacent small areas in the image (for example, one pixel of the image), the brightness changes unevenly, but to a certain extent. For example, when the average brightness is compared for each area, the brightness gradually changes. In the contour extraction according to the present invention, a halftone portion in which the brightness gradually changes between the bright portion and the dark portion as described above is detected and the contour is extracted. For example, when the image is blurred (smoothed) by slightly defocusing, the width of the halftone portion becomes wider. On the contrary, when the focus is adjusted and the depth of focus is decreased, the image is emphasized and the width of the halftone portion is narrowed.

【0028】本発明の輪郭抽出装置により、輪郭は次の
ように抽出される。入力画像の光の有無または強弱に対
応して読み出し光の偏光方向を回転させ、入力画像の明
暗情報を偏光状態の相違として出力する偏光変調手段に
おいて、光の有無または強弱に対応する偏光方向がなす
角度の2等分線方向を、読み出し光の偏光方向に一致さ
せることによって、あるいは、読み出し光の偏光方向に
対して45度の角度をなすように設定することによっ
て、入力画像の明暗の境界を輪郭として抽出する。
The contour is extracted by the contour extracting device of the present invention as follows. In the polarization modulator that rotates the polarization direction of the readout light according to the presence or absence of light in the input image or the intensity thereof and outputs the brightness information of the input image as the difference in the polarization state, the polarization direction corresponding to the presence or absence of light or the intensity By setting the bisector direction of the angle to be made to coincide with the polarization direction of the reading light or by setting the angle so as to form an angle of 45 degrees with respect to the polarization direction of the reading light, the boundary between the dark and light of the input image. Is extracted as a contour.

【0029】さらに、本発明の輪郭抽出装置により、入
力画像の光強度を調整しながら2次元偏光変調素子に結
像し、実時間の入力画像の光強度分布に応じて2次元偏
光変調素子の読み出し光の偏光方向を変調し、画像の輪
郭を結像して出力することなど、一連の操作を光学的に
実行する。
Further, the contour extracting device of the present invention forms an image on the two-dimensional polarization modulation element while adjusting the light intensity of the input image, and the two-dimensional polarization modulation element of the two-dimensional polarization modulation element is formed according to the light intensity distribution of the input image in real time. A series of operations are optically executed, such as modulating the polarization direction of the reading light and forming and outputting the contour of the image.

【0030】[0030]

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づき詳細に
説明する。
Embodiments of the present invention will now be described in detail with reference to the drawings.

【0031】図2は本発明の第1実施例のシステム構成
図を示す。同図を参照して、本発明の第1実施例のシス
テム全体の動作について説明する。
FIG. 2 shows a system configuration diagram of the first embodiment of the present invention. The operation of the entire system according to the first exemplary embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

【0032】入力画像10は、絞り手段51で適当な光
強度の画像に調整され、所定の取付角度に設置された2
次元偏光変調素子20上にレンズ50により結像され、
素子に書き込まれる。尚、2次元偏光変調素子20及び
2次元偏光変調素子20を設置する際の所定の取付角度
については全体の動作に引き続き説明する。直線偏光の
読み出し光91は、半透鏡80で進行方向を曲げられ
て、2次元偏光変調素子20の読み出し側に照射され、
続いて反射される。反射された2次元光信号92は、前
記入力画像10の光強度分布に応じて偏光状態が変調さ
れている。ここで、読み出し光91に対して直交ニコル
となる角度で偏光板70を設置しておけば、2次元光信
号92のうち、入力画像10の輪郭に対応した2次元光
信号(偏光)93を抽出することができる。レンズ60
は偏光された2次元偏光93を出力面に出力結果30と
して結像するものである。制御部100は、2次元偏光
変調素子20と、この素子の消去光および読み出し光9
1を制御するものである。
The input image 10 is adjusted to an image having an appropriate light intensity by the diaphragm means 51, and the input image 10 is set at a predetermined mounting angle.
An image is formed on the three-dimensional polarization modulation element 20 by the lens 50,
Written to the device. The two-dimensional polarization modulation element 20 and the predetermined mounting angle when the two-dimensional polarization modulation element 20 is installed will be described subsequently to the entire operation. The linearly polarized read-out light 91 has its traveling direction bent by the semi-transparent mirror 80, and is emitted to the read-out side of the two-dimensional polarization modulation element 20,
Then it is reflected. The polarization state of the reflected two-dimensional optical signal 92 is modulated according to the light intensity distribution of the input image 10. Here, if the polarizing plate 70 is installed at an angle that is orthogonal to the read light 91, the two-dimensional optical signal (polarization) 93 corresponding to the contour of the input image 10 out of the two-dimensional optical signal 92 is generated. Can be extracted. Lens 60
Is for forming the polarized two-dimensional polarized light 93 on the output surface as the output result 30. The control unit 100 includes a two-dimensional polarization modulation element 20 and erasing light and reading light 9 of this element.
1 is controlled.

【0033】入力画像10は自然光またはレーザー光に
照明された実物体、CRTディスプレイ等の表示素子に
表示された画像、および、液晶パネル等の空間光変調器
に表示され光で照明された画像など、光強度分布をもつ
画像であればどのようなものでもよい。
The input image 10 is a real object illuminated by natural light or laser light, an image displayed on a display element such as a CRT display, and an image displayed on a spatial light modulator such as a liquid crystal panel and illuminated by light. Any image may be used as long as it has a light intensity distribution.

【0034】半透鏡80は、読み出し光91を2次元偏
光変調素子20に入射させ、さらに2次元偏光変調素子
20の読み出し結果をひずみなく正確に結像させるため
の一手段であり、かつ、装置全体のスペース縮小を目的
としたものである。読み出し光91が2次元偏光変調素
子20に対して斜め方向から入射し、斜め方向に反射さ
れ、その結果をレンズ60で正確に結像できれば必ずし
も半透鏡80は必要ではない。
The semi-transparent mirror 80 is one means for making the read light 91 incident on the two-dimensional polarization modulation element 20 and for accurately forming the read result of the two-dimensional polarization modulation element 20 without distortion, and it is also an apparatus. The purpose is to reduce the overall space. The read-out light 91 is incident on the two-dimensional polarization modulation element 20 in an oblique direction, is reflected in the oblique direction, and the semi-transparent mirror 80 is not necessarily required as long as the result can be accurately imaged by the lens 60.

【0035】次に、入力画像の光強度分布状態を偏光分
布状態に変換し、2次元光情報として出力する2次元偏
光変調素子20と、2次元偏光変調素子20を用いて入
力画像10の明暗の境界を輪郭として抽出する輪郭抽出
方法について説明する。
Next, the light intensity distribution state of the input image 10 is converted into a polarization distribution state and is output as two-dimensional light information. A contour extraction method for extracting the boundary of as a contour will be described.

【0036】本発明の第1実施例により、2次元偏光変
調素子の代表的な例として、液晶を用いた反射型で光ア
ドレス型の2次元偏光変調素子、たとえば福島等による
文献「強誘電性液晶を用いた双安定空間光変調器("Bis
table spatial light modulator using a ferroelectri
c liquid crystal")」、Optics Letters, 15, 285 (199
0)に記載されている強誘電性液晶空間光変調器を用いた
場合について説明する。上記液晶素子は本来画像の2値
化処理を主目的として作製されており、輪郭抽出のため
に偏光変調特性を最適化した素子ではないが、実際には
十分実用に適している。以下では、本発明の実施例によ
る輪郭抽出方法の説明は上記液晶素子を例とするが、本
発明はこの液晶素子の例に限定されることはなく、偏光
状態を変調する別の素子であっても本発明による輪郭抽
出装置を構成できる。
According to the first embodiment of the present invention, as a typical example of a two-dimensional polarization modulation element, a reflection type and photo-addressing type two-dimensional polarization modulation element using a liquid crystal, for example, a reference "Ferroelectricity" by Fukushima et al. Bistable spatial light modulator using liquid crystal ("Bis
table spatial light modulator using a ferroelectri
c liquid crystal ")", Optics Letters, 15, 285 (199
The case of using the ferroelectric liquid crystal spatial light modulator described in (0) will be described. The above-mentioned liquid crystal element is originally manufactured mainly for the purpose of binarizing an image, and is not an element whose polarization modulation characteristic is optimized for contour extraction, but it is actually sufficiently suitable for practical use. In the following, the description of the contour extraction method according to the embodiment of the present invention takes the above liquid crystal element as an example, but the present invention is not limited to this example of the liquid crystal element, and is another element for modulating the polarization state. However, the contour extracting device according to the present invention can be configured.

【0037】最初に、図3により2次元偏光変調素子2
0の構成について説明する。同図は本発明の第1実施例
による偏光変調を行う2次元偏光変調素子20の構造を
示す。
First, referring to FIG. 3, the two-dimensional polarization modulator 2
The configuration of 0 will be described. The figure shows the structure of a two-dimensional polarization modulator 20 for performing polarization modulation according to the first embodiment of the present invention.

【0038】図3の(a)は透明電極(ITO)をコー
トした2枚のガラスの間に、水酸化アモルファスシリコ
ンの光伝導膜(a−Si:H PC)、誘電体ミラー
(DM)、および、強誘電性液晶(FLC)をはさんだ
素子の構造を示し、それぞれの層の厚さは1μm程度で
ある。図3の(a)において、左側から消去光および入
力としての書き込み光が照射される。一方、右側からは
読み出し光が照射され、それが反射された結果が出力と
なる。なお、通常この素子は可視光域に書き込み感度を
もつが、光電導膜に適当な特性を持たせると、赤外域や
紫外域などの光画像に対しても書き込みを行うことがで
きる。
FIG. 3A shows a photoconductive film of amorphous silicon hydroxide (a-Si: HPC), a dielectric mirror (DM), between two sheets of glass coated with a transparent electrode (ITO). Also, the structure of an element sandwiching a ferroelectric liquid crystal (FLC) is shown, and the thickness of each layer is about 1 μm. In FIG. 3A, erasing light and writing light as an input are applied from the left side. On the other hand, the reading light is emitted from the right side, and the result of the reflection is output. Note that this element usually has writing sensitivity in the visible light region, but if the photoconductive film is provided with appropriate characteristics, writing can be performed even in an optical image in the infrared region or the ultraviolet region.

【0039】図3の(b)は、読み出し側から2次元偏
光変調素子20を見た状態で、透明電極(ITO)のラ
ビング方向を誇張されたラビング線で示す。ラビングは
液晶の初期状態の安定化を目的として行われている。ま
た、素子は光画像処理応用に適した矩形であり、有効面
積を最大に使用するために矩形の辺に対して22.5度
の角度をもたせてラビングされる。この角度については
後述する。
FIG. 3B shows the rubbing direction of the transparent electrode (ITO) in an exaggerated rubbing line when the two-dimensional polarization modulator 20 is viewed from the read side. The rubbing is performed for the purpose of stabilizing the initial state of the liquid crystal. Also, the device is a rectangle suitable for optical image processing applications, and is rubbed at an angle of 22.5 degrees with respect to the sides of the rectangle for maximum use of the effective area. This angle will be described later.

【0040】次に、図4により2次元偏光変調素子20
の制御方法について説明する。図4の(a)は、E、
W、およびRをそれぞれ、消去、書き込み、および読み
出しのタイミングとして、制御部100が2次元偏光変
調素子20を駆動するために与える電気的制御パルスを
示し、一方、図4の(b)は制御部100が読み出し光
91を照射するタイミングを示す。すなわち、タイミン
グEのとき、消去光が点灯して素子が前面にわたってリ
フレッシュされ、タイミングWのとき、素子への書き込
みが行われ、タイミングRのときに読み出し光が点灯し
て素子の2次元光情報が読み出される。図4の(a)、
図4の(b)において、横軸と縦軸はそれぞれ時間と電
圧とを示しており、パルス全体がE−W−Rを1周期と
して反復する。読み出し光91の光パルス変調には音響
光学素子を用いるか、あるいは光源90として半導体レ
ーザを用いて直接変調すればよい。また、消去光として
はLEDなどを用いて2次元偏光変調素子20全面に照
射すればよい。
Next, referring to FIG. 4, the two-dimensional polarization modulator 20
The control method of will be described. FIG. 4A shows E,
Electric control pulses given by the control unit 100 for driving the two-dimensional polarization modulation element 20 are shown by using W and R as timings of erasing, writing, and reading, respectively, while FIG. The timing when the unit 100 irradiates the reading light 91 is shown. That is, at timing E, the erasing light is turned on to refresh the element over the front surface, at timing W, writing to the element is performed, and at timing R, the reading light is turned on and the two-dimensional optical information of the element is turned on. Is read. (A) of FIG.
In FIG. 4B, the horizontal axis and the vertical axis represent time and voltage, respectively, and the entire pulse repeats with EW-R as one cycle. The optical pulse modulation of the readout light 91 may be performed by using an acousto-optic device, or a light source 90 may be directly modulated by using a semiconductor laser. As the erasing light, an LED or the like may be used to irradiate the entire surface of the two-dimensional polarization modulation element 20.

【0041】2次元偏光変調素子20に、時刻tにおけ
る入力画像10が書き込まれると、素子は時間Rだけそ
の画像を保持する。したがって、E−W−Rの1周期を
電気的な入力手段のフレームレート(たとれば、1/3
0秒)よりも短い時間に設定し、さらに、Wの幅を小さ
くすることによりフレームレート以下で実時間的に変化
する動画像を入力画像10とすることができる。制御例
として、印加電圧V=±15V、E=300μs、W=
200μs、R=500μsとして動作させることがで
き、この場合の1周期は1msとなる。また、消去光と
してのLEDと、読み出し光91の光パルス変調に用い
る音響光学素子はそれぞれ5V程度で駆動できる。
When the input image 10 at the time t is written in the two-dimensional polarization modulation element 20, the element holds the image for the time R. Therefore, one cycle of EW-R corresponds to the frame rate of the electrical input means (eg, 1/3
By setting the time shorter than 0 second) and further reducing the width of W, the moving image that changes in real time at the frame rate or less can be used as the input image 10. As a control example, applied voltage V = ± 15 V, E = 300 μs, W =
It can be operated at 200 μs and R = 500 μs, and one cycle in this case is 1 ms. Further, the LED as the erasing light and the acousto-optical element used for the optical pulse modulation of the reading light 91 can be driven at about 5V.

【0042】なお、必要に応じてE−W−Rの1周期は
電気的なフレームレートよりも長い時間に設定すること
もできる。
If necessary, one cycle of EW-R can be set to a time longer than the electrical frame rate.

【0043】次に、図5により2次元偏光変調素子20
の動作原理と作製条件について説明する。
Next, referring to FIG. 5, the two-dimensional polarization modulator 20 is shown.
The operating principle and manufacturing conditions will be described.

【0044】図5の(a)は、素子の読み出し側から見
た液晶分子の配向角を示しており、読み出し光は紙面の
上側から入射し、再び上側に向かって反射されるものと
する。
FIG. 5A shows the alignment angle of the liquid crystal molecules as seen from the read side of the device, and the read light is assumed to enter from the upper side of the paper surface and be reflected upward again.

【0045】まず、入力画像10の中で書き込み光があ
る(明るい)箇所に対しては、液晶はON(+)方向に
配向し、逆に、書き込み光がない(暗い)箇所に対して
は、液晶はOFF(−)方向に配向する。θON、θOFF
はそれぞれラビング方向を基準とした反時計回りまたは
時計回りの液晶のチルト角度である。この液晶の回転
(チルト)の効果により読み出し光が変調される。
First, in the input image 10, the liquid crystal is oriented in the ON (+) direction with respect to the portion where the writing light is present (bright), and conversely, to the portion where the writing light is absent (dark). , The liquid crystal is oriented in the OFF (-) direction. θ ON , θ OFF
Are tilt angles of the liquid crystal that are counterclockwise or clockwise with respect to the rubbing direction. The read light is modulated by the effect of the rotation (tilt) of the liquid crystal.

【0046】入力画像と液晶の回転の関係をさらに詳し
くいうと、素子の制御方法で説明したとおり、図4の消
去タイミングEにおいて、消去光の照射とパルスの印加
によって素子全面の液晶がOFF方向にθOFF 度回転
し、そのまま保持される。次の書き込みタイミングWに
おいて、書き込みパルスの印加により書き込み光が存在
する(明るい)部分の液晶に限ってON方向にθON度回
転して保持される。したがって、読み出しタイミングに
おいては、OFF方向とON方向の2つの状態が読み出
されることになる。
To describe the relationship between the input image and the rotation of the liquid crystal in more detail, as described in the element control method, at the erase timing E in FIG. 4, the liquid crystal on the entire surface of the element is turned off by the irradiation of the erase light and the application of the pulse. Rotated by θ OFF degree and held as it is. At the next writing timing W, only the liquid crystal in the portion where the writing light is present (bright) due to the application of the writing pulse is rotated by θ ON degrees in the ON direction and held. Therefore, at the read timing, two states of the OFF direction and the ON direction are read.

【0047】本実施例ではθONを反時計回り、θOFF
時計回りとして説明するが、逆でもよい。実際に、2次
元偏光変調素子20に対して図4の(a)で示したパル
スの正負を逆転させて与えると、θONが時計回り、θ
OFF が反時計回りで読み出し光が変調される。
In this embodiment, θ ON is described as counterclockwise rotation and θ OFF is described as clockwise rotation, but they may be reversed. Actually, when the positive and negative of the pulse shown in (a) of FIG. 4 are reversed and given to the two-dimensional polarization modulation element 20, θ ON rotates clockwise and θ ON rotates clockwise.
When OFF is counterclockwise, the read light is modulated.

【0048】ところで、本発明の第1実施例による2次
元偏光変調素子20は反射型であり、読み出し光は図3
の(a)で示した読み出し面側からいったん素子内に入
り、誘電体ミラー(DM)で反射されて出力されるた
め、液晶層を2回通過する。したがって、読み出し光9
1は液晶のチルト角度の2倍の角度で変調されることに
なる。図5の(b)は素子で反射されて出力される光の
偏光方向を示す。
By the way, the two-dimensional polarization modulator 20 according to the first embodiment of the present invention is of a reflection type, and the reading light is as shown in FIG.
(A) enters the element from the reading surface side, is reflected by the dielectric mirror (DM), and is output, so that it passes through the liquid crystal layer twice. Therefore, the reading light 9
1 is modulated at an angle twice the tilt angle of the liquid crystal. FIG. 5B shows the polarization direction of the light reflected and output by the device.

【0049】さて、図5の(b)において、読み出し光
はポラライザ(Polarizer )で示した横軸方向の直線偏
光であり、読み出しを行う際にはそれと直交するアナラ
イザ(Analyzer)で示した縦軸方向の直線偏光が通過す
る。すなわち読み出し側の光学系を直交ニコル状態とす
る。読み出し側の光学系を平行ニコル状態に設定する場
合に関しては後述する。一方、直交ニコル、平行ニコル
状態以外の読み出し光学系を設定した場合は、輪郭とそ
れ以外の部分のコントラストが低くなる。
In FIG. 5B, the read light is linearly polarized light in the horizontal axis direction shown by the Polarizer, and when reading is performed, the vertical axis shown by the analyzer is orthogonal to it. Directional linearly polarized light passes through. That is, the optical system on the read side is set to the crossed Nicols state. The case where the reading-side optical system is set to the parallel Nicol state will be described later. On the other hand, when the reading optical system other than the crossed Nicols and parallel Nicols states is set, the contrast between the contour and other portions becomes low.

【0050】直交ニコル読み出し光学系において、素子
で反射された読み出し光強度IPS ON、IPS OFF は式
(1)、式(2)で表される。IPS ONは書き込みがある
場合、I PS OFF は書き込み光がない場合の光強度を示
す。
In the orthogonal Nicol readout optical system,
Reading light intensity I reflected byPS ON, IPS OFFIs an expression
It is represented by (1) and equation (2). IPS ONHas writing
If I PS OFFIndicates the light intensity when there is no writing light
You

【0051】 IPS ON = sin2 {2(θ+θON)}・ sin2 (2πdΔn/λ) (1) IPS OFF = sin2 {2(θ−θON)}・ sin2 (2πdΔn/λ) (2) ここで、θは2次元偏光変調素子20のラビング方向と
読み出し光91の偏光方向とのなす角度(上述の2次元
偏光変調素子20の取付角度を示し、以後、θを取付角
度とよぶ)、θON,θOFF は、それぞれ書き込み光があ
る場合とない場合の、ラビング方向を基準とした強誘電
性液晶のチルト角度、dは強誘電性液晶層の厚さ、Δn
は強誘電性液晶の複屈折率、λは読み出し光91の波長
である。式(1),式(2)から、IPSの周期はθ=9
0度であることがわかる。
I PS ON = sin 2 {2 (θ + θ ON )} ・ sin 2 (2πdΔn / λ) (1) I PS OFF = sin 2 {2 (θ-θ ON )} ・ sin 2 (2πdΔn / λ) (2) Here, θ is an angle formed by the rubbing direction of the two-dimensional polarization modulation element 20 and the polarization direction of the read light 91 (an attachment angle of the above-mentioned two-dimensional polarization modulation element 20, and θ is an attachment angle hereinafter). Y), θ ON and θ OFF are tilt angles of the ferroelectric liquid crystal with reference to the rubbing direction with and without writing light, d is the thickness of the ferroelectric liquid crystal layer, and Δn
Is the birefringence of the ferroelectric liquid crystal, and λ is the wavelength of the reading light 91. From the equations (1) and (2), the period of I PS is θ = 9
It can be seen that it is 0 degree.

【0052】さて、2次元偏光変調素子20に入力画像
10を書き込み、入力画像10の明暗情報をそのまま出
力させる動作を行わせる場合、2次元偏光変調素子20
の最良のコントラストと最大の反射率を得るためには、
2(θ+θON)=90度、2(θ−θOFF )=0度とす
ればよく、従って、θON=θOFF =22.5度となる液
晶を選定し、λ=633nm、Δn=0.15のとき、
d=1μmとなる素子を作製するとともに、θ=22.
5度とする。このことは式(1),式(2)から明白で
ある。なお、このθ=22.5度は、上述の矩形素子の
辺に対するラビング方向に相当する。
When the input image 10 is written in the two-dimensional polarization modulation element 20 and the operation of outputting the brightness information of the input image 10 as it is is performed, the two-dimensional polarization modulation element 20 is used.
To get the best contrast and maximum reflectance of
2 (θ + θ ON ) = 90 degrees, 2 (θ−θ OFF ) = 0 degrees. Therefore, a liquid crystal with θ ON = θ OFF = 22.5 degrees is selected, and λ = 633 nm and Δn = 0. .15,
A device with d = 1 μm was produced, and θ = 22.
5 degrees. This is clear from equations (1) and (2). Note that this θ = 22.5 degrees corresponds to the rubbing direction with respect to the sides of the rectangular element described above.

【0053】次に上記の条件で理想的に作製された2次
元偏光変調素子20を用いて入力画像10の輪郭を抽出
する方法について図6により原理的に説明する。図6の
(a)〜(g)は、素子の読み出し側から入力画像10
の方向を見た状態で記述してあり、読み出し光91は紙
面の上側から入射し、再び上側に向かって反射されるも
のとする。図6の(a)は、左半分が明るく、右半分が
暗い入力画像10を示す。
Next, a method for extracting the contour of the input image 10 using the two-dimensional polarization modulator 20 ideally produced under the above conditions will be described in principle with reference to FIG. 6A to 6G show the input image 10 from the read side of the device.
It is assumed that the reading light 91 is incident from the upper side of the paper surface and is reflected toward the upper side again. FIG. 6A shows the input image 10 in which the left half is bright and the right half is dark.

【0054】図6の(b)により2次元偏光変調素子2
0の液晶の動作を説明する。まず、読み出し光91の偏
光方向と素子のラビング方向を一致させておく。すなわ
ち、θ=0度としておく。この状態で2次元偏光変調素
子20に制御パルスを与えると、液晶は図6の(a)の
書き込み光がある(明るい)部分に対しては、反時計方
向にθON度(22.5度)回転し、一方、書き込み光が
ない(暗い)部分に対しては、時計方向にθOFF 度(2
2.5度)回転する。
According to FIG. 6B, the two-dimensional polarization modulator 2
The operation of the 0 liquid crystal will be described. First, the polarization direction of the read light 91 and the rubbing direction of the element are matched. That is, θ = 0 degree is set. When a control pulse is applied to the two-dimensional polarization modulation element 20 in this state, the liquid crystal displays θ ON degrees (22.5 degrees) in the counterclockwise direction with respect to the (bright) portion where the writing light of FIG. ) Rotate, but for the part where there is no writing light (dark), turn θ OFF degree (2
2.5 degrees) rotate.

【0055】図6の(c)は、上記の液晶の動作により
偏光されて2次元偏光変調素子20から出力される光の
偏光状態を示す。
FIG. 6C shows the polarization state of the light that is polarized by the operation of the liquid crystal and is output from the two-dimensional polarization modulation element 20.

【0056】上記の液晶の動作を直線偏光である読み出
し光91の変調状態として言い換えことができる。すな
わち、図5の(b)を用いて説明したように、液晶層を
2回通過する読み出し光91は取付角度と液晶のチルト
角度の和または差の2倍の角度で変調され、液晶に書き
込み光がある(明るい)部分は、読み出し光91の偏光
方向が反時計回りに2θON度(45度)回転した方向の
偏光ONを出力する。逆に、書き込み光がない(暗い)
部分に対しては、読み出し光91の偏光方向が時計回り
に2θOFF 度(45度)回転した方向の偏光OFFを出
力する。かくして、2次元光信号92には読み出し光9
1の偏光方向に対して、2θON度、および、2θOFF
をなす偏光方向に変調された部分が存在する。
The above operation of the liquid crystal can be paraphrased as the modulation state of the read light 91 which is linearly polarized light. That is, as described with reference to FIG. 5B, the reading light 91 that passes through the liquid crystal layer twice is modulated at an angle that is twice the sum or difference of the attachment angle and the tilt angle of the liquid crystal, and is written in the liquid crystal. In the lighted (bright) portion, the polarization ON of the direction in which the polarization direction of the readout light 91 is rotated 2θ ON degrees (45 degrees) counterclockwise is output. On the contrary, there is no writing light (dark)
For the part, the polarization OFF of the direction in which the polarization direction of the read light 91 is rotated by 2θ OFF degrees (45 degrees) in the clockwise direction is output. Thus, the read light 9 is included in the two-dimensional optical signal 92.
With respect to one polarization direction, there are portions that are modulated in the polarization direction that forms 2θ ON degree and 2θ OFF degree.

【0057】2次元偏光変調素子20は偏光変調による
ON状態とOFF状態の非線形特性をもつので、入力画
像10が濃淡画像であっても後述する輪郭部分を除いて
完全に2値化される。2値化のレベルは、E、W、およ
びRのタイミング、あるいは印加電圧または、書き込み
光量によって制御すればよい。
Since the two-dimensional polarization modulator 20 has a nonlinear characteristic of ON state and OFF state by polarization modulation, even if the input image 10 is a grayscale image, it is completely binarized except for the contour portion described later. The binarization level may be controlled by the timing of E, W, and R, the applied voltage, or the writing light amount.

【0058】ところで、入力画像10の明暗情報を偏光
状態によって2値化(ON/OFF)しても、実際の2
次元偏光変調素子20の液晶あるいは2次元偏光変調素
子20が出力する偏光は、入力画像10の暗部から明部
への境界においてOFFからONに連続的に遷移する。
したがって、図6の(c)において偏光方向MEDで示
した中間状態が必ず存在する。偏光方向MEDは偏光O
FF方向と偏光ON方向とのなす角の2等分線方向に現
れる。液晶のラビング方向とMED方向とは、理想的に
2θOFF =2θONであるときに限り一致する。図6の
(b)のMED2方向は、偏光OFF方向と偏光ON方
向とのなす角の2等分線方向のMED方向とは別の1種
類を示す。MED2方向は、偏光OFF方向とは逆向き
の偏光OFF2方向と、偏光ON方向とのなす角の2等
分線方向であり、読み出し光91の偏光方向と直角方向
をなす。このことは、式(1)および式(2)からIPS
の周期は90度であることと一致する。偏光方向MED
を示す中間状態は、2次元偏光変調素子20の制御条件
の調整、または2次元偏光変調素子20の書き込み側の
画像入力における若干のフォーカス外しなどにより入力
画像10の輪郭部分をぼかすなどして意図的につくるこ
ともできる。
By the way, even if the brightness information of the input image 10 is binarized (ON / OFF) depending on the polarization state, the
The polarization output from the liquid crystal of the dimensional polarization modulator 20 or the two-dimensional polarization modulator 20 continuously transitions from OFF to ON at the boundary from the dark portion to the bright portion of the input image 10.
Therefore, the intermediate state indicated by the polarization direction MED in FIG. 6C always exists. Polarization direction MED is polarization O
It appears in the direction of the bisector of the angle formed by the FF direction and the polarization ON direction. The rubbing direction of the liquid crystal and the MED direction ideally match only when 2θ OFF = 2θ ON . The MED2 direction of (b) of FIG. 6 shows one type different from the MED direction of the bisector of the angle formed by the polarization OFF direction and the polarization ON direction. The MED2 direction is a bisector direction of the angle formed by the polarization OFF2 direction, which is the opposite direction to the polarization OFF direction, and the polarization ON direction, and is perpendicular to the polarization direction of the readout light 91. This means that from equation (1) and equation (2), I PS
This corresponds to the cycle of 90 degrees. Polarization direction MED
The intermediate state indicating is intended by blurring the contour portion of the input image 10 by adjusting the control condition of the two-dimensional polarization modulation element 20 or slightly defocusing the image input on the writing side of the two-dimensional polarization modulation element 20. You can also make it.

【0059】結局、2次元偏光変調素子20に図6の
(a)で示した入力画像10が書き込まれると、偏光状
態は図6の(c)のようにON状態およびOFF状態、
さらに境界に一定の幅をもつ中間状態(MED)が現れ
ることになる。読み出し側の光学系は前述したように直
交ニコル状態であるために、MED方向の偏光は遮断さ
れて最終的に図6の(d)で示した黒い輪郭像が得られ
る。
After all, when the input image 10 shown in (a) of FIG. 6 is written in the two-dimensional polarization modulation element 20, the polarization state becomes the ON state and the OFF state as shown in (c) of FIG.
Furthermore, an intermediate state (MED) having a constant width appears at the boundary. Since the optical system on the read side is in the orthogonal Nicols state as described above, the polarized light in the MED direction is blocked, and finally the black contour image shown in FIG. 6D is obtained.

【0060】一方、図6の(e)は、θ=45度とした
ときの2次元偏光変調素子20の液晶の動作を説明する
図である。
On the other hand, FIG. 6E is a diagram for explaining the operation of the liquid crystal of the two-dimensional polarization modulator 20 when θ = 45 degrees.

【0061】図6の(f)は、θ=0度の場合と同様に
液晶の回転角度θOFF およびθONを設定した場合に、2
次元偏光変調素子20から出力される光の偏光状態を示
す。結局、2次元偏光変調素子20に図6の(a)で示
した入力画像10が書き込まれると、偏光状態は図6の
(f)のようにON状態およびOFF状態、さらに境界
に一定の幅をもつ中間状態(MED)が現れることにな
る。読み出し側の光学系は前述したように直交ニコル状
態であるために、MED方向の偏光が通過し、最終的に
図6の(g)で示した白い輪郭像が得られる。
FIG. 6 (f) shows that when the liquid crystal rotation angles θ OFF and θ ON are set, as in the case of θ = 0 °, 2
The polarization state of the light output from the dimensional polarization modulator 20 is shown. After all, when the input image 10 shown in FIG. 6A is written in the two-dimensional polarization modulator 20, the polarization state is in the ON state and the OFF state as shown in FIG. An intermediate state (MED) with will appear. Since the optical system on the reading side is in the crossed Nicols state as described above, the polarized light in the MED direction passes, and finally the white contour image shown in FIG. 6G is obtained.

【0062】以上、ラビング方向に関して、書き込み光
がある場合の回転θONと書き込み光がない場合の回転θ
OFF とが向きは反対で、大きさが等しい理想的な2次元
偏光変調素子20を例として、2つの偏光角度θONとθ
OFF を選択し、その中間の角度である偏光方向MEDと
ラビング方向とを一致させると輪郭が抽出される原理を
説明した。
As described above, in the rubbing direction, the rotation θ ON when there is writing light and the rotation θ when there is no writing light
As an example, an ideal two-dimensional polarization modulation element 20 having the same direction as OFF and the same size as OFF has two polarization angles θ ON and θ
The principle that the contour is extracted when OFF is selected and the polarization direction MED which is an intermediate angle and the rubbing direction are matched with each other has been described.

【0063】図7は、本発明の第1実施例により2次元
偏光変調素子20の2つの偏光角度θONとθOFF を選択
し、それらの中間の角度であるラビング方向を読み出し
光に対して0度または45度に設定した輪郭抽出処理の
入力画像10と抽出された輪郭画像30とを具体的に示
す。
In FIG. 7, two polarization angles θ ON and θ OFF of the two-dimensional polarization modulator 20 are selected according to the first embodiment of the present invention, and a rubbing direction which is an intermediate angle between them is selected for the reading light. The input image 10 of the contour extraction processing set to 0 degree or 45 degrees and the extracted contour image 30 are specifically shown.

【0064】図7の(a),図7の(b)は入力画像1
0であり、明暗部を夫々に反転している。これらの画像
に対して本発明の輪郭抽出方法を適用すると、いずれの
入力画像に対しても、取付角度θ=0度の場合には図7
の(c)のような黒い輪郭像が得られ、一方、取付角度
θ=45度の場合には図7の(d)のような白い輪郭像
が得られる。
The input image 1 is shown in FIGS. 7 (a) and 7 (b).
It is 0, and the bright and dark parts are respectively inverted. When the contour extraction method of the present invention is applied to these images, when the mounting angle θ = 0 degree is applied to any of the input images, as shown in FIG.
A black contour image as shown in FIG. 7C is obtained, while a white contour image as shown in FIG. 7D is obtained when the attachment angle θ = 45 degrees.

【0065】以上、本発明の第1実施例による輪郭抽出
装置の偏光変調部と輪郭抽出方法の原理を示した。次
に、本発明の第1実施例による輪郭抽出装置の各部につ
いて詳細に説明する。
The principle of the polarization modulator and the contour extracting method of the contour extracting apparatus according to the first embodiment of the present invention has been described above. Next, each part of the contour extracting apparatus according to the first embodiment of the present invention will be described in detail.

【0066】再び図2を参照して、光源90と、光源9
0が出力する光から特定の方向の直線偏光を取り出す画
像読出部について説明する。
Referring again to FIG. 2, the light source 90 and the light source 9
An image reading unit that extracts linearly polarized light in a specific direction from the light output by 0 will be described.

【0067】光源90が、白色光あるいはランダム発振
レーザ等によってランダム偏光を出力するときには、偏
光板40を設置することによって、光の進行方向に垂直
な面において、特定の角度をなす直線偏光だけを取り出
せばよい。
When the light source 90 outputs random polarized light by white light or random oscillation laser, etc., by installing the polarizing plate 40, only the linearly polarized light forming a specific angle on the plane perpendicular to the traveling direction of light. Just take it out.

【0068】一方、ガスレーザ、半導体レーザ等の直線
偏光を発生する光源90を用いる場合、出力された直線
偏光が光の進行方向に垂直な面において所定の角度をな
すように光源90を設定すれば、偏光板40を用いる必
要はない。なお、所定の角度については、2次元偏光変
調素子20の動作原理において説明した通り、たとえば
図5の(b)で示したポラライザ(Polarizer )方向と
する。
On the other hand, when using a light source 90 for generating linearly polarized light such as a gas laser or a semiconductor laser, the light source 90 is set so that the output linearly polarized light makes a predetermined angle in a plane perpendicular to the traveling direction of light. It is not necessary to use the polarizing plate 40. Note that the predetermined angle is, for example, the direction of the polarizer shown in FIG. 5B, as described in the operating principle of the two-dimensional polarization modulation element 20.

【0069】以上の2つのうちいずれかの方法によって
得られる直線偏光が2次元偏光変調素子20の読み出し
光91となる。
The linearly polarized light obtained by either of the above two methods becomes the readout light 91 of the two-dimensional polarization modulator 20.

【0070】また、読み出し光91の波長は2次元偏光
変調素子20の作製条件により最適な波長が異なり、2
次元偏光変調素子20の動作原理において説明した通
り、たとえば可視光半導体レーザ(波長670nm)や
He−Ncレーザ(波長633nm)などを用いること
ができる。さらに、読み出し光91の照射タイミングを
2次元偏光変調素子20の読出タイミングと同期させる
ためには、たとえば可視光半導体レーザを用いて光源9
0を直接変調させればよい。一方、連続発振He−Ne
レーザを用いる場合には、偏光板40の前または後ろに
音響光学素子などを設置して光を変調すればよい。
The optimum wavelength of the read light 91 differs depending on the manufacturing conditions of the two-dimensional polarization modulator 20.
As described in the operation principle of the dimensional polarization modulator 20, for example, a visible light semiconductor laser (wavelength 670 nm), a He-Nc laser (wavelength 633 nm), or the like can be used. Further, in order to synchronize the irradiation timing of the reading light 91 with the reading timing of the two-dimensional polarization modulation element 20, for example, a visible light semiconductor laser is used and the light source 9 is used.
0 may be directly modulated. On the other hand, continuous oscillation He-Ne
When a laser is used, an acousto-optical element or the like may be installed in front of or behind the polarizing plate 40 to modulate the light.

【0071】次に、本発明の第1実施例により入力画像
10を2次元偏光変調素子20に結像する手段について
説明する。入力画像10は、結像手段である結像レンズ
50により2次元偏光変調素子20上に画像として結像
され、書き込まれる。入力画像10の大きさおよび入力
画像10と本発明の第1実施例の輪郭抽出装置との距離
に応じて、光軸方向に前後に移動するなどのズーム機能
とフォーカシング機能を備えるレンズ50は、入力画像
10を2次元偏光変調素子20の書き込み面上に適当な
大きさの画像として結像させる。とくに、光軸方向に奥
行きのある3次元実物体を入力画像10とする場合に
は、フォーカシング機能を用いて焦点合わせを行うこと
により所望の距離範囲の画像の明暗情報を明確にできる
利点もある。また、レンズ50は、2次元偏光変調素子
20への書き込みの光量調整のために絞り51も備えて
いる。この絞り51に関しては後述する。
Next, the means for forming the input image 10 on the two-dimensional polarization modulator 20 according to the first embodiment of the present invention will be described. The input image 10 is imaged and written as an image on the two-dimensional polarization modulation element 20 by the imaging lens 50 which is an imaging means. According to the size of the input image 10 and the distance between the input image 10 and the contour extracting device according to the first embodiment of the present invention, the lens 50 having a zoom function and a focusing function, such as moving back and forth in the optical axis direction, The input image 10 is formed as an image of an appropriate size on the writing surface of the two-dimensional polarization modulator 20. In particular, when the input image 10 is a three-dimensional real object having a depth in the optical axis direction, there is also an advantage that the light and dark information of the image in the desired distance range can be clarified by performing focusing using the focusing function. . The lens 50 also includes a diaphragm 51 for adjusting the amount of light for writing in the two-dimensional polarization modulator 20. The diaphragm 51 will be described later.

【0072】次に、本発明の第1実施例による偏光変調
部は、直線偏光である読み出し光91の偏光方向に対し
て所定の角度に設置され、入力画像10を書き込み、入
力画像10の光強度分布に対応して、読み出し側の直線
偏光の偏光方向を変調し、偏光分布状態を2次元光情報
92として出力する反射型で光アドレス型の2次元偏光
変調素子20からなる。
Next, the polarization modulator according to the first embodiment of the present invention is installed at a predetermined angle with respect to the polarization direction of the read light 91 which is linearly polarized light, writes the input image 10 and outputs the light of the input image 10. The reflection-type and photo-addressing type two-dimensional polarization modulation element 20 modulates the polarization direction of the linearly polarized light on the read side according to the intensity distribution and outputs the polarization distribution state as the two-dimensional light information 92.

【0073】次に、本発明の第1実施例による輪郭抽出
を上記偏光変調部と共に実現する画像読出部について説
明する。本発明の第1実施例により、輪郭抽出は、2次
元偏光変調素子20を所定の適当な角度に設定し、2次
元偏光変調素子20の出力を読み出すことにより光学的
に入力画像の輪郭を抽出する。そのため画像読出部を次
のように構成する。
Next, an image reading section for realizing the contour extraction according to the first embodiment of the present invention together with the above polarization modulating section will be described. According to the first embodiment of the present invention, for contour extraction, the contour of the input image is optically extracted by setting the two-dimensional polarization modulation element 20 at a predetermined appropriate angle and reading the output of the two-dimensional polarization modulation element 20. To do. Therefore, the image reading unit is configured as follows.

【0074】2次元偏光変調素子20の動作を用いて、
入力画像10の輪郭情報を2次元光情報として出力する
には、まず、図2における読み出し用直線偏光91の偏
光方向を図5の(b)におけるポラライザ(Polarizer
)の方向と一致させ、偏光板70の設定方向をアナラ
イザ(Analyzer)と同じ方向にしておくなどにより読み
出し光学系を直交ニコル構成とする。ここで、2次元偏
光変調素子20の液晶のMED方向が読み出し用直線偏
光91の偏光方向と一致するように2次元偏光変調素子
20の取付角度を設定すれば黒い輪郭があらわれる。ま
た、2次元偏光変調素子20の液晶のMED方向が読み
出し用直線偏光91の偏光方向と45度をなすように2
次元偏光変調素子20の取付角度を設定すれば白い輪郭
があらわれる。
Using the operation of the two-dimensional polarization modulator 20,
In order to output the contour information of the input image 10 as two-dimensional light information, first, the polarization direction of the reading linearly polarized light 91 in FIG. 2 is changed to the polarizer in FIG. 5B.
), And the setting direction of the polarizing plate 70 is set in the same direction as the analyzer, so that the reading optical system has a crossed Nicol configuration. Here, if the attachment angle of the two-dimensional polarization modulation element 20 is set so that the MED direction of the liquid crystal of the two-dimensional polarization modulation element 20 coincides with the polarization direction of the linearly polarized light for reading 91, a black contour appears. In addition, the MED direction of the liquid crystal of the two-dimensional polarization modulation element 20 is set at 45 degrees with the polarization direction of the linear polarization 91 for reading.
If the attachment angle of the dimensional polarization modulator 20 is set, a white outline appears.

【0075】一方、読み出し光学系が平行ニコル構成の
場合には、2次元偏光変調素子20の液晶のMED方向
が読み出し用直線偏光91の偏光方向と一致するように
2次元偏光変調素子20の取付角度を設定すれば白い輪
郭があらわれる。また、2次元偏光変調素子20の液晶
のMED方向が読み出し用直線偏光91の偏光方向と4
5度をなすように2次元偏光変調素子20の取付角度を
設定すれば黒い輪郭があらわれる。
On the other hand, when the reading optical system has a parallel Nicol structure, the two-dimensional polarization modulation element 20 is attached so that the MED direction of the liquid crystal of the two-dimensional polarization modulation element 20 matches the polarization direction of the linear polarization 91 for reading. If you set the angle, a white outline will appear. Further, the MED direction of the liquid crystal of the two-dimensional polarization modulation element 20 is 4
If the attachment angle of the two-dimensional polarization modulation element 20 is set so as to form 5 degrees, a black contour appears.

【0076】画像読出部を直交ニコルまたは平行ニコル
構成とすることにより出力される輪郭像30の明暗のコ
ントラストが最大となる。
By configuring the image reading unit to have a crossed Nicols or parallel Nicols configuration, the contrast of the brightness and darkness of the contour image 30 output is maximized.

【0077】本発明の第1実施例により、入力画像10
から抽出された輪郭画像を結像して出力する偏光画像出
力部について説明する。
According to the first embodiment of the present invention, the input image 10
The polarized image output unit that forms and outputs the contour image extracted from the above will be described.

【0078】本発明の第1実施例によると、画像読出部
の光学系の構成方法により2通りの輪郭抽出方法が実現
される。いずれの場合においても、抽出される輪郭成分
の幅はMED方向の偏光成分の幅であり、入力される入
力画像10の全体に渡って一様である。
According to the first embodiment of the present invention, two contour extraction methods are realized by the method of constructing the optical system of the image reading section. In any case, the width of the extracted contour component is the width of the polarization component in the MED direction, and is uniform over the entire input image 10 to be input.

【0079】結局、入力画像10の光強度分布に応じて
2次元偏光変調素子20により偏光状態の変調がなされ
ている2次元光信号92は半透鏡80を通過し、その一
部は偏光板70を通過し、結像手段である結像レンズ6
0により所望の輪郭画像信号93が結像され出力結果3
0が得られる。なお、偏光板70と結像レンズ60の設
置順序はどちらが先でもよい。
After all, the two-dimensional optical signal 92 whose polarization state is modulated by the two-dimensional polarization modulation element 20 according to the light intensity distribution of the input image 10 passes through the semi-transparent mirror 80, and a part of it is in the polarizing plate 70. And an image forming lens 6 which is an image forming means.
A desired contour image signal 93 is imaged by 0 and output result 3
0 is obtained. Either the polarizing plate 70 or the imaging lens 60 may be installed first.

【0080】本発明の第1実施例により輪郭抽出装置の
画像入力部について説明する。
The image input unit of the contour extracting apparatus according to the first embodiment of the present invention will be described.

【0081】図2に示すように画像入力部は、入力画像
10の光強度を調整する光彩絞り(絞り)51と入力画
像10を2次元偏光変調素子20上に結像するレンズ5
0とからなる。
As shown in FIG. 2, the image input section includes an iris diaphragm 51 for adjusting the light intensity of the input image 10 and a lens 5 for forming the input image 10 on the two-dimensional polarization modulator 20.
It consists of 0 and.

【0082】図2を参照して、入力画像光の調整につい
て説明する。輪郭抽出の対象となる入力画像10の明る
さ、すなわち、入力画像10の光強度を調整する手段と
して、たとえば光彩絞り51を用いることができる。光
彩絞り51を調整して入力画像10の光強度を変化させ
ると、それに応じて入力画像10から抽出される輪郭画
像が変化する。従って、輪郭抽出処理の出力結果30を
目視しながら所望の光強度が得られるように光彩絞り5
1を適当に調整することができる。
The adjustment of the input image light will be described with reference to FIG. As a means for adjusting the brightness of the input image 10 that is the target of contour extraction, that is, the light intensity of the input image 10, for example, the iris diaphragm 51 can be used. When the light intensity of the input image 10 is changed by adjusting the iris diaphragm 51, the contour image extracted from the input image 10 changes accordingly. Therefore, while observing the output result 30 of the contour extraction processing, the iris diaphragm 5 is adjusted so that a desired light intensity can be obtained.
1 can be adjusted appropriately.

【0083】絞り51を開くと2次元偏光変調素子20
に照射される光量が増加し、入力される画像の明るい部
分がより明るくなりコントラストの高い画像を得ること
ができる。このような強い光を含む画像を入射すると、
2次元偏光変調素子20の受光面側に光の拡散が起こ
り、2次元偏光変調素子20は画像を構成する要素の中
で面積が小さい暗い部分に対しても、明るい部分に対す
る応答と同じ結果を出力する。従って、画像の明暗差が
最も顕著な部分の輪郭を抽出するとともに、画像中の細
かいノイズ等を除去することができる。
When the diaphragm 51 is opened, the two-dimensional polarization modulation element 20
The amount of light radiated on the screen increases, and the bright part of the input image becomes brighter, and an image with high contrast can be obtained. When an image containing such strong light is incident,
Light is diffused on the light-receiving surface side of the two-dimensional polarization modulation element 20, and the two-dimensional polarization modulation element 20 gives the same result as the response to the bright part even in the dark part having a small area among the elements constituting the image. Output. Therefore, it is possible to extract the contour of the portion of the image where the difference in lightness and darkness is most noticeable, and to remove fine noise and the like in the image.

【0084】図12により入力画像の光強度を調節して
輪郭抽出を行った結果を具体的に説明する。まず、本発
明の第1実施例による輪郭抽出装置に図12の(a)ま
たは図12の(b)のような濃淡画像を入力する。同図
において斜線部は、明るい部分(白)と暗い部分(黒)
との中間調を表す。尚、図12の(c)及び(e)は直
交ニコル構成の画像読出部を利用し、図12の(d)及
び(f)は、平行ニコル構成の画像読出部を利用して輪
郭抽出処理を行っている。
The result of contour extraction by adjusting the light intensity of the input image will be described in detail with reference to FIG. First, a grayscale image as shown in FIG. 12A or 12B is input to the contour extracting apparatus according to the first embodiment of the present invention. In the figure, the shaded areas are the bright areas (white) and the dark areas (black).
And represents the halftone. 12 (c) and 12 (e) use an image reading unit having an orthogonal Nicol configuration, and FIGS. 12 (d) and 12 (f) use an image reading unit having a parallel Nicol configuration to perform contour extraction processing. It is carried out.

【0085】光彩絞り51を開いた状態では、図12の
(e)または図12の(f)のように背景との明度差が
最も顕著な部分の輪郭が抽出される。一方、光彩絞り5
1をやや絞った状態では、図12の(c)または図12
の(d)のように明度差が顕著な部分に加えて入力画像
中の中間調部分の輪郭が抽出される。
When the iris diaphragm 51 is opened, the contour of the portion where the difference in brightness from the background is most remarkable is extracted as shown in FIG. 12 (e) or FIG. 12 (f). On the other hand, the iris diaphragm 5
In the state where 1 is slightly squeezed, (c) of FIG.
The contour of the halftone portion in the input image is extracted in addition to the portion where the difference in brightness is remarkable as shown in (d).

【0086】光彩絞り51は、たとえばレンズ50に組
み込まれていると便利であり、この例として通常のカメ
ラレンズを使用することができる。
It is convenient that the iris diaphragm 51 is incorporated in the lens 50, for example, and a normal camera lens can be used as this example.

【0087】次に本発明の第1実施例による焦点深度の
調整について説明する。入力画像10が3次元実物体で
ある場合、または、複数の物体が画像入力用のレンズ5
0及び2次元偏光変調素子20に対して光線方向で異な
る距離に配置される場合には、レンズ50の開口数(N
A)と入力画像10を搬送する入射光の波長(λ)によ
り決まる焦点深度(±λ/2(NA)2 )の調整により
輪郭が抽出される距離範囲を調整することができる。
Next, the adjustment of the depth of focus according to the first embodiment of the present invention will be described. If the input image 10 is a three-dimensional real object, or if a plurality of objects are image input lens 5
The numerical aperture of the lens 50 (N
The distance range in which the contour is extracted can be adjusted by adjusting the depth of focus (± λ / 2 (NA) 2 ) determined by A) and the wavelength (λ) of incident light that carries the input image 10.

【0088】焦点深度が浅い場合には、画像として入力
される対象物と装置との距離範囲は狭く、装置から特定
距離の面と見做すことができる。すなわち、本発明の第
1実施例による輪郭抽出装置から特定距離にある2次元
平面内での輪郭画像を明瞭に抽出することができる。さ
らに、この特徴により対象物体と装置との間の距離情報
を得ることもできる。
When the depth of focus is shallow, the distance range between the object input as an image and the device is narrow, and it can be regarded as a surface at a specific distance from the device. That is, it is possible to clearly extract the contour image in the two-dimensional plane located at the specific distance from the contour extracting device according to the first embodiment of the present invention. Furthermore, this feature can also provide distance information between the target object and the device.

【0089】一方、焦点深度が深い場合には、広い距離
範囲に位置する対象物の画像を入力画像として得ること
ができる。
On the other hand, when the depth of focus is deep, an image of an object located in a wide distance range can be obtained as an input image.

【0090】さらに本発明の第1実施例による焦点の調
整について説明する。焦点の調整により、抽出される輪
郭線の精度が変化する。入力画像10を2次元偏光変調
素子20上に完全に焦点を合わせて結像させると、輪郭
抽出処理の結果として厳密な細い輪郭線を得る。一方、
対象物に焦点を完全には一致させずに結像すると、輪郭
抽出結果の輪郭線は太くなり、観察が容易になる。さら
に、画像の厳密な輪郭のうち細部が除外され、入力画像
を構成する代表的な部分の輪郭が強調される。
Further, the focus adjustment according to the first embodiment of the present invention will be described. By adjusting the focus, the accuracy of the extracted contour line changes. When the input image 10 is focused on the two-dimensional polarization modulation element 20 and focused, a strict thin contour line is obtained as a result of the contour extraction processing. on the other hand,
If an image is formed on the object without completely matching the focus, the contour line of the contour extraction result becomes thick and the observation becomes easy. Further, details are excluded from the strict contours of the image, and the contours of typical portions that make up the input image are emphasized.

【0091】図13を参照して、本発明の第1実施例に
よる焦点の調整が輪郭抽出結果に及ぼす影響を説明す
る。同図の(a)及び(b)は入力画像を示し、
(c)、(d)、(e)及び(f)は輪郭抽出の出力画
像を示す。焦点の調整は具体的には、図2に示すレンズ
50の焦点調整による。
With reference to FIG. 13, the effect of the focus adjustment according to the first embodiment of the present invention on the contour extraction result will be described. (A) and (b) of the figure show the input image,
(C), (d), (e) and (f) show output images of contour extraction. Specifically, the focus is adjusted by adjusting the focus of the lens 50 shown in FIG.

【0092】本発明の第1実施例による輪郭抽出装置に
図13の(a)および図13の(b)に示す画像を入力
して、2次元偏光変調素子20上に完全に焦点を合わせ
て結像した場合の輪郭抽出処理結果を図13の(c)お
よび図13の(d)に夫々示す。処理結果の輪郭画像の
輪郭線は、背景部分とのコントラストが充分に高い細い
線として抽出される。
The image shown in FIGS. 13A and 13B is input to the contour extracting apparatus according to the first embodiment of the present invention so that the two-dimensional polarization modulator 20 is completely focused. The results of the contour extraction processing when an image is formed are shown in FIGS. 13C and 13D, respectively. The contour line of the contour image as the processing result is extracted as a thin line having a sufficiently high contrast with the background portion.

【0093】一方、入力画像図13の(a)および図1
3の(b)を2次元偏光変調素子20上に若干焦点を外
して結像した場合の輪郭抽出処理結果を図13の(e)
および図13の(f)に夫々示す。処理結果の輪郭画像
の輪郭線は、中間調の太い線として抽出される。同図に
おいて斜線部分は、明るい部分(白)と暗い部分(黒)
との中間調部分を表す。太い輪郭線がそれ以外の部分に
対するコントラストは、図13の(c)及び図13の
(d)に比較して低下するが、輪郭線が太くなるために
視認性に優れる。さらに、同図には示されないが、画像
の輪郭の中で細部を除去し、入力画像を構成する代表的
な部分の輪郭が強調される。
On the other hand, the input image of FIG. 13A and FIG.
FIG. 13E shows the result of the contour extraction processing when (b) of 3 is imaged on the two-dimensional polarization modulator 20 with a slight defocus.
13 (f), respectively. The contour line of the contour image as the processing result is extracted as a thick halftone line. In the figure, the shaded areas are the bright areas (white) and the dark areas (black).
And represents the halftone part. The contrast of the thick contour line with respect to the other portions is lower than that in (c) of FIG. 13 and (d) of FIG. 13, but the visibility is excellent because the contour line is thick. Further, although not shown in the figure, details are removed from the outline of the image, and the outline of a typical portion forming the input image is emphasized.

【0094】次に、本発明による輪郭抽出装置は、偏光
変調のために利用する2次元偏光変調素子20が理想的
な2次元偏光変調素子で無い場合にも入力画像10の明
瞭な輪郭を抽出することを本発明の第1実施例により詳
細に説明する。
Next, the contour extracting device according to the present invention extracts a clear contour of the input image 10 even when the two-dimensional polarization modulator 20 used for polarization modulation is not an ideal two-dimensional polarization modulator. This will be described in detail with reference to the first embodiment of the present invention.

【0095】上述の輪郭抽出の原理は、2次元偏光変調
素子20内の液晶はラビング方向から時計方向または反
時計方向にそれぞれ22.5度対称的に回転するものと
し、それらにともなって、2次元偏光変調素子20は読
み出し光91の偏光方向を変調して、偏光OFFおよび
それと90度の角度をなす方向の偏光ON、さらに中間
状態MEDを出力するものとして説明した。
The principle of the above-mentioned contour extraction is that the liquid crystal in the two-dimensional polarization modulation element 20 is symmetrically rotated by 22.5 degrees from the rubbing direction to the clockwise direction or the counterclockwise direction. The dimensional polarization modulator 20 has been described as modulating the polarization direction of the readout light 91, outputting polarization OFF, polarization ON in a direction forming an angle of 90 degrees with the polarization OFF, and further outputting the intermediate state MED.

【0096】また、偏光ONと偏光OFFとのなす角度
の2等分線方向を直線偏光である読み出し光91の偏光
方向と一致させると黒い輪郭が得られ、一方、偏光ON
と偏光OFFとのなす角度の2等分線方向を読み出し光
91の偏光方向に対して45度の角度で設定すると白い
輪郭が得られることを示した。さらに、理想的に、θ
OFF =θONの場合に限って、2次元偏光変調素子20の
ラビング方向を読み出し光91の偏光方向と一致させる
と黒い輪郭が得られ、一方、2次元偏光変調素子20の
ラビング方向を読み出し光91の偏光方向に対して45
度の角度で設定すると白い輪郭が得られるという輪郭抽
出方法についても述べた。
The angle between the polarization ON and the polarization OFF
Of the readout light 91, which is linearly polarized in the direction of the bisector of
A black outline is obtained by matching the direction, while the polarization is ON.
Read out the bisector of the angle between
White when set at an angle of 45 degrees to the polarization direction of 91
It is shown that the contour can be obtained. Furthermore, ideally, θ
OFF= ΘONOf the two-dimensional polarization modulation element 20
Match the rubbing direction with the polarization direction of the reading light 91.
And a black contour is obtained, while the two-dimensional polarization modulator 20
The rubbing direction is 45 with respect to the polarization direction of the reading light 91.
You can obtain a white outline by setting the angle in degrees.
I also mentioned how to get out.

【0097】なお、液晶の回転角度がラビング方向から
時計方向または反時計方向にそれぞれ対称的にθ
OFF 度、θON度(22.5度以外の角度、たとえば20
度)であって、2次元偏光変調素子20が相対的に2
(θOFF +θON)度(この場合80度)の角度をなす偏
光OFFと偏光ONを出力する2次元偏光変調素子20
または制御条件を用いた場合でも、上記の輪郭抽出方法
は適用され、本発明の第1実施例を適用することができ
る。
The liquid crystal rotation angle is symmetrically θ from the rubbing direction in the clockwise direction or the counterclockwise direction.
OFF degree, θ ON degree (Angle other than 22.5 degrees, eg 20
2) and the two-dimensional polarization modulation element 20 is relatively 2
A two-dimensional polarization modulator 20 that outputs polarized light OFF and polarized light ON at an angle of (θ OFF + θ ON ) degrees (80 degrees in this case).
Alternatively, even when the control condition is used, the above contour extraction method is applied, and the first embodiment of the present invention can be applied.

【0098】ただし、上記の方法は、2次元偏光変調素
子20のラビング方向と中間状態MEDの偏光方向が等
しいという理想的な変調素子または変調条件でのみ説明
できる。すなわち、液晶の回転角度がラビング方向から
時計方向または反時計方向にそれぞれ非対称的にθOFF
度、θON度回転し、2次元偏光変調素子20が相対的に
2(θOFF +θON)度の角度をなす偏光OFFと偏光O
Nを出力する場合には、2次元偏光変調素子20のラビ
ング方向を読み出し光91の偏光方向と一致させても黒
い輪郭が得られることはなく、一方、2次元偏光変調素
子20のラビング方向を読み出し光91の偏光方向に対
して45度の角度で設定しても白い輪郭が得られること
はない。このことは、図4に示した2次元偏光変調素子
20に加える消去及び書き込みパルスの電圧値とパルス
幅の積に応じて、2次元偏光変調素子20の回転角度の
最大値が変化することに起因する。すなわち、素子に与
えるエネルギーが不足する場合には、素子の回転角度の
最大値は飽和状態における所定の回転角度に達しない。
このことは実験的にも確かめられている。したがって、
輪郭像を得るための一般的な方法や素子の制御条件につ
いて以下に詳細に記述する。
However, the above method can be explained only under the ideal modulation element or modulation condition that the rubbing direction of the two-dimensional polarization modulation element 20 and the polarization direction of the intermediate state MED are the same. That is, the liquid crystal rotation angle is asymmetrically θ OFF from the rubbing direction to the clockwise or counterclockwise direction.
Degrees, rotated theta ON degrees two-dimensional polarization polarization OFF and the polarizing O modulation element 20 forms an angle relatively 2 (θ OFF + θ ON) of
When N is output, a black outline is not obtained even if the rubbing direction of the two-dimensional polarization modulation element 20 is made to match the polarization direction of the read light 91, while the rubbing direction of the two-dimensional polarization modulation element 20 is changed. Even if it is set at an angle of 45 degrees with respect to the polarization direction of the reading light 91, a white outline is not obtained. This means that the maximum value of the rotation angle of the two-dimensional polarization modulation element 20 changes according to the product of the voltage value and the pulse width of the erase and write pulses applied to the two-dimensional polarization modulation element 20 shown in FIG. to cause. That is, when the energy given to the element is insufficient, the maximum value of the rotation angle of the element does not reach the predetermined rotation angle in the saturated state.
This has been confirmed experimentally. Therefore,
The general method for obtaining the contour image and the control conditions of the element will be described in detail below.

【0099】最初に、実際の2次元偏光変調素子20の
特性とそれを用いる場合の輪郭抽出方法について説明す
る。
First, the actual characteristics of the two-dimensional polarization modulation element 20 and the contour extraction method when using it will be described.

【0100】実際の2次元偏光変調素子20では、液晶
の回転角度がラビング方向から時計方向または反時計方
向にそれぞれ非対称的にθOFF 度、θON度となることが
実測によって確かめられている。
In the actual two-dimensional polarization modulator 20, it has been confirmed by actual measurement that the rotation angle of the liquid crystal is asymmetrically θ OFF degree and θ ON degree from the rubbing direction to the clockwise direction or the counterclockwise direction, respectively.

【0101】図8によりラビング方向とMED方向が一
致しない実際の2次元偏光変調素子20を用いて、読み
出し光91の偏光方向とラビング方向を一致させた場合
の出力結果について具体的に説明する。これは所望の輪
郭画像が得られない例の説明である。
The output result when the polarization direction of the reading light 91 and the rubbing direction are matched with each other by using the actual two-dimensional polarization modulator 20 in which the rubbing direction and the MED direction do not match will be specifically described with reference to FIG. This is an explanation of an example in which a desired contour image cannot be obtained.

【0102】図8の(a)ないし(g)は、θON=5.
5度、θOFF =21.5度のとき、読み出し光91の偏
光方向とラビング方向を一致させた場合、すなわち、θ
=0度の場合の出力などを示したものである。同図は、
理想的な素子の場合で示した図6に対応し、書き込み光
がある(明るい)部分を白、書き込み光がない(暗い)
部分を黒で示し、さらに中間調を斜線で示す。左下がり
だけの斜線部と比較して左下がりと右下がりの両方を含
む斜線部がより暗い中間調を表している。
In FIGS. 8A to 8G, θ ON = 5.
When 5 ° and θ OFF = 21.5 °, the polarization direction of the reading light 91 and the rubbing direction are matched, that is, θ
The output and the like in the case of = 0 degree are shown. This figure shows
Corresponding to FIG. 6 shown in the case of an ideal element, a portion with writing light (bright) is white, and there is no writing light (dark).
Parts are shown in black, and halftones are shown in diagonal lines. The shaded area including both the left-downward and the right-downward indicates a darker halftone as compared to the diagonally-downward area only for the left-down.

【0103】図8の(a)で書き込み光がある(明る
い)部分に対しては、図8の(b)に示すように、液晶
は反時計方向にθON度(5.5度)回転し、一方、書き
込み光がない(暗い)部分に対しては、時計方向にθ
OFF 度(21.5度)回転する。図8の(c)は、2次
元偏光変調素子20から出力される偏光状態を説明する
図である。図5の(b)を用いて説明したように、読み
出し光91は取付角度と液晶のチルト角度の和または差
の2倍の角度で変調されることから、書き込み光がある
(明るい)部分は、読み出し光91の偏光方向が反時計
回りに2θON度(11度)回転した方向の偏光ONを出
力する。一方、書き込み光がない(暗い)部分に対して
は、読み出し光91の偏光方向が時計回りに2θOFF
(43度)回転した方向の偏光OFFを出力する。
As shown in (b) of FIG. 8, the liquid crystal is rotated in the counterclockwise direction by θ ON degree (5.5 degrees) with respect to the (bright) portion where the writing light is present in (a) of FIG. However, on the other hand, for the part where there is no writing light (dark), θ is turned clockwise.
It turns OFF (21.5 degrees). FIG. 8C is a diagram illustrating a polarization state output from the two-dimensional polarization modulation element 20. As described with reference to FIG. 5B, the read light 91 is modulated at an angle that is twice the sum or difference of the mounting angle and the tilt angle of the liquid crystal, so that the writing light (bright) portion is , And outputs polarization ON in the direction in which the polarization direction of the reading light 91 is rotated 2θ ON degrees (11 degrees) counterclockwise. On the other hand, with respect to a portion where there is no writing light (dark), the polarization OFF of the direction in which the polarization direction of the reading light 91 is rotated by 2θ OFF degrees (43 degrees) in the clockwise direction is output.

【0104】また、図8の(b)において偏光方向ME
Dで示した中間状態が必ず存在する。偏光方向MEDは
偏光OFF方向と偏光ON方向のなす角の2等分線方向
に現れる。この説明の中では2θOFF ≠2θONであるか
ら、MED方向とラビング方向は一致していない。
In addition, in FIG. 8B, the polarization direction ME
The intermediate state indicated by D always exists. The polarization direction MED appears in the bisector direction of the angle formed by the polarization OFF direction and the polarization ON direction. In this description, since 2θ OFF ≠ 2θ ON , the MED direction and the rubbing direction do not match.

【0105】2次元偏光変調素子20に図8の(a)で
示した入力画像10が書き込まれると、偏光状態は図8
の(c)のようにON状態およびOFF状態、さらに境
界に一定の幅をもつ中間状態(MED)が現れることに
なる。読み出し側の光学系は前述したように直交ニコル
状態であるために、ラビング方向の偏光は遮断されて暗
い状態になるが、最終的な出力は図8の(d)で示すよ
うに、黒い輪郭像に加え中間調の部分が含まれる。
When the input image 10 shown in FIG. 8A is written in the two-dimensional polarization modulator 20, the polarization state is as shown in FIG.
As shown in (c), the ON state and the OFF state, and the intermediate state (MED) having a constant width appears at the boundary. Since the optical system on the reading side is in the crossed Nicols state as described above, the polarized light in the rubbing direction is blocked and becomes a dark state, but the final output is a black outline as shown in (d) of FIG. In addition to the image, a halftone part is included.

【0106】一方、図8の(e)は、θ=45度とした
ときの2次元偏光変調素子20の液晶の動作を説明する
図である。液晶の回転角度についてはθ=0度の場合と
同じであり、2次元偏光変調素子20から出力される光
の偏光状態を図8の(f)に示す。ここで、2次元偏光
変調素子20に図8の(a)で示した入力画像10が書
き込まれると、偏光状態は図8の(f)のようにON状
態およびOFF状態、さらに境界に一定の幅をもつ中間
状態(MED)が現れることになる。読み出し側の光学
系は前述したように直交ニコル状態であるために、ラビ
ング方向の偏光が通過して明るい状態になるが、最終的
な出力は図8の(g)で示したように、明るい輪郭像に
加え中間調の部分が含まれる。
On the other hand, FIG. 8E is a diagram for explaining the operation of the liquid crystal of the two-dimensional polarization modulation element 20 when θ = 45 degrees. The rotation angle of the liquid crystal is the same as in the case of θ = 0 degree, and the polarization state of the light output from the two-dimensional polarization modulation element 20 is shown in (f) of FIG. Here, when the input image 10 shown in (a) of FIG. 8 is written in the two-dimensional polarization modulation element 20, the polarization state is as shown in (f) of FIG. An intermediate state (MED) with width will appear. Since the optical system on the read side is in the crossed Nicols state as described above, polarized light in the rubbing direction passes and becomes bright, but the final output is bright as shown in FIG. In addition to the contour image, a halftone portion is included.

【0107】以上の説明により、実際の2次元偏光変調
素子20において、ラビング方向とMED方向とが一致
しない場合には、読み出し光91の偏光方向とラビング
方向とがなす角度を0度あるいは45度に設定しても所
望の輪郭抽出性能を得られないことが示された。
As described above, in the actual two-dimensional polarization modulator 20, when the rubbing direction and the MED direction do not match, the angle formed by the polarization direction of the read light 91 and the rubbing direction is 0 degree or 45 degrees. It was shown that the desired contour extraction performance could not be obtained even when set to.

【0108】次に、本発明の第1実施例によりラビング
方向とMED方向が一致しない実際の素子を用いて、読
み出し光の偏光方向とMED方向を一致させることによ
り所望の輪郭画像が得られることを具体的に説明する。
Next, according to the first embodiment of the present invention, by using an actual element in which the rubbing direction and the MED direction do not match, a desired contour image can be obtained by matching the polarization direction of the reading light and the MED direction. Will be specifically described.

【0109】図9の(a)ないし(g)は、θON=5.
5度、θOFF =21.5度のとき、読み出し光91の偏
光方向とMED方向を一致させた場合、すなわち、θ=
8度の場合、および、読み出し光91の偏光方向とME
D方向とのなす角度を45度とした場合、すなわち、θ
=53度の場合の輪郭抽出結果などを示す。同図は、図
6および図8に対応する。同図の中の斜線部分は、白で
示される明るい部分と黒で示される暗い部分との中間調
であることを示す。
In FIGS. 9A to 9G, θ ON = 5.
When 5 ° and θ OFF = 21.5 °, the polarization direction of the read light 91 and the MED direction are matched, that is, θ =
In the case of 8 degrees, and the polarization direction of the reading light 91 and the ME
When the angle formed by the D direction is 45 degrees, that is, θ
The following shows the result of contour extraction when = 53 degrees. This figure corresponds to FIGS. 6 and 8. The shaded portion in the figure indicates that the halftone is between the bright portion shown in white and the dark portion shown in black.

【0110】図9の(a)で書き込み光がある(明る
い)部分に対しては、図9の(b)に示すように、液晶
は反時計方向にθON度(5.5度)回転し、一方、書き
込み光がない(暗い)部分に対しては、時計方向にθ
OFF 度(21.5度)回転する。図9の(c)は、2次
元偏光変調素子20から出力される偏光状態を説明する
図である。図5の(b)を用いて説明したように、読み
出し光91は取付角度と液晶のチルト角度の和または差
の2倍の角度で変調されることから、書き込み光がある
(明るい)部分は、読み出し光91の偏光方向が反時計
回りに2(θ+θON)度(27度)回転した方向の偏光
ONを出力する。一方、書き込み光がない(暗い)部分
に対しては、読み出し光91の偏光方向が時計回りに2
(θ−θOFF)度(27度)回転した方向の偏光OFF
を出力する。
As shown in (b) of FIG. 9, the liquid crystal is rotated in the counterclockwise direction by θ ON degrees (5.5 degrees) with respect to the (bright) portion where the writing light is present in (a) of FIG. However, on the other hand, for the part where there is no writing light (dark), θ is turned clockwise.
It turns OFF (21.5 degrees). FIG. 9C is a diagram illustrating the polarization state output from the two-dimensional polarization modulation element 20. As described with reference to FIG. 5B, the read light 91 is modulated at an angle that is twice the sum or difference of the mounting angle and the tilt angle of the liquid crystal, so that the writing light (bright) portion is , And outputs polarization ON in the direction in which the polarization direction of the read light 91 is rotated counterclockwise by 2 (θ + θ ON ) degrees (27 degrees). On the other hand, the polarization direction of the reading light 91 is set to 2 clockwise with respect to the portion where the writing light is not present (dark).
(Θ-θ OFF ) degrees (27 degrees) Polarization OFF in the rotated direction
Is output.

【0111】また、図9の(b)において偏光方向ME
Dで示した中間状態が必ず存在する。偏光方向MEDは
偏光OFF方向と偏光ON方向とのなす角の2等分線方
向に現れる。この説明の中では2θOFF ≠2θONである
ため、MED方向とラビング方向は一致していない。
Further, in FIG. 9B, the polarization direction ME
The intermediate state indicated by D always exists. The polarization direction MED appears in the bisector direction of the angle formed by the polarization OFF direction and the polarization ON direction. Since 2θ OFF ≠ 2θ ON in this description, the MED direction and the rubbing direction do not match.

【0112】結局、2次元偏光変調素子20に図9の
(a)で示した入力画像10が書き込まれると、偏光状
態は図9の(c)のようにON状態およびOFF状態、
さらに境界に一定の幅をもつ中間状態(MED)が現れ
ることになる。読み出し側の光学系は前述したように直
交ニコル状態であるために、MED方向の偏光は遮断さ
れて暗い状態になり、最終的な輪郭抽出結果の出力は図
9の(d)で示すように黒い輪郭像のみとなる。
After all, when the input image 10 shown in FIG. 9A is written in the two-dimensional polarization modulation element 20, the polarization states are the ON state and the OFF state as shown in FIG. 9C.
Furthermore, an intermediate state (MED) having a constant width appears at the boundary. Since the optical system on the readout side is in the orthogonal Nicols state as described above, the polarized light in the MED direction is blocked and becomes a dark state, and the final output of the contour extraction result is as shown in (d) of FIG. Only the black outline image is available.

【0113】一方、図9の(e)は、θ=53(=45
+8)度としたときの2次元偏光変調素子20の液晶の
動作を示す。液晶の回転角度についてはθ=8度の場合
と同じであり、2次元偏光変調素子20から出力される
光の偏光状態は、図9の(f)で示した状態になる。結
局、2次元偏光変調素子20に図9の(a)で示した入
力画像10が書き込まれると、偏光状態は図9の(f)
のようにON状態およびOFF状態、さらに境界に一定
の幅をもつ中間状態(MED)が現れる。読み出し側の
光学系は前述したように直交ニコル状態であるために、
MED方向の偏光が通過して明るい状態になり、最終的
な輪郭抽出結果の出力は図9の(g)で示すように明る
い輪郭像のみとなる。
On the other hand, in (e) of FIG. 9, θ = 53 (= 45
The operation of the liquid crystal of the two-dimensional polarization modulation element 20 at +8) degrees is shown. The rotation angle of the liquid crystal is the same as in the case of θ = 8 degrees, and the polarization state of the light output from the two-dimensional polarization modulation element 20 is the state shown in (f) of FIG. After all, when the input image 10 shown in (a) of FIG. 9 is written in the two-dimensional polarization modulator 20, the polarization state becomes (f) of FIG.
As described above, an ON state and an OFF state, and an intermediate state (MED) having a constant width appears at the boundary. Since the optical system on the reading side is in the crossed Nicols state as described above,
The polarized light in the MED direction passes and becomes a bright state, and the final contour extraction result output is only the bright contour image as shown in (g) of FIG.

【0114】次に、実際の2次元偏光変調素子20を用
いた場合に、液晶の回転角度がラビング方向に対して時
計方向または反時計方向にそれぞれ対称的にθOFF 度、
θON度となるにも関わらず、抽出される輪郭のコントラ
ストが低い場合について説明する。
Next, when the actual two-dimensional polarization modulator 20 is used, the rotation angle of the liquid crystal is symmetrically turned clockwise or counterclockwise with respect to the rubbing direction by θ OFF degree,
A case will be described in which the contrast of the extracted contour is low even though the degree becomes θ ON degree.

【0115】実測により、印加電圧±7V程度のとき
に、IPS ONはθ=−7.5度で最小となり、IPS OFF
θ=7.5度で最小となる。すなわち、この特定な電圧
の場合に限ってθON=θOFF =7.5度となり、液晶の
回転角度は対称である。しかしながら、読み出し光91
と素子液晶のラビング方向を一致させたときに黒い輪郭
像が得られるが、十分なコントラストが得られない。こ
のことを実測データから説明する。
As a result of actual measurement, when the applied voltage is about ± 7 V, I PS ON has a minimum at θ = −7.5 degrees, and I PS OFF has a minimum at θ = 7.5 degrees. That is, θ ON = θ OFF = 7.5 degrees only in the case of this specific voltage, and the rotation angle of the liquid crystal is symmetric. However, the reading light 91
A black contour image is obtained when the rubbing directions of the element liquid crystal and the rubbing direction are matched, but sufficient contrast cannot be obtained. This will be described from the measured data.

【0116】図10は、液晶の回転角度が、θON=θ
OFF =7.5度の場合に、θとIPS ON、及び、θとIPS
OFF の関係を実測した結果を示す。図10の(a)の横
軸は取付角度θ〔単位:度〕、縦軸は2次元偏光変調素
子20の反射光強度IPS ON,I PS OFF 〔単位:光強度を
表す任意単位〕である。ただし、実測値を数値的に解析
するために曲線近似した結果のみを記し、測定点のプロ
ットは省略している。
In FIG. 10, the rotation angle of the liquid crystal is θ.ON= Θ
OFF= 7.5 degrees, θ and IPS ON, And θ and IPS
OFFThe result of having measured the relationship of is shown. The side of (a) of FIG.
The axis is the mounting angle θ [unit: degree], and the vertical axis is the two-dimensional polarization modulator
Reflected light intensity I of child 20PS ON, I PS OFF[Unit: Light intensity
Arbitrary unit]. However, the measured value is analyzed numerically
In order to perform
Are omitted.

【0117】近似は以下の方法で行う。前述した式
(1)および式(2)は、A,Bを定数として式(3)
および式(4)に置き換えることができる。
The approximation is performed by the following method. The expressions (1) and (2) described above are expressed by the expression (3) with A and B as constants.
And can be replaced by equation (4).

【0118】 IPS ON =AON +BON ・ sin2 {2(θ+θON)} (3) IPS OFF =AOFF +BOFF ・ sin2 {2(θ−θOFF } (4) これより、AON=AOFF =0.2,BON=BOFF =5.
0と求められる。なお、式(3)および式(4)から容
易に考察できるように、IPSの周期は90〔度〕である
ので、図10の(a)は、0≦θ≦90〔度〕の範囲で
描かれている。
I PS ON = A ON + B ON · sin 2 {2 (θ + θ ON )} (3) I PS OFF = A OFF + B OFF · sin 2 {2 (θ−θ OFF } (4) From this, A ON = A OFF = 0.2, B ON = B OFF = 5.
It is calculated as 0. As can be easily considered from equations (3) and (4), since the I PS cycle is 90 [degrees], (a) of FIG. 10 shows a range of 0 ≦ θ ≦ 90 [degrees]. It is drawn with.

【0119】さて、θON=θOFF =7.5度の場合、こ
れまでの説明によりIPS ON=IPS OF F となる値から、θ
=0度において黒い輪郭が現れ、θ=45度において白
い輪郭が現れる。ところが、θON=θOFF =7.5度の
場合は輪郭線とそれ以外の部分のコントラストが低いこ
とが問題になる。
By the way, when θ ON = θ OFF = 7.5 degrees, from the value of I PS ON = I PS OF F according to the above description, θ
A black contour appears at = 0 degrees, and a white contour appears at θ = 45 degrees. However, when θ ON = θ OFF = 7.5 degrees, there is a problem that the contrast between the contour line and other portions is low.

【0120】輪郭線とその周囲部分とのコントラスト
は、図10から、次のように具体的に読み取ることがで
きる。 θ=0度−−黒い輪郭の光強度:周囲の光強度=0.
2:0.5=1:2.5 θ=45度−白い輪郭の光強度:周囲の光強度=5.
2:4.9=1.06:1 したがって、2次元偏光変調素子20のラビング方向と
読み出し光91の偏光方向を一致させても、あるいは2
次元偏光変調素子20のラビング方向を読み出し光91
の偏光方向に対して45度としても、上記程度のコント
ラストでは明瞭な輪郭が得られない。
The contrast between the contour line and the surrounding portion can be specifically read from FIG. 10 as follows. θ = 0 ° --Light intensity of black contour: ambient light intensity = 0.
2: 0.5 = 1: 2.5 θ = 45 degrees-light intensity of white contour: ambient light intensity = 5.
2: 4.9 = 1.06: 1 Therefore, even if the rubbing direction of the two-dimensional polarization modulation element 20 and the polarization direction of the read light 91 are matched, or 2
The rubbing direction of the three-dimensional polarization modulator 20 is read out by the light 91.
Even if it is set to 45 degrees with respect to the polarization direction, a clear contour cannot be obtained with the above contrast.

【0121】次に、本発明の第1実施例により液晶の回
転角度がラビング方向に対して時計方向または反時計方
向にそれぞれ非対称的にθOFF 度,θON度となる場合で
も、高いコントラストの輪郭を抽出できることを説明す
る。
Next, according to the first embodiment of the present invention, even if the rotation angle of the liquid crystal is asymmetrical in the clockwise direction or the counterclockwise direction with respect to the rubbing direction, respectively, θ OFF degree and θ ON degree, a high contrast is obtained. Explain that the contour can be extracted.

【0122】図11は、液晶の回転角度が、θON=5.
5度、θOFF =21.5度の場合に、θとIPS ON,およ
びθとIPS OFF の関係を実測した結果を示す。同図の見
方は図10に準ずる。これにより、AON=AOFF =0.
15,BON=BOFF =5.05と求められる。
In FIG. 11, the rotation angle of the liquid crystal is θ ON = 5.
The results obtained by actually measuring the relationship between θ and I PS ON , and θ and I PS OFF when 5 degrees and θ OFF = 21.5 degrees are shown. The view of the figure is based on FIG. As a result, A ON = A OFF = 0.
15, B ON = B OFF = 5.05.

【0123】さて、θON=5.5度、θOFF =21.5
度の場合、IPS ON=IPS OFF となる値からθ=8度にお
いて黒い輪郭が現れ、θ=53度において白い輪郭が現
れる。次に、輪郭線とその周囲部分とのコントラスト
は、図11から、次のように読み取ることができる。 θ=8度−−黒い輪郭の光強度:周囲の光強度=0.1
5:1.3=1:8.7 θ=53度−白い輪郭の光強度:周囲の光強度=5.0
5:4.1=1.3:1 したがって、2次元偏光変調素子20のMED方向と読
み出し光91の偏光方向を一致させると明瞭な輪郭が得
られるということになる。
By the way, θ ON = 5.5 degrees, θ OFF = 21.5
In the case of degrees, a black contour appears at θ = 8 degrees and a white contour appears at θ = 53 degrees from the value of I PS ON = I PS OFF . Next, the contrast between the contour line and its surrounding portion can be read from FIG. 11 as follows. θ = 8 degrees--Light intensity of black contour: Ambient light intensity = 0.1
5: 1.3 = 1: 8.7 θ = 53 degrees-white contour light intensity: ambient light intensity = 5.0
5: 4.1 = 1.3: 1 Therefore, if the MED direction of the two-dimensional polarization modulation element 20 and the polarization direction of the read light 91 are matched, a clear contour can be obtained.

【0124】以上の説明から本発明による輪郭抽出処理
をまとめると、次の3点に集約される。
From the above description, the outline extraction processing according to the present invention can be summarized into the following three points.

【0125】2次元偏光変調素子20は、入力画像10
の光がある(明るい)部分に対しては、読み出し光の偏
光方向を時計回りにON状態として回転させ、一方、光
がない(暗い)部分に対しては、読み出し光91の偏光
方向をON状態と逆方向であるところの反時計回りにO
FF状態として回転させ、入力画像10の光強度の分布
状態を偏光方向の分布状態に変換して、2次元光情報9
2として出力する。
The two-dimensional polarization modulation element 20 is used for the input image 10
For the portion with light (bright), the polarization direction of the reading light is rotated clockwise in the ON state, while for the portion without light (dark), the polarization direction of the reading light 91 is turned on. O in the counterclockwise direction, which is the opposite direction to the state
The two-dimensional light information 9 is rotated by rotating as an FF state, converting the distribution state of the light intensity of the input image 10 into the distribution state of the polarization direction.
Output as 2.

【0126】この2次元偏光変調素子20の取付角度に
関して、ON状態の偏光方向とOFF状態の偏光方向と
がなす角度の2等分線方向を読み出し光91の偏光方向
に一致させることにより、入力画像の明暗の境界を黒い
輪郭として抽出する。
With respect to the attachment angle of the two-dimensional polarization modulator 20, the bisector direction of the angle formed by the polarization direction in the ON state and the polarization direction in the OFF state is made to coincide with the polarization direction of the read light 91, thereby inputting. The light and dark boundaries of the image are extracted as black contours.

【0127】また、ON状態の偏光方向とOFF状態の
偏光方向がなす角度の2等分線方向を読み出し光91の
偏光方向から45度の角度に設定することにより、入力
画像10の明暗の境界を白い輪郭として抽出する。
Further, by setting the bisector direction of the angle formed by the polarization direction in the ON state and the polarization direction in the OFF state at an angle of 45 degrees from the polarization direction of the read light 91, the bright / dark boundary of the input image 10 is set. Is extracted as a white contour.

【0128】ここまでは、本発明の第1実施例では、画
像読出部の光学系は直交ニコルとして説明を行っている
が、本発明の画像読出部の光学系は直交ニコル状態に限
定されることはなく、平行ニコル状態をも含むことを以
下に示す。
Up to this point, in the first embodiment of the present invention, the optical system of the image reading section is explained as a crossed Nicols, but the optical system of the image reading section of the present invention is limited to the crossed Nicols state. It is shown below that it also includes a parallel Nicol state.

【0129】図5の(b)において、読み出し光91が
ポラライザ(Polarizer )で示した横軸方向の直線偏光
であるとし、読み出しを行う際にもそれと同じ方向の直
線偏光が通過する光学系を考える。すなわち、読み出し
側の光学系を平行ニコル状態にしておく。
In FIG. 5B, it is assumed that the readout light 91 is linearly polarized light in the direction of the horizontal axis shown by the Polarizer, and an optical system through which linearly polarized light in the same direction passes during reading. Think That is, the optical system on the read side is set in the parallel Nicol state.

【0130】平行ニコル読み出し光学系において、2次
元偏光変調素子20で反射された読み出し光強度
PS ON、IPS OFF は式(1)、式(2)の位相を45度
シフトさせた式(5)、式(6)で表される。IPS ON
書き込み光がある場合、IPS OFF は書き込み光がない場
合の光強度を示す。 IPS ON = sin2 {2(θ+45+θON)}・ sin2 (2πdΔn/λ)(5) IPS OFF = sin2 {2(θ+45−θON)}・ sin2 (2πdΔn/λ)(2) θなどの記号については、式(1),式(2)と同じで
ある。
In the parallel Nicol read-out optical system, the read-out light intensities I PS ON and I PS OFF reflected by the two-dimensional polarization modulator 20 are expressed by formulas (1) and (2) obtained by shifting the phase by 45 degrees. 5) and the formula (6). I PS ON shows the light intensity when there is writing light, and I PS OFF shows the light intensity when there is no writing light. I PS ON = sin 2 {2 (θ + 45 + θ ON )} ・ sin 2 (2πdΔn / λ) (5) I PS OFF = sin 2 {2 (θ + 45−θ ON )} ・ sin 2 (2πdΔn / λ) (2) Symbols such as θ are the same as those in Expressions (1) and (2).

【0131】IPS ON=IPS OFF となる値から、たとえば
前述した数値の例では、θON=5.5度、θOFF =2
1.5度の場合に、θ=8度において白い輪郭が現れ、
θ53度において黒い輪郭が現れる。
From the value of I PS ON = I PS OFF , for example, in the example of the numerical values described above, θ ON = 5.5 degrees, θ OFF = 2
In the case of 1.5 degrees, a white outline appears at θ = 8 degrees,
A black contour appears at θ53 degrees.

【0132】最後に、輪郭抽出の用途に用いる2次元偏
光変調素子20のうち、コントラスト比の高い素子は、
液晶が初期方向から時計方向または反時計方向に45度
回転し、それらにともなって、出力される偏光OFFと
偏光ONの相対的な角度が180度となる素子である。
このような素子においても上述の偏光MEDは必ず存在
するので本発明の輪郭抽出方法は有効である。
Finally, of the two-dimensional polarization modulators 20 used for contour extraction, the ones with high contrast ratio are
This is an element in which the liquid crystal rotates 45 degrees clockwise or counterclockwise from the initial direction, and accordingly, the relative angle between the polarization OFF and the polarization ON that is output is 180 degrees.
Even in such an element, the above-mentioned polarized MED always exists, and therefore the contour extraction method of the present invention is effective.

【0133】以下、本発明の第2実施例を図14を参照
して説明する。本発明の第2実施例は、画像読出部の光
学系が偏光ビームスプリッタにより直交ニコルを構成す
る点に特徴を有する。一方、本発明の第1実施例は、偏
光板と半透鏡との組合せにより、直交ニコル状態または
平行ニコル状態の光学系を構成している。上記の点に鑑
み第2実施例の特徴をなす画像読出部の光学系について
詳細に説明を行う。
The second embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG. The second embodiment of the present invention is characterized in that the optical system of the image reading section forms a crossed Nicols with a polarization beam splitter. On the other hand, the first embodiment of the present invention constitutes an optical system in a crossed Nicols state or a parallel Nicols state by combining a polarizing plate and a semi-transparent mirror. In view of the above points, the optical system of the image reading unit, which is a feature of the second embodiment, will be described in detail.

【0134】図14は本発明の第2実施例のシステム構
成図を示す。同図によりはじめにシステム全体の動作に
ついて説明する。
FIG. 14 shows the system configuration of the second embodiment of the present invention. First, the operation of the entire system will be described with reference to FIG.

【0135】入力画像10は、絞り手段51で適当な光
強度の画像に調整され、所定の取付角度に設置された2
次元偏光変調素子20上にレンズ50によって結像さ
れ、素子に書き込まれる。2次元偏光変調素子20を設
置する際の所定の取付角度については第1実施例の取付
角度と同じである。一方、光源90から出力された光は
偏光ビームスプリッタ81で進行方向を曲げられるとと
もに直線偏光にされ、読み出し光91として2次元偏光
変調素子20の読み出し側に照射され、続いて反射され
る。反射された2次元光信号92は、入力画像10の光
強度分布に応じて偏光状態が変調されている。
The input image 10 is adjusted to an image having an appropriate light intensity by the diaphragm means 51, and is set at a predetermined mounting angle.
An image is formed on the dimensional polarization modulation element 20 by the lens 50 and written in the element. The predetermined mounting angle when installing the two-dimensional polarization modulator 20 is the same as the mounting angle of the first embodiment. On the other hand, the light output from the light source 90 is bent in the traveling direction by the polarization beam splitter 81 and is converted into linearly polarized light. The light is emitted as the reading light 91 to the reading side of the two-dimensional polarization modulation element 20, and is then reflected. The polarization state of the reflected two-dimensional optical signal 92 is modulated according to the light intensity distribution of the input image 10.

【0136】図14の画像読出部は偏光ビームスプリッ
タ81を用いた直交ニコルを構成している。したがっ
て、2次元光信号92のうち、入力画像10の輪郭に対
応した2次元光信号(偏光)93を抽出することができ
る。レンズ60は2次元光信号(偏光)93を出力面に
出力結果30として結像するものである。制御部100
は、2次元偏光変調素子20の制御と素子の消去光、お
よび、読み出し光91を制御するものである。
The image reading section in FIG. 14 constitutes a crossed Nicols using a polarization beam splitter 81. Therefore, from the two-dimensional optical signal 92, the two-dimensional optical signal (polarization) 93 corresponding to the contour of the input image 10 can be extracted. The lens 60 forms an image of the two-dimensional optical signal (polarized light) 93 on the output surface as the output result 30. Control unit 100
Is for controlling the two-dimensional polarization modulation element 20, erasing light of the element, and reading light 91.

【0137】入力画像10の種類については、第1実施
例で説明した通り、光強度分布をもつ画像であればどの
ようなものでもよい。入力画像10を2次元偏光変調素
子20に結像する手段についても第1実施例と同じであ
る。
The type of the input image 10 may be any image as long as it has the light intensity distribution, as described in the first embodiment. The means for forming the input image 10 on the two-dimensional polarization modulator 20 is also the same as in the first embodiment.

【0138】さらに、入力画像10の光強度、焦点深度
および焦点を調節する手段についても第1実施例と同じ
である。
Further, the means for adjusting the light intensity, the depth of focus and the focus of the input image 10 are the same as in the first embodiment.

【0139】次に、本発明の第2実施例による画像読み
出しのための光源と、光源が出力する光から特定の方向
の直線偏光を取り出す画像読出部について説明する。
Next, a light source for image reading according to the second embodiment of the present invention and an image reading section for extracting linearly polarized light in a specific direction from the light output from the light source will be described.

【0140】偏光ビームスプリッタ81は、光の偏光成
分のうちP偏光を通過させ、それと直交するS偏光を反
射し進行方向を曲げる。この性質を利用して特定の方向
の直線偏光を取り出せばよい。
The polarization beam splitter 81 transmits P-polarized light of the polarized component of light, reflects S-polarized light which is orthogonal to the P-polarized light, and bends the traveling direction. It is sufficient to extract linearly polarized light in a specific direction by utilizing this property.

【0141】光源90が、白色光あるいはランダム発振
レーザ等によるランダム偏光を出力するときには、偏光
ビームスプリッタ81によって反射されるとともに、光
の進行方向に垂直な面において、水平方向の直線偏光成
分、すなわち、S偏光が読み出し光91として取り出さ
れる。
When the light source 90 outputs white light or random polarized light by a random oscillation laser or the like, it is reflected by the polarization beam splitter 81 and, in a plane perpendicular to the traveling direction of light, a linearly polarized component in the horizontal direction, that is, , S-polarized light is extracted as the reading light 91.

【0142】一方、ガスレーザ、半導体レーザ等の直線
偏光を発生する光源90を用いる場合、出力された直線
偏光が、光の進行方向に垂直な面において、S偏光とな
るように光源90の角度を設定すれば読み出し光91の
光量が最大になる。
On the other hand, when a light source 90 for generating linearly polarized light such as a gas laser or a semiconductor laser is used, the angle of the light source 90 is adjusted so that the outputted linearly polarized light becomes S polarized light on a plane perpendicular to the traveling direction of light. If set, the amount of read light 91 becomes maximum.

【0143】以上の2つのうちいずれかの方法によって
得られる直線偏光が2次元偏光変調素子20の読み出し
光91となる。
The linearly polarized light obtained by either of the above two methods becomes the readout light 91 of the two-dimensional polarization modulation element 20.

【0144】また、読み出し光91の波長は2次元偏光
変調素子20の作製条件に応じて最適に選択されるこ
と、2次元偏光変調素子20への照射タイミングは照射
光を直接、あるいは音響光学素子などにより変調して同
期されることは第1実施例で説明した通りである。一
方、偏光ビームスプリッタ81は、読み出し光91の選
択された波長に対応した最適な偏光ビームスプリッタ8
1を用いることが必要である。
The wavelength of the read light 91 is optimally selected according to the manufacturing conditions of the two-dimensional polarization modulation element 20. The irradiation timing of the two-dimensional polarization modulation element 20 may be the irradiation light directly or the acousto-optic element. As described in the first embodiment, the data is modulated and synchronized by the above. On the other hand, the polarization beam splitter 81 is an optimum polarization beam splitter 8 corresponding to the selected wavelength of the readout light 91.
It is necessary to use 1.

【0145】次に本発明の第2実施例により輪郭画像抽
出のための偏光変調部について説明する。第1実施例と
同様に、偏光変調を行うために2次元偏光変調素子20
を用いる。
Next, a polarization modulator for extracting a contour image according to the second embodiment of the present invention will be described. As in the first embodiment, the two-dimensional polarization modulation element 20 for polarization modulation is used.
To use.

【0146】さらに、本発明の第2実施例においても第
1実施例と同様に、2次元偏光変調素子20を所定の角
度に設定し、2次元偏光変調素子20の出力を抽出する
光学的な手段により入力画像10の輪郭情報が抽出され
る。
Further, in the second embodiment of the present invention, as in the first embodiment, the two-dimensional polarization modulation element 20 is set to a predetermined angle, and the output of the two-dimensional polarization modulation element 20 is extracted. The contour information of the input image 10 is extracted by the means.

【0147】上記の2次元偏光変調素子20の動作を用
いて、入力画像10の輪郭情報を2次元光情報92とし
て出力する。まず、図14における読み出し用直線偏光
91の偏光方向は、偏光ビームスプリッタ81によって
図5の(b)におけるポラライザ(Polarizer )の方向
(S偏光)と一致している。また読み出し光学系は直交
ニコル構成になっている。この状態で液晶のMED方向
が読み出し用直線偏光91の偏光方向と一致するように
2次元偏光変調素子20の取付角度を設定する。これに
より、入力画像10の輪郭画像成分の光信号は読み出し
用直線偏光91と同じ向きに偏光される。従って、2次
元偏光変調素子20で反射された2次元光信号92が偏
光ビームスプリッタ81に入射すると、2次元光信号9
2のS偏光(Polarizer の方向)は偏光ビームスプリッ
タ81を通過しないので黒い輪郭が抽出される。また、
液晶MED方向が読み出し用直線偏光91の偏光方向と
45度をなすように2次元偏光変調素子20の取付角度
を設定すれば、2次元偏光変調素子20で変調された2
次元信号92のP偏光が偏光ビームスプリッタ81を通
過し白い輪郭が抽出される。
The contour information of the input image 10 is output as the two-dimensional light information 92 by using the operation of the above two-dimensional polarization modulator 20. First, the polarization direction of the readout linearly polarized light 91 in FIG. 14 matches the direction (S-polarized light) of the polarizer (Polarizer) in FIG. 5B by the polarization beam splitter 81. The reading optical system has a crossed Nicol configuration. In this state, the attachment angle of the two-dimensional polarization modulation element 20 is set so that the MED direction of the liquid crystal matches the polarization direction of the read linearly polarized light 91. As a result, the optical signal of the contour image component of the input image 10 is polarized in the same direction as the read linearly polarized light 91. Therefore, when the two-dimensional optical signal 92 reflected by the two-dimensional polarization modulator 20 enters the polarization beam splitter 81, the two-dimensional optical signal 9
The second S-polarized light (direction of Polarizer) does not pass through the polarization beam splitter 81, so that a black contour is extracted. Also,
If the mounting angle of the two-dimensional polarization modulation element 20 is set so that the liquid crystal MED direction makes 45 degrees with the polarization direction of the linearly polarized light 91 for reading, the two-dimensional polarization modulation element 20 is modulated.
The P-polarized light of the dimensional signal 92 passes through the polarization beam splitter 81, and a white outline is extracted.

【0148】ただし本発明の第2実施例による読出部の
光学系は偏光ビームスプリッタ81を用いるため平行ニ
コル状態を形成しない。従って、平行ニコル状態を利用
した輪郭抽出は行われない。
However, since the optical system of the reading section according to the second embodiment of the present invention uses the polarization beam splitter 81, it does not form a parallel Nicol state. Therefore, contour extraction using the parallel Nicols state is not performed.

【0149】本発明の第2実施例による抽出された輪郭
画像の結像は、本発明の第1実施例と同様にレンズ60
により実現される。
The image formation of the extracted contour image according to the second embodiment of the present invention is performed by the lens 60 as in the first embodiment of the present invention.
It is realized by.

【0150】最後に、本発明の第3実施例を図面に基づ
き詳細に説明する。本発明の第3実施例の特徴は、透過
型の2次元偏光変調素子21を偏光変調に利用する点で
ある。
Finally, a third embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. A feature of the third embodiment of the present invention is that the transmission type two-dimensional polarization modulator 21 is used for polarization modulation.

【0151】図15は、本発明の第3実施例のシステム
構成図であり、同図により装置全体を説明する。
FIG. 15 is a system configuration diagram of the third embodiment of the present invention, and the entire apparatus will be described with reference to the same diagram.

【0152】入力画像10は、所定の角度に設置された
2次元偏光変調素子21上にレンズ50によって結像さ
れ、2次元偏光変調素子21に書き込まれる。2次元偏
光変調素子21を設置する際の所定の角度については後
述する。一方、直線偏光の読み出し光91は、2次元偏
光変調素子21に照射された後、透過する。透過した2
次元光信号92は、入力画像10の光強度分布に応じて
偏光状態が変調されている。偏光板70は2次元光信号
92に対して画像の輪郭情報に対応した一定の幅の偏光
状態(2次元光信号93)を抽出するように設置され
る。レンズ60は2次元光信号93を出力結果面30上
に結像する。制御部100は、2次元偏光変調素子21
と読み出し光91を制御する。
The input image 10 is imaged by the lens 50 on the two-dimensional polarization modulation element 21 installed at a predetermined angle and written in the two-dimensional polarization modulation element 21. The predetermined angle when the two-dimensional polarization modulation element 21 is installed will be described later. On the other hand, the linearly polarized read light 91 is transmitted to the two-dimensional polarization modulation element 21 after being irradiated. Transparent 2
The polarization state of the three-dimensional optical signal 92 is modulated according to the light intensity distribution of the input image 10. The polarizing plate 70 is installed so as to extract a polarization state (two-dimensional optical signal 93) having a constant width corresponding to the contour information of the image from the two-dimensional optical signal 92. The lens 60 images the two-dimensional optical signal 93 on the output result surface 30. The control unit 100 uses the two-dimensional polarization modulation element 21.
And control the reading light 91.

【0153】また、図15で、読み出し光91は2次元
偏光変調素子21に関して入力画像10と同じ方向から
入射しているが、逆方向から入射する構成でもよい。
Further, in FIG. 15, the read light 91 is incident from the same direction as the input image 10 with respect to the two-dimensional polarization modulator 21, but it may be incident from the opposite direction.

【0154】入力画像10の種類については、第1実施
例で説明した通り、光強度分布をもつ画像であればどの
ようなものでもよい。入力画像10を2次元偏光変調素
子20に結像する手段についても第1実施例と同じであ
る。
The type of the input image 10 may be any image as long as it has the light intensity distribution, as described in the first embodiment. The means for forming the input image 10 on the two-dimensional polarization modulator 20 is also the same as in the first embodiment.

【0155】さらに、入力画像10の光強度、焦点深度
および焦点を調節する手段についても第1実施例と同じ
である。
Further, the means for adjusting the light intensity, the depth of focus and the focus of the input image 10 are the same as in the first embodiment.

【0156】次に、光源90と、光源90が出力する光
から特定の方向の直線偏光を取り出す手段について説明
する。
Next, the light source 90 and means for extracting linearly polarized light in a specific direction from the light output from the light source 90 will be described.

【0157】光源90が、白色光あるいはランダム方向
発振レーザ等のランダム偏光を出力するときには、偏光
板40を設置することによって、光の進行方向に垂直な
面において、特定の角度をなす直線偏光91だけを取り
出せばよい。この角度については、2次元偏光変調素子
21の動作原理において説明する。
When the light source 90 outputs white light or random polarized light such as random direction oscillation laser, the polarizing plate 40 is installed so that the linearly polarized light 91 forms a specific angle in a plane perpendicular to the light traveling direction. Just take out. This angle will be described in the operating principle of the two-dimensional polarization modulator 21.

【0158】一方、ガスレーザ、半導体レーザ等の直線
偏光を発生する光源90を用いる場合、出力された直線
偏光が、光の進行方向に垂直な面において、特定の角度
をなすように光源90を設定すれば偏光板40は必要な
い。
On the other hand, when a light source 90 for generating linearly polarized light such as a gas laser or a semiconductor laser is used, the light source 90 is set so that the output linearly polarized light makes a specific angle on a plane perpendicular to the traveling direction of light. If so, the polarizing plate 40 is not necessary.

【0159】以上の2つのうちいずれかの方法によって
得られる直線偏光が2次元偏光変調素子21の読み出し
光91となる。
The linearly polarized light obtained by either of the above two methods becomes the readout light 91 of the two-dimensional polarization modulation element 21.

【0160】次に、直線偏光の偏光方向に対して所定の
角度に設置され、入力画像を書き込み、入力画像の光強
度分布に対応して、読み出し側の直線偏光の偏光方向を
変調し、2次元光情報として出力する、本発明の第3実
施例による透過型で光アドレス型の2次元偏光変調素子
21について説明する。
Next, the input image is written at a predetermined angle with respect to the polarization direction of the linearly polarized light, and the polarization direction of the linearly polarized light on the read side is modulated according to the light intensity distribution of the input image. A transmissive and optically addressable two-dimensional polarization modulator 21 according to the third embodiment of the present invention, which outputs three-dimensional light information, will be described.

【0161】ここでは、液晶を用いた変調素子を代表的
な例として説明するが、偏光状態を変調する素子であれ
ばどのような素子でも本説明は通用する。
Here, a modulation element using liquid crystal will be described as a typical example, but the present description is applicable to any element as long as it modulates the polarization state.

【0162】2次元偏光変調素子21の制御方法は、本
発明の第1実施例による2次元偏光変調素子20の制御
と同様である。
The control method of the two-dimensional polarization modulator 21 is the same as the control of the two-dimensional polarization modulator 20 according to the first embodiment of the present invention.

【0163】次に2次元偏光変調素子21の動作につい
て説明する。読み出し光91は2次元偏光変調素子21
を透過する。透過した2次元光信号92は、入力画像1
0の光強度分布に応じて偏光状態が変調されている。以
上のことを図16により詳細に説明する。
Next, the operation of the two-dimensional polarization modulator 21 will be described. The reading light 91 is the two-dimensional polarization modulation element 21.
Through. The transmitted two-dimensional optical signal 92 is the input image 1
The polarization state is modulated according to the light intensity distribution of 0. The above will be described in detail with reference to FIG.

【0164】図16の(a)ないし(h)は、出力結果
面30から光源90の方向を見た状態で記述してある。
図16の(a)は、左半分が明るく、右半分が暗い入力
画像10である。図16の(b)は、2次元偏光変調素
子21の液晶の動作を説明する図である。
16A to 16H are described in a state where the direction of the light source 90 is seen from the output result surface 30.
16A shows the input image 10 in which the left half is bright and the right half is dark. FIG. 16B is a diagram for explaining the operation of the liquid crystal of the two-dimensional polarization modulation element 21.

【0165】2次元偏光変調素子21に制御パルスを与
えない状態での液晶の配向方向を液晶の初期方向とす
る。制御パルスを与えると、2次元偏光変調素子21内
の液晶は、図16の(a)の書き込み光がない(暗い)
部分に対しては、初期方向から時計方向にθ度(ここで
は45度とする)回転し、一方、書き込み光がある(明
るい)部分に対しては、初期方向から反時計方向にθ度
(ここでは45度とする)回転する。
The alignment direction of the liquid crystal when no control pulse is applied to the two-dimensional polarization modulator 21 is the initial direction of the liquid crystal. When a control pulse is given, the liquid crystal in the two-dimensional polarization modulator 21 has no writing light (dark) in FIG.
For the part, it is rotated by θ degrees (here, 45 degrees) from the initial direction to the clockwise direction, while for the part where the writing light is (bright), it is rotated from the initial direction to the counterclockwise direction by θ degrees ( Here, it is set to 45 degrees).

【0166】図16の(c)は、2次元偏光変調素子2
1の偏光変調状態を説明する図である。
FIG. 16C shows the two-dimensional polarization modulator 2
It is a figure explaining the polarization modulation state of No. 1.

【0167】上記の液晶の動作を直線偏光91の変調状
態として言い替えると、2次元偏光変調素子21は、図
16の(a)で、書き込み光がない(暗い)部分に対し
ては、読み出し光91の偏光方向と同じ方向の偏光OF
Fを出力する。一方、書き込み光がある(明るい)部分
は、読み出し光91の偏光方向が反時計回りに2θ度
(ここでは90度とする)回転した方向の偏光ONを出
力する。すなわち、2次元光信号92には、読み出し光
91の偏光方向と変わらない部分、および、それと2θ
度をなす偏光方向に変調された部分が存在する。
In other words, the operation of the liquid crystal is rephrased as the modulation state of the linearly polarized light 91, and the two-dimensional polarization modulation element 21 has a reading light for a portion where there is no writing light (dark) in FIG. Polarization OF in the same direction as the polarization direction of 91
Output F. On the other hand, in the portion where the writing light is (bright), the polarization ON of the direction in which the polarization direction of the reading light 91 is rotated by 2θ degrees (here, 90 degrees) is output counterclockwise. That is, in the two-dimensional optical signal 92, a portion that is not different from the polarization direction of the read light 91, and that and 2θ
There is a portion which is modulated in the direction of polarization.

【0168】2次元偏光変調素子21は偏光変調による
ON状態とOFF状態の非線形特性をもつので、入力画
像10が濃淡画像であっても輪郭部分以外では完全に2
値化される。2値化のレベルは、E,W,及びRのタイ
ミング、および印加電圧または、書き込み光量によって
制御すればよい。このことは、本発明の第1実施例によ
る2次元偏光変調素子20と同様である。
Since the two-dimensional polarization modulation element 21 has a non-linear characteristic of ON state and OFF state due to polarization modulation, even if the input image 10 is a grayscale image, it is completely 2
Valued. The binarization level may be controlled by the timings of E, W, and R, the applied voltage, or the writing light amount. This is the same as the two-dimensional polarization modulator 20 according to the first embodiment of the present invention.

【0169】ところで、偏光状態によって2値化(ON
/OFF)しても、実際の2次元偏光変調素子21にお
いては、入力画像10の明暗部の境界では連続的にOF
FからONに遷移する。したがって、偏光方向MEDで
示した中間状態が必ず存在する。偏光方向MEDは偏光
OFF方向と偏光ON方向のなす角の2等分線方向に現
れ、液晶の初期方向と一致している。この中間状態は2
次元偏光変調素子21の制御条件や書き込み側の結像手
段による若干のフォーカス外しなどの方法によって意図
的につくることもできる。このことは、本発明の第1実
施例による2次元偏光変調素子20と同様である。
By the way, depending on the polarization state, binarization (ON
/ OFF), in the actual two-dimensional polarization modulation element 21, the OF is continuously turned off at the boundary between the bright and dark parts of the input image 10.
Transition from F to ON. Therefore, there always exists the intermediate state indicated by the polarization direction MED. The polarization direction MED appears in the bisector direction of the angle formed by the polarization OFF direction and the polarization ON direction, and coincides with the initial direction of the liquid crystal. This intermediate state is 2
It can also be intentionally created by a control condition of the dimensional polarization modulator 21 or a method such as a slight defocusing by the image forming means on the writing side. This is the same as the two-dimensional polarization modulator 20 according to the first embodiment of the present invention.

【0170】結局、2次元偏光変調素子21に図16の
(a)で示した入力画像10が書き込まれると、偏光状
態は図16の(d)のようにON状態およびOFF状
態、さらに境界に一定の幅をもつ中間状態(MED)が
現れることになる。
After all, when the input image 10 shown in (a) of FIG. 16 is written in the two-dimensional polarization modulation element 21, the polarization state becomes the ON state and the OFF state as shown in (d) of FIG. An intermediate state (MED) with a constant width will appear.

【0171】本発明の第3実施例により2次元偏光変調
素子21の所定の角度と2次元偏光変調素子21の出力
から、入力画像10の輪郭を抽出する光学的な手段につ
いて説明する。
An optical means for extracting the contour of the input image 10 from the predetermined angle of the two-dimensional polarization modulation element 21 and the output of the two-dimensional polarization modulation element 21 according to the third embodiment of the present invention will be described.

【0172】上記の2次元偏光変調素子21の動作を用
いて、入力画像10の輪郭情報を2次元光情報として出
力するには、まず、図15における読み出し用直線偏光
91の偏光方向は、図16の(b)におけるOFFの方
向と一致させておき、さらに、液晶の初期方向すなわち
MED方向が図16の(d)において、縦方向になるよ
うに2次元偏光変調素子21を設置すればよい。これら
は、出力30の明暗のコントラストを最大にするための
方策である。
In order to output the contour information of the input image 10 as two-dimensional light information by using the operation of the above two-dimensional polarization modulator 21, first, the polarization direction of the read linearly polarized light 91 in FIG. 16 (b), the two-dimensional polarization modulation element 21 may be installed such that it is aligned with the OFF direction and the initial direction of the liquid crystal, that is, the MED direction is the vertical direction in FIG. 16 (d). . These are the measures to maximize the contrast of the light and dark of the output 30.

【0173】図16の(e)は偏光板70の設定方向を
示すものであり、同図において縦方向(MED方向)の
偏光を通すことを説明している。2次元光信号92であ
る図16の(d)の出力に対して偏光板70を図16の
(e)の状態で通して得られた結果が図16の(f)で
あり輪郭成分だけが明るい状態で現れる。一方、図16
の(g)は偏光板70の設定方向を示すものであり、同
図において横方向(MED方向に対して垂直方向)の偏
光を通すことを説明している。2次元光信号92である
図16の(d)の出力に対して偏光板70を図16の
(g)の状態で通して得られた結果が図16の(h)で
あり輪郭成分だけが暗い状態で現れる。
FIG. 16E shows the setting direction of the polarizing plate 70, and in FIG. 16E, it is described that polarized light in the vertical direction (MED direction) is passed. The result obtained by passing the polarizing plate 70 in the state of (e) of FIG. 16 to the output of (d) of FIG. 16 which is the two-dimensional optical signal 92 is (f) of FIG. 16 and only the contour component is obtained. Appears in a bright state. On the other hand, FIG.
(G) indicates the setting direction of the polarizing plate 70, and it is described that the polarized light in the lateral direction (direction perpendicular to the MED direction) is passed through in the figure. The result obtained by passing the polarizing plate 70 in the state of (g) of FIG. 16 to the output of (d) of FIG. 16 which is the two-dimensional optical signal 92 is (h) of FIG. 16 and only the contour component is obtained. Appears in the dark.

【0174】上記2通りの輪郭抽出方法があるが、いず
れの場合においても、輪郭成分の幅はMED方向の偏光
成分の幅であり、入力である入力画像10の全体に渡っ
て等しいものとなる。
Although there are the above-described two types of contour extraction methods, in either case, the width of the contour component is the width of the polarization component in the MED direction and is equal over the entire input image 10 that is the input. .

【0175】本発明の第3実施例による輪郭抽出結果を
結像する方法は、本発明の第1実施例と同様であり、次
のように行う。読み出し光91の偏光状態は入力画像1
0の光強度分布に応じて2次元偏光変調素子21によっ
て変調されている。この変調された2次元光信号92の
一部は適当な角度に設定した偏光板70を通過し、所望
の輪郭画像信号93が結像手段である結像レンズ60に
よって出力30として結像される。なお、70と60の
設置順序はどちらが先でもよい。
The method of imaging the contour extraction result according to the third embodiment of the present invention is the same as that of the first embodiment of the present invention, and is performed as follows. The polarization state of the readout light 91 is the input image 1
It is modulated by the two-dimensional polarization modulation element 21 according to the light intensity distribution of 0. A part of the modulated two-dimensional optical signal 92 passes through the polarizing plate 70 set at an appropriate angle, and the desired contour image signal 93 is imaged as the output 30 by the image forming lens 60 which is an image forming means. . Either 70 or 60 may be installed first.

【0176】さて、以上本発明の第3実施例では、制御
パルスの印加により、素子内の液晶は初期方向から時計
方向または反時計方向に45度回転するものとし、それ
らにともなって、素子は読み出し光91の偏光方向と同
じ方向の偏光OFFおよびそれと90度の方向の偏光O
Nを出力するものとして説明した。
As described above, in the third embodiment of the present invention, it is assumed that the liquid crystal in the element is rotated by 45 degrees from the initial direction in the clockwise direction or the counterclockwise direction by the application of the control pulse. Polarization OFF in the same direction as the polarization direction of the readout light 91 and polarization O in the same direction as the polarization O
It has been described that N is output.

【0177】ところで、2次元偏光変調素子21の液晶
が初期方向から時計方向または反時計方向に対称的にθ
度(45度ではない角度、たとえば40度)回転し、そ
れらにともなって、2次元偏光変調素子21が相対的に
2θ度(90度ではない角度、たとえば80度)の角度
をなす偏光OFFと偏光ONを出力する素子を用いた場
合でも、上記の本発明の第3実施例による説明は通用す
る。実際に2θ=180度のときに輪郭とそれ以外の部
分のコントラストが最大になる。
By the way, the liquid crystal of the two-dimensional polarization modulation element 21 is symmetrically θ from the initial direction in the clockwise or counterclockwise direction.
The polarization is turned off by an angle of 2 degrees (an angle that is not 90 degrees, for example, 80 degrees) relative to the two-dimensional polarization modulation element 21 that is rotated by an angle (an angle that is not 45 degrees, for example, 40 degrees). Even when an element that outputs polarization ON is used, the above description according to the third embodiment of the present invention is valid. In fact, when 2θ = 180 degrees, the contrast between the contour and the other portions becomes maximum.

【0178】また、2次元偏光変調素子21の液晶が初
期方向から時計方向にθ1 度(たとえば45度)、反時
計方向にθ2 度(たとえば40度)のように非対称的に
回転し、それらにともなって、2次元偏光変調素子21
が相対的(θ1 +θ2 )度(たとえば85度)の角度を
なす偏光OFFと偏光ONを出力する素子を用いた場合
でも、上記の説明は通用する。
Further, the liquid crystal of the two-dimensional polarization modulator 21 asymmetrically rotates from the initial direction to θ 1 degree (eg 45 degrees) clockwise and θ 2 degrees (eg 40 degrees) counterclockwise, Along with them, the two-dimensional polarization modulator 21
The above description is valid even when an element that outputs polarized light OFF and polarized light ON which forms an angle of relative (θ 1 + θ 2 ) degrees (for example, 85 degrees) is used.

【0179】さらに、液晶が初期方向から時計方向また
は反時計方向に回転する角度θ(たとえば22.5度)
と、それらにともなって、出力される偏光OFFと偏光
ONの相対的な角度が2θ度とならない(たとえば90
度)素子を用いた場合でも、上記の説明は通用する。
Further, the angle θ at which the liquid crystal rotates clockwise or counterclockwise from the initial direction (for example, 22.5 degrees).
With that, the relative angle between the output of polarization OFF and the output of polarization ON does not become 2θ degrees (for example, 90 °).
The above description is applicable to the case of using the (degree) element.

【0180】[0180]

【発明の効果】以上説明したように、あらゆる空間周波
数を含む入力画像、即ち、自然光で照射された物体や2
次元画像を直接入力対象として処理できるため、高速で
移動する物体の2次元の輪郭画像を抽出できる。液晶の
ように消費エネルギーが小さい光デバイスや光信号のロ
スが少ない光学部品によって構成できる非常に簡単で高
速な輪郭抽出装置を低コストで実現できる。入力画像の
光強度、焦点を調整する手段によって、ノイズ除去、輪
郭強調などの機能も実現できる。これら手段は、カメラ
レンズ等のように容易に制御できるため、実時間で結果
を確認しながら輪郭を抽出できる。さらに、本発明の輪
郭抽出装置を並列に接続して、色情報の境界を輪郭とし
て抽出することもできる。
As described above, an input image including all spatial frequencies, that is, an object illuminated by natural light
Since a two-dimensional image can be directly processed as an input target, a two-dimensional contour image of an object moving at high speed can be extracted. It is possible to realize a very simple and high-speed contour extracting device that can be configured with an optical device such as liquid crystal that consumes little energy or an optical component that causes little loss of optical signals at low cost. Functions such as noise removal and edge enhancement can be realized by means of adjusting the light intensity and focus of the input image. Since these means can be easily controlled like a camera lens, the contour can be extracted while confirming the result in real time. Furthermore, the contour extraction device of the present invention can be connected in parallel to extract the boundary of color information as a contour.

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

【図1】本発明の原理構成図である。FIG. 1 is a principle configuration diagram of the present invention.

【図2】本発明の第1の実施例のシステム構成図であ
る。
FIG. 2 is a system configuration diagram of a first embodiment of the present invention.

【図3】2次元偏光変調素子の構造を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a structure of a two-dimensional polarization modulation element.

【図4】本発明の一実施例の2次元偏光変調素子の制御
パルスを示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing control pulses of a two-dimensional polarization modulator according to an embodiment of the present invention.

【図5】2次元偏光変調素子の動作原理の説明図であ
る。
FIG. 5 is an explanatory diagram of an operation principle of the two-dimensional polarization modulation element.

【図6】本発明の第1の実施例の輪郭抽出処理を説明す
る図である。
FIG. 6 is a diagram illustrating contour extraction processing according to the first embodiment of this invention.

【図7】本発明の一実施例の輪郭抽出処理結果を示す図
である。
FIG. 7 is a diagram showing a contour extraction processing result according to an embodiment of the present invention.

【図8】正しい輪郭が得られない輪郭抽出処理を説明す
る図である。
FIG. 8 is a diagram illustrating a contour extraction process in which a correct contour cannot be obtained.

【図9】本発明の一実施例の読み出し光の偏光角度とM
ED方向とを一致させた輪郭抽出処理を説明する図であ
る。
FIG. 9 is a diagram showing the polarization angle of read light and M
It is a figure explaining the outline extraction process which matched the ED direction.

【図10】回転角度が対称な2次元偏光変調素子の出力
光強度を示すグラフである。
FIG. 10 is a graph showing the output light intensity of a two-dimensional polarization modulator with a symmetric rotation angle.

【図11】回転角度が非対称な2次元偏光変調素子の出
力光強度を示すグラフである。
FIG. 11 is a graph showing the output light intensity of a two-dimensional polarization modulator with an asymmetric rotation angle.

【図12】本発明の一実施例の光強度調整による輪郭抽
出処理結果を示す図である。
FIG. 12 is a diagram showing a contour extraction processing result by light intensity adjustment according to an embodiment of the present invention.

【図13】本発明の一実施例の焦点調整による輪郭抽出
処理結果を示す図である。
FIG. 13 is a diagram showing a contour extraction processing result by focus adjustment according to an embodiment of the present invention.

【図14】本発明の第2の実施例のシステム構成図であ
る。
FIG. 14 is a system configuration diagram of a second embodiment of the present invention.

【図15】本発明の第3の実施例のシステム構成図であ
る。
FIG. 15 is a system configuration diagram of a third embodiment of the present invention.

【図16】本発明の第3の実施例の輪郭抽出処理を説明
する図である。
FIG. 16 is a diagram illustrating contour extraction processing according to the third embodiment of this invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 入力画像 20 反射型2次元偏光変調素子 21 透過型2次元偏光変調素子 30 出力結果 40,70 偏光板 50,60 レンズ 51 絞り 80 半透鏡 81 偏光ビームスプリッタ 90 光源 91 直線偏光読み出し光 92 変調された2次元光信号 93 輪郭成分2次元光信号 100 制御部 200 画像入力手段 210 偏光変調手段 220 画像読み出し手段 230 偏光画像出力手段 10 Input image 20 Reflective two-dimensional polarization modulator 21 Transmissive two-dimensional polarization modulator 30 Output result 40,70 Polarizer 50,60 Lens 51 Aperture 80 Semi-transparent mirror 81 Polarization beam splitter 90 Light source 91 Linearly polarized light Read light 92 Modulated 2D optical signal 93 Contour component 2D optical signal 100 Control unit 200 Image input means 210 Polarization modulation means 220 Image reading means 230 Polarized image output means

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 読み出し光と書き込み光とを受け、該書
き込み光の光強度に応じて該読み出し光の偏光角度を変
化させる偏光変調手段と、 入力画像の光を該偏光変調手段への前記書き込み光とし
て供給する手段と、 一方向に偏光された光を前記偏光変調手段への前記読み
出し光として供給する画像読み出し手段と、 前記偏光変調手段の出力光のうち所定の角度に偏光され
ている光を通過させて出力する偏光画像出力手段とから
なり、 前記偏光変調手段の特性上の偏光方向と前記読み出し光
の偏光角度との相対角度を所定角度に設定したことを特
徴とする画像の輪郭抽出装置。
1. A polarization modulator that receives read light and write light and changes the polarization angle of the read light according to the light intensity of the write light; and write the light of an input image to the polarization modulator. A means for supplying light as a light, an image reading means for supplying light polarized in one direction as the reading light to the polarization modulating means, and a light polarized at a predetermined angle out of the output light of the polarization modulating means And a polarization image output means for outputting the contour of an image, wherein the relative angle between the polarization direction of the characteristic of the polarization modulation means and the polarization angle of the readout light is set to a predetermined angle. apparatus.
【請求項2】 前記偏光変調手段の特性上の偏光方向を
所定の2種類の光強度の光が入力された前記偏光変調手
段より読み出された上記2種類の強度に応じた第1の偏
光角度及び第2の偏光角度の中間の角度としたことを特
徴とする請求項1記載の画像の輪郭抽出装置。
2. A first polarization corresponding to the two types of intensities read out from the polarization modulation unit to which light of predetermined two types of light intensity is input as the polarization direction on the characteristic of the polarization modulation unit. The image contour extracting device according to claim 1, wherein the angle is an intermediate angle between the angle and the second polarization angle.
【請求項3】 前記第1の偏光角度は前記偏光変調手段
の偏光角度が飽和状態の値となる光の強度に応じ、前記
第2の偏光角度は前記偏光変調手段の入力が遮断された
光の強度に応じることを特徴とする請求項2記載の画像
の輪郭抽出装置。
3. The first polarization angle depends on the intensity of light at which the polarization angle of the polarization modulation means reaches a value in a saturated state, and the second polarization angle is the light whose input to the polarization modulation means is blocked. 3. The image contour extraction device according to claim 2, wherein the contour extraction device responds to the intensity of the image.
【請求項4】 前記第1の偏光角度と前記第2の偏光角
度とのなす角の2等分線方向が前記読み出し光の偏光角
度の方向に一致することを特徴とする請求項3記載の画
像の輪郭抽出装置。
4. The bisector direction of the angle formed by the first polarization angle and the second polarization angle coincides with the direction of the polarization angle of the readout light. Image contour extraction device.
【請求項5】 前記第1の偏光角度と前記第2の偏光角
度とのなす角の2等分線方向が前記読み出し光の偏光角
度の方向と45度の角度をなすことを特徴とする請求項
3記載の画像の輪郭抽出装置。
5. The bisector direction of the angle formed by the first polarization angle and the second polarization angle forms an angle of 45 degrees with the polarization direction of the readout light. Item 3. The image contour extraction device according to item 3.
【請求項6】 前記画像入力手段は入力された画像の光
強度を調整する手段を有することを特徴とする請求項1
記載の画像の輪郭抽出装置。
6. The image input means comprises means for adjusting the light intensity of the input image.
An image contour extraction device described.
【請求項7】 前記画像入力手段は入力された画像の焦
点深度を調整する手段を有することを特徴とする請求項
1記載の画像の輪郭抽出装置。
7. The image contour extracting apparatus according to claim 1, wherein the image input unit has a unit for adjusting a depth of focus of the input image.
【請求項8】 前記画像入力手段は入力された画像の焦
点を調整する手段を有することを特徴とする請求項1記
載の画像の輪郭抽出装置。
8. The image contour extracting apparatus according to claim 1, wherein the image input unit has a unit for adjusting a focus of the input image.
【請求項9】 前記書き込み光及び読み出し光のタイミ
ングを制御し前記読み出し光の照射を制御する手段を有
することを特徴とする請求項1記載の画像の輪郭抽出装
置。
9. The image contour extracting apparatus according to claim 1, further comprising means for controlling timings of the writing light and the reading light and controlling irradiation of the reading light.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6268884B1 (en) * 1996-07-16 2001-07-31 Fuji Xerox Co., Ltd. Image recording apparatus and method as well as image reproducing apparatus and method

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