JPS58114012A - Optical picture processing system - Google Patents

Optical picture processing system

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Publication number
JPS58114012A
JPS58114012A JP21257481A JP21257481A JPS58114012A JP S58114012 A JPS58114012 A JP S58114012A JP 21257481 A JP21257481 A JP 21257481A JP 21257481 A JP21257481 A JP 21257481A JP S58114012 A JPS58114012 A JP S58114012A
Authority
JP
Japan
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block
mirror
light
glass block
laser
Prior art date
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Pending
Application number
JP21257481A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yoshikazu Nishiwaki
西脇 由和
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.)
Sumitomo Electric Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Electric Industries Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Sumitomo Electric Industries Ltd filed Critical Sumitomo Electric Industries Ltd
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Priority to DE8282111529T priority patent/DE3270179D1/en
Priority to EP82111529A priority patent/EP0084120B1/en
Priority to US06/453,546 priority patent/US4508420A/en
Publication of JPS58114012A publication Critical patent/JPS58114012A/en
Pending legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/42Diffraction optics, i.e. systems including a diffractive element being designed for providing a diffractive effect
    • G02B27/46Systems using spatial filters

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Holo Graphy (AREA)

Abstract

PURPOSE:To obtain a lightweight, easy-to-handle system and to use holography technique as practical measurement technique by sticking a glass block which has a vapor-deposited mirror surface to a recording material into a block. CONSTITUTION:Luminous flux (a) from an Ar laser is caused to illuminate a glass block on the opposite upper side from right and above. The 1st glass block 21 is a mere rectangular parallelepiped. Then, the luminous flux (a) illuminates such the 2nd glass block 22 that a triangular prism having a rectangular equilateral triangle base is set horizontally. The 3rd glass block 23 in a similar shape has a metallic vapor-deposited film of aluminum on a slanting surface. This vapor-deposited film corresponds to the 1st mirror 9. Surfaces of the 1st block 21, the 2nd block 22, the 3rd block 23- are adhered mutually. Thus, a glass block of adequate size in an adequate shape is formed and mirror surfaces are formed by vapor deposition, sputtering, etc., and bonded together into one small, lightweight block.

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、画像処理光学系構成方式にかかるもので、
その内容をホログラフィ光学系を例にとって以下に説明
する。
[Detailed Description of the Invention] The present invention relates to an image processing optical system configuration method,
The details will be explained below using a holographic optical system as an example.

ホログラフィは、コヒーレントな光を、2つに分け、1
方は物体に照射し、他方はそのまま記録材料に入射させ
る。物体光と参照光の干渉縞が材料に記録されるから、
参照光を当てる事により、もとの物体の像を復元するこ
とができる。
Holography divides coherent light into two parts, one
One irradiates the object, and the other directly enters the recording material. Because interference fringes between the object beam and reference beam are recorded on the material,
By applying a reference light, the original image of the object can be restored.

光を2本に分けるためにハーフミラ−1光を反射するた
めにミラーを必要とする。光線の光路長の差によって干
渉縞を作るのであるから、光路長やミラーの角度か厳密
に固定されていなければならない。しかも、振動の影響
を受けてはならない。
A half mirror is required to split the light into two.A mirror is required to reflect the light. Since interference fringes are created by differences in the optical path lengths of light rays, the optical path length and mirror angle must be strictly fixed. Moreover, it must not be affected by vibration.

この為、ホログラフィ装置は、必す重く、広い定盤の上
に構成しなければならなかった。定盤は、例えば縦15
00++++n、横700 rrm、厚さ数百間の鉄の
塊りで、スプリング、タイヤ等で弾性支持されている。
For this reason, the holography device must be constructed on a heavy and wide surface plate. For example, the surface plate is vertically 15
00++++n, 700 rrm wide, several hundred meters thick, it is a block of iron that is elastically supported by springs, tires, etc.

重量は100にノ程度あるものか多い。重い程、振動の
遮断周波数がするので、振動除去の効果が高い。
The weight is around 100% or more. The heavier the weight, the higher the vibration cutoff frequency, and the more effective it is at removing vibrations.

レンズ、ミラー、ビームスプリッタ−などの光学機器、
およびレーザー、被測定対象物などはすべて定盤の上に
固定される。光学機器は、マグネットスタンド等で、定
盤の上へ厳格に静止状態で保持しなければならない。
Optical equipment such as lenses, mirrors, beam splitters, etc.
The laser, the object to be measured, etc. are all fixed on the surface plate. Optical equipment must be held strictly stationary on a surface plate using a magnetic stand or the like.

ホログラフィの原理は良く知られており、物体の変形を
、ホログラフィ技術によって測定する事かできる。物体
が変形すると、物体光と参照光とて作る干渉縞の密度や
位置が変化するので、これにより変形の度合か分るわけ
である。
The principles of holography are well known, and the deformation of objects can be measured using holographic techniques. When an object deforms, the density and position of interference fringes created by the object beam and reference beam change, and this allows us to determine the degree of deformation.

しかし、これらの測定方法は未だ、実験室内での試論の
域を出ない。重い定盤を必要とし、測定対象か、この定
盤上に固定されなければならないので、対象か限られる
ためである。さらに測定装置か、測定対象よりも巨大で
ある、というのは、実用的でない。
However, these measurement methods are still limited to experimental studies in the laboratory. This is because a heavy surface plate is required, and the object to be measured must be fixed on this surface plate, so the scope of measurement is limited. Furthermore, it is impractical for the measuring device to be larger than the object to be measured.

未だ実験室の試みにすきない、というのは、ホログラフ
ィ−技術のみならす、フーリエ変換や相関などの画像処
理光学系全般についていえる事である。
The fact that there is still room for laboratory experiments applies not only to holography technology, but also to image processing optical systems in general, such as Fourier transform and correlation.

本発明者は、ホログラフィ技術を実用的な測定技術とす
る為に、様々な検討を重ねた。そして、広くて重い定盤
を除くには、ミラーや記録材料自体が小さくて、しかも
相対距離、角度を一定に保持できなければならないこと
、及びレーザからのコヒーレント光束を、多数のミラー
を使わずに、所望の位置へ導かなければならないこと、
及びホログラフィの再生像を容易に観察できる事の、3
つの要件が不可欠であるのに気付いた。
The present inventor has conducted various studies in order to make holography technology a practical measurement technology. In order to eliminate the wide and heavy surface plate, the mirrors and recording materials themselves must be small and must be able to maintain constant relative distances and angles, and the coherent light beam from the laser must be able to be transmitted without using many mirrors. that it must be guided to the desired position;
and 3. that the reconstructed holographic image can be easily observed.
I found that two requirements were essential.

これらの要件を潤すには、ミラー、ハーフミラ−1記録
材料等は、まとめて、ひとつの塊りにしてしまえばよい
し、レーザ光を導くには光ファイバを使えばよいし、ま
たイメージファイバにより再生像を伝送する事とすれば
良い。
In order to meet these requirements, the mirror, half mirror 1 recording material, etc. can be combined into one block, an optical fiber can be used to guide the laser beam, and an image fiber can be used to guide the laser beam. It is sufficient to transmit the reproduced image.

さらに、物体の変形を実時間で測定するには、ホログラ
フィ記録材料として、Bi+2Si02o (B SO
素子)やBi r2Geozo (B G O素子)な
ど実時間特性を有する材料を使用すればよいわけである
Furthermore, to measure the deformation of an object in real time, Bi+2Si02o (B SO
Therefore, it is sufficient to use a material having real-time characteristics such as BGO element) or Bi r2Geozo (BGO element).

本発明は、このような着想にもとつく。本発明にもとつ
く変形計測光学系は、ミラーや記録材料をひとつの塊の
中にまとめたもので、ミラー面を蒸着したガラスブロッ
ク、記録材料を互にはり合わせて塊りとしたものである
The present invention is based on such an idea. The deformation measurement optical system based on the present invention combines a mirror and a recording material into one lump, and is made by gluing a glass block with a mirror surface deposited on it and the recording material into a lump. be.

以下実施例を示す図面によって、本発明の構成、作用及
び効果を説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The structure, operation, and effects of the present invention will be explained below with reference to drawings showing examples.

第1図は本発明の一例として、変形計測光学系から構成
された光学的変形計測装置を示す構成図である。
FIG. 1 is a configuration diagram showing an optical deformation measuring device including a deformation measuring optical system as an example of the present invention.

この実施例では、書込み用光源としてのAr(アルゴン
)レーザ1と、読み出し用光源としての11e−Ne(
ヘリウムネオン)レーザ2と、TV(テレビ)カメラ3
及びテレビ受像機4と、ホログラフ“イ変形計測光学系
5とを用いる。Arレーザ1とホログラフィ変形計測光
学系5とはシングルモードファイバ6により接続される
。He−Neレーザ2、’I’ Vカメラ3とホログラ
フィ変形計測光学系5とは、夫々シングルモードファイ
バ7、イメージファイバ8によって連結されている。
In this embodiment, an Ar (argon) laser 1 is used as a writing light source, and an 11e-Ne (11e-Ne) laser is used as a reading light source.
helium neon) laser 2 and TV (television) camera 3
and a television receiver 4, and a holographic deformation measurement optical system 5.The Ar laser 1 and the holographic deformation measurement optical system 5 are connected by a single mode fiber 6.He-Ne laser 2, 'I' V The camera 3 and the holographic deformation measurement optical system 5 are connected by a single mode fiber 7 and an image fiber 8, respectively.

第2図はホログラフィ変形計測光学系の内部の光学系の
構成図である。
FIG. 2 is a configuration diagram of the internal optical system of the holographic deformation measurement optical system.

Arレーザ1から出た、緑色のコヒーレント光は、シン
グルモードファイバ6を通るa光束となって、ホログラ
フィ変形計測光学系の内部の第1ミラー9に入射する。
The green coherent light emitted from the Ar laser 1 becomes a light flux that passes through the single mode fiber 6 and enters the first mirror 9 inside the holographic deformation measurement optical system.

第1ミラー9て反射され、90°進路を変えたb光束は
、ハーフミラ−10に入射する。ここで反射し、被測定
物Oへ向うC光束と、ノ1−7ミラー10を抜けて直進
するd光束とに分かれる。
The b light flux that has been reflected by the first mirror 9 and changed its course by 90 degrees is incident on the half mirror 10. The light is reflected here and is divided into a C light flux that heads toward the object to be measured O and a d light flux that passes through the No. 1-7 mirror 10 and goes straight.

C光束は、ホログラフィ変形計測光学系5の外部に固定
された被測定物Oに当る。ここで被測定物0によって反
射されたC光束(物体光)は、ノ1−フミラー10を直
進してゆく。
The C light beam hits the object to be measured O fixed outside the holographic deformation measurement optical system 5. Here, the C light beam (object light) reflected by the object to be measured 0 travels straight through the nozzle mirror 10 .

d光束は、第2ミラー11によって反射されf光束とな
り、参照光として機能する。
The d light flux is reflected by the second mirror 11 and becomes an f light flux, which functions as a reference light.

すなわち前記の物体光たるC光束は、ダイクロイックミ
ラー12を通って、記録材料13に入射する。
That is, the C light beam, which is the object light, passes through the dichroic mirror 12 and enters the recording material 13.

参照光としてのf光束は、C光束と適当な角度を成して
、記録材料13に入射する。
The f light flux serving as the reference light is incident on the recording material 13 at an appropriate angle with the C light flux.

記録材料13は、B112SiO2o結晶又はBit2
GeO2゜結晶(BSO素子、BGO素子と略称される
)等、実時間性のある材料を使う。
The recording material 13 is B112SiO2o crystal or Bit2
A real-time material such as GeO2° crystal (abbreviated as BSO element or BGO element) is used.

BSO素子等には直流電圧を印加しておく。この中へ光
が入射すると、光伝導性があるので、物体光と参照光の
作る干渉縞に応じて電子の密度変化が起こる。光の照射
が無い時に、電子の局在準位(トラップ)間の遷移は少
なく、緩和時間は20〜30時間もある。
A DC voltage is applied to the BSO element and the like. When light enters this, it has photoconductivity, so the density of electrons changes depending on the interference fringes created by the object light and reference light. When there is no light irradiation, there are few transitions between localized levels (traps) of electrons, and the relaxation time is as long as 20 to 30 hours.

以上で、記録材料にホログラムが生ずる。With the above steps, a hologram is generated on the recording material.

読み出しは、1ie−Neレーザ2で行う。波長が異な
り、出力も弱いので、記録された干渉縞を消去しないた
めである。
Reading is performed by a 1ie-Ne laser 2. This is because the wavelengths are different and the output is weak, so the recorded interference fringes will not be erased.

1ie−Neレーザ2から出たコヒーレントな光は、シ
ングルモードファイバ7を通るl光束となり、第3ミラ
ー14により反射され、進路を変えてh光束となる。h
光束は、第4ミラー15によって反射されl光束となる
The coherent light emitted from the 1ie-Ne laser 2 becomes an l beam that passes through the single mode fiber 7, is reflected by the third mirror 14, changes its course, and becomes an h beam. h
The light beam is reflected by the fourth mirror 15 and becomes l light beam.

l光束は、Arレーザからの参照光fと逆方向に記録材
料13に入射し、記録された被測定物0の像を読み出す
。l光束とl光束が厳密に反平行でないのは、両レーザ
の波長の違いに基く。記録材料に立てた法線とi、l光
束のなす角の正眩の比が、波長の比に等しいように設定
しておく。
The light flux l enters the recording material 13 in the opposite direction to the reference light f from the Ar laser, and reads out the recorded image of the object to be measured 0. The reason that the l light flux and the l light flux are not strictly antiparallel is based on the difference in wavelength between the two lasers. The brightness ratio of the angle formed by the normal line to the recording material and the i and l beams is set to be equal to the wavelength ratio.

参照光l光束を受けて、記録材料13は、l光束を生ず
る。l光束は、被測定物Oの位置に実像を生ずるような
光束である。グイクロイックミラー12は、Arレーザ
の光を透過させるが、l−1e−Neレーザの光を反射
する。
Upon receiving the reference light l beam, the recording material 13 produces l light beam. The l light flux is a light flux that produces a real image at the position of the object O to be measured. The guichroic mirror 12 transmits the light of the Ar laser, but reflects the light of the l-1e-Ne laser.

11e−Neレーザからの光であるl光束は一ダイクロ
イックミラー12によって反射される。反射されたに光
束は第5ミラー16によって反射されl光束トする。l
光束は、イメージファイバ8によって、゛r■カメラ3
の撮像面(図示せず)に伝送される。
The l beam of light from the 11e-Ne laser is reflected by one dichroic mirror 12. The reflected light beam is reflected by the fifth mirror 16 and becomes a light beam. l
The light flux is transmitted through the image fiber 8 to the camera 3
image plane (not shown).

被測定物Oの変形を測定するためには、第2図の配置に
於て、二重露光法を用いれは良い。
In order to measure the deformation of the object to be measured O, a double exposure method may be used in the arrangement shown in FIG.

すなわち、被測定物Oの変形前の状態について、Arレ
ーザ光を照射し、物体光、参照光による干渉縞を記録材
料13に記録しておく。
That is, the state of the object O before deformation is irradiated with an Ar laser beam, and interference fringes caused by the object beam and the reference beam are recorded on the recording material 13.

そして、被測定物0が変形[、た後、もうぃちどArレ
ーザ光を照射し、記録材料に被測定物Oの状態を記録す
る。
After the object to be measured 0 is deformed, the Ar laser beam is irradiated once again to record the state of the object to be measured on the recording material.

記録材料13には、2重に被測定物Oが記録される。H
e−Neレーザ光をシングルモードファイバ7を通し、
ミラー14 、15で反射させた後に、記録材料13に
当てると、前述のように、被測定物Oの位置に、2重の
実像ができる。この実像は、はぼ同一であるが、変形し
ているので、2重になり、2つの像の間で干渉するから
、干渉縞の位置、形状によって、変形鼠がわかる。
The object to be measured O is recorded twice on the recording material 13. H
Passing the e-Ne laser beam through the single mode fiber 7,
When the light is reflected by the mirrors 14 and 15 and then applied to the recording material 13, a double real image is created at the position of the object O, as described above. These real images are almost identical, but since they are deformed, they become duplicated and there is interference between the two images, so the deformed mouse can be identified by the position and shape of the interference fringes.

以上の測定方法は公知である。The above measurement method is publicly known.

本発明は、ここで用いられるミラー、記録材料を、ガラ
スブロック等で構成し、ホログラフィ変形計測光学系の
部分を、ひとつの塊とする。ホログラフィ光学系を塊に
まとめた点が本発明の特徴である。
In the present invention, the mirror and recording material used here are constructed of glass blocks, etc., and the holographic deformation measuring optical system is made into one block. A feature of the present invention is that the holographic optical system is assembled into a single unit.

第3図は、第2図の光学系構成図に対応する、本発明の
実施例を示す斜視図である。
FIG. 3 is a perspective view showing an embodiment of the present invention, corresponding to the optical system configuration diagram in FIG. 2.

大部分は、透明のガラスで作られている。ミラーやハー
フミラ−1光束には、第2図と同じ符号を付している。
Most are made of clear glass. The light beams of the mirror and half mirror 1 are given the same reference numerals as in FIG.

このガラス塊は、数多くのガラスブロックを接着したも
のである。
This glass lump is made up of many glass blocks glued together.

Arレーザからのa光束は、第3図に於て、右上方から
、向う側上方のガラスブロック21に入射する。第1ガ
ラスブロツク21は、単純な直方体である。
The a beam from the Ar laser enters the glass block 21 on the opposite side from the upper right in FIG. 3. The first glass block 21 is a simple rectangular parallelepiped.

a光束は続いて、直角二等辺三角形を底面とする三角柱
を横にした形状の@2ガラスブロック22に入射する。
The light beam a then enters the @2 glass block 22 which is shaped like a horizontal triangular prism with a right isosceles triangle as its base.

同様な形状の第3ガラスブロツク23には、アルミニウ
ム等の金属蒸着膜が斜面に設けられている。この蒸着膜
が第1ミラー9に該当する。
A third glass block 23 having a similar shape has a metal vapor deposited film such as aluminum on its slope. This vapor deposited film corresponds to the first mirror 9.

第1ブロツク21、第2ブロツク22、第3ブロツク2
3・・・・・等は接着剤によって互に面同士が接着され
ている。
First block 21, second block 22, third block 2
3, etc., the surfaces are bonded to each other with an adhesive.

第4ガラスブロツク24及び第5ガラスブロツク25は
、同様に、斜め対角面に蒸着膜を挾んで接着されている
。この蒸着膜も、前記第1ミラー9の一部である。
The fourth glass block 24 and the fifth glass block 25 are similarly bonded to each other with the vapor deposited film sandwiched between them on diagonal surfaces. This vapor deposited film is also a part of the first mirror 9.

a光束は、これらミラー面で2度反射され、下方前端中
間のハーフミラ−10に至る。
The light beam a is reflected twice by these mirror surfaces and reaches the half mirror 10 located at the middle of the lower front end.

ハーフミラ−10は、やはり直角二等辺三角形を底面と
する、2つの三角柱のガラスブロック26゜27の対角
面に蒸着膜をつけて、接着したものである。
The half mirror 10 is made by attaching a vapor-deposited film to the diagonal surfaces of two triangular prism glass blocks 26 and 27, each of which has a right isosceles triangle as its base.

He−Neレーザからの読出し光は、やはり第3図の右
上方から、ガラスブロックへと入射する。
The readout light from the He-Ne laser also enters the glass block from the upper right in FIG.

第8ガラスブロツク28と第9ガラスブロツク29とは
、直方体を斜面で切断したような形状である。
The eighth glass block 28 and the ninth glass block 29 are shaped like a rectangular parallelepiped cut with a slope.

第8ガラスブロツク又は第9ガラスブロツク29のl、
lJ断面に該当するところに蒸着膜を設けて、g光束を
反射し記録材料13へ導く。第2図の第3ミラー14、
第4ミラー15を兼ねたミラーである。
l of the eighth glass block or the ninth glass block 29;
A vapor deposited film is provided at a location corresponding to the lJ cross section to reflect the g light flux and guide it to the recording material 13. The third mirror 14 in FIG.
This mirror also serves as the fourth mirror 15.

さて、ハーフミラ−10で反射されたC光束は、ガラス
ブロック26の外へ出て、被測定物Oを照射する。
Now, the C light beam reflected by the half mirror 10 exits the glass block 26 and irradiates the object O to be measured.

ハーフミラ−10を透過したd光束は、第2ミラー11
で反射され記録材料13へ斜方から入射する。
The d light beam transmitted through the half mirror 10 is transmitted to the second mirror 11
It is reflected by the beam and enters the recording material 13 obliquely.

第10ガラスブロツク30と第11ガラスブロツク31
は、直方体を斜面で切断したような形状で、いず、f’
L カ(7) 7’ 0ツクの斜面に蒸着膜をつけてミ
ラーにした後、接着したものである。
10th glass block 30 and 11th glass block 31
has a shape like a rectangular parallelepiped cut with a slope, and f'
L (7) 7' A vapor-deposited film was applied to the slope of the 0-piece to form a mirror, and then it was glued.

ダイクロイックミラー12は、記録材料13に接する三
角柱状の第12ガラスブロツク32と、直方体を斜めに
切断した形状の第13ガラスブロツク33の間に設けら
れる。
The dichroic mirror 12 is provided between a triangular prism-shaped twelfth glass block 32 in contact with the recording material 13 and a thirteenth glass block 33 shaped like a rectangular parallelepiped cut diagonally.

ダイクロイックミラーはArレーザ光を透過し、11c
mNe%を反射する。選択透過性をもつミラーで、1’
i02. CcOz 、 SiO等の酸化物を蒸着すれ
ば得られる。
The dichroic mirror transmits Ar laser light and
Reflect mNe%. A mirror with selective permeability, 1'
i02. It can be obtained by vapor depositing an oxide such as CcOz or SiO.

以下、同様にして、適当な寸法、形状のガラスブロック
を作り、これにミラ一部等を蒸着、スパッタリング等で
形成し、これを接着してゆく。
Thereafter, in the same manner, a glass block of appropriate size and shape is made, a part of the mirror etc. is formed on it by vapor deposition, sputtering, etc., and this is adhered.

第3図に示すガラス塊は、おおまかな寸法は2αX 2
 cm X 5 cm程度のもので、全iMは50g程
度である。小さく軽い。
The glass lump shown in Figure 3 has approximate dimensions of 2αX 2
It is about cm x 5 cm, and the total iM is about 50 g. Small and light.

以上の変形計測方法は、2重露光法によるものであった
。書き込みはArレーザ、読み出しはHe−Neレーザ
が用いられた。
The deformation measurement method described above was based on a double exposure method. An Ar laser was used for writing, and a He-Ne laser was used for reading.

次に、本発明の適用例として位相共役形のボログラフィ
について以下に記す。
Next, phase conjugate bolography will be described below as an application example of the present invention.

第4図は位相共役ホログラフィを利用する場合の一例を
示す概略構成図である。
FIG. 4 is a schematic diagram showing an example of the use of phase conjugate holography.

Arレーザ1の光は、ビームスプリッタ39により2つ
に分けられる。2つの光は、それぞれ、シングルモード
ファイバ40 、41によって、ホログラフィ−変形計
測器5へ伝送される。
The light from the Ar laser 1 is split into two by a beam splitter 39. The two lights are transmitted to the holography-deformation measuring instrument 5 by single mode fibers 40 and 41, respectively.

Arレーザ1からのa光束は、第5図の光学系構成図に
於て、第1ミラー42により反射され、b光束となる。
In the optical system configuration diagram of FIG. 5, the a beam from the Ar laser 1 is reflected by the first mirror 42 and becomes the b beam.

b光束は第171−7ミラー43番こよって反q(され
、進路を変えたC光束となって被測定物0を照射する。
The B light beam is reflected by the 171-7th mirror 43 and becomes a C light beam whose course has been changed, and irradiates the object to be measured 0.

被測定物Oより反射された物体光であるd光束は、第1
ハーフミラ−43、第2)1−7ミラー44を直進し、
記録材料45に到達する。
The d light flux, which is the object light reflected from the object to be measured O, is the first
Go straight through half mirror 43, 2nd) 1-7 mirror 44,
The recording material 45 is reached.

一方、Arレーザ1から出た他方のC光束【よ、コリメ
ート光学系(図示してなシ))1こて平行先番こし第3
ハーフミラ−46により反射され、f光束となって記録
材料45に入射する。
On the other hand, the other C light beam emitted from the Ar laser 1 [collimating optical system (not shown)] 1 is parallel to the tip of the trowel.
It is reflected by the half mirror 46, becomes an f light beam, and enters the recording material 45.

物体光dと参照光fが、一定角度を成して、言己録材料
45へ入射するから、干渉縞力(生じ、これカイ記録さ
れる。
Since the object beam d and the reference beam f enter the recording material 45 at a constant angle, an interference fringe force is generated and recorded.

読み出しの場合は、第3ミラー48力く、参照光1を逆
方向に反射し、読み出し光束gを作る。参照光fと、読
み出し光gは、全く反対方向番と進んで記録材料45に
入射する。記録材料45の中に言己録されている干渉縞
は、物体光dと参照光f!こよって生じたものであった
から、参照光fと読み出し光にを同時に逆方向からあて
ると、物体光dと全く反対方向、の波数ベクトルを有す
るh光束が生ずる。
In the case of reading, the third mirror 48 strongly reflects the reference light 1 in the opposite direction to create a readout light beam g. The reference light f and the read light g travel in completely opposite directions and enter the recording material 45. The interference fringes recorded in the recording material 45 consist of the object beam d and the reference beam f! Therefore, when the reference light f and the readout light are applied simultaneously from opposite directions, a light flux h having a wave number vector in the completely opposite direction to the object light d is generated.

h光束は、被測定物0のかつて存在した位置に、その共
役な実像を作る。h光束は、ハーフミラ−44で反射さ
れi光束となり、ミラー49て反射し、ハーフミラ−5
0を透過し、j光束となる。このj光束とC光束の中で
、ハーフミラ−46を透過したに光束(l!光束)が干
渉して、干渉縞を形成する。
The h light flux creates a conjugate real image at the position where the object to be measured 0 once existed. The h light flux is reflected by the half mirror 44 to become the i light flux, which is reflected by the mirror 49 and then reflected by the half mirror 5.
0 and becomes j luminous flux. Among the j light flux and C light flux, the light flux (l! light flux) that has passed through the half mirror 46 interferes to form interference fringes.

k光束は、平面波であるため、この干渉縞は、0物体の
理想平面からの変形量を表わす。
Since the k light flux is a plane wave, this interference fringe represents the amount of deformation of the zero object from the ideal plane.

これをイメージファイバ8に入射しテレビカメラ3で撮
像し、テレビ受像機4に写し出す。
This is input into an image fiber 8, imaged by a television camera 3, and displayed on a television receiver 4.

第6図は、第5図の構成に対応する光学系をガラスブロ
ックで作成した一例を示す斜視図である。
FIG. 6 is a perspective view showing an example of an optical system corresponding to the configuration shown in FIG. 5 made of a glass block.

前例と同じように、同一のミラー、ハーフミラ−1光束
には同一の符号、番号を付けて示した。
As in the previous example, the same reference numerals and numbers are given to the light beams of the same mirror and half mirror 1.

ブロックへの分割の方法は任意である。金属を蒸着して
、ミラー、ハーフミラ−を作る点も同様である。第3図
の実施例と同様にして、塊を作るが、詳しい説明は繰返
えさない。
The method of dividing into blocks is arbitrary. The same applies to making mirrors and half mirrors by vapor depositing metal. A mass is made in the same manner as in the embodiment of FIG. 3, but the detailed description will not be repeated.

このように本発明によれば、従来、重く広い定盤の一ヒ
ヘ、個々の光学系を別々に固定していたものを、ひとつ
の軽く小さい塊にまとめる事ができる。
As described above, according to the present invention, a heavy and wide surface plate in which individual optical systems were fixed separately can be combined into one light and small block.

塊にしであるから、光学系相互の位置関係は固定されて
いる。ホログラフィ技術は、一般に光の波長の1/8以
」二の位置のズレか起ってはならない、という厳しい条
件がある。
Since it is a block, the mutual positional relationship of the optical systems is fixed. Generally speaking, holography technology has strict conditions such that the positional shift must not be more than 1/8 of the wavelength of the light.

本発明に於て、このような条件は簡単に満足する$かで
きる。軽耐で小さいから取扱いに便利である。被測定物
の範囲が広くなって、用途が拡がる。IC基板の変形計
測、パッシベーションにおける膜厚測定など、各種物体
の微少な変形を適確に計測する市ができる。
In the present invention, such conditions can be easily met. It is lightweight and small, making it convenient to handle. The range of objects to be measured is widened, expanding the range of uses. We will be able to accurately measure the minute deformations of various objects, such as measuring the deformation of IC boards and film thickness in passivation.

また塊と光源(レーザ)とを光ファイバで結び、また出
力画像をイメージファイバで伝送する事としているから
、変形計測器は任意の場所へ取付けるIlrができる。
Furthermore, since the lump and the light source (laser) are connected through an optical fiber and the output image is transmitted through an image fiber, the deformation measuring instrument can be installed at any location.

場所的な制約を受ける事が少い。There are few restrictions due to location.

ホログラフィ記録材料として、BSO素子、BGO素f
を用いるから、物体の変形を実時間で計測する事かでき
る。
As a holographic recording material, BSO element, BGO element f
Because it uses , it is possible to measure the deformation of an object in real time.

なお、前述の実施例では、ガラスブロックで構成された
ものは、ミラー、ハーフミラ−、ダイクロイックミラー
だけであったが、これに限らない。
In the above embodiments, only mirrors, half mirrors, and dichroic mirrors were made of glass blocks, but the invention is not limited thereto.

被測定物体が大きい場合、シングルモードファイバから
のレーザ光を拡大する必要がある。この時、レンズを組
合わせて使用しなければならないが、レンズもガラスブ
ロックに帖り合わせて固定すれば良い。屈折率の違う材
質を使えば、レンズをガラスブロックの中へ実効的に構
成することができる。
If the object to be measured is large, it is necessary to expand the laser beam from the single mode fiber. At this time, lenses must be used in combination, but the lenses can also be tied together and fixed to a glass block. By using materials with different refractive indexes, lenses can be effectively constructed into glass blocks.

凹面鏡、凸面鏡等をガラスブロックの中へ収納できるの
はもちろんである。
Of course, concave mirrors, convex mirrors, etc. can be stored inside the glass block.

なお、ここでは、ホログラフィによる変形計測光学系を
例として本発明の詳細な説明したが、この技術は、フー
リエ変換、空間周波数フィルタリング、画像相関などの
画像処理光学系にも適用可能である。
Although the present invention has been described in detail using a holographic deformation measuring optical system as an example, this technique is also applicable to image processing optical systems such as Fourier transform, spatial frequency filtering, and image correlation.

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

第1図は本発明の構成を示す略図。 第2図は二重露光法によりホログラフィを作る場合の光
学系構成例図、 第3図は本発明の実施例にかかるガラスブロック構成斜
視図で、二重露光法による場合に対応する。 第4図は位相共投法による本発明の構成略図。 第5図は位相共役ホログラム作成のための光学系構成例
図。 第6図は本発明の他の実施例にかかるガラスブロック構
成斜視図で、第5図の位相共投法の場合に対応する。 1・・Arレーザ 2−11e−Neレーザ 3 ・パ1”■カメラ 4− テレビ受像機 5、・ホログラフィ変形計測器 6 ・・ シングルモードファイバ 7 ・・ シングルモードファイバ 8 、イメージファイバ 9・・第1ミラー 10、ハーフミラ− 11・・・第2ミラー 12・ ダイクロイックミラー 13・・・・記録材料 14・・・・・・第3ミラー 15  ・・・・第4ミラー 16・・・・・・第5ミラー 21 、22 、・・・、   ガラスブロック40 
、41・・・・・シングルモードファイバイ42・・・
・・第1ミラー 43・・・・第1ハーフミラ− 44・・・・・第2ハーフミラ− 45・・・・・・記録材料 46  ・・・・第3ハーフミラ− 47、48、49・ −・・  ミ     ラ   
 −0・・・・・被測定物
FIG. 1 is a schematic diagram showing the configuration of the present invention. FIG. 2 is a diagram showing an example of the configuration of an optical system when holography is created by the double exposure method, and FIG. 3 is a perspective view of the configuration of a glass block according to an embodiment of the present invention, which corresponds to the case using the double exposure method. FIG. 4 is a schematic diagram of the configuration of the present invention using the phase co-projection method. FIG. 5 is a diagram showing an example of the configuration of an optical system for creating a phase conjugate hologram. FIG. 6 is a perspective view of the structure of a glass block according to another embodiment of the present invention, which corresponds to the case of the phase co-projection method shown in FIG. 1... Ar laser 2-11e-Ne laser 3 ・Par 1" ■ Camera 4- Television receiver 5, ・Holography deformation measuring instrument 6 ・・Single mode fiber 7 ・・Single mode fiber 8, Image fiber 9...No. 1 mirror 10, half mirror 11...second mirror 12, dichroic mirror 13...recording material 14...third mirror 15...fourth mirror 16...th 5 mirrors 21, 22,..., glass block 40
, 41... Single mode fiber 42...
...First mirror 43...First half mirror 44...Second half mirror 45...Recording material 46...Third half mirror 47, 48, 49... · mirror
-0...Object to be measured

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 適当な形状、寸法のガラスブロック、前記ガラスフロッ
クの適当な面に所望の波長透過特性を有する薄膜をコー
ティングしたもの、屈折率分布をイ1゛するロッドレン
ズ、Bi 12S iOz o素子或はB112GcO
zo素子よりなる画像記録材料などを相互に接着し塊と
して構成した画像処理機能を有する画像処理光学系。
A glass block of an appropriate shape and size, a thin film having a desired wavelength transmission characteristic coated on an appropriate surface of the glass flock, a rod lens with a uniform refractive index distribution, a Bi 12S iOzo element or a B112GcO element.
An image processing optical system that has an image processing function and is constructed by bonding together image recording materials made of ZO elements as a block.
JP21257481A 1981-12-28 1981-12-28 Optical picture processing system Pending JPS58114012A (en)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP21257481A JPS58114012A (en) 1981-12-28 1981-12-28 Optical picture processing system
DE8282111529T DE3270179D1 (en) 1981-12-28 1982-12-13 Holographic optical system
EP82111529A EP0084120B1 (en) 1981-12-28 1982-12-13 Holographic optical system
US06/453,546 US4508420A (en) 1981-12-28 1982-12-27 Optical system

Applications Claiming Priority (1)

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JP21257481A Pending JPS58114012A (en) 1981-12-28 1981-12-28 Optical picture processing system

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