JPS5821716A - コヒ−レント光学処理装置 - Google Patents

コヒ−レント光学処理装置

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Publication number
JPS5821716A
JPS5821716A JP12021381A JP12021381A JPS5821716A JP S5821716 A JPS5821716 A JP S5821716A JP 12021381 A JP12021381 A JP 12021381A JP 12021381 A JP12021381 A JP 12021381A JP S5821716 A JPS5821716 A JP S5821716A
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JP
Japan
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fourier transform
image
optical
beam splitter
coherent
Prior art date
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Pending
Application number
JP12021381A
Other languages
English (en)
Inventor
Kumio Kasahara
笠原 久美雄
Tomoyuki Nakaguchi
中口 智之
Takashi Ito
伊東 尚
Tomomasa Kondo
近藤 倫正
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.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
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Publication of JPS5821716A publication Critical patent/JPS5821716A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06EOPTICAL COMPUTING DEVICES; COMPUTING DEVICES USING OTHER RADIATIONS WITH SIMILAR PROPERTIES
    • G06E3/00Devices not provided for in group G06E1/00, e.g. for processing analogue or hybrid data
    • G06E3/001Analogue devices in which mathematical operations are carried out with the aid of optical or electro-optical elements
    • G06E3/005Analogue devices in which mathematical operations are carried out with the aid of optical or electro-optical elements using electro-optical or opto-electronic means

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Liquid Crystal (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、テレビカメラや赤外線撮像装着から供給さ
れる2次元画像中からコヒーレント光学系を用いて所要
の目標像のみを自動的に識別する装置に関するもの+あ
る。
従来のこの種装置は、第1図に示すように合同変換型相
関器(Joint Transform 0orrel
atOr)の構成を有し、撮像装置から供給される2次
元画IIをCRT (11上に表示し、その画僚を投影
レン、< (21を介してインコヒーレント画像をコヒ
ーレント画一に変換する反射型の光画像変換素子(3)
の感光層に結僚させ、その画偉の輝度分布を牛導体レー
ザや気体レーザなどのコヒーレント光源(4)から出射
されコリメータレンズ(5i Kより平行光線にされた
コヒーレント光によって偏光ビームスプリッタ(6a)
を介して結像方向と反対の方向から入射し、光画像変換
素子(3)の反射層によシ反射され冷光を再び偏光ビー
ムスプリッタ(6a)を−過させ光強度分布に変換して
入力するのが一般的であった。
次に、このように入力したコヒーレント画像をフーリエ
変換レンズ(7)を用すてフーリエ変換しその変換面上
に反射型の光画像記憶素子(81ft設置)して書き込
んだ後、上記コヒーレント光源(4)から出射されるコ
ヒーレント光の一部をビームスプリッタ(9)9反射鏡
軸及び偏光ビームスプリッタ(6b)を介して光画像記
憶素子(81の書き込み方向と反射の方向から入射し、
その反射光を再び偏光ビームスプリッタ(6b)を透過
させて読み出して込た。
このようにして読み出した画像を逆フーリエ変換レンズ
a力を用いて逆7−リエ変換しその変換像を撮像装置@
で受光して得大画像信号の振幅及び座標情報をディジタ
ル処理して所要の目標像を識別していた。
ところで、光画像変換素子(3)及び光画像記憶素子(
81Fi、通常空間変調素子と呼ばれておシ。
従来のとの覆装置では1反射型の空間変調素子として液
晶型光バルブが用いられ、その解像度は評価関数である
M T F (Modulation Transfe
rFunction) = 0.5 において@e本/
閣程度であるため、入力画像の大きさを一インチ(=I
Tu )とするとフーリエ変換像を光画像記憶素子に忠
実に記憶するのに要するフーリエ変換レンズの焦点距離
ij 450 m以上となる。
ところでフーリエ変換及び逆フーリエ変換は。
フーリエ変換レンズ(7)及び逆フーリエ変換レンズα
υの物体焦点面と儂焦点面に光画像変換素子(3)、光
画像記憶素子(8)及び撮像装置0りを設置することに
より実現されるため、装置の寸法は少なくとも焦点距離
の4倍以上、すなわち11100目以上にもなり実用的
でなかった。
また、光画像変換用と光画像記憶用に同じ液晶型光バル
ブを2個用いておシ、特に、光画像記憶素子では、フー
リエ変換像の大きさが高々3 Illであり、はとんど
の面積は利用されてなく素子の利用効率が低かった。
この発明は、これらの欠点を除去するためフy工変換及
び逆フーリエ変換に要する光路を折り返すこと和し1個
のレンズをフーリエ変換及び逆フーリエ変換に共用し装
置の小型化を図るとともに、1個の反射型空間変調素子
を光画像の変換及び記憶に共用し空間変調素子の利用効
率を高めたもので、以下図面によシこの発明の一実施例
につbて説明する。
第2図は、この発明によるコヒーレント光学処理装置の
実施例の構成図である。なお、以下では1反射型空間変
調素子として液晶型光バルブを用いる場合を例にとシ説
明する。第2図において、所要の目標像を含む参照画像
とテレヒカメラなどから供給される被相関画像とt隣接
するようにし、て合成した画像f CRT +11上に
表示し、この画像を投影レンズ(2)を介して液晶型光
バルブ03の感光層に書き込む。
次に、コヒーレント光源(41から出射される光をコリ
メータレンズ(ωを用すて平行光I!に変換した後、偏
光ビームスプリッタ(6a)を介して液晶型光バルブ(
至)の書き込み方向と反対の方向から入射し1反射層で
反射された光を再び偏光ビームスプリッタ(6a)を透
過させコヒーレント画像に変換する。
なお、液晶型光バルブa1の感光層と液晶層とは反射層
により光学的に分離されており、書き込み光と読み出し
光の波長が等しくても非破壊の読み出しができるように
しである。
このように平行光で構成されたコヒーレント画像を、ビ
ームスプリッタ(9a)で一部反射させ変換レンズa4
を用すて集光光に変換した後1反射鏡(1ua)、(1
ob)、(1oc)の順に反射させて光路を変更し上記
液晶型光パルプ圓の感光層の一部に集光させる。このと
き、液晶型光バルブ(11から偏光ビームスプリッタ(
4K) 、ビームスプリッタ(9a)を経由して変換レ
ンズa−に至る距離及び変換L/ンズα−から反射鏡(
10a)、(10b)、(10c)を経由して液晶型光
パルプOK至る距離を等しく。
かつこの変換レンズα−の焦点距離に等しくすると、液
晶型光バルブamの感光層の−wB和集光されたgll
は、参照画像と被相関iii*とを合成したコヒーレン
ト画像の7−リエ変換像となる。
なお、上記液晶型光バルブα3の感光層の大部分の面積
FiCRT(11に表示されたi1曽の書き込みに用い
、その外側の面積の一部は上記フーリエ変換像の書き込
みに用いる。
このようにして液晶型光バルブ03に一時記憶されたフ
ーリエ変換像け、上記の偏光ビームス7’ +7ツタ(
6&)を透過した一部のコヒーレント光を偏光ビームス
プリッタ(6b)で反射させ、液晶型光バルブ(2)の
書き込み方向と反対の方向から入射し2反射層で反射さ
れた光を再び偏光ビームスプリッタ(Sb) K戻し透
過させることによシ読み出される。
その後、液晶型光バルブasから変換レンズaaK至る
距離が、変換レンズaaの焦点距離に等しくなるように
設定した反射鏡(10d)、ビームスプリッタ(9b)
及び反射鏡(1oa)を経由して変換レンズamに入射
させ撮像装置@の撮像素子面上に集光させると逆フーリ
エ変換像が得られる。
この逆フーリエ変換像には、上記の参照画像上被相関画
像との相互相関関数及び各々の自己相関関数に対応する
光スポットが得られ、%[。
相互相関関数に対応する光スポットは、参照画像中の所
要の目標像と被相関画像中にある識別した込目標像との
距離に比例した座標に現われるため、この相互相関関数
に対応する光スポットの画像信号の振幅及び座標情報を
ディジタル処理することKよ〕被相関画像中から所要の
目標像と同じものを識別することができる。
第3図は、この発明によるコヒーレント光学処理im!
の他の実施例の構成図である。第3図におりて集光レン
ズ(至)は、第2図におけるコリメータレンズ(団と変
換レンズ軸とを1個に合わせたものであ、9.ORT+
jl上の画像のフーリエ変換像は、コヒーレント光源(
41から出射されるコヒーレント光を集光レンズ−を用
いて収束光に変換した後偏光ビームスプリッタ(6a)
 、液晶型光バルブQS、偏光ビームスプリッタ(6a
) 、 ビームスプリッタ(9a) 、反射鏡(1−o
a)、(job) 。
(1oc)の順に光路を経て上記液晶型光バルブaSに
形成される。
また逆フーリエ変換像け、同様に集光レンズα9を用い
て収束光に変換した後、偏光ビームスプリッタ(6&)
 (6b) 、液晶型光パルプ0.偏光ビームスプリッ
タ(6b)、−反射鏡(1od)、ビームス7’ !j
 7 タ(9b)、反射鏡(loa)、ビームスプリッ
タ(9a)の順に光路を経て撮像装510Z上に形成さ
れる。
このようにして得られる逆フーリエ変換像の画像信号を
ディジタル地理することにょル第2図て説明したと同様
に所要の目標像と同じものを被相関画像中から識別でき
る。
なお、詳細な動作は第2図で説明したと同じであるので
ここでは省略する。
なお1以上は反射型空間変調素子として液晶型光バルブ
を用する場合にっbて説明したがこの発明はこれに限ら
すサーモプラスチックやエラストマを周込るものに使用
してもよい。
また9以上は、参照画像と被相関画像とを隣接するよう
に合成した画像を入力する場合にっ−て説明したが、こ
の発明はこれに限らず参照画像と被相関画像とを加算又
は減算し合成した画像を入力する場合に適用してもより
0さらに2以上は、被相関画像中から所要の目標像を識
別する場合について説明したが、この発明はこれに限ら
ず1画像の空間フィルタリング、四則演算、不鮮明閣僚
の修正等の画像の演算処理に適用できることは言うまで
も々い。
以上のように、この発明に係るコヒーレント光学処理装
置では、フーリエ変換及び逆フーリエ変換に要する光路
を反射鏡等を用ηて折り返すことにより、フーリエ変換
及び逆フーリエ変換に必要なレンズを1個に減らし、か
つ光路を共用してbるため装置の寸法を従来のとの種装
置の一以下にでき、さらに光画像の変換及び記憶に必要
な反射型空間変調素子を1個に減少し。
素子の利用効率を高めるとともに装置の小型化を実現で
きる利点がある。
【図面の簡単な説明】
@1図は、従来の仁の樵装置の実施例の構成図、第2図
はこの発明によるコヒーレント光学処理装置の実施例の
構成図、第3図はこの発明によるコヒーレント光学処理
装置の他の実施例の構成図である。 図中、0)はCRT、(21ij投影レンズ、(3)は
光lji僚変換素子、(41はコヒーレント光源、(5
)はコリメータレンズ、  (6a) 、  (6b)
は偏光ビームスプリッタ、(7)はフーリエ変換レンズ
、(81光画像記憶素子、  (9,a) (Wb) 
itビームスプリッタ、  (1oa)(10b) (
10c) (10d)は反射鏡、 anは逆フーリエ変
換レンズ、oit撮像装置、alは液晶型光パルプ、a
番は変換レンズ、G9ij集光レンズである。 なお2図中、同一あるいは相当部分には同一符号を付し
て示しである。 代理人 葛 野 信 − 、I 1.。 目        昌 路 3 図 第2図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 C11光学的フーリエ変換により撮像装置から供給され
    る2次元画像中から所要の目標像を識別するコヒーレン
    ト光学処理装置にお−て。 上記7−リエ変換及びその逆フーリエ変換に要する光路
    を折シ返し、かりその光路を共用し、1個の変換レンズ
    で上記フーリエ変換及び逆フーリエ変換を行なうととも
    に、1個の反射型の空間変調素子を用いて、上記2次元
    画偉のコヒーレント画像への変換とフーリエ変換偉の記
    憶とを行な帆、上記2次元画像中から所要の目標像を識
    別するようにし喪ことを特徴とするコヒーレント光学処
    理装置。 偉) 1個のコヒーレント光源から出射され同一の集光
    レンズによ)収束された光を用いてフーリエ変換及び逆
    フーリエ変換を行なうようにした特許請求の範囲第(り
    項記載のコヒーレント光学処理装置。
JP12021381A 1981-07-31 1981-07-31 コヒ−レント光学処理装置 Pending JPS5821716A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0403305A2 (en) 1989-06-16 1990-12-19 Seiko Instruments Inc. Optical pattern recognition apparatus
US5150229A (en) * 1988-09-07 1992-09-22 Seiko Instruments Inc. Optical correlator
JPH0552983A (ja) * 1991-08-22 1993-03-02 Hitachi Ltd 原子炉圧力容器のノズルプラグ装置
US5383056A (en) * 1991-09-30 1995-01-17 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Fourier transform lens assembly and optical information processor employing same

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