JPS584115A - 光学回折像検出装置 - Google Patents
光学回折像検出装置Info
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- JPS584115A JPS584115A JP10271181A JP10271181A JPS584115A JP S584115 A JPS584115 A JP S584115A JP 10271181 A JP10271181 A JP 10271181A JP 10271181 A JP10271181 A JP 10271181A JP S584115 A JPS584115 A JP S584115A
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- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
- G02B27/42—Diffraction optics, i.e. systems including a diffractive element being designed for providing a diffractive effect
- G02B27/46—Systems using spatial filters
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は光学的画偉の回折像を自己回転走査光検出器
によって電気的に検出する光学回折像検出装置に関する
。
によって電気的に検出する光学回折像検出装置に関する
。
従来、コヒーレント光を用いた光学的画雷処理において
、回折像の二次元的光強度分布を検出する大めに、主と
して空間的光学フィルタと光を変換器が使われてきた。
、回折像の二次元的光強度分布を検出する大めに、主と
して空間的光学フィルタと光を変換器が使われてきた。
光学レンズにより作られる光学的画偉の回折像は光軸を
中心とした放射状の点対称図形であるため、前記光学フ
ィルタには扇形の光強度フィルタが用いられることが多
く、扇形の中心角を適当に設定したフィルタを光軸中心
に回転して回折像光量の角度分布を求める方法や、光学
的に回折像を複数個作成し、各々のｇＩＫ扇形開口の方
向が異なるフィルタを対応固定し、通過光量を同時検出
する方法々どが行なわれている。
中心とした放射状の点対称図形であるため、前記光学フ
ィルタには扇形の光強度フィルタが用いられることが多
く、扇形の中心角を適当に設定したフィルタを光軸中心
に回転して回折像光量の角度分布を求める方法や、光学
的に回折像を複数個作成し、各々のｇＩＫ扇形開口の方
向が異なるフィルタを対応固定し、通過光量を同時検出
する方法々どが行なわれている。
１７かしながら、前者の方法では、光軸な中心として精
度良くフィルタを高速回転させる機構を簡単に得ること
が難かしく、また、機構部品の摩耗、変形等圧よる検出
値ｅｘｎ度の低下も問題である。
度良くフィルタを高速回転させる機構を簡単に得ること
が難かしく、また、機構部品の摩耗、変形等圧よる検出
値ｅｘｎ度の低下も問題である。
後者の方法では、機械的動作を必要とし力いため、安定
した検出精度が得られるが、空間的にフィルタの設置場
所および個数が制限されるためζ回折健の放射方向検出
能力（放射角度検出分解能）が曳くない。また、一般的
なピンホールを機械的に走査する方法や、テレビカメラ
による撮影は、水平・垂直走査による直交座標系での光
分布検出方法であるため、本質的に極座標分布している
回折像の検出には能率が悪い欠点がある。
した検出精度が得られるが、空間的にフィルタの設置場
所および個数が制限されるためζ回折健の放射方向検出
能力（放射角度検出分解能）が曳くない。また、一般的
なピンホールを機械的に走査する方法や、テレビカメラ
による撮影は、水平・垂直走査による直交座標系での光
分布検出方法であるため、本質的に極座標分布している
回折像の検出には能率が悪い欠点がある。
従来装置の一例として、二次元回折格子と扇形空間光強
度フィルタを使用した、光学回折像検出装置の構成略図
を第１図に示す。レーザー光源９より発射された平面波
光は、光束拡大レンズ系１０により適当な大きさをもつ
光束に拡大され、入力画像７および二次元回折格子１を
透過する。この透過光はレンズ２ａを通過して収束し、
結像面３上に回折像を作る。この回折像は前記二次元回
折格子１と同人力画像７の二次元的透過率分布の積で得
られる光透過率分布のフーリエ費換像であるため、前記
入力画像７の透過率分布空間周波数が、前記二次元回折
格子１の同空間周波数に比べ、十分小さければ、前記二
次元回折格子１の格子定数で決まる回折輝点を中心に、
前記入力画像７の回折像が発生する。同図（ｂ）のよう
に三角形の繰返しパターンによる二次元格子を使用した
場合、二次元格子の１次回折光は６個の輝点となり、入
力画像の回折像はこの６輝点を中心に発生する。また、
０次回折光、すなわち光軸点に発生する入力画像の回折
光はそのまま結像面３０光軸点に設けられた円形開口を
通過し、儂再生用のレンズ２ｂＫよって倒立入力画儂に
再生される。この再生儂は同一光軸上に配置されている
次段の光学的信号処理器の入力画像として使用できる。
度フィルタを使用した、光学回折像検出装置の構成略図
を第１図に示す。レーザー光源９より発射された平面波
光は、光束拡大レンズ系１０により適当な大きさをもつ
光束に拡大され、入力画像７および二次元回折格子１を
透過する。この透過光はレンズ２ａを通過して収束し、
結像面３上に回折像を作る。この回折像は前記二次元回
折格子１と同人力画像７の二次元的透過率分布の積で得
られる光透過率分布のフーリエ費換像であるため、前記
入力画像７の透過率分布空間周波数が、前記二次元回折
格子１の同空間周波数に比べ、十分小さければ、前記二
次元回折格子１の格子定数で決まる回折輝点を中心に、
前記入力画像７の回折像が発生する。同図（ｂ）のよう
に三角形の繰返しパターンによる二次元格子を使用した
場合、二次元格子の１次回折光は６個の輝点となり、入
力画像の回折像はこの６輝点を中心に発生する。また、
０次回折光、すなわち光軸点に発生する入力画像の回折
光はそのまま結像面３０光軸点に設けられた円形開口を
通過し、儂再生用のレンズ２ｂＫよって倒立入力画儂に
再生される。この再生儂は同一光軸上に配置されている
次段の光学的信号処理器の入力画像として使用できる。
さて、結像面３上の６個の入力画像回折像は、各回折像
と中心を同じくする扇形空間光強度フィルタ１２ａ〜１
’２ｆＫより、所定のＭ形部分の光量のみ、前記フィル
タの直稜にそれぞれ配電さねている６個の光検出器１１
に検出される。これらの前記フィルタ１２ａ〜１２ｆは
原形中心角が３０ であり、かつ、それぞれの扇形中
心線方向が３０ つつ傾むくように配置されている。
と中心を同じくする扇形空間光強度フィルタ１２ａ〜１
’２ｆＫより、所定のＭ形部分の光量のみ、前記フィル
タの直稜にそれぞれ配電さねている６個の光検出器１１
に検出される。これらの前記フィルタ１２ａ〜１２ｆは
原形中心角が３０ であり、かつ、それぞれの扇形中
心線方向が３０ つつ傾むくように配置されている。
また、回折像は点対称図形であるため、同図（ｃ）に示
すように前記フィルタ１２ａ〜１２ｆも点対称図形とな
る位置に２つの扇形開口が配置されている。
すように前記フィルタ１２ａ〜１２ｆも点対称図形とな
る位置に２つの扇形開口が配置されている。
ゆえにこれらの扇形空間光強度フィルタと各々のフィル
タを通過した光を検出する光検出器との組合せによって
、入力画像回折像の放射方向角度に対する光量分布を検
出することができる。この方法では、放射角度検出分解
能は扇形フィルタの中心角の大きさで決められ、本例の
ように全方Ｍ６０を６個の扇形フィルタで検出する場合
には分解能が３０ （１８０／６）と、かなり悪い値
となる。
タを通過した光を検出する光検出器との組合せによって
、入力画像回折像の放射方向角度に対する光量分布を検
出することができる。この方法では、放射角度検出分解
能は扇形フィルタの中心角の大きさで決められ、本例の
ように全方Ｍ６０を６個の扇形フィルタで検出する場合
には分解能が３０ （１８０／６）と、かなり悪い値
となる。
本発明は以上に記した、光軸を中心として放射状の光量
分布を持つ回折像の、放射方向角度と角変に対応した光
量値を高速かつ安定に、高分解能で検出する光学回折像
検出装置を提供することを目的としている。この目的の
ため、本発明では二次元回折格子を用いて複数の回折像
を発生させ、光軸上以外に発生する各々の回折像の中心
に自己回転走査を行なう固体光検出器をそれぞね中心を
一致させて配置している。また、光軸上に発生する回折
像は光電変換を行なわず、そのまま外部に放出させるよ
う圧し、必要に応じて入力画像の再生が可能になるよう
Ｋした。
分布を持つ回折像の、放射方向角度と角変に対応した光
量値を高速かつ安定に、高分解能で検出する光学回折像
検出装置を提供することを目的としている。この目的の
ため、本発明では二次元回折格子を用いて複数の回折像
を発生させ、光軸上以外に発生する各々の回折像の中心
に自己回転走査を行なう固体光検出器をそれぞね中心を
一致させて配置している。また、光軸上に発生する回折
像は光電変換を行なわず、そのまま外部に放出させるよ
う圧し、必要に応じて入力画像の再生が可能になるよう
Ｋした。
つぎに、この発明を図面により具体的に訝明するＯ
第２図は本発明の光学回折像検出装置の実施例におはる
構成図である。同図（ａ）の左より入射した平面波光は
光透過強度分布を有する入力画像７を透過し、さらに、
二次元回折格子１およびレンズ２を通過して結像面３の
上に焦点を結ぶ。前記回折格子１に同図（ｂ）に示すよ
う力正方形の回折格子を使用した場合、この回折格子に
より前記結像面３上に現れる回折輝点け、光軸を中心と
した点対称正方形格子の各格子点に位置する。こわら回
折輝点のうち、１次回折光によるものけ、光軸点より最
短距離にある４輝点である。また、２次以降の回折輝点
Ｆｉ１次回折光に比べ光量が極めて少ないため、本装置
ではこれらを無視している。同図（ｃ）は、前記結像面
３上の１次回折輝点位置に、円形の自己回転走査光検出
缶４を配置した場合を示している。これらの光検出器４
からはそれぞわ検出信号出力端子５が装置外部に引き出
されている。
構成図である。同図（ａ）の左より入射した平面波光は
光透過強度分布を有する入力画像７を透過し、さらに、
二次元回折格子１およびレンズ２を通過して結像面３の
上に焦点を結ぶ。前記回折格子１に同図（ｂ）に示すよ
う力正方形の回折格子を使用した場合、この回折格子に
より前記結像面３上に現れる回折輝点け、光軸を中心と
した点対称正方形格子の各格子点に位置する。こわら回
折輝点のうち、１次回折光によるものけ、光軸点より最
短距離にある４輝点である。また、２次以降の回折輝点
Ｆｉ１次回折光に比べ光量が極めて少ないため、本装置
ではこれらを無視している。同図（ｃ）は、前記結像面
３上の１次回折輝点位置に、円形の自己回転走査光検出
缶４を配置した場合を示している。これらの光検出器４
からはそれぞわ検出信号出力端子５が装置外部に引き出
されている。
また、前記結像面３０光軸には、前記入力画像７の回折
骨が十分通過でき石面績をもつ開口６が設けられており
、ここを通過した光線は装置外部で再びレンズ等によっ
て入力画像の形に再生され、さらに光学的処理を行うこ
とが可能となる。
骨が十分通過でき石面績をもつ開口６が設けられており
、ここを通過した光線は装置外部で再びレンズ等によっ
て入力画像の形に再生され、さらに光学的処理を行うこ
とが可能となる。
つぎに、前記自己回転走査光検出器４の構造と動作につ
いて説明する。第３図に一例として３重の同心円状に配
置された受光器１４をもつ自己回転走査光検出器を示す
。前記受光器１４は帯環状に配列した受光素子１４ａ１
．１４ａ２＋１４ａ３．・・・・・より成り、前記受光
素子で得られた電気信号は所定の時刻に制御信号入力端
子５に加えられた制御信号によって前記受光器１４に近
接する信号転送素子１５に送られる○前記信号転送素子
１５は前記受光素子１４からの複数のアナログ電気信号
を同時に、かつ、各々独立した信号として受領し、前記
信号転送素子内を順次転送古せなから、信号出力端子５
より前記受光素子の順序に従って出力させる。前記受光
器１４と前記信号転送素子１５の組合せＫより帯環状の
自己回転走査光検出器４が構成され、必要に応じて本例
のように同心円状に配置される。この検出器の中心には
中心光測定用の光量検出器１６、あるいは開口１６が配
置されている。
いて説明する。第３図に一例として３重の同心円状に配
置された受光器１４をもつ自己回転走査光検出器を示す
。前記受光器１４は帯環状に配列した受光素子１４ａ１
．１４ａ２＋１４ａ３．・・・・・より成り、前記受光
素子で得られた電気信号は所定の時刻に制御信号入力端
子５に加えられた制御信号によって前記受光器１４に近
接する信号転送素子１５に送られる○前記信号転送素子
１５は前記受光素子１４からの複数のアナログ電気信号
を同時に、かつ、各々独立した信号として受領し、前記
信号転送素子内を順次転送古せなから、信号出力端子５
より前記受光素子の順序に従って出力させる。前記受光
器１４と前記信号転送素子１５の組合せＫより帯環状の
自己回転走査光検出器４が構成され、必要に応じて本例
のように同心円状に配置される。この検出器の中心には
中心光測定用の光量検出器１６、あるいは開口１６が配
置されている。
この自己回転走査光検出器４を複数用いて行なう回折像
の光量検出動作は、従来装置に見られる複数の扇形フィ
ルタを用いた方法と、回転フィルタの方法とを組合わせ
だものと考えられる゛。すなわち、前記受光素子１４は
扇形フィルタの開口に相当し、自己回転走査がフィルタ
の回転に相当する○また、各々の本検出器４における回
転走査開始受光素子を、前述した複数扇形フィルタの配
置方法と同じく、それぞれ一定回転角だけずらせておく
ことにより、並列同時信号検出動作が可能である。
の光量検出動作は、従来装置に見られる複数の扇形フィ
ルタを用いた方法と、回転フィルタの方法とを組合わせ
だものと考えられる゛。すなわち、前記受光素子１４は
扇形フィルタの開口に相当し、自己回転走査がフィルタ
の回転に相当する○また、各々の本検出器４における回
転走査開始受光素子を、前述した複数扇形フィルタの配
置方法と同じく、それぞれ一定回転角だけずらせておく
ことにより、並列同時信号検出動作が可能である。
実際には本検出器４の設を数より、受光素子の数が多く
なるため、本装置の出力信号は前記入力画像７の一部分
を実時間で並列出力し、時間的にこの検出部分が移動し
て全体の回折像を検出する、並列９時分割併用の出力方
式となる。
なるため、本装置の出力信号は前記入力画像７の一部分
を実時間で並列出力し、時間的にこの検出部分が移動し
て全体の回折像を検出する、並列９時分割併用の出力方
式となる。
本発明は以上のような構成であり、光透過強度分布を有
する入力画像の回折像を像中心よりの放射角に対する光
強度分布の形で検出し、電気信号として出力する効果を
有する。本発明は光学偉検出に際し機械的操作を必要と
しないため、検出精廖が安定しており、かつ、電気的な
自己回転走査を行なうため、検出動作に要する時間を極
めて短くできる効果がある０また、自己回転走査光検出
器の受光素子を小形化し、数多く配列するととＫよって
、光学回折像の放射角度検出分解能を向上させることも
可能であり、さらにまた、本装置は光軸上に生ずる回折
像を、開口を通過してその１１外部に放出し、入力画像
を再生することが可能であるため、さらに別の光学的信
号処理器を連結することが可能である勢の利点がある０
する入力画像の回折像を像中心よりの放射角に対する光
強度分布の形で検出し、電気信号として出力する効果を
有する。本発明は光学偉検出に際し機械的操作を必要と
しないため、検出精廖が安定しており、かつ、電気的な
自己回転走査を行なうため、検出動作に要する時間を極
めて短くできる効果がある０また、自己回転走査光検出
器の受光素子を小形化し、数多く配列するととＫよって
、光学回折像の放射角度検出分解能を向上させることも
可能であり、さらにまた、本装置は光軸上に生ずる回折
像を、開口を通過してその１１外部に放出し、入力画像
を再生することが可能であるため、さらに別の光学的信
号処理器を連結することが可能である勢の利点がある０
第１図（ａ）は従来例を示す図、同図（ｂ）は二次元回
折格子の一例を示す図、同図（ｃ）は自己回転走査光検
出器の配置例を示す図、第２図は本発明の実施例を示す
図、第３図は自己回転走査光検出器の構造を示す図。 １は二次元回折格子、２けレンズ、３は結像面、４け自
己回転走査光検出器、５は制御信号入力端子および信号
出力端子、６は開口、７け入力画像、８は装置本体、９
は光源、１０け光束拡大用レンズ、１１け光検出器、１
２は扇形空間光強度フィルタ、１３は光学的信号処理器
、１４は受光器、１５は信号転送素子、１６は光量検出
器または開口を示す。 特許出願人 安立電気株式会社 代理人 弁理士 小 池 龍太部
折格子の一例を示す図、同図（ｃ）は自己回転走査光検
出器の配置例を示す図、第２図は本発明の実施例を示す
図、第３図は自己回転走査光検出器の構造を示す図。 １は二次元回折格子、２けレンズ、３は結像面、４け自
己回転走査光検出器、５は制御信号入力端子および信号
出力端子、６は開口、７け入力画像、８は装置本体、９
は光源、１０け光束拡大用レンズ、１１け光検出器、１
２は扇形空間光強度フィルタ、１３は光学的信号処理器
、１４は受光器、１５は信号転送素子、１６は光量検出
器または開口を示す。 特許出願人 安立電気株式会社 代理人 弁理士 小 池 龍太部
Claims (1)
- 光透過形１ｉｉｉｉ＊を入力とし、その画像の回折像の
光強度分布を検出する光学回折像検出装置であって、前
記回折像を複数個同時に分離発生させるための二次元回
折格子（１）と；前記複数の回折像を結儂させるための
レンズ（２）と；該複数の回折像の中心とその中心を一
致させて該レンズの結惨面上に配置された少くとも１個
の自己回転走査光検出器（４）と；前記結像面上の峡レ
ンズ光軸点に配置され前記光軸付近の該回折像を外部に
通過させる開口（６）とを備えたことを特徴とする光学
回折像検出装置０
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10271181A JPS584115A (ja) | 1981-06-30 | 1981-06-30 | 光学回折像検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10271181A JPS584115A (ja) | 1981-06-30 | 1981-06-30 | 光学回折像検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS584115A true JPS584115A (ja) | 1983-01-11 |
| JPH0119564B2 JPH0119564B2 (ja) | 1989-04-12 |
Family
ID=14334848
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10271181A Granted JPS584115A (ja) | 1981-06-30 | 1981-06-30 | 光学回折像検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS584115A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6159027U (ja) * | 1984-09-21 | 1986-04-21 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4863741A (ja) * | 1971-11-22 | 1973-09-04 | ||
| GB1364058A (en) * | 1970-07-23 | 1974-08-21 | Siemens Ag | Optical correlation analysisi systems |
-
1981
- 1981-06-30 JP JP10271181A patent/JPS584115A/ja active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1364058A (en) * | 1970-07-23 | 1974-08-21 | Siemens Ag | Optical correlation analysisi systems |
| JPS4863741A (ja) * | 1971-11-22 | 1973-09-04 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6159027U (ja) * | 1984-09-21 | 1986-04-21 | ||
| JPH0140671Y2 (ja) * | 1984-09-21 | 1989-12-05 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0119564B2 (ja) | 1989-04-12 |
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