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JP3323553B2 - Optical image output device - Google Patents
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JP3323553B2 - Optical image output device - Google Patents

Optical image output device

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JP3323553B2
JP3323553B2 JP29156692A JP29156692A JP3323553B2 JP 3323553 B2 JP3323553 B2 JP 3323553B2 JP 29156692 A JP29156692 A JP 29156692A JP 29156692 A JP29156692 A JP 29156692A JP 3323553 B2 JP3323553 B2 JP 3323553B2
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fourier transform
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light beam
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利治 武居
安弘 竹村
信郎 冨田
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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、光情報処理の分野にお
いて利用される画像出力装置、特に、画像を高速にアク
セスして出力する光学的画像出力装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an image output device used in the field of optical information processing, and more particularly to an optical image output device for accessing and outputting an image at high speed.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、光学的に画像をメモリーしておく
手段としては、体積型のホログラム素子にフーリエ変換
ホログラムを、メモリーしておきたい画像毎に参照光の
方向を少しづつ変えながら多重露光することにより、記
録し、読み出したい画像に対しては、記録時と同じ方向
から参照波を照射し、光学的にフーリエ変換することに
より画像を再生していた。ところが、この方法では、フ
ーリエ変換パターン、即ち、画像の空間周波数成分を記
録しておくことになり、特に、低周波では非常に強い光
となり、非常にダイナミックレンジの大きいホログラム
素子が必要となる。然し乍ら、そのようなホログラム素
子はなく、実質的に多くのパターンを記録しておくこと
ができなかった。また、フーリエ変換パターンを多重化
して記録するので、例え、多くの画像を記録できたとし
ても、再生時に同じ周波数成分を有する画像に対して
は、体積ホログラムとして記録されている干渉縞から回
折光が出射し、所望の画像以外の画像への読み出し光の
エネルギーロスを生じる。従って、信号自体は低下し、
且つエネルギーロスは、再生画像にノイズをもたらし、
実質的に多くの画像をメモリーしておくことが困難であ
り、再生画像の質も悪かった。
2. Description of the Related Art Conventionally, as means for optically storing an image, a Fourier transform hologram is stored in a volume type hologram element, and multiple exposures are performed while gradually changing the direction of reference light for each image to be stored. By doing so, an image to be recorded and read is irradiated with a reference wave from the same direction as at the time of recording, and the image is reproduced by optically Fourier-transforming. However, in this method, a Fourier transform pattern, that is, a spatial frequency component of an image is recorded. In particular, a hologram element having extremely strong light at a low frequency and having a very large dynamic range is required. However, there was no such hologram element, and substantially many patterns could not be recorded. In addition, since the Fourier transform pattern is multiplexed and recorded, even if many images can be recorded, an image having the same frequency component at the time of reproduction is diffracted by interference fringes recorded as a volume hologram. Are emitted, and energy loss of reading light to an image other than the desired image occurs. Therefore, the signal itself drops,
And energy loss brings noise to the reproduced image,
It was practically difficult to store many images in memory, and the quality of reproduced images was poor.

【0003】また、電気的にフレームメモリーや光ディ
スクに画像をメモリーし、必要に応じて画像を取り込み
等の方法があるが、光ディスクではアクセスするための
時間が多くなること、また、フレームメモリーでは容量
が多くないので、多くの画像を記録しておくことが困難
であった。また、画像同志のマッチングを行なうことに
より、画像の認識を行なう等のパターン認識を行なう場
合、一般的には、相関的な手法が使用されるが、特に、
自然画像等の非常に多くの個々の対象物より成り立って
いるものの中から色々の種類の目的物を高速に抽出した
い場合には、高速にマッチングすることと、記録画像の
種類が多いことが必要である。ところが、前記の体積型
のホログラム方式では、原理的には、対象物が一つで多
くの画像とマッチングするという能力はあるものの対象
物が多い画像から目的物を抽出するという用途には対応
することができない。
Further, there is a method of electrically storing an image in a frame memory or an optical disk, and taking in an image as necessary. However, an optical disk requires a longer access time, and a frame memory has a larger capacity. Therefore, it is difficult to record many images. Further, when performing pattern recognition such as image recognition by performing matching between images, generally, a correlated method is used.
If you want to quickly extract various types of objects from a very large number of individual objects such as natural images, it is necessary to perform high-speed matching and record images of many types It is. However, the above-mentioned volume hologram method, in principle, corresponds to the use of extracting an object from an image having many objects but having the ability to match many images with one object. Can not do.

【0004】また、電気的に行なうとすると、メモリー
数の問題、個々の画像のアクセス時間の問題も非常に大
きいが、更に、自然画像のように目的物が、入力面内の
至るところに存在する可能性があると、記録してある画
像と同じものがどこに存在するかを個々の記録画像に対
して記録画像をスキャンして行かねばならない。膨大な
時間を必要とし、実現することは困難であった。
[0004] If the operation is performed electrically, the problem of the number of memories and the problem of the access time of each image are very large. However, the target object exists everywhere in the input plane like a natural image. If there is a possibility, the recorded image must be scanned for each recorded image to determine where the same one as the recorded image exists. It took an enormous amount of time and was difficult to achieve.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、従って、上
記の問題点を解決するためになされたもので、メモリー
画像を非常に多く取ることができ、再生信号の質を低下
させることが少なく、且つ、高速に所望の画像とのパタ
ーンマッチングを行なうことができる光学的画像出力装
置を提供することを目的とする。更に、本発明は、画像
間のクロストークな全くなく、再生画像が良質であると
共に、エネルギーロスの少ない光学的画像出力装置を提
供することを目的とする。また、本発明は、対象とする
画像と参照画像の相関出力位置を非常に高速に検出する
ことができるとともに、参照画像を高速に切り替えるこ
とができる光学的画像出力装置を提供することを目的と
する。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems. Therefore, a very large number of memory images can be obtained, and the quality of a reproduced signal is hardly degraded. It is another object of the present invention to provide an optical image output device capable of performing pattern matching with a desired image at high speed. It is a further object of the present invention to provide an optical image output apparatus which has high quality reproduced images without any crosstalk between images and low energy loss. Another object of the present invention is to provide an optical image output apparatus that can detect a correlation output position between a target image and a reference image at a very high speed and can switch a reference image at a high speed. I do.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明は、上記の技術的
な課題の解決のためになされたもので、少なくともコヒ
−レントな略平行な光束を出射する光源と;該光源より
出射された光束を2つに分け、互いの光束の光軸を所望
の角度だけ傾け;一方の光軸上に第1のレンズを配置
し;該第1のレンズの集光点で再び2つの光束の光軸を
交差させる光束分離集光手段と;該集光点に第1の回転
中心を有する第1の線走査型のビーム偏向手段と;前記
第1の回転中心位置を前側焦点位置とする第2のレンズ
と;該第2のレンズの後側焦点位置を前側焦点位置とす
る第3のレンズと;該第3のレンズの後側焦点位置に第
2の回転中心を有し第1の線走査型ビーム偏向手段の偏
向方向と直交する方向に偏向させる第2の線走査型のビ
ーム偏向手段と;前記第2の回転中心の位置を前側焦点
位置とする第1のフーリエ変換レンズと;該第1のフー
リエ変換レンズの焦点面内に配置された第1の画像表示
装置と;前記第1の画像表示装置を前側焦点位置とする
第2のフーリエ変換レンズと、該第2のフーリエ変換レ
ンズの焦点面内に配置された空間光変調器と;該空間光
変調器上のパターンを読み出す手段と;該読み出し手段
で読み出された光束をフーリエ変換する第3のフーリエ
変換レンズと;該第3のフーリエ変換レンズの焦点面内
に配置された画像取り込み手段により構成され;前記第
1及び第2の線走査型のビーム偏向手段は、2つの光束
のうち前記の第1のフーリエ変換レンズを通過した後の
ほぼ平行な光束を、前記第1の画像表示装置に描かれて
いる所望の画像に照射させる手段であることを特徴とす
る前記光学的画像出力装置を提供する。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned technical problems, and has at least a light source that emits at least a coherent substantially parallel light beam; Dividing the light beam into two, inclining the optical axes of each other by a desired angle; disposing a first lens on one of the optical axes; again, the light of the two light beams at the focal point of the first lens Light beam separating and condensing means for intersecting axes; first line scanning type beam deflecting means having a first rotation center at the condensing point; and a second having the first rotation center position as a front focal position. A third lens having a rear focal position at the rear focal position of the second lens; a first line scan having a second rotational center at the rear focal position of the third lens; Second line scanning type beam deflecting means for deflecting light in a direction orthogonal to the direction of deflection of the mold beam deflecting means; A first Fourier transform lens having a position of a second rotation center as a front focal position; a first image display device disposed in a focal plane of the first Fourier transform lens; and the first image display A second Fourier transform lens having the apparatus as a front focal position, a spatial light modulator disposed in a focal plane of the second Fourier transform lens, and means for reading a pattern on the spatial light modulator; A third Fourier transform lens for performing a Fourier transform on the light beam read by the read means; and an image capturing means arranged in a focal plane of the third Fourier transform lens; the first and second lines The scanning beam deflecting unit irradiates a desired image drawn on the first image display device with a substantially parallel light beam of the two light beams after passing through the first Fourier transform lens. By means Providing said optical image output apparatus characterized by.

【0007】そして,第1の画像表示装置は、所望の画
像を記録してある銀塩感光材料を用いたもの或いは、空
間光変調器であるものが好適である。また,画像取り込
み手段は、CCDカメラを用いたものが好適である。更
に,そのパターン読み出し手段は、コヒーレントな略平
行な光束により読み出すものが好適である。そして,そ
のパターン読み出し手段は、第2の画像表示装置に表示
されたパターンを略平行な光束のコヒーレント光束で読
み出し、透過又は反射した光束を、第4のフーリエ変換
レンズによりフーリエ変換したパターンを有する光束に
より読み出すものが好適である。
The first image display device preferably uses a silver halide photosensitive material on which a desired image has been recorded, or a spatial light modulator. The image capturing means preferably uses a CCD camera. Further, it is preferable that the pattern readout means reads out with a coherent substantially parallel light beam. The pattern reading means has a pattern obtained by reading out the pattern displayed on the second image display device with a coherent light flux of a substantially parallel light flux and Fourier-transforming the transmitted or reflected light flux by a fourth Fourier transform lens. It is preferable to use a light beam for reading.

【0008】また,その画像取り込み手段は、第3のフ
ーリエ変換レンズと該フーリエ変換レンズの焦点面との
間に配置された該第3の線走査型ビーム偏向手段と該フ
ーリエ変換レンズの焦点面に配置され該第3の線走査型
ビーム偏向手段の偏向方向にほぼ直交する方向に並べた
リニア−受光素子アレイよりなるものが好適である。ま
た、その線走査型ビーム偏向手段は、ガルバノミラーや
音響光学偏向器を用いたものが好適である。
The image capturing means includes a third linear scanning beam deflecting means disposed between a third Fourier transform lens and a focal plane of the Fourier transform lens, and a focal plane of the Fourier transform lens. And a linear light-receiving element array arranged in a direction substantially perpendicular to the deflection direction of the third line scanning beam deflecting means. Preferably, the line scanning beam deflecting means uses a galvanomirror or an acousto-optic deflector.

【0009】[0009]

【作用】上記のような本発明の光学的画像出力装置の構
成において、光束分離集光手段により、略平行な光束と
集束光が、同一の光軸上で所望の角度をなして交わり、
集束光の集光点に回転中心を持つ第1の線走査型ビーム
偏向手段を用いると、集束光と略平行光との光軸とのな
る角度を第1の線走査型ビーム偏向手段に対しては常に
一定に保持したまま、2次元平面内の一方向にビームを
走査することができる。
In the configuration of the optical image output apparatus of the present invention as described above, the substantially parallel light beam and the converged light intersect at a desired angle on the same optical axis by the light beam separating and condensing means.
When the first linear scanning beam deflector having a rotation center at the focal point of the converged light is used, the angle between the optical axis of the converged light and the substantially parallel light can be adjusted with respect to the first linear scanning beam deflector. Thus, the beam can be scanned in one direction in a two-dimensional plane while always being kept constant.

【0010】この第1の線走査型ビーム偏向手段の回転
中心位置を瞳とする瞳伝達光学系により、第2の線走査
型ビーム偏向手段の位置に上記瞳を伝達させる。第2の
線走査型ビーム偏向手段の走査方向は、第1の線走査型
ビーム偏向手段による偏向方向とは直交する方向にする
と、前記の集束光とほぼ平行光との光軸のなす角度は、
第2の線走査型ビーム偏向手段から出射された後では、
第1及び第2の線走査方向がどのようになっても、常に
一定に保持されたままとなり、2次元平面内にビームを
走査することができる。
The pupil is transmitted to the position of the second line-scanning beam deflecting means by a pupil transmission optical system whose pupil is the rotation center position of the first line-scanning beam deflecting means. When the scanning direction of the second line-scanning beam deflecting means is perpendicular to the direction of deflection by the first line-scanning beam deflecting means, the angle formed by the optical axis of the focused light and the substantially parallel light becomes ,
After being emitted from the second line scanning beam deflecting means,
Whatever the direction of the first and second line scanning, the beam is always kept constant, and the beam can be scanned in a two-dimensional plane.

【0011】第2の線走査型ビーム偏向手段を通過した
2つの光束は、一方は、略平行光のままで、他方は、発
散光となる。これらの2つの光束は、第1のフーリエ変
換レンズを通過した後、略平行光束は、第1のフーリエ
変換レンズの焦点に向かって集光し、発散光束は、略平
行光束となる。第1のフーリエ変換レンズの焦点面内に
配置された画像表示装置上には、多くの画像が記録され
ており、略平行光束が、所望の画像を読み出す。このと
き、所望の画像は、ビーム偏向手段によりアクセスされ
たものである。画像情報を読み出した略平行光束と、集
光された光束は、発散光束となり、第2のフーリエ変換
レンズに入射される。
One of the two light beams that have passed through the second line-scanning beam deflecting means remains substantially parallel light, and the other becomes divergent light. After these two light beams pass through the first Fourier transform lens, the substantially parallel light beams are converged toward the focal point of the first Fourier transform lens, and the divergent light beams become substantially parallel light beams. Many images are recorded on the image display device arranged in the focal plane of the first Fourier transform lens, and a substantially parallel light beam reads a desired image. At this time, the desired image has been accessed by the beam deflecting means. The substantially parallel light beam from which the image information has been read and the converged light beam become a divergent light beam and are incident on the second Fourier transform lens.

【0012】第2のフーリエ変換レンズは、略平行光束
により読み出された所望の画像をフーリエ変換し、発散
光束を略平行光束にする作用を有する。このフーリエ変
換パターンは、略平行光束を参照波として、空間光変調
器上に干渉縞の形として記録される。前記のように、2
つの光束のなす角度は、一定に保持されたままであるの
で、ビームを偏向させて所望の画像をアクセスしても、
空間変調器上に描かれる干渉縞の間隔は常に一定とする
ことができる。従って、この干渉縞は略平行光束で読み
出し、第3のフーリエ変換レンズにより再びフーリエ変
換することにより、±1次回折光の位置に、所望の画像
を出力させることができる。画像の出力位置は、読み出
される干渉縞の間隔が常に一定なので、変わることはな
い。従って、アクセスされた画像表示上のパターン位置
に依らず、出力画像を常に一定の場所に出力させること
ができるのである。
The second Fourier transform lens has a function of performing a Fourier transform on a desired image read out using the substantially parallel light beam, and converting the divergent light beam into a substantially parallel light beam. This Fourier transform pattern is recorded on the spatial light modulator in the form of interference fringes using substantially parallel light beams as reference waves. As mentioned above, 2
Since the angle between the two beams remains constant, even if the beam is deflected to access the desired image,
The interval between the interference fringes drawn on the spatial modulator can always be constant. Therefore, the interference fringes are read out with a substantially parallel light beam and subjected to Fourier transform again by the third Fourier transform lens, so that a desired image can be output at the position of the ± 1st-order diffracted light. The output position of the image does not change because the interval between the read interference fringes is always constant. Therefore, the output image can always be output to a fixed location regardless of the pattern position on the accessed image display.

【0013】また、自然画像のように対象物を多く含む
画像を第2の画像表示装置上に表示し、第4のフーリエ
変換レンズにより、この画像をフーリエ変換し、前記の
干渉縞に重ね、反射された光束を再び第3のレンズによ
りフーリエ変換すると、実質上マッチドフィルタに対象
画像のフーリエ変換パターンを照射したことになるの
で、目的物の画像(アクセスされた画像)との相関出力
を得ることができる。これをCCDカメラなどで受光
し、フレームメモリーに蓄え、コンピュータで解析すれ
ば、目的物の画像(アクセスされた画像)が、対象とす
る画像中の何処にあるかを、相関出力強度の強い点とし
て検出することにより、同定することができる。
Further, an image containing a large number of objects, such as a natural image, is displayed on a second image display device, and this image is Fourier-transformed by a fourth Fourier transform lens, and is superimposed on the interference fringes. When the reflected light flux is again Fourier-transformed by the third lens, it means that the matched filter is substantially irradiated with the Fourier transform pattern of the target image, so that a correlation output with the target image (accessed image) is obtained. be able to. When this is received by a CCD camera or the like, stored in a frame memory, and analyzed by a computer, the location of the target image (accessed image) in the target image can be determined by the point of strong correlation output intensity. Can be identified by detecting as

【0014】また、この相関出力を線走査型ビーム偏向
手段により1次元方向に振り、この走査方向に略直交す
る方向にリニア−受光素子アレイを並べると、例えば、
各受光素子の各出力の大きさが、ある値よりも大きい時
の線走査による走査点から、2次元平面内の相関出力位
置を同定することができる。尚、前記の線走査型ビーム
偏向手段に、ガルバノミラーを用いると、画像の歪みが
少ない良好な画像や相関出力を得ることができるという
利点を有し、音響光学偏向器を用いると、高速に画像を
アクセスすることができるという利点を有する。また、
前記の画像表示装置は、写真等の銀塩感光材料を用いた
ものを使用すると、書き替えはできないが、非常に高解
像度の画像を多く記録しておくという利点を有し、空間
変調器を用いると、書き替えが容易であるという利点を
有する。
Further, when this correlation output is given in a one-dimensional direction by a line scanning type beam deflecting means and the linear light receiving element array is arranged in a direction substantially orthogonal to this scanning direction, for example,
The correlation output position in the two-dimensional plane can be identified from the scanning point by the line scanning when the magnitude of each output of each light receiving element is larger than a certain value. The use of a galvanomirror for the line scanning beam deflecting means has the advantage that a good image with a small image distortion and a correlated output can be obtained. It has the advantage that images can be accessed. Also,
When the image display device uses a silver halide photosensitive material such as a photograph, the image display device cannot be rewritten, but has an advantage of recording many very high-resolution images. When used, there is an advantage that rewriting is easy.

【0015】また、前記の画像取り込み手段に、CCD
カメラを用いると、取り入れた画像又は相関出力を電気
的に処理することが容易になるという利点を有する。
The image capturing means may include a CCD.
Using a camera has the advantage that it is easier to electronically process the captured image or correlation output.

【0016】次に、本発明の光学的画像出力装置につい
て更に詳しく具体的に以下実施例より、説明するが、本
発明がそれらによって、制限されるものではない。
Next, the optical image output apparatus of the present invention will be described in more detail with reference to the following examples, but the present invention is not limited thereto.

【0017】[0017]

【実施例1】図1は、本発明の光学的画像出力装置の1
実施例の構成を示す構成図である。さて、本発明におい
て、特徴的なことは、所望の画像を第1の線走査型ビー
ム偏向手段と瞳伝達系と第1の線走査型ビーム偏向手段
による走査方向と直交する方向に走査方向を有する第2
の線走査型ビーム偏向手段により読み出し、参照波と所
望の画像のフーリエ変換パターンを常に一定の角度に保
持したまま、フーリエ変換ホログラムとして書き替え可
能の空間光変調器に書き込み、平面波により再生するこ
とにより、所望の画像を常に同じ位置に再生させること
である。以下、図1により、詳細に説明する。
Embodiment 1 FIG. 1 shows an optical image output apparatus 1 according to the present invention.
FIG. 2 is a configuration diagram illustrating a configuration of an example. The characteristic feature of the present invention is that a desired image is scanned in a direction perpendicular to the scanning direction of the first line scanning beam deflecting unit, the pupil transmission system, and the first line scanning beam deflecting unit. Having a second
Reading by a linear scanning beam deflecting means, and writing to a rewritable spatial light modulator as a Fourier transform hologram while always maintaining a reference wave and a Fourier transform pattern of a desired image at a constant angle, and reproducing the plane wave. Thus, a desired image is always reproduced at the same position. Hereinafter, this will be described in detail with reference to FIG.

【0018】図1において、本発明の光学的画像出力装
置は、ブロック(枠を付けた)で示した光源部1、光束
分離集光手段2、第1の線走査型ビーム偏向手段3、瞳
伝達光学系4、第2の線走査型ビーム偏向手段5、第
のフーリエ変換レンズ6、画像表示装置7、第2のフー
リエ変換レンズ8、空間光変調器9、パターン読み出し
手段10、第3のフーリエ変換レンズ11及び画像取り
込み手段12より構成されている。
In FIG. 1, an optical image output apparatus according to the present invention includes a light source unit 1, a light beam separating and condensing unit 2, a first line scanning type beam deflecting unit 3, and a pupil indicated by blocks (with frames). Transmission optical system 4, second line scanning beam deflecting means 5, first
, An image display device 7, a second Fourier transform lens 8, a spatial light modulator 9, a pattern readout unit 10, a third Fourier transform lens 11, and an image capturing unit 12.

【0019】光源部1においては、半導体レーザ等のコ
ヒーレント光を発生させる光源11からの出射光をコリ
メータレンズ12により略平行光束とする。光束分離手
段2においては、ビームスプリッター21により、ほぼ
平行光束を2つに分け、一方の光束Aは、ミラー22に
より、他方の光束Bの光軸とある適当な角度をつけるよ
うに反射される。他方の光束Bは、レンズ23により集
光され、レンズ23の集光点において両方の光束A、B
の光軸を交差させる。第1の線走査型ビーム偏向手段3
においては、前記の集光点とガルバノミラー31の回転
中心とが一致するようにガルバノミラー31を配置す
る。このガルバノミラー31は、両方の光束A、Bを紙
面内に偏向させる作用を有する。さて、光束Bは、レン
ズ23により集光されているので、ガルバノミラー31
で反射された後は、発散光束となり、また、略平行光束
である光束Aは、ガルバノミラー31が走査されても光
束Bの光軸と常に一定の角度を保持したまま出射され
る。
In the light source section 1, light emitted from a light source 11 for generating coherent light such as a semiconductor laser is converted into a substantially parallel light beam by a collimator lens 12. In the light beam separating means 2, a substantially parallel light beam is split into two by a beam splitter 21, and one light beam A is reflected by a mirror 22 so as to be at an appropriate angle with the optical axis of the other light beam B. . The other light beam B is condensed by the lens 23, and both light beams A and B are condensed at the converging point of the lens 23.
Cross the optical axis of First line scanning beam deflecting means 3
In, the galvanomirror 31 is arranged so that the above-mentioned converging point and the rotation center of the galvanomirror 31 coincide. The galvanomirror 31 has the function of deflecting both light beams A and B into the plane of the drawing. Now, since the light flux B is converged by the lens 23, the galvanomirror 31
After being reflected by the luminous flux, the luminous flux A, which is a substantially parallel luminous flux, is emitted while maintaining a constant angle with the optical axis of the luminous flux B even when the galvanomirror 31 is scanned.

【0020】次に、瞳伝達光学系4においては、ガルバ
ノミラー31の回転中心と第2の線走査型ビーム偏向手
段5のガルバノミラー51の回転中心と共役な位置にな
るようにする光学系である。この光学系では、ガルバノ
ミラー31の回転中心を前側焦点位置とするレンズ41
を配置し、光束Bを平行光束とし、光束Aを集束光とす
る。次に、レンズ41の後側焦点面に前側焦点を有し、
光束Bを再び集束光とし、光束Aを再び平行光束とする
レンズ42を配置する。これらのレンズにより、ガルバ
ノミラー31とガルバノミラー51とは、共役な位置関
係となる。このために、第2の線走査型ビーム偏向手段
5においては、レンズ42の後側焦点位置と回転中心と
が一致されるように、ガルバノミラー51が配置される
こととなる。このガルバノミラー51では、ガルバノミ
ラー31とは直交する面、即ち、紙面に垂直の方向に両
方の光束A、Bを偏向させる。従って、ガルバノミラー
31とガルバノミラー51を偏向させても、光束Aと光
束Bの光軸は常に一定の角度を保持したまま、ガルバノ
ミラー51で反射されるのである。
Next, the pupil transfer optical system 4 is an optical system that is located at a position conjugate with the rotation center of the galvanomirror 31 and the rotation center of the galvanomirror 51 of the second line scanning beam deflecting means 5. is there. In this optical system, a lens 41 having the rotation center of the galvanometer mirror 31 as a front focal position
Are arranged, the light beam B is a parallel light beam, and the light beam A is a focused light. Next, the rear focal plane of the lens 41 has a front focal point,
A lens 42 is provided in which the light beam B is again focused light and the light beam A is again a parallel light beam. With these lenses, the galvanomirror 31 and the galvanomirror 51 have a conjugate positional relationship. For this reason, in the second line scanning beam deflecting means 5, the galvanomirror 51 is arranged so that the rear focal position of the lens 42 and the center of rotation coincide with each other. In this galvanomirror 51, both light beams A and B are deflected in a plane orthogonal to the galvanomirror 31, that is, in a direction perpendicular to the paper surface. Therefore, even if the galvanomirror 31 and the galvanomirror 51 are deflected, the optical axes of the light flux A and the light flux B are reflected by the galvanomirror 51 while always maintaining a constant angle.

【0021】次に、第1のフーリエ変換レンズ6におい
ては、フーリエ変換レンズ61の前側焦点位置にガルバ
ノミラー51が配置されているので、光束Aは、フーリ
エ変換レンズ61の後側焦点位置にて焦点を結び、光束
Bは、略平行光束となる。画像表示装置7においては、
空間光変調器71に光束Bのビーム径程度の大きさの多
くの画像を表示しておき、ガルバノミラー31とガルバ
ノミラー51を所望の角度だけ振らせることにより、こ
れらの画像の1つを光束Bで読み出す。但し、前記の空
間光変調器71は、多くの画像を焼き付けたフィルムで
も良いし、書き替えたければ、光アドレス型の強誘電性
液晶ライトバルブや、液晶テレビ等の電気アドレス型の
空間変調器を用いても良い。
Next, in the first Fourier transform lens 6, since the galvanomirror 51 is disposed at the front focal position of the Fourier transform lens 61, the light beam A is transmitted at the rear focal position of the Fourier transform lens 61. Focusing is performed, and the light beam B becomes a substantially parallel light beam. In the image display device 7,
Many images having a size of about the beam diameter of the light beam B are displayed on the spatial light modulator 71, and the galvanomirror 31 and the galvanomirror 51 are swung by a desired angle, so that one of these images is Read with B. However, the spatial light modulator 71 may be a film on which many images are printed, or if it is desired to rewrite, a light-addressable ferroelectric liquid crystal light valve or an electric address-type spatial modulator such as a liquid crystal television. May be used.

【0022】さて、第2のフーリエ変換レンズ8におい
ては、このようにして読み出された所望の画像情報の乗
っている光束Bは、フーリエ変換レンズ81に入射さ
れ、所望の画像はフーリエ変換され、同時に、光束A
は、略平行光束となって、フーリエ変換レンズ81の焦
点で、光束Aと光束Bとがある角度を保持したまま交わ
る。即ち、光束Bは所望の画像のフーリエ変換パターン
となり、光束Aは、参照波として作用するのである。従
って、空間光変調器9においては、フーリエ変換レンズ
81の後側焦点位置に配置された空間光変調器91上に
両方の光束A、Bによるフーリエ変換ホログラムが形成
されることになる。このフーリエ変換ホログラムは、画
像表示装置71上の所望の画像をアクセスするためにガ
ルバノミラー31とガルバノミラー51をどのように回
転しても、光束A、Bの光軸同志の角度は一定となるの
で、干渉縞の間隔は常に一定に保持されるのである。こ
のフーリエ変換ホログラムは、比較的角度のある参照波
に依って形成されるので、前記の空間光変調器91は、
解像度の高い強誘電性の液晶ライトバルブやBSO、L
iNbO3 等が望ましい。このように書き込んだフーリ
エ変換ホログラムは、パターン読み出し手段10により
読み出される。
In the second Fourier transform lens 8, the light beam B carrying the desired image information read out in this way is incident on the Fourier transform lens 81, and the desired image is subjected to Fourier transform. And at the same time, the luminous flux A
Are substantially parallel light beams, and the light beam A and the light beam B cross at the focal point of the Fourier transform lens 81 while maintaining a certain angle. That is, the light beam B becomes a Fourier transform pattern of a desired image, and the light beam A acts as a reference wave. Therefore, in the spatial light modulator 9, a Fourier transform hologram is formed by the two light beams A and B on the spatial light modulator 91 disposed at the rear focal position of the Fourier transform lens 81. In this Fourier transform hologram, the angle between the optical axes of the light beams A and B is constant regardless of how the galvanometer mirror 31 and the galvanometer mirror 51 are rotated in order to access a desired image on the image display device 71. Therefore, the interval between the interference fringes is always kept constant. Since the Fourier transform hologram is formed by a relatively angular reference wave, the spatial light modulator 91
High resolution ferroelectric liquid crystal light valve, BSO, L
iNbO 3 or the like is desirable. The Fourier transform hologram written in this way is read by the pattern reading means 10.

【0023】従って、このパターン読み出し手段10で
は、レーザー101から出射された光束をコリメーター
レンズ102により略平行光束とされビームスプリッタ
ー103を透過した後、フーリエ変換ホログラムを呼び
出す。 第3のフーリエ変換レンズ11では、この光束
がビームスプリッター103で反射されてフーリエ変換
レンズ111に入射されることにより、再びフーリエ変
換され、±1次元回折光の位置に所望の画像が出力され
る。画像取り込み手段12では、この画像をスクリーン
121に映し、CCDカメラに取り入れる。
Accordingly, in the pattern reading means 10, the light beam emitted from the laser 101 is converted into a substantially parallel light beam by the collimator lens 102 and transmitted through the beam splitter 103, and then the Fourier transform hologram is called. In the third Fourier transform lens 11, this light beam is reflected by the beam splitter 103 and enters the Fourier transform lens 111, so that it is again Fourier transformed and a desired image is output at the position of ± 1 dimensional diffracted light. . The image capturing means 12 reflects this image on a screen 121 and captures it on a CCD camera.

【0024】以上、説明したように、2次元平面内に記
録された画像情報を常に同じ出力位置に出力することが
できると共に、体積ホログラムにフーリエ変換ホログラ
ムの形で記録したものを読み出すものと比較すると、1
つの画像を常に読み出しているので、画像間のクロスト
ークが全くなく、再生画像が良質であると共に、エネル
ギーロスが少ない。これは、体積ホログラムでは、フー
リエ変換ホログラムを干渉縞の形で多重化するので、所
望の画像を出力させたくとも、同じような空間周波数を
持った画像に再生光のエネルギーの一部が食われ、その
画像の一部を再生するようなことが生じる。然し乍ら、
本発明の光学的画像出力装置では、このようなことが生
じないからである。
As described above, the image information recorded in the two-dimensional plane can always be output to the same output position, and can be compared with the one in which the volume hologram is recorded in the form of a Fourier transform hologram. Then 1
Since one image is always read, there is no crosstalk between the images, the reproduced image is of good quality, and energy loss is small. This is because, in the volume hologram, the Fourier transform hologram is multiplexed in the form of interference fringes, so even if it is desired to output a desired image, part of the energy of the reproduction light is consumed by an image having a similar spatial frequency. Then, a part of the image is reproduced. However,
This is because such an occurrence does not occur in the optical image output device of the present invention.

【0025】また、画像表示装置7として写真フィルム
のように高解像度のものを用いれば、非常に多くの画像
を記録しておくことができる。例えば、ガルバノミラー
の走査範囲を5cm×5cmとし、1つの画像を約50
0×500ドットで表すとすれば、0.5mm×0.5
mm程度で1つの画像を表現することができる。1μm
2 当り1ドットの分解能を有するものとすると、このと
き、約1万枚の画像を蓄積しておくことが可能である。
また、線走査型ビーム偏向手段として、ガルバノミラー
を用いると、多少読み出し速度は低下するものの光学的
な収差が少ないので、良質な画像を出力することができ
る。また、音響光学偏向素子を用いると、画質は、僅か
に劣化するが、高速読み出しが可能となる。以下の実施
例で説明するような画像そのものの質をあまり問わない
ようなパターン認識的な用途には、好適である。尚、レ
ーザ101及びコリメータレンズ102は、光源部1の
光源部と共用しても良いことはいうまでもない。
If a high-resolution image display device 7 such as a photographic film is used, an extremely large number of images can be recorded. For example, the scanning range of the galvanometer mirror is 5 cm × 5 cm, and one image is approximately 50
If it is represented by 0 × 500 dots, 0.5 mm × 0.5
One image can be represented by about mm. 1 μm
Assuming a resolution of one dot per two , about 10,000 images can be stored at this time.
When a galvanomirror is used as the linear scanning beam deflecting means, a high-quality image can be output because the reading speed is slightly reduced but the optical aberration is small. When an acousto-optic deflecting element is used, image quality is slightly deteriorated, but high-speed reading is possible. It is suitable for use in pattern recognition in which the quality of the image itself is not so important as described in the following embodiments. It goes without saying that the laser 101 and the collimator lens 102 may be shared with the light source unit of the light source unit 1.

【0026】[0026]

【実施例2】図2は、本発明の光学的画像出力装置の他
の実施例の構成を示す構成図である。さて、本実施例の
特徴的なことは、所望の画像を第1の線走査型ビーム偏
向手段と瞳伝達系と第1の線走査型ビーム偏向手段によ
る走査方向と直交する方向に、走査方向を有する第2の
線走査型ビーム偏向手段により読み出し、参照波と所望
の参照画像のフーリエ変換パターンを常に一定の角度を
保持したまま、フーリエ変換ホログラムとして書き替え
可能の空間光変調器に書き込み、自然画像のような多く
の対象物が存在する画像のフーリエ変換パターンを、前
記フーリエ変換ホログラムに重ね、反射或いは透過され
てきた光束を再びフーリエ変換し、CCDカメラ等で受
光することにより、目的物の画像(アクセスされた画
像)が、対象とする画像中の何処にあるかを、相関出力
強度の強い点として検出して、同定することである。以
下、図2について、詳細に説明する。
Embodiment 2 FIG. 2 is a configuration diagram showing the configuration of another embodiment of the optical image output device of the present invention. The feature of this embodiment is that a desired image is scanned in a direction orthogonal to the scanning direction of the first line scanning beam deflecting means, the pupil transmission system, and the first line scanning beam deflecting means. Read out by the second line scanning beam deflecting means having the above, the reference wave and the Fourier transform pattern of the desired reference image are always kept at a constant angle, and written to a rewritable spatial light modulator as a Fourier transform hologram, The Fourier transform pattern of an image in which many objects such as natural images exist is superimposed on the Fourier transform hologram, and the reflected or transmitted light beam is subjected to Fourier transform again, and is received by a CCD camera or the like. Is to identify where the image (accessed image) is in the target image by detecting it as a point having a strong correlation output intensity. Hereinafter, FIG. 2 will be described in detail.

【0027】図2の光学的画像出力装置では、ブロック
(枠を付けた)で示した光源部1、光束分離集光手段
2、第1の線走査型ビーム偏向手段3、瞳伝達光学系
4、第2の線走査型ビーム偏向手段5、第2のフーリエ
変換レンズ6、画像表示装置7、第2のフーリエ変換レ
ンズ8、空間光変調器9、パターン読み出し手段10、
第3のフーリエ変換レンズ11及び画像取り込み手段1
2より構成されている。
In the optical image output apparatus shown in FIG. 2, the light source unit 1, the light beam separating and condensing means 2, the first line scanning beam deflecting means 3, and the pupil transmission optical system 4 are shown by blocks (with frames). A second linear scanning beam deflecting unit 5, a second Fourier transform lens 6, an image display device 7, a second Fourier transform lens 8, a spatial light modulator 9, a pattern reading unit 10,
Third Fourier transform lens 11 and image capturing means 1
2 is comprised.

【0028】実施例1と異なる点は、パターン読み出し
手段10だけであるので、その他の系の説明は、省略す
る。実施例2のパターン読み出し手段10では、レーザ
101から出射された光束をコリメータレンズ102に
より略平行光とした後、CCDカメラ等により取り込ま
れた自然画像等の多くの対象物が表示されている画像を
画像表示装置104に描いておく。この画像表示装置1
04は、CCDカメラなどの電気的手段で書き込む場
合、液晶テレビ等の電気アドレス型空間光変調器が一般
的であるが、光アドレス型空間光変調器を用いることも
できる。このようにして表示された画像を略平行光束に
より読み出し、フーリエ変換レンズ105によりフーリ
エ変換する。このフーリエ変換されたパターンを、参照
画像をフーリエ変換して、参照波と合成して作成され、
空間光変調器9上に描かれた所謂マッチドフィルタに照
射する。
The only difference from the first embodiment is the pattern reading means 10, so that the description of the other systems will be omitted. In the pattern reading unit 10 according to the second embodiment, after the light beam emitted from the laser 101 is converted into substantially parallel light by the collimator lens 102, an image in which many objects such as natural images captured by a CCD camera or the like are displayed. Is drawn on the image display device 104. This image display device 1
When writing is performed by an electric means such as a CCD camera, an electric address type spatial light modulator such as a liquid crystal television is generally used for the element 04, but an optical address type spatial light modulator can also be used. The image displayed in this manner is read out using a substantially parallel light beam, and subjected to Fourier transform by the Fourier transform lens 105. This Fourier-transformed pattern is created by Fourier-transforming a reference image and synthesizing it with a reference wave,
Irradiate a so-called matched filter drawn on the spatial light modulator 9.

【0029】次に、空間光変調器9で反射された光束を
フーリエ変換レンズ111でフーリエ変換することによ
り、前記の画像表示装置104上に描かれた画像と参照
画像との相関出力をフーリエ変換レンズの後側焦点面に
配置されたスクリーン121上に得ることができる。ス
クリーン121上の相関出力画像をCCDカメラなどで
取り入れ、コレームメモリーなどに蓄えた後に、相関出
力強度の強い点をコンピュータなどで解析することによ
り、参照物体が前記画像表示装置104上に描かれた画
像中の何処に存在するかを同定することができる。この
相関出力は、参照画像がいかなるものであろうと、相関
出力に対応した1次元回折光の方向に出力され、他方の
1次元回折光の方向には、合成出力が得られる。その位
置は、前記画像表示装置104上に描かれた画像中の特
定点、即ち、目的物の存在する位置を特定する。これ
は、対応する参照画像を呼び出すために、ガルバノミラ
ー31とガルバノミラー51を走査しても空間光変調器
9上に描かれているフーリエ変換ホログラムの干渉縞間
隔が変わらないことによる。
Next, the light beam reflected by the spatial light modulator 9 is Fourier-transformed by the Fourier transform lens 111, so that the correlation output between the image drawn on the image display device 104 and the reference image is Fourier-transformed. It can be obtained on a screen 121 located at the rear focal plane of the lens. The reference output object is drawn on the image display device 104 by taking in the correlation output image on the screen 121 with a CCD camera or the like, storing it in a memory such as a collem memory, and analyzing a point having a strong correlation output intensity with a computer or the like. Where it exists in the displayed image. This correlation output is output in the direction of one-dimensional diffracted light corresponding to the correlation output, regardless of the reference image, and a combined output is obtained in the direction of the other one-dimensional diffracted light. The position specifies a specific point in the image drawn on the image display device 104, that is, a position where the object exists. This is because the interference fringe interval of the Fourier transform hologram drawn on the spatial light modulator 9 does not change even when the galvanomirror 31 and the galvanomirror 51 are scanned to call up the corresponding reference image.

【0030】以上説明したように、本実施例において
は、画像中の目的物の認識を、対象物を線走査型のビー
ム偏向手段により高速に切り替えながら行なうことがで
きるので、自然画像の解析等に適応することができる。
また、体積ホログラムにフーリエ変換ホログラムの形で
記録したものを読み出すものと比較すると、一つの参照
画像を常に読み出しているので、参照画像間のクロスト
ークが全くなく、再生画像が良質であると共に、エネル
ギーロスが少ない。これは、体積ホログラムでは、フー
リエ変換ホログラムを干渉縞の形で多重化すると所望の
参照画像を出力させたくとも同じような空間周波数を持
った参照画像に再生光のエネルギーの一部が食われ、そ
の参照画像の一部を再生するようなことが生じるが、本
発明の光学的画像出力装置では、このようなことが生じ
ないからである。従って、画像中の目的物の抽出、認識
を良好に行なうことができる。
As described above, in the present embodiment, the target object in the image can be recognized while switching the object at high speed by the line scanning type beam deflecting means. Can be adapted.
In addition, when compared with a volume hologram that is read in the form of a Fourier transform hologram, since one reference image is always read, there is no crosstalk between the reference images, and the reproduced image is of good quality. Low energy loss. This is because, in a volume hologram, if a Fourier transform hologram is multiplexed in the form of interference fringes, even if one wants to output a desired reference image, a part of the energy of the reproduction light is consumed by a reference image having a similar spatial frequency, This is because a part of the reference image is reproduced, but this does not occur in the optical image output device of the present invention. Therefore, it is possible to satisfactorily extract and recognize the target object in the image.

【0031】また、画像表示装置7として写真フィルム
のように高解像度のものを用いれば、非常に多くの参照
画像を記録しておくことができる。また、線走査型のビ
ーム偏向手段として、ガルバノミラーを用いると、多少
読み出す速度が低下するものの光学的な収差が少ないの
で、良質な参照画像と対象画像との相関出力を得ること
ができる。また、音響光学偏向素子を用いると、参照画
像の質が僅かに劣化し、相関出力の質も僅かに劣化する
が、高速読み出しが可能になり、パターン認識等のよう
に画像そのものの質をあまり問題にしないような応用に
対しては十分である。尚、レーザ101及びコリメータ
レンズ102は、光源部1と光源部と共用することもで
きる。
If a high-resolution image display device such as a photographic film is used as the image display device 7, an extremely large number of reference images can be recorded. When a galvanomirror is used as the line scanning beam deflecting means, the reading speed is slightly reduced, but the optical aberration is small, so that a good correlation output between the reference image and the target image can be obtained. In addition, when an acousto-optic deflector is used, the quality of the reference image slightly deteriorates and the quality of the correlation output slightly deteriorates.However, high-speed reading becomes possible, and the quality of the image itself is greatly reduced as in pattern recognition. It is sufficient for applications that do not matter. Note that the laser 101 and the collimator lens 102 can be shared by the light source unit 1 and the light source unit.

【0032】[0032]

【実施例3】図3は、本発明の光学的画像出力装置の更
なる他の実施例の構成を示す構成図である。さて、本発
明の特徴的なことは、所望の画像を第1の線走査型ビー
ム偏向手段と瞳伝達系と第1の線走査型ビーム偏向手段
におる走査方向と直交する方向に走査方向を有する第2
の線走査型ビーム偏向手段により読み出し、参照波と所
望の参照画像のフーリエ変換パターンを常に一定の角度
に保持したままフーリエ変換ホログラムとして書き替え
可能の空間光変調器に書き込み、自然画像などの多くの
対象物が存在する画像のフーリエ変換パターンを前記フ
ーリエ変換ホログラムに重ね、反射或いは透過されてき
た光束を再びフーリエ変換し、フーリエ変換面の前に配
置された線走査型の偏向手段により1次元方向に振り、
この走査方向に略直交する方向にリニア−受光素子アレ
イを並べることにより、各リニア−受光素子の各出力の
大きさがある値よりも大きい時の線走査による走査点か
ら、2次元平面内の相関出力位置を高速に同定すること
である。以下、図3により、詳細に説明する。
[Embodiment 3] FIG. 3 is a configuration diagram showing the configuration of still another embodiment of the optical image output apparatus of the present invention. The feature of the present invention is that a desired image is scanned in a direction orthogonal to the scanning direction of the first line scanning beam deflecting means, the pupil transmission system, and the first line scanning beam deflecting means. Having a second
Read by the linear scanning beam deflecting means, and write in a rewritable spatial light modulator as a Fourier transform hologram while always keeping the Fourier transform pattern of the reference wave and the desired reference image at a constant angle, and many natural images. The Fourier transform pattern of the image in which the object is present is superimposed on the Fourier transform hologram, and the reflected or transmitted light flux is again Fourier transformed, and one-dimensionally converted by a linear scanning type deflecting means disposed in front of the Fourier transform surface. Swing in the direction,
By arranging the linear light-receiving element array in a direction substantially orthogonal to the scanning direction, the scanning point by the line scanning when the magnitude of each output of each linear light-receiving element is larger than a certain value is a two-dimensional plane. It is to identify the correlation output position at high speed. Hereinafter, this will be described in detail with reference to FIG.

【0033】図3において、本発明の光学的画像出力装
置は、ブロック(枠を付けた)で示した光源部1、光束
分離集光手段2、第1の線走査型ビーム偏向手段3、瞳
伝達光学系4、第2の線走査型ビーム偏向手段5、第2
のフーリエ変換レンズ6、画像表示装置7、第2のフー
リエ変換レンズ8、空間光変調器9、パターン読み出し
手段10、第3のフーリエ変換レンズ11及び画像取り
込み手段12より構成されている。
In FIG. 3, an optical image output apparatus according to the present invention includes a light source unit 1, a light beam separating and condensing unit 2, a first line scanning type beam deflecting unit 3, and a pupil indicated by blocks (with frames). Transmission optical system 4, second line scanning beam deflecting means 5, second
, An image display device 7, a second Fourier transform lens 8, a spatial light modulator 9, a pattern readout unit 10, a third Fourier transform lens 11, and an image capturing unit 12.

【0034】実施例2と異なる点は、画像取り込み手段
12だけであるので、実施例2と重複するその他の系の
説明は、省略する。実施例3の画像取り込み手段12で
は、画像表示装置104上に描かれた画像と画像表示装
置71上に描かれた参照画像との相関出力面(フーリエ
変換レンズ111の後側焦点面)とフーリエ変換レンズ
111との間に、1次元方向だけに光束を走査するガル
バノミラー122を配置し、ガルバノミラー122の走
査方向に対し略直交する方向に、各受光素子が並んでい
るリニア−センサ123を相関出力に配置する。尚、ガ
ルバノミラー122は、相関出力面全域をカバ−すれば
どのような位置に配置されても構わない。
The only difference from the second embodiment is the image capturing means 12, so that the description of the other systems overlapping with the second embodiment will be omitted. In the image capturing unit 12 of the third embodiment, the correlation output surface (the rear focal plane of the Fourier transform lens 111) between the image drawn on the image display device 104 and the reference image drawn on the image display device 71 and the Fourier A galvanometer mirror 122 that scans a light beam only in a one-dimensional direction is arranged between the conversion lens 111 and a linear sensor 123 in which light receiving elements are arranged in a direction substantially orthogonal to the scanning direction of the galvanometer mirror 122. Place on correlation output. The galvanomirror 122 may be arranged at any position as long as it covers the entire correlation output surface.

【0035】以上説明した構成により、相関出力を取得
する方法について、以下説明する。先ず、ガルバノミラ
ー122を1次元方向の走査すると、相関出力面に配置
されたリニア−センサ123の各受光素子には、この受
光素子の開口に応じた幅で切断された相関出力面の画像
が入力される。従って、各受光素子からの出力をモニタ
ーしておけば、参照画像と相関度の強い領域を検出する
ことができる。そして、その受光素子の位置とガルバノ
ミラー122を走査した角度から画像表示装置104上
に描かれた画像に対応する相関出力位置を決定すること
ができる。この場合には、CCDカメラで相関出力面の
画像を取り込み、フレームメモリーで記録した後、コン
ピュータ等で相関出力の強い位置を求める場合に比較し
て、非常に高速に相関出力位置を求めることができる。
何故ならば、ガルバノミラー122の走査速度は、1K
Hz程度であり、1秒間に103 回程、1次元方向にス
キャンすることができる。
A method of obtaining a correlation output with the above-described configuration will be described below. First, when the galvanometer mirror 122 scans in a one-dimensional direction, an image of the correlation output surface cut at a width corresponding to the aperture of the light receiving element is applied to each light receiving element of the linear sensor 123 disposed on the correlation output surface. Is entered. Therefore, if the output from each light receiving element is monitored, a region having a high degree of correlation with the reference image can be detected. Then, the correlation output position corresponding to the image drawn on the image display device 104 can be determined from the position of the light receiving element and the angle at which the galvanometer mirror 122 is scanned. In this case, the image of the correlation output surface is captured by a CCD camera, recorded in a frame memory, and then the correlation output position can be determined at a much higher speed than when a strong correlation output position is determined by a computer or the like. it can.
Because the scanning speed of the galvanometer mirror 122 is 1K
Hz, and can be scanned in one-dimensional direction about 10 3 times per second.

【0036】従って、各受光素子からの出力を閾値処理
ことにより、ピーク位置をこの程度の速度で検出するこ
とができる。従って、CCDカメラで受光フレームメモ
リーに蓄え、これを解析するものに比べ、格段に相関出
力の検出速度を上げることができる。また、ガルバノミ
ラー122の代わりに音響光学偏向器を用いることもで
きる。この場合には、更に処理速度を上げることができ
る。尚、レーザ101及びコリメータレンズ102は、
光源部1の光源部と共用しても良いことはいうまでもな
いことである。
Therefore, the peak position can be detected at such a speed by thresholding the output from each light receiving element. Therefore, the detection speed of the correlation output can be remarkably increased as compared with the case where the data is stored in the light receiving frame memory by the CCD camera and is analyzed. Also, an acousto-optic deflector can be used in place of the galvanomirror 122. In this case, the processing speed can be further increased. The laser 101 and the collimator lens 102 are
It goes without saying that the light source unit of the light source unit 1 may be shared.

【0037】[0037]

【発明の効果】以上説明したように、本発明の光学的画
像出力装置により、前記のような効果が得られた。それ
らをまとめると、次のような顕著な技術的効果となる。
即ち、第1に、読み出し画像の出力位置が常に一定であ
り、且つ、高速に画像のアクセスを行なうことができる
光学的画像出力装置を提供できた。第2に、一つの画像
を常に読み出しているので、画像間のクロストークが全
くなく、再生画像が良質であると共に、エネルギーロス
が少ない光学的画像出力ができる。第3に、更に、対象
とする画像と参照画像の相関出力位置を非常に高速に検
出することができると共に、参照画像を高速に切り替え
ることができる。
As described above, the above-described effects are obtained by the optical image output apparatus of the present invention. Summarizing them has the following remarkable technical effects.
That is, first, an optical image output device in which the output position of the read image is always constant and the image can be accessed at high speed can be provided. Secondly, since one image is always read, there is no crosstalk between the images, and a high quality reproduced image and an optical image with little energy loss can be output. Third, the correlation output position between the target image and the reference image can be detected very quickly, and the reference image can be switched at a high speed.

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

【図1】本発明の光学的画像出力装置の1実施例の構成
を示す模式的構成図である。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a configuration of an optical image output device according to an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の光学的画像出力装置の他の実施例の構
成を示す構成図である。
FIG. 2 is a configuration diagram showing a configuration of another embodiment of the optical image output device of the present invention.

【図3】本発明の光学的画像出力装置の更なる他の実施
例の構成を示す構成図である。
FIG. 3 is a configuration diagram showing a configuration of still another embodiment of the optical image output device of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 光源部 2 光束分離集
光手段 3 第1の線走
査型ビーム偏向手段 4 瞳伝達光学
系 5 第2の線走
査型ビーム偏向手段 6 第1のフー
リエ変換レンズ 7 画像表示装
置 8 第2のフー
リエ変換レンズ 9 空間光変調
器 10 パターン読
み出し手段 11 第3のフー
リエ変換レンズ 12 画像取り込
み手段 11、101 レーザ 12、102 コリメータ
レンズ 21、103 ビームスプ
リッター 22 ミラー 23、41、42 レンズ 31、51、122 ガルバノミ
ラー 61、81、105、111 フーリエ変
換レンズ 71、104 空間光変調
器 121 スクリーン 123 リニアーセ
ンサー
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Light source part 2 Light beam separation condensing means 3 First line scanning beam deflecting means 4 Pupil transfer optical system 5 Second line scanning type beam deflecting means 6 First Fourier transform lens 7 Image display device 8 Second Fourier Conversion lens 9 Spatial light modulator 10 Pattern reading means 11 Third Fourier transformation lens 12 Image capturing means 11, 101 Laser 12, 102 Collimator lens 21, 103 Beam splitter 22 Mirror 23, 41, 42 Lens 31, 51, 122 Galvano Mirrors 61, 81, 105, 111 Fourier transform lenses 71, 104 Spatial light modulator 121 Screen 123 Linear sensor

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平5−290173(JP,A) 特開 平4−248527(JP,A) 特開 平3−233433(JP,A) 特開 平2−244033(JP,A) 特開 平2−143391(JP,A) 特開 昭61−288281(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G02B 27/42 G02F 1/01 G06T 7/00 JICSTファイル(JOIS)──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-5-290173 (JP, A) JP-A-4-248527 (JP, A) JP-A-3-233433 (JP, A) JP-A-2- 244033 (JP, A) JP-A-2-143391 (JP, A) JP-A-61-288281 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) G02B 27/42 G02F 1 / 01 G06T 7/00 JICST file (JOIS)

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 少なくともコヒーレントな略平行な光束
を出射する光源と、 該光源より出射された光束を2つに分け、互いの光束の
光軸を所望の角度だけ傾け、 一方の光軸上に第1のレンズを配置し、 該第1のレンズの集光点で再び2つの光束の光軸を交差
させる光束分離集光手段と、 該集光点に第1の回転中心を有する第1の線走査型のビ
ーム偏向手段と 前記第1の回転中心位置を前側焦点位置とする第2のレ
ンズと、 該第2のレンズの後側焦点位置を前側焦点位置とする第
3のレンズと、 該第3のレンズの後側焦点位置に第2の回転中心を有し
第1の線走査型ビーム偏向手段の偏向方向と直交する方
向に偏向させる第2の線走査型のビーム偏向手段と、 前記第2の回転中心の位置を前側焦点位置とする第1の
フーリエ変換レンズと、 該第1のフーリエ変換レンズの焦点面内に配置された第
1の画像表示装置と、前記第1の画像表示装置を前側焦
点位置とする第2のフーリエ変換レンズと、該第2のフ
ーリエ変換レンズの焦点面内に配置された空間光変調器
と、 該空間光変調器上のパターンを読み出す手段と、 該読み出し手段で読み出された光束をフーリエ変換する
第3のフーリエ変換レンズと、 該第3のフーリエ変換レンズの焦点面内に配置された画
像取り込み手段により構成され、 前記第1及び第2の線走査型のビーム偏向手段は、2つ
の光束のうち前記の第1のフーリエ変換レンズを通過し
た後のほぼ平行な光束を、前記第1の画像表示装置に描
かれている所望の画像に照射させ、もう一方の光束は参
照光として作用させる手段であり、 前記パターンを読み出す手段は、該2つの光束により該
空間光変調器上に形成された フーリエ変換ホログラム
を、略平行な光束で読み出し再度フーリエ変換して画像
として出力することを特徴とする前記光学的画像出力装
置。
1. A light source that emits at least a coherent substantially parallel light beam, a light beam emitted from the light source is split into two light beams, and the optical axes of the light beams are inclined by a desired angle. A first lens, a light beam separating and condensing means for intersecting the optical axes of the two light beams again at a light condensing point of the first lens, and a first light beam having a first rotation center at the light condensing point. A line scanning type beam deflecting means, a second lens having the first rotation center position as a front focal position, a third lens having a rear focal position at the rear focal position of the second lens, A second line-scanning beam deflecting unit having a second center of rotation at a rear focal position of the third lens and deflecting in a direction orthogonal to the deflection direction of the first line-scanning beam deflecting unit; A first Fourier transform lens having a position of the second rotation center as a front focal position; A first image display device disposed in a focal plane of the first Fourier transform lens, a second Fourier transform lens having the first image display device as a front focal position, and a second Fourier transform A spatial light modulator arranged in the focal plane of the lens, a unit for reading a pattern on the spatial light modulator, a third Fourier transform lens for performing a Fourier transform on the light beam read by the reading unit, The first and second line-scanning beam deflecting units are constituted by image capturing means arranged in the focal plane of a third Fourier transform lens, and the first Fourier transform lens of the two light beams A substantially parallel light beam having passed through the first image display device is irradiated on a desired image drawn on the first image display device, and the other light beam
Means for acting as illumination, wherein the means for reading out the pattern comprises:
The optical image output device, wherein the Fourier transform hologram formed on the spatial light modulator is read with substantially parallel light beams and subjected to Fourier transform again to output an image.
【請求項2】 前記第1の画像表示装置は、所望の
画像を記録してある銀塩感光材料を用いたもの或いは、
空間光変調器であることを特徴とする請求項1に記載の
前記光学的画像出力装置。
2. The apparatus according to claim 1, wherein the first image display device uses a silver halide photosensitive material on which a desired image is recorded, or
The optical image output device according to claim 1, wherein the optical image output device is a spatial light modulator.
【請求項3】 前記の画像取り込み手段は、CCD
カメラを用いたものであることを特徴とする請求項1〜
2に記載の光学的画像出力装置。
3. The image capturing means according to claim 1, wherein said image capturing means is a CCD.
3. A camera using a camera.
3. The optical image output device according to 2.
【請求項4】 前記のパターン読み出し手段は、コ
ヒーレントな略平行な光束により読み出すことを特徴と
する請求項1〜3のいずれかに記載の光学的画像出力装
置。
4. The optical image output device according to claim 1, wherein said pattern reading means reads out by using a coherent substantially parallel light beam.
【請求項5】 前記のパターン読み出し手段は、第
の画像表示装置に表示されたパターンを略平行な光束
のコヒーレント光束で読み出し、透過又は反射した光束
を、第4のフーリエ変換レンズによりフーリエ変換した
パターンを有する光束により読み出すことを特徴とする
請求項1〜3のいずれかに記載の光学的画像出力装置。
5. The pattern reading means according to claim 5,
The pattern displayed on the second image display device is read with a coherent light beam of a substantially parallel light beam, and the transmitted or reflected light beam is read with a light beam having a pattern subjected to Fourier transform by a fourth Fourier transform lens. Item 4. The optical image output device according to any one of Items 1 to 3.
【請求項6】 前記の画像取り込み手段は、前記の
第3のフーリエ変換レンズと該フーリエ変換レンズの焦
点面との間に配置された該第3の線走査型ビーム偏向手
段と該フーリエ変換レンズの焦点面に配置され該第3の
線走査型ビーム偏向手段の偏向方向にほぼ直交する方向
に並べたリニア−受光素子アレイよりなることを特徴と
する請求項1〜3及び5のいずれかに記載の光学的画像
出力装置。
6. The image capturing means includes: a third linear scanning beam deflecting means disposed between the third Fourier transform lens and a focal plane of the Fourier transform lens; and the Fourier transform lens. 6. A linear light-receiving element array which is arranged on a focal plane and is arranged in a direction substantially perpendicular to the direction of deflection of said third line-scanning beam deflecting means. The optical image output device as described in the above.
【請求項7】 前記の線走査型ビーム偏向手段は、
ガルバノミラーや音響光学偏向器を用いたものであるこ
とを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載の光学的
画像出力装置。
7. The linear scanning beam deflecting means,
The optical image output device according to any one of claims 1 to 6, wherein a galvano mirror or an acousto-optic deflector is used.
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