JPH02257183A - ホログラムデバイス及び並列光情報処理装置 - Google Patents
ホログラムデバイス及び並列光情報処理装置Info
- Publication number
- JPH02257183A JPH02257183A JP7912989A JP7912989A JPH02257183A JP H02257183 A JPH02257183 A JP H02257183A JP 7912989 A JP7912989 A JP 7912989A JP 7912989 A JP7912989 A JP 7912989A JP H02257183 A JPH02257183 A JP H02257183A
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- JP
- Japan
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- hologram
- light
- matrix
- image
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- Pending
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-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03H—HOLOGRAPHIC PROCESSES OR APPARATUS
- G03H1/00—Holographic processes or apparatus using light, infrared or ultraviolet waves for obtaining holograms or for obtaining an image from them; Details peculiar thereto
- G03H1/04—Processes or apparatus for producing holograms
- G03H1/0402—Recording geometries or arrangements
- G03H1/041—Optical element in the object space affecting the object beam, not otherwise provided for
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03H—HOLOGRAPHIC PROCESSES OR APPARATUS
- G03H2223/00—Optical components
- G03H2223/19—Microoptic array, e.g. lens array
Landscapes
- Holo Graphy (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】
産業上の利用分野
本発明は、画像情報が光学的に記録されたホログラムデ
バイスと、このホログラムデバイスを利用して一つの画
像情報からマトリクス配列の複数の画像情報を得て光演
算を行なう並列光情報処理装置とに関するものである。
バイスと、このホログラムデバイスを利用して一つの画
像情報からマトリクス配列の複数の画像情報を得て光演
算を行なう並列光情報処理装置とに関するものである。
従来の技術
近年、数字やアルファベットのように、特定パターンの
画像を読取り判別する装置が要望され、並列光情報処理
装置の研究が行なわれている。これは、読取る画像の物
体光をホログラムに入射すると、予めホログラムに記録
されている複数のフーリエ変換像の内、入力画像と最も
近似する像の光強度が強く再生されることを利用して画
像の識別作業を行うと云うものである。
画像を読取り判別する装置が要望され、並列光情報処理
装置の研究が行なわれている。これは、読取る画像の物
体光をホログラムに入射すると、予めホログラムに記録
されている複数のフーリエ変換像の内、入力画像と最も
近似する像の光強度が強く再生されることを利用して画
像の識別作業を行うと云うものである。
そこで、このような並列光情報処理装置の従来例を第４
図に基づいて説明する。この並列光情報処理装置１では
、レーザダイオード２の光軸」二にコリメータレンズ３
と空間変調素子４とが配設されて情報入力手段を形成し
ている。さらに、この光軸上に４５度に傾斜したハーフ
ミラ−５と第一のフーリエ変換レンズ６及びホログラム
メモリであるフーリエ変換ホログラム７が順次配設され
ている。そして、このフーリエ変換ホログラム７のホロ
グラム像の再生方向には、第二のフーリエ変換レンズ８
とピンホールミラーアレイ９とが配設されている。一方
、前記ハーフミラ−５の反射光軸上には、例えば、ＣＣ
Ｄ（チャージ−カップルドデバイス）からなる読取手段
である検出器１０が設けられ、これはアンプ１１と閾値
デバイス１２とを順次介して、識別装置］３と前記空間
変調素子４とに接続されている。また、この空間変調素
子４には、例えば、光電変換機能を有する画像入力装置
（図示せず）が接続されている。
図に基づいて説明する。この並列光情報処理装置１では
、レーザダイオード２の光軸」二にコリメータレンズ３
と空間変調素子４とが配設されて情報入力手段を形成し
ている。さらに、この光軸上に４５度に傾斜したハーフ
ミラ−５と第一のフーリエ変換レンズ６及びホログラム
メモリであるフーリエ変換ホログラム７が順次配設され
ている。そして、このフーリエ変換ホログラム７のホロ
グラム像の再生方向には、第二のフーリエ変換レンズ８
とピンホールミラーアレイ９とが配設されている。一方
、前記ハーフミラ−５の反射光軸上には、例えば、ＣＣ
Ｄ（チャージ−カップルドデバイス）からなる読取手段
である検出器１０が設けられ、これはアンプ１１と閾値
デバイス１２とを順次介して、識別装置］３と前記空間
変調素子４とに接続されている。また、この空間変調素
子４には、例えば、光電変換機能を有する画像入力装置
（図示せず）が接続されている。
このような構成において、この並列光情報処理装置１で
は、まず、読取る画像（図示せず）が画像入力装置で光
電変換されて空間変調素子４に書込まれる。そこで、こ
の空間変調素子４に、レーザダイオード２から発せられ
てコリメータレンズ３により平行光束化されたコヒーレ
ント光が入射すると、この光は書込まれた画像に対応し
て変調され物体光となる。そして、この物体光はハーフ
ミラ−５を透過して第一のフーリエ変換レンズ６でフー
リエ変換され、フーリエ変換ホログラム７に入射する。
は、まず、読取る画像（図示せず）が画像入力装置で光
電変換されて空間変調素子４に書込まれる。そこで、こ
の空間変調素子４に、レーザダイオード２から発せられ
てコリメータレンズ３により平行光束化されたコヒーレ
ント光が入射すると、この光は書込まれた画像に対応し
て変調され物体光となる。そして、この物体光はハーフ
ミラ−５を透過して第一のフーリエ変換レンズ６でフー
リエ変換され、フーリエ変換ホログラム７に入射する。
ここで、このフーリエ変換ホログラム７には、参照光の
角度が異なる複数のフーリエ変換像が予め多重露光され
てお、す、入射した物体光はフーリエ変換像の出力強度
との相関に従った光強度の一次回折光となる。そして、
この光は第二のフーリエ変換レンズ８によりピンホール
ミラーアレイ９に収束されて反射され、再度フーリエ変
換レンズ８を介してフーリエ変換ホログラム７に入射す
る。そこで、このフーリエ変換ホログラム７からは、読
取画像の出力強度と最も近似したフーリエ変換像の光強
度が強く再生されることになる。そこで、この再生され
たフーリエ変換像は検出器１０で光電変換されてアンプ
１１と閾値デバイス１２で補正され、識別装置１３で識
別される。
角度が異なる複数のフーリエ変換像が予め多重露光され
てお、す、入射した物体光はフーリエ変換像の出力強度
との相関に従った光強度の一次回折光となる。そして、
この光は第二のフーリエ変換レンズ８によりピンホール
ミラーアレイ９に収束されて反射され、再度フーリエ変
換レンズ８を介してフーリエ変換ホログラム７に入射す
る。そこで、このフーリエ変換ホログラム７からは、読
取画像の出力強度と最も近似したフーリエ変換像の光強
度が強く再生されることになる。そこで、この再生され
たフーリエ変換像は検出器１０で光電変換されてアンプ
１１と閾値デバイス１２で補正され、識別装置１３で識
別される。
なお、この時点では識別困難である場合、上記信号は再
び空間変調素子４にフィードバックされてループを繰返
し、識別精度が高められた後に識別装置１３で識別され
る。
び空間変調素子４にフィードバックされてループを繰返
し、識別精度が高められた後に識別装置１３で識別され
る。
しかし、このような並列光情報処理装置ｔ ］のフーリ
エ変換ホログラム７では、複数の画像情報を多重露光で
フーリエ変換ホログラム７に記録しているため、記録し
ておける画像情報の数は１０枚程度と少ない。このため
、この並列光情報処理装置１は、識別できる画像が極度
に限定されて実用性が低いものとなっている。
エ変換ホログラム７では、複数の画像情報を多重露光で
フーリエ変換ホログラム７に記録しているため、記録し
ておける画像情報の数は１０枚程度と少ない。このため
、この並列光情報処理装置１は、識別できる画像が極度
に限定されて実用性が低いものとなっている。
そこで、このような課題を解決するものとして、本出願
人により特願昭６３−１４８８１８号として提案された
装置が存する。この装置は、複数の画像情報をマトリク
ス状に配列することでホログラムメモリに記録する情報
数を増大させ、検索する画像情報の数を増大させて並列
光情報処理装置の能ノＪを向上させている。
人により特願昭６３−１４８８１８号として提案された
装置が存する。この装置は、複数の画像情報をマトリク
ス状に配列することでホログラムメモリに記録する情報
数を増大させ、検索する画像情報の数を増大させて並列
光情報処理装置の能ノＪを向上させている。
発明が解決しようとする課題
上述の並列光情報処理装置では、画像情報をマトリクス
配列してホログラムメモリに記録することで画像識別能
力を向」ニさせているが、反面、識別する画像情報も７
トリクス状に配列してからホログラムメモリに入力する
必要がある。そこで、上述の並列光情報処理装置ではレ
ンズアレイ等からなる光学系を設けて画像情報を７トリ
クス配列しているが、この方法では光路長が長くなって
装置の小型化が阻害されるため好ましくない。従って、
短い光路長で画像情報をマトリクス配列にする光学装置
が要望されている。
配列してホログラムメモリに記録することで画像識別能
力を向」ニさせているが、反面、識別する画像情報も７
トリクス状に配列してからホログラムメモリに入力する
必要がある。そこで、上述の並列光情報処理装置ではレ
ンズアレイ等からなる光学系を設けて画像情報を７トリ
クス配列しているが、この方法では光路長が長くなって
装置の小型化が阻害されるため好ましくない。従って、
短い光路長で画像情報をマトリクス配列にする光学装置
が要望されている。
このような光学装置としては、例えば、第５図及び第６
図に示すように、ピンホールアレイマスク１４やレンズ
アレイ１５で形成したマトリクス配列の物体光１６と平
面波からなる参照光１７とで形成したホログラムデバイ
ス１８．１９が考えられる。このようにして形成したホ
ログラムデバイス１８．１９は画像情報を参照光として
入力すると短い光路で画像をマトリクス配列で出力する
が、この場合、記録しておく画像情報の数が増大すると
ホログラムデバイス１８．１９を大型化する必要がある
。さらに、画像情報の記録再生を行なう参照光にはホロ
グラムデバイス１８．１９の略全面を被うビーム径が要
求されるため、大型の光学系や大小ツノの光源が必要と
なっている。
図に示すように、ピンホールアレイマスク１４やレンズ
アレイ１５で形成したマトリクス配列の物体光１６と平
面波からなる参照光１７とで形成したホログラムデバイ
ス１８．１９が考えられる。このようにして形成したホ
ログラムデバイス１８．１９は画像情報を参照光として
入力すると短い光路で画像をマトリクス配列で出力する
が、この場合、記録しておく画像情報の数が増大すると
ホログラムデバイス１８．１９を大型化する必要がある
。さらに、画像情報の記録再生を行なう参照光にはホロ
グラムデバイス１８．１９の略全面を被うビーム径が要
求されるため、大型の光学系や大小ツノの光源が必要と
なっている。
従って、上述のようなホログラムデバイス１８゜１９で
は並列光情報処理装置の小型化が達成できない。
は並列光情報処理装置の小型化が達成できない。
課題を解決するための手段
請求項１記載の発明は、レンズアレイにより形成された
マトリクス状の光列が収束レンズで収束された物体光と
平面波からなる参照光とによりホログラムデバイスを特
徴する 請求項２記載の発明は、入ノＪされた画像情報を情報入
力手段がコヒーレント光で出力し、この情報入力手段か
ら出力されたコヒーレント光が、レンズアレイにより形
成されたマトリクス状の光列が収束レンズで収束された
物体光と平面波からなる参照光とにより予め形成された
ホログラムデバイスに入力され、このホログラムデバイ
スからマトリクス状に出力された複数の再生像が、各々
異なる画像情報がマトリクス状に予め形成されたホログ
ラムメモリに入力され、このホログラムメモリから再生
されたホログラム像が読取手段で読取られる。
マトリクス状の光列が収束レンズで収束された物体光と
平面波からなる参照光とによりホログラムデバイスを特
徴する 請求項２記載の発明は、入ノＪされた画像情報を情報入
力手段がコヒーレント光で出力し、この情報入力手段か
ら出力されたコヒーレント光が、レンズアレイにより形
成されたマトリクス状の光列が収束レンズで収束された
物体光と平面波からなる参照光とにより予め形成された
ホログラムデバイスに入力され、このホログラムデバイ
スからマトリクス状に出力された複数の再生像が、各々
異なる画像情報がマトリクス状に予め形成されたホログ
ラムメモリに入力され、このホログラムメモリから再生
されたホログラム像が読取手段で読取られる。
作用
レンズアレイにより形成されたマトリクス状の光列が収
束レンズで収束された物体光と平面波からなる参照光と
によりホログラムデバイスを形成したことにより、短い
光路長で画像情報をマトリクス配列にすることができ、
さらに、このホログラムデバイスと、各々異なる画像情
報がマトリクス状に予め形成されたホログラムメモリと
を併用することにより、小型でありながらも記録されて
いる情報量が極めて多い並列光情報処理装置を形成でき
る。
束レンズで収束された物体光と平面波からなる参照光と
によりホログラムデバイスを形成したことにより、短い
光路長で画像情報をマトリクス配列にすることができ、
さらに、このホログラムデバイスと、各々異なる画像情
報がマトリクス状に予め形成されたホログラムメモリと
を併用することにより、小型でありながらも記録されて
いる情報量が極めて多い並列光情報処理装置を形成でき
る。
実施例
請求項］記載の発明の実施例を第１図及び第２図に基づ
いて説明する。本実施例のホログラムデバイス２０は、
第１図に例示するように、コリメ−１−光２１をレンズ
アレイ２２でマトリクス状の光列２３とした後に収束レ
ンズ２４で収束した物棒先２５と、平面波からなる参照
光２６とをホログラム素材の略−点に照射することで形
成されている。このようにして形成されたホログラムデ
バイス２０は上述のレンズアレイ２２と収束レンズ２４
との光学的特性を合わせ持つことになり、第２図に例示
するように、このホログラムデバイス２０に、コリメー
ト光からなる画像情報を再生用の参照光２７として照射
すると、この参照光２７が回折されてマトリクス状に配
列された画像情報である光列２８が出ツＪされる。そこ
で、この光列２８を収束レンズ２４やレンズアレイ２２
及びフーリエ変換レンズアレイ２９等で結像することで
、参照光２７として入力した画像情報をマトリクス配列
のフーリエ変換像３０として得ることができる。
いて説明する。本実施例のホログラムデバイス２０は、
第１図に例示するように、コリメ−１−光２１をレンズ
アレイ２２でマトリクス状の光列２３とした後に収束レ
ンズ２４で収束した物棒先２５と、平面波からなる参照
光２６とをホログラム素材の略−点に照射することで形
成されている。このようにして形成されたホログラムデ
バイス２０は上述のレンズアレイ２２と収束レンズ２４
との光学的特性を合わせ持つことになり、第２図に例示
するように、このホログラムデバイス２０に、コリメー
ト光からなる画像情報を再生用の参照光２７として照射
すると、この参照光２７が回折されてマトリクス状に配
列された画像情報である光列２８が出ツＪされる。そこ
で、この光列２８を収束レンズ２４やレンズアレイ２２
及びフーリエ変換レンズアレイ２９等で結像することで
、参照光２７として入力した画像情報をマトリクス配列
のフーリエ変換像３０として得ることができる。
つぎに、請求項２記載の発明の実施例を第３図に基づい
て説明する。この並列光情報処理装置３１は、上述のよ
うにして形成したホログラムデバイス２０により入力さ
れる画像情報をマトリクス状に配列するものである。ま
ず、レーザダイオード３２とホログラムデバイス２０と
の間にコリメートレンズ３３とハーフミラ−３４及び空
間変調素子３５とが配設され、前記ハーフミラ−３４の
反射光軸上に撮影レンズ３６が配置されて情報入力手段
３７が形成されている。また、ホログラムデバイス２０
から出力される光列２８の光軸」二には、収束レンズ２
４、レンズアレイ２２、ハーフミラ−３８及びフーリエ
変換レンズアレイ２９が配置されている。そして、この
フーリエ変換レンズアレイ２９の結像位置には、各々異
なる画像情報がマトリクス配列で記録されたホログラム
メモリ３９が設けられており、このホログラムメモリ３
９のホログラム像の再生方向には、レンズアレイ４０と
レーザダイオードアレイ４１とが配設されている。ここ
で、このレーザダイオードアレイ４１は、反射型の双安
定レーザダイオード４２を連設したものであり、所定強
度の入射光に共振して発振するようになっている。また
、前記ハーフミラ−３８の反射光軸上には、光電変換素
子アレイ等からなる読取手段（図示せず）が設けられて
いる。
て説明する。この並列光情報処理装置３１は、上述のよ
うにして形成したホログラムデバイス２０により入力さ
れる画像情報をマトリクス状に配列するものである。ま
ず、レーザダイオード３２とホログラムデバイス２０と
の間にコリメートレンズ３３とハーフミラ−３４及び空
間変調素子３５とが配設され、前記ハーフミラ−３４の
反射光軸上に撮影レンズ３６が配置されて情報入力手段
３７が形成されている。また、ホログラムデバイス２０
から出力される光列２８の光軸」二には、収束レンズ２
４、レンズアレイ２２、ハーフミラ−３８及びフーリエ
変換レンズアレイ２９が配置されている。そして、この
フーリエ変換レンズアレイ２９の結像位置には、各々異
なる画像情報がマトリクス配列で記録されたホログラム
メモリ３９が設けられており、このホログラムメモリ３
９のホログラム像の再生方向には、レンズアレイ４０と
レーザダイオードアレイ４１とが配設されている。ここ
で、このレーザダイオードアレイ４１は、反射型の双安
定レーザダイオード４２を連設したものであり、所定強
度の入射光に共振して発振するようになっている。また
、前記ハーフミラ−３８の反射光軸上には、光電変換素
子アレイ等からなる読取手段（図示せず）が設けられて
いる。
このような構成において、この並列光情報処理装置３１
では、撮影レンズ３６により空間変調素子３５に書込ま
れた画像情報が、これを透過したコヒーレント光により
参照光としてホログラムデバイス２０に照射される。そ
こで、このホログラムデバイス２０からマトリクス配列
で出力された画像情報は、各光学部材２４，２２．２９
等を介してホログラムメモリ３９に入力される。すると
、このホログラムメモリ３９からは、予め形成されてい
る画像情報との相関性に従った光強度のホログラム像が
再生され、相関値が最大のものがレーザダイオードアレ
イ４１の一つのレーザダイオード４２を発振させる。そ
こで、このレーザダイ第−ド４２から発せられた光情報
が再度ホログラムメモリ３９に入射してさらに相関性が
高められ、ハーフミラ−３８を介してＣＣＤアレイ等か
らなる読取手段で読取られる。
では、撮影レンズ３６により空間変調素子３５に書込ま
れた画像情報が、これを透過したコヒーレント光により
参照光としてホログラムデバイス２０に照射される。そ
こで、このホログラムデバイス２０からマトリクス配列
で出力された画像情報は、各光学部材２４，２２．２９
等を介してホログラムメモリ３９に入力される。すると
、このホログラムメモリ３９からは、予め形成されてい
る画像情報との相関性に従った光強度のホログラム像が
再生され、相関値が最大のものがレーザダイオードアレ
イ４１の一つのレーザダイオード４２を発振させる。そ
こで、このレーザダイ第−ド４２から発せられた光情報
が再度ホログラムメモリ３９に入射してさらに相関性が
高められ、ハーフミラ−３８を介してＣＣＤアレイ等か
らなる読取手段で読取られる。
発明の効果
本発明は上述のように、レンズアレイにより形成された
マトリクス状の光列が収束レンズで収束された物体光と
平面波からなる参照光とによりホログラムデバイスを形
成したことにより、短い光路長で画像情報をマトリクス
配列にすることができ、さらに、このホログラムデバイ
スと、各々異なる画像情報がマトリクス状に予め形成さ
れたホログラムメモリとを併用することにより、小型で
ありながらも記録されている情報量が極めて多い並列光
情報処理装置を得ることができる等の効果を有するもの
である。
マトリクス状の光列が収束レンズで収束された物体光と
平面波からなる参照光とによりホログラムデバイスを形
成したことにより、短い光路長で画像情報をマトリクス
配列にすることができ、さらに、このホログラムデバイ
スと、各々異なる画像情報がマトリクス状に予め形成さ
れたホログラムメモリとを併用することにより、小型で
ありながらも記録されている情報量が極めて多い並列光
情報処理装置を得ることができる等の効果を有するもの
である。
第１図及び第２図は請求項１記載の発明の実施例を示す
説明図、第３図は請求項２記載の発明の実施例を示す側
面図、第４図は従来例を示す側面図、第５図及び第６図
は本出願人が想定したホログラムデバイスの製作方法を
示す説明図である。
説明図、第３図は請求項２記載の発明の実施例を示す側
面図、第４図は従来例を示す側面図、第５図及び第６図
は本出願人が想定したホログラムデバイスの製作方法を
示す説明図である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、レンズアレイにより形成されたマトリクス状の光列
が収束レンズで収束された物体光と平面波からなる参照
光とにより形成されたことを特徴とするホログラムデバ
イス。 ２、入力された画像情報をコヒーレント光で出力する情
報入力手段と、レンズアレイにより形成されたマトリク
ス状の光列が収束レンズで収束された物体光と平面波か
らなる参照光とにより予め形成されていて前記情報入力
手段のコヒーレント光が入力されるホログラムデバイス
と、各々異なる画像情報がマトリクス状に予め形成され
ていて前記ホログラムデバイスから出力されたマトリク
ス配列の複数の再生像が入力されるホログラムメモリと
、このホログラムメモリから再生されたホログラム像を
読取る読取手段とからなることを特徴とする並列光情報
処理装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7912989A JPH02257183A (ja) | 1989-03-30 | 1989-03-30 | ホログラムデバイス及び並列光情報処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7912989A JPH02257183A (ja) | 1989-03-30 | 1989-03-30 | ホログラムデバイス及び並列光情報処理装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02257183A true JPH02257183A (ja) | 1990-10-17 |
Family
ID=13681339
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7912989A Pending JPH02257183A (ja) | 1989-03-30 | 1989-03-30 | ホログラムデバイス及び並列光情報処理装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02257183A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20230099537A (ko) * | 2021-12-27 | 2023-07-04 | 서울대학교산학협력단 | 홀로그래픽 디스플레이 장치 및 그 장치를 위한 홀로그램 최적화 방법 |
-
1989
- 1989-03-30 JP JP7912989A patent/JPH02257183A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20230099537A (ko) * | 2021-12-27 | 2023-07-04 | 서울대학교산학협력단 | 홀로그래픽 디스플레이 장치 및 그 장치를 위한 홀로그램 최적화 방법 |
| US12332601B2 (en) | 2021-12-27 | 2025-06-17 | Seoul National University R&Db Foundation | Holographic display apparatus and hologram optimization method therefor |
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