JPH03110609A - 光学的座標変換装置 - Google Patents

光学的座標変換装置

Info

Publication number
JPH03110609A
JPH03110609A JP1248767A JP24876789A JPH03110609A JP H03110609 A JPH03110609 A JP H03110609A JP 1248767 A JP1248767 A JP 1248767A JP 24876789 A JP24876789 A JP 24876789A JP H03110609 A JPH03110609 A JP H03110609A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
image
coordinate
liquid crystal
spatial light
light modulator
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP1248767A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH0820916B2 (ja
Inventor
Yasuyuki Mitsuoka
靖幸 光岡
Tadao Iwaki
忠雄 岩城
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.)
Seiko Instruments Inc
Original Assignee
Seiko Instruments Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Seiko Instruments Inc filed Critical Seiko Instruments Inc
Priority to JP1248767A priority Critical patent/JPH0820916B2/ja
Publication of JPH03110609A publication Critical patent/JPH03110609A/ja
Publication of JPH0820916B2 publication Critical patent/JPH0820916B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • 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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、光情報処理や光計測の分野において、コヒ
ーレント光を用いて二次元画像を所望の座標変換像に変
換する座標変換装置に関するものである。
〔発明の概要〕
この発明は、光学的座標変換装置において、般に得られ
る座標変換像には強度のばらつきが存在するという問題
点を、強誘電性液晶を用いた液晶ライトバルブに座標変
換像を照射して記憶させるか、または座標変換像をCC
Dカメラなどの撮像装置で描像して画像信号に変換しそ
の画像信号を二値化処理することにより、座標変換像の
強度分布を二値化処理して、強度のばらつきを解消した
ものである。
〔従来の技術〕
従来、例えば文字や部品のように、形状、大きさ、向き
、位置などが異なる物体を光学的に計測、認識する場合
、第一に対象物を二次元の画像(人力像)に変換し、第
二にその入力像を所望の座標系に変換し、第三にその座
標変換像に対して計測や認識を行うという手順が一般的
である。
座標変換の種類としては、向きの異なる物体に対して認
識や回転角の計測などを行う場合には極座標変換、向き
も大きさも共に異なる物体に対して1mや回転角、倍率
の計測などを行う場合には1rir−〇変換など、目的
に応じて様々な種類の座標変換が用いられる。
光学的座標変換方法の一例を第2v!Jに示す、この方
法では、フーリエ変換レンズ6の前焦点面に入力像16
と座標変換フィルタ5を重ねて配置し、その入力像16
の背後からコヒーレント光15を照射することにより、
フーリエ変換レンズ6の後焦点面に配置した受光素子1
7に所望の座標変換像を得ることができる。ここで、上
記座標変換フィルタ5は計算機合成ホログラムにより作
製される。受光素子I7としては、TN液晶を用いた光
書き込み型の液晶ライトバルブやBSO結晶(Bi+2
3iO□。)のような光書き込み型の空間光変調器を用
いることが多く、その空間光変調器に座標変換像を照射
して記憶したのち、コヒーレント光を照射することによ
り記憶した座標変換像を読み出し、パターン認識などの
処理に用いていた。この他にも、光書き込み型空間光変
調器代わりにCCDカメラなどの撮像装置を用い、得ら
れる画像信号を液晶テレビなどの電気書き込み型の空間
光変調器に入力する方法もあった。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかしながら、得られる座標変換像には強度のばらつき
が存在する。そのため、その座標変換像を用いてパター
ン認識などを行う場合には、その強度のばらつきが悪影
響を及ぼすという問題点がありた。座標変換像の強度に
ばらつきが生じる原因は多く考えられるが、その代表的
原因を次に示す、第1の原因は、座標変換フィルタの回
折効率の問題である。座標変換像は座標変換フィルタで
回折されることにより得られるため、一般には光軸から
離れた部分の強度は小さく、光軸に近い部分の強度は大
きくなる。第2の原因は、コヒーレント光の強度はガウ
ス分布をしていることである。
そのため入力像自身に強度分布が存在するので、座標変
換像にも強度のばらつきが生じる―その他にも光学系の
調整不良など様々な原因により座標返還像に強度のばら
つきが生しる。
上記のような理由により、入力像に対しである座標変換
をほどこしても、ノイズ成分が多い場合には座標変換像
中の強度の弱い部分がノイズに埋もれてしまい、ノイズ
と座標変換像の境界が曖昧になり、正確な座標変換像が
得られないことがある。また、入力像における特徴的な
部分の座標変換像の強度が他の部分の強度より相対的に
小さ(なることがある、その場合、その座標変換像を用
いてパターン認識や計測を行っても、特徴的な部分の座
標変換像の強度が小さいため、正確な認識や計測が行え
ないなどの問題点があった。
(課題を解決するための手段〕 上記課題を解決するために、この発明においては、少な
くとも1個のコヒーレント光源と、座標変換の対象とな
る二次元の入力像を保持している第1の空間光変調器と
、前記第1の空間光変調器に重ねて配置した座標変換フ
ィルタと、レンズとを用いて所望の座標変換像を得る手
段と、第2の空間光変調器として強誘電性液晶を用いた
光書き込み型液晶ライトバルブを用いてそれに座II換
像を照射して記憶するか、または座標変換像を撮像装置
を用いて受光することにより画像信号に変換し前記画像
信号を二値化処理したのち電気書き込み型である第2の
空間光変調器に入力することにより、座標変換像の強度
分布を二値化処理して第2の空間光変調器に表示する手
段とを有する。
(作用〕 上記のような構成にすれば、得られる座標変換像の強度
分布に対して、あるしきい値で二値化処理がされるので
、強度のばらつきやノイズ成分のない座標変換像の二値
画像が得られる。そのため、その座標変換像を用いてパ
ターン認識や計測などを行った場合には、正確な認識や
計測を行うことができる。
〔実施例〕
以下に本発明による実施例を図面に基づいて説明する。
第1図は、本発明による実施例の構成図である。この実
施例において、第2の空間光変調器は強誘電性液晶を用
いた液晶ライトバルブである。レーザ1からのコヒーレ
ント光は、ビームエキスパンダ2により光束が拡大され
た後、ビームスプリッタ3で光束に分岐される。ビーム
スプリンタ3を透過した光束は、オープン状態のシャッ
タ11を経て、入力像が書き込まれている第1の空間光
変調器4を照射することにより、入力像をコヒーレント
画像に変換する。そして、そのコヒーレント画像は、第
1の空間光変調器4に重ねて配置されている座標変換フ
ィルタ5を透過し、フーリエ変換レンズ6でフーリエ変
換され、液晶ライトバルブ7を照射する。ここで、フー
リエ変換レンズ6の前焦点面に第1の空間光変調器4と
座標変換フィルタ5を重ねて配置し、後焦点面に液晶ラ
イトバルブ7を配置する。これにより、液晶ライトバル
ブ7上に入力像の座標変換像が記憶される。
ビームスプリンタ3で反射された他方の光束は、ミラー
9.10. ビームスプリフタ8で反射されて液晶ライ
トバルブ7を裏面から照射して反射される。このとき、
シャッタ11は閉じた状態になっている。これにより、
液晶ライトバルブ7に記憶しておいた座標変換像がコヒ
ーレント画像に変換される。このコヒーレント画像はビ
ームスブリック8をi3遇して、認識や計測などの次の
処理系に利用される。
第2の空間光変調器7は、強誘電性液晶を用いた光書き
込み型の液晶ライトバルブである。従来の液晶ライトバ
ルブと異なる点は、液晶層として光透過率または光反射
率と印加電圧の間に明瞭な双安定性を有する強誘電性液
晶を用いていることである。この性質を利用することに
より、座標変換像を二値化画像に変換することができる
第3図は、強誘電性液晶を用いた液晶ライトバルブ7の
構造を示す断面図である。液晶分子を挟持するためのガ
ラスやプラスチックなどの透明基板213.21bは、
表面に透明電極層22a、22b+透明基板の法線方向
からの75度から85度の範囲の角度で一酸化珪素を斜
方蒸着した配向膜層23a。
23bが設けられている。i3明基板21aと21bは
その配向膜層23a、23b側をスペーサ29を介して
間隙を制御して対向させ、強誘電性液晶N24を挟持す
るようになっている。
また、光による書き込み側の透明電極層22a上には光
導電層25.遮光層26.誘電体ミラー27が配向膜2
3aとの間に積層形成され、書き込み側の透明基板21
aと読み出し側の透明基板21bのセル外面には、無反
射コーティング1J28a、28bが形成されている。
次に、上記構造を持つ液晶ライトバルブ7を初期化する
方法を示す、第1の方法は、−度液晶ライトバルブ7の
書き込み面全面を光照射し、光導電層25の引時のしき
い値電圧の最大値よりも十分に高い直流バイアス電圧あ
るいは10011z〜50 k llzの交流電圧を重
畳した直流バイアス電圧を透明電極N22aと22bの
間に印加して、強誘電性液晶分子を一方向の安定状態に
そろえ、その状態をメモリさせる。第2の方法は、光照
射なしで、蹟時のしきい値電圧の最大値よりも十分に高
い直流バイアス電圧あるいは100Hz〜50kHzの
交流電圧を重畳した直流バイアス電圧を透明電極層22
aと22bの間に印加して強誘電性液晶分子を一方向の
安定状態にそろえ、その状態をメモリさせる。
さらに液晶ライトバルブ7を上記のように初期化した後
の動作について示す、光照射なしで、暗時には光導電層
のしきい値電圧の最小値以下であり、光照射時には光導
電層のしきい値電圧の最大値以上となる逆極性の直流バ
イアス電圧あるいは100七〜5Q k llzの交流
電圧を重畳した直流パイアスミ圧を透明電極層22aと
22bの間に印加しながら、レーザ光などによって画像
の光書き込みをする。レーザ照射を受けた領域の光導電
層にはキャリアが発生し、発生したキャリアは直流バイ
アス電圧により電界方向にドリフトし、その結果光導電
層のしきい値電圧が下がり、レーザ照射が行われた領域
にはしきい値電圧以上の逆極性のバイアス電圧が印加さ
れ、強誘電性液晶は自発分極の反転に伴う分子の反転が
起こり、もう一方の安定状態に移行するので、画像が二
値化処理されて記憶される。
二値化されて記憶された画像は、初期化によって揃えら
れた液晶分子の配列の方向(またはそれに直角方向)に
偏光軸を合わせた直線偏光の読み出し光の照射、及び誘
電体ミラー27による反射光の偏光方向に対し、偏光軸
が直角(または平行)になるように配置された検光子を
通すことにより、ポジ状態またはネガ状態で読みだすこ
とができる。
画像を二値化する場合のしきい値は、透明電極層22a
と22bの間に印加する交流電圧の周波数や直流バイア
ス電圧の値を調整することにより、変化させることがで
きる。また、レーザのパワーを調整して座標変換像の光
強度を変化させることにより、実質的にしきい値を変化
させた場合と同じ効果が得られる。
以上のことから座標変換像が二値化されるので、たとえ
ノイズ成分が多く通常ならノイズに埋もれてしまうよう
な場合でも、しきい値を調整することによりノイズ成分
のない正確な座標変換像を得ることができる。また、座
標変換像自身に強度のばらつきがないので、認識や計測
などの次の光学系に利用しやすい。
第4図は本発明による他の実施例の構成図を示す、この
実施例では、第2の空間光変調器として、液晶テレビを
用いている。第1の空間光変換器4が保持している入力
像の座標変換像を得るまでは前記実施例と同じであるの
で省略する。フーリエ変換レンズ6の後焦点面にCOD
カメラ12を配置する。それによって、入力像の座標変
換像の強度分布が画像信号に変換される。この画像信号
を二値化回路13であるしきい値を決めて二値化処理す
る。そして、二値化した座標変換像の強度分布を液晶テ
レビ14に表示する。ビームスプリンタ3で分けられた
他方の光束は、ミラー9で反射されて液晶テレビ14を
照射する。それにより液晶テレビ14に表示した二値化
した座標変換像をコヒーレント画像に変換することがで
きる。
第4図における実施例において、二値化処理した画像信
号を液晶テレビ14に表示しているが、レーザスキャナ
などの走査光学系を用いて光書き込み型の空間光変換器
に記憶してもよいことは言うまでもない。
上記実施例において、第1の空間光変調器としては、光
書き込み型または電気書き込み型の空間光変調器でもよ
いし、フィルムでも良いことは言うまでもない。
上記実施例において、レーザ1からの光束をビームスプ
リンタ3を用いて2光束に分離しているが、レーザを2
個用いても良いことはいうまでもない。
上記実施例において、誘電体ミラー27の可視光反射率
が十分大きく、光導電層25に対して読み出し光の影響
が極めて小さい場合は遮光層26を省略することができ
る。さらに、光導電N25の読み出し光に対する反射率
が十分大きく、かつ読み出し光が十分小さく光導電層2
5に対して読み出し光の影響が極めて小さい場合には、
誘電体ミラー27も省略することができる。
〔発明の効果〕
以上説明したように、入力像の座標変換像を二値化した
像が得られるので、パターン認識のみに限らず計測など
においても、座標変換像の強度のばらつきに影響されな
い正確な認識や計測が可能となる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明による実施例の構成図、第2図は光学的
座標変換の方法の一例を示す図、第3図は強誘電性液晶
を用いた液晶ライトバルブの構造を示す断面図、第4図
は本発明による他の実施例の構成図である。 ・レーザ ・ビームエキスパンダ ・ビームスプリンタ ・第1の空間光変調器 ・座標変換フィルタ ・フーリエ変換レンズ ・液晶ライトバルブ (第2の空間光変調器) ・ビームスプリッタ ・ミラー ・ミラー ・シャッタ ・CODカメラ ・二値化回路 ・液晶テレビ(第2の空間光変調器) ・コヒーレント光 ・入力像 ・受光素子 21a、21b・・・透明基板 22a、22b・・・透明電掻層 23a、23b・・・配向膜層 24・・・・・強吉電性液晶層 25・・・・・光導電層 26・・・・・遮光層 27・・・・・誘電体ミラー 23a、28b・・・無反射コーティング29・・・・
・スペーサ

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)CCDカメラなどの撮像装置から得られる二次元
    画像を、コヒーレント光を用いて座標変換する装置にお
    いて、 少なくとも1個のコヒーレント光源と、座標変換の対象
    となる二次元の入力像を保持している第1の空間光変調
    器と、前記第1の空間光変調器に重ねて配置した座標変
    換フィルタと、レンズとを用いて所望の座標変換像を得
    る手段と、 前記座標変換像の強度分布を二値化処理して第2の空間
    光変調器に表示する手段とを具備してなることを特徴と
    する光学的座標変換装置。
  2. (2)前記座標変換像の強度分布を二値化処理して第2
    の空間光変調器に表示する手段が、強誘電性液晶を用い
    た光書き込み型液晶ライトバルブである第2の空間光変
    調器に座標変換像を照射して記憶する請求項1記載の光
    学的座標変換装置。
  3. (3)座標変換像の強度分布を二値化処理して第2の空
    間光変調器に表示する手段が、座標変換像を撮像装置を
    用いて受光することにより画像信号に変換し、前記画像
    信号を二値化処理したのち電気書き込み型である第2の
    空間光変調器に入力する請求項1記載の光学的座標変換
    装置。
JP1248767A 1989-09-25 1989-09-25 光学的座標変換装置 Expired - Fee Related JPH0820916B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1248767A JPH0820916B2 (ja) 1989-09-25 1989-09-25 光学的座標変換装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1248767A JPH0820916B2 (ja) 1989-09-25 1989-09-25 光学的座標変換装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH03110609A true JPH03110609A (ja) 1991-05-10
JPH0820916B2 JPH0820916B2 (ja) 1996-03-04

Family

ID=17183075

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP1248767A Expired - Fee Related JPH0820916B2 (ja) 1989-09-25 1989-09-25 光学的座標変換装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH0820916B2 (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05265051A (ja) * 1992-03-23 1993-10-15 Nippon Hoso Kyokai <Nhk> 空間光変調素子の製造方法
WO2001053876A1 (fr) * 2000-01-19 2001-07-26 Hamamatsu Photonics K.K. Dispositif d'usinage par laser

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61123981A (ja) * 1984-04-20 1986-06-11 Hitachi Ltd 画像の関数変換装置
JPS6274169A (ja) * 1985-09-27 1987-04-04 Hamamatsu Photonics Kk 画像論理演算装置
JPS62179067A (ja) * 1986-01-31 1987-08-06 Hamamatsu Photonics Kk 画像処理装置
JPH01112282A (ja) * 1987-10-26 1989-04-28 Nec Corp 液晶投射ディスプレイ装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61123981A (ja) * 1984-04-20 1986-06-11 Hitachi Ltd 画像の関数変換装置
JPS6274169A (ja) * 1985-09-27 1987-04-04 Hamamatsu Photonics Kk 画像論理演算装置
JPS62179067A (ja) * 1986-01-31 1987-08-06 Hamamatsu Photonics Kk 画像処理装置
JPH01112282A (ja) * 1987-10-26 1989-04-28 Nec Corp 液晶投射ディスプレイ装置

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05265051A (ja) * 1992-03-23 1993-10-15 Nippon Hoso Kyokai <Nhk> 空間光変調素子の製造方法
WO2001053876A1 (fr) * 2000-01-19 2001-07-26 Hamamatsu Photonics K.K. Dispositif d'usinage par laser
US6710292B2 (en) 2000-01-19 2004-03-23 Hamamatsu Photonics K.K. Laser machining device

Also Published As

Publication number Publication date
JPH0820916B2 (ja) 1996-03-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3023694B2 (ja) 多参照画像用光パターン認識方法
Lugt Coherent optical processing
US4832447A (en) Joint transform image correlation using a nonlinear spatial light modulator at the fourier plane
US5327286A (en) Real time optical correlation system
EP0516106B1 (en) An optical pattern recognition apparatus with coordinate conversion function
JPS6254284A (ja) 光学的特性の強調を行なう装置
US5020111A (en) Spatial symmetry cueing image processing method and apparatus
US4707077A (en) Real time image subtraction with a single liquid crystal light valve
Casasent Coherent light valves
EP0517344A1 (en) Optical correlation apparatus
JPH03110609A (ja) 光学的座標変換装置
JP3062664B2 (ja) 座標変換機能を有する光学的パターン認識装置
Uhrich et al. Submicrometer defect detection in periodic structures by photorefractive holography: system design and performance
JPH04354076A (ja) 光パターン認識素子
Gara Optical computing for image processing
US5233554A (en) Programmable optical correlator
Sjoberg et al. Compact optical correlator: pre-processing and filter encoding strategies applied to images with varying illumination
JPH06235620A (ja) 実時間位相形状測定装置
JP2676268B2 (ja) 光学的パターン認識装置
JP2676562B2 (ja) 光パターン認識装置
US5289304A (en) Variable rate transfer of optical information
JP3066457B2 (ja) 光学的パターン認識装置
JPH0652320A (ja) 座標変換機能を有する光学的パターン認識装置
Gorecki Phase-correlation techniques for quasi real-time measurement of deformations with digital speckle interferometry
Petts et al. A Real-Time Optical Image Processing System

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Cancellation because of no payment of annual fees