JPH0549083B2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- JPH0549083B2 JPH0549083B2 JP60023675A JP2367585A JPH0549083B2 JP H0549083 B2 JPH0549083 B2 JP H0549083B2 JP 60023675 A JP60023675 A JP 60023675A JP 2367585 A JP2367585 A JP 2367585A JP H0549083 B2 JPH0549083 B2 JP H0549083B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- optical
- optical filter
- repeating
- filter
- radiation
- 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.)
- Expired - Lifetime
Links
Landscapes
- Optical Elements Other Than Lenses (AREA)
- Lenses (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は光学的情報処理に関し、さらに詳しく
言えば光学的空間フイルター装置において使用す
る反復フイルター装置に関する。
言えば光学的空間フイルター装置において使用す
る反復フイルター装置に関する。
光学的空間フイルターとフーリエ変換装置を使
用して選択的空間周波数のフイルター作用を達成
する技術は知られている。そのような装置は通常
平行なコヒーレント光源を有し、該光源からの光
の経路において適宜の変換器によつて変調がなさ
れるが、この変換器の後方に凸レンズ、光学的空
間フイルター(これはプログラム可能な空間フイ
ルター(PSF)であつてよい)、第2の凸レンズ、
及び検出手段が配置される。そのような装置にお
いては、上記変換器を通過する光源からの光が変
調され、従つて該第1レンズの後方の焦点面に回
折パターン(フーリエ変換)を生ずる。第2レン
ズは該空間フイルターを通過する回折パターンの
逆フーリエ変換をもたらして、それが変調された
入力光信号の空間周波数でフイルターされた表示
となつている。第2レンズを出てゆくこの光信号
はフーリエ平面に表われるすべての空間周波数か
らPSFによつて選択的にフイルター出力されたも
のを除いた分を含んでいる。従つて、従来技術の
教えるところによれば、フーリエ平面内において
PSFの空間周波数分布を変化させるとそれに対応
して、分解能/高周波数、コントラスト/低空間
周波数及び位相応答を伴なう逆変換像となる。
用して選択的空間周波数のフイルター作用を達成
する技術は知られている。そのような装置は通常
平行なコヒーレント光源を有し、該光源からの光
の経路において適宜の変換器によつて変調がなさ
れるが、この変換器の後方に凸レンズ、光学的空
間フイルター(これはプログラム可能な空間フイ
ルター(PSF)であつてよい)、第2の凸レンズ、
及び検出手段が配置される。そのような装置にお
いては、上記変換器を通過する光源からの光が変
調され、従つて該第1レンズの後方の焦点面に回
折パターン(フーリエ変換)を生ずる。第2レン
ズは該空間フイルターを通過する回折パターンの
逆フーリエ変換をもたらして、それが変調された
入力光信号の空間周波数でフイルターされた表示
となつている。第2レンズを出てゆくこの光信号
はフーリエ平面に表われるすべての空間周波数か
らPSFによつて選択的にフイルター出力されたも
のを除いた分を含んでいる。従つて、従来技術の
教えるところによれば、フーリエ平面内において
PSFの空間周波数分布を変化させるとそれに対応
して、分解能/高周波数、コントラスト/低空間
周波数及び位相応答を伴なう逆変換像となる。
経時変化する基準に従つてフイルターの適合し
たフイルターを行いあるいは電子的にプログラム
することが従来提案されてきた。所望の信号のス
ペクトルに合致したフイターの概念が理論的に最
適なフイルター作用をもたらす。実際の(現実界
の)状態、特により高レベルの狭帯域信号を含ん
だ広いスペクトル信号が検出された場合、広帯域
の広がつたスペクトル信号の通過帯域内にある狭
帯域(ノツチ)フイルターによつてこの高レベル
信号を減少させるかあるいは除去することが望ま
しい。
たフイルターを行いあるいは電子的にプログラム
することが従来提案されてきた。所望の信号のス
ペクトルに合致したフイターの概念が理論的に最
適なフイルター作用をもたらす。実際の(現実界
の)状態、特により高レベルの狭帯域信号を含ん
だ広いスペクトル信号が検出された場合、広帯域
の広がつたスペクトル信号の通過帯域内にある狭
帯域(ノツチ)フイルターによつてこの高レベル
信号を減少させるかあるいは除去することが望ま
しい。
特にある数のフイルターが必要な場合、比較的
通常の電子的フイルターを使用しないで、このフ
イルター作用を光学的に達成することに大きな利
点がある。広帯域RF信号の高速適応フイルター
作用及び再生への光学的技術の使用が従来技術に
おいて教示されている。たとえば、IEEE超音波
学会議(1981年)における論文「音響−光学技術
の使用による広帯域信号の高速適応フイルター作
用による変換とその再生」(ジヨン・エヌ・リー
外)及び以下に記載の文献を参照。
通常の電子的フイルターを使用しないで、このフ
イルター作用を光学的に達成することに大きな利
点がある。広帯域RF信号の高速適応フイルター
作用及び再生への光学的技術の使用が従来技術に
おいて教示されている。たとえば、IEEE超音波
学会議(1981年)における論文「音響−光学技術
の使用による広帯域信号の高速適応フイルター作
用による変換とその再生」(ジヨン・エヌ・リー
外)及び以下に記載の文献を参照。
テイー・エム・ターピン、「光学的処理を用い
たスペクトル解析」、IEEE会報第69巻第1号、
1981年1月発行。
たスペクトル解析」、IEEE会報第69巻第1号、
1981年1月発行。
ダブリユ・テイー・ローズ、「音響−光学的信
号処理におけるたたみ込みと相関関係」、IEEE会
報第69巻第1号、1981年1月発行。
号処理におけるたたみ込みと相関関係」、IEEE会
報第69巻第1号、1981年1月発行。
エー・コーペル、「音響−光学、その基礎に関
する報告」、IEEE会報第69巻第1号、1981年1月
発行。これらの従来技術による光学的空間フイル
ター作用についての教示はすべて単1段のフイル
ター装置に焦点をしぼつているように思える。こ
れらの従来装置特にPSFを使用している装置にお
いては、最大のフイルターによる減衰は約25dB
であり、これは現在手に入る単1段のPSFを備え
た装置で実現できる最大の減衰である。
する報告」、IEEE会報第69巻第1号、1981年1月
発行。これらの従来技術による光学的空間フイル
ター作用についての教示はすべて単1段のフイル
ター装置に焦点をしぼつているように思える。こ
れらの従来装置特にPSFを使用している装置にお
いては、最大のフイルターによる減衰は約25dB
であり、これは現在手に入る単1段のPSFを備え
た装置で実現できる最大の減衰である。
このように、従来技術は単1段の空間フイルタ
ー装置以上の何ものも教示するものではない。
ー装置以上の何ものも教示するものではない。
本発明は、上記事情にかんがみてなされたもの
で反復手段によりPSFの各段が効率良く縦続接続
されるので、減衰が段数(反復数)の関数として
増加することのできる反復フイルター装置を提供
するものである。
で反復手段によりPSFの各段が効率良く縦続接続
されるので、減衰が段数(反復数)の関数として
増加することのできる反復フイルター装置を提供
するものである。
本発明による装置はコヒーレントな平行に指向
された光学的輻射のビームを利用のため取り出す
に先立つて多数回光学的フイルター装置を通過さ
せる光学的フイルター装置である。この光学的フ
イルター装置は、入射ビームの光学的フーリエ変
換を形成する装置と、変換されたビームを通過さ
せる光学的フイルターと、フイルターされたビー
ムの光学的フーリエ逆変換を形成する装置と、並
びにフイルターされたビームを該フイルター装置
へ反復帰還通過させる装置とを含んでいる。光学
的変換形成装置の適切なものとしては、レンズ系
で、フイルターは空間フイルターがあるが、好適
にはプログラム可能型が望ましい。反射体あるい
は屈折体の配列が光学的フイルター装置から出て
くるビームがその装置を帰還通過するようにさせ
て所望段数のフイルター作用通過を得るよう構成
されている。必要ならば、光の反転装置をこの系
へ組み込んでビームを反転することができる。
された光学的輻射のビームを利用のため取り出す
に先立つて多数回光学的フイルター装置を通過さ
せる光学的フイルター装置である。この光学的フ
イルター装置は、入射ビームの光学的フーリエ変
換を形成する装置と、変換されたビームを通過さ
せる光学的フイルターと、フイルターされたビー
ムの光学的フーリエ逆変換を形成する装置と、並
びにフイルターされたビームを該フイルター装置
へ反復帰還通過させる装置とを含んでいる。光学
的変換形成装置の適切なものとしては、レンズ系
で、フイルターは空間フイルターがあるが、好適
にはプログラム可能型が望ましい。反射体あるい
は屈折体の配列が光学的フイルター装置から出て
くるビームがその装置を帰還通過するようにさせ
て所望段数のフイルター作用通過を得るよう構成
されている。必要ならば、光の反転装置をこの系
へ組み込んでビームを反転することができる。
反復フイルター作用は処理される信号の不要部
分の減衰を改善する。単1のフイルター段が、総
計n×m個の電子式フイルターにおいて各解像要
素mに設けられている場合の電子式フイルター
段、〔ただしnは解像要素当たりのフイルター段
数とし、たとえば、6乃至10個であり、mは解像
度(1≦m≦200)である。〕と比較して、本発明
を使用する解像度200の単1の光学的フイルター
装置で最大2000個の電子式フイルターが得られる
ことになる。本発明では、不要の周波数の減衰は
反復段数nによつて決まる係数を乗じた大きさと
なる。単1の空間フイルターと変換レンズ対とか
ら得られる結果は、回折の影響やその他の装置の
器具に対して余裕が見込まれているならば、フイ
ルター装置を縦続接続してn段となしたものと実
効的に殆ど同じものである。
分の減衰を改善する。単1のフイルター段が、総
計n×m個の電子式フイルターにおいて各解像要
素mに設けられている場合の電子式フイルター
段、〔ただしnは解像要素当たりのフイルター段
数とし、たとえば、6乃至10個であり、mは解像
度(1≦m≦200)である。〕と比較して、本発明
を使用する解像度200の単1の光学的フイルター
装置で最大2000個の電子式フイルターが得られる
ことになる。本発明では、不要の周波数の減衰は
反復段数nによつて決まる係数を乗じた大きさと
なる。単1の空間フイルターと変換レンズ対とか
ら得られる結果は、回折の影響やその他の装置の
器具に対して余裕が見込まれているならば、フイ
ルター装置を縦続接続してn段となしたものと実
効的に殆ど同じものである。
好適な実施例において、反復フイルター装置は
無線周波信号の光学的フイルター装置に組み込ま
れた状態で開示されている。その実施例には、無
線周波信号は音響−光学変調器に供給されてレー
ザビームを変調する。変調された出力ビームは光
学的フーリエ変換レンズを通過して該レンズの後
側焦点面で空間周波数分布を生ずる。この信号は
無線周波数分布に空間的及び時間的に1対1の対
応関係を含む。変換されたビームは次いで指向さ
れて空間フイルターを通過するが、該フイルター
もまた変換用レンズの後方焦点面に置かれている
(もしPSFがフイルター作用に使用された場合、
1点から他点への光の伝達はPSFによつて制御さ
れてある空間周波数の通過を阻止しプログラムさ
れたノツチ周波数に対応する他の周波数を通過さ
せ得る)。空間フイルターを通過する光の空間周
波数は無線周波数で変調されたレーザの光の搬送
周波数から成る。光のフーリエ逆変換レンズはフ
イルター作用を受けたビームを結像して出力し、
この出力は反復反射体配列と反転プリズムとで指
向されて帰還して、変換レンズ、空間フイルター
並びに逆変換装置を多数回通過する。この反復し
てフイルター作用を受けたビームは、次いで光の
混合装置へ到る。該混合装置では、該ビームは局
部発振器の参照ビームと混合される。変調された
レーザビームを局部発振器ビームで結合し更にそ
の総和を二乗検波作用を有する光検出器へ入力さ
せてやるとヘテロダイン作用によつて異なる周波
数の発生をみる。この光検出器の電気的出力は増
幅され、まず最初にフイルターされ次いで通常の
後段処理を受けるようになる。
無線周波信号の光学的フイルター装置に組み込ま
れた状態で開示されている。その実施例には、無
線周波信号は音響−光学変調器に供給されてレー
ザビームを変調する。変調された出力ビームは光
学的フーリエ変換レンズを通過して該レンズの後
側焦点面で空間周波数分布を生ずる。この信号は
無線周波数分布に空間的及び時間的に1対1の対
応関係を含む。変換されたビームは次いで指向さ
れて空間フイルターを通過するが、該フイルター
もまた変換用レンズの後方焦点面に置かれている
(もしPSFがフイルター作用に使用された場合、
1点から他点への光の伝達はPSFによつて制御さ
れてある空間周波数の通過を阻止しプログラムさ
れたノツチ周波数に対応する他の周波数を通過さ
せ得る)。空間フイルターを通過する光の空間周
波数は無線周波数で変調されたレーザの光の搬送
周波数から成る。光のフーリエ逆変換レンズはフ
イルター作用を受けたビームを結像して出力し、
この出力は反復反射体配列と反転プリズムとで指
向されて帰還して、変換レンズ、空間フイルター
並びに逆変換装置を多数回通過する。この反復し
てフイルター作用を受けたビームは、次いで光の
混合装置へ到る。該混合装置では、該ビームは局
部発振器の参照ビームと混合される。変調された
レーザビームを局部発振器ビームで結合し更にそ
の総和を二乗検波作用を有する光検出器へ入力さ
せてやるとヘテロダイン作用によつて異なる周波
数の発生をみる。この光検出器の電気的出力は増
幅され、まず最初にフイルターされ次いで通常の
後段処理を受けるようになる。
従つて、本発明の第1の目的は光学的装置にお
いて、信号ビームを多数回反復して単1の光の空
間フイルターを通過させて不要の信号の周波数の
減衰がその回数倍されるようにする装置を提供す
るにある。
いて、信号ビームを多数回反復して単1の光の空
間フイルターを通過させて不要の信号の周波数の
減衰がその回数倍されるようにする装置を提供す
るにある。
本発明の更なる目的は単1のコンパクトな閉ル
ープ反復段における空間フイルター段を効果的に
縦続接続する光学的装置を提供するにある。
ープ反復段における空間フイルター段を効果的に
縦続接続する光学的装置を提供するにある。
本発明の他の目的は無線周波スペクトルの適応
するノズルフイルター用の光学的装置を提供する
にある。
するノズルフイルター用の光学的装置を提供する
にある。
他の目的及び利点は以下に本発明の実施例を示
す添付図面を参照しつつさらに詳述する。
す添付図面を参照しつつさらに詳述する。
図面中第1図はヘテロダイ作用をなす光の一次
元ノツチフイルター装置に組込まれる反復光フイ
ルター装置10を示す。勿論、本発明の反復装置
はこの実施例及びそれに続くヘテロダイン作用を
なすフイルター装置を備えて使用する実施例の中
に記述されているけれども、そのような使用は本
発明の上記実施例に限定することを意味するもの
ではないことは理解されよう。反復フイルター装
置10は光学的フーリエ変換装置12と、空間フ
イルター14と、光学的フーリエ逆変換装置16
と、該フイルター14の各々の側方に該フイルタ
ー14に対向するように並列に配置された反転プ
リズム70乃至74に協働して反射体20乃至2
8の配列18とを含む。
元ノツチフイルター装置に組込まれる反復光フイ
ルター装置10を示す。勿論、本発明の反復装置
はこの実施例及びそれに続くヘテロダイン作用を
なすフイルター装置を備えて使用する実施例の中
に記述されているけれども、そのような使用は本
発明の上記実施例に限定することを意味するもの
ではないことは理解されよう。反復フイルター装
置10は光学的フーリエ変換装置12と、空間フ
イルター14と、光学的フーリエ逆変換装置16
と、該フイルター14の各々の側方に該フイルタ
ー14に対向するように並列に配置された反転プ
リズム70乃至74に協働して反射体20乃至2
8の配列18とを含む。
光信号の変換と逆変換を生ずる二重凸レンズ組
12及び16が示されている。しかしホログラフ
フイツクレンズ等のような他の知られた変換生成
手段は適宜選択的に使用できる。また、既知の装
置、たとえばプログラム可能な空間フイルター
(PSF)、符号波長板、光学的透明体のようなもの
が空間フイルターとして使用できる。もし空間フ
イルター14がプログラム可能型ならば、前述の
ジヨン・エヌ・リー外によるIEEEの超音波学会
議資料で教示されたようなフイルター始動用電子
装置15が空間フイルターをプログラムするのに
利用できる。逆反射キユーブ20乃至28からな
る反射体配列18が図示されているが、角形反射
器を代わりに使用できる。
12及び16が示されている。しかしホログラフ
フイツクレンズ等のような他の知られた変換生成
手段は適宜選択的に使用できる。また、既知の装
置、たとえばプログラム可能な空間フイルター
(PSF)、符号波長板、光学的透明体のようなもの
が空間フイルターとして使用できる。もし空間フ
イルター14がプログラム可能型ならば、前述の
ジヨン・エヌ・リー外によるIEEEの超音波学会
議資料で教示されたようなフイルター始動用電子
装置15が空間フイルターをプログラムするのに
利用できる。逆反射キユーブ20乃至28からな
る反射体配列18が図示されているが、角形反射
器を代わりに使用できる。
第1図に開示されたヘテロダイン装置は輻射ビ
ーム32を生ずるレーザのような光源30を含
む。該ビームは指向されて変調装置を通過しスペ
クトル及び/あるいは時間的信号の情報を該変調
装置を通過する輻射ビーム上に付与する。好適に
は、光源30はコリメイトされ、実質的にコヒー
レントな輻射ビームを供する。既知のブラツグセ
ル(Bragg cell)等のような音響−光学的変調
器34を用いて信号の情報を輻射ビーム32へ付
与する。関心のある通過帯域における無線周波数
のような適宜な入力36が、変調器34の変換器
部分38によつてその変調器の変調媒体に付与さ
れる。変調器34からの変調出力ビーム40は、
次いでフイルター装置10内へ導入される。図示
のように、ビーム40はレンズ12によつて変換
され、変換された信号42は空間フイルター14
を通過する。この場合、不要の周波数がフイルタ
ー作用を受けて空間的に分布しフイルター出力さ
れた無線周波スペクトルの変調された光の出力が
生ずる。該光の出力はレンズ16を通過しフーリ
エ逆変換ビーム46を生ずる。該ビーム46は逆
反射体24によつて逆方向へ反射され、反転プリ
ズム70を通過して、それから反転出力ビーム4
8がレンズ16、空間フイルター14、レンズ1
2を通過して、逆反射体28によつて反射された
後、反転プリズム71を通過して再びフーリエ光
学器へ帰還する。逆反射体22,26及び20に
よつて連続して逆反射され、その結果フイルター
光学装置(nは、n−1個の逆反射体に対する反
復数)を通過した後に、そのフイルター光学装置
からの出力ビーム50が反射体52によつてビー
ム結合キユーブ54のような光学的総和器内へ向
けられる。反復フイルター作用により不要の周波
数の減衰はこのシステムの光学的解像度によつて
決まる係数を乗じたものになる、回折作用をなす
物やそれ以外の装置の器具を設けることについて
明らかにするならば、単1の空間フイルターと本
発明の反復装置を使用するレンズ組との結果はフ
イルター装置をn段縦続接続する場合と実効的に
殆ど同じである。第1図の実施例において、信号
ビームは反復フイルター装置10内にて6段のフ
イルター通過を受けている。フイルターされた該
信号ビームは反復フイルター作用をなす一次元変
換のみを受けるのと、また本発明の第1図の実施
例の光学装置が該ビームを単1の平面に沿う空間
フイルター(第2図参照)を通過せしめることか
ら、1個の一次元空間フイルターが使用される。
上記信号ビームが該空間フイルターを通過した後
に、その光の空間周波数は該フイルターによつて
除去された成分だけ減じられる。従つて、そのビ
ームスペクトルは無線周波数での変調を伴なつた
レーザ周波数の光搬送波からなる。。
ーム32を生ずるレーザのような光源30を含
む。該ビームは指向されて変調装置を通過しスペ
クトル及び/あるいは時間的信号の情報を該変調
装置を通過する輻射ビーム上に付与する。好適に
は、光源30はコリメイトされ、実質的にコヒー
レントな輻射ビームを供する。既知のブラツグセ
ル(Bragg cell)等のような音響−光学的変調
器34を用いて信号の情報を輻射ビーム32へ付
与する。関心のある通過帯域における無線周波数
のような適宜な入力36が、変調器34の変換器
部分38によつてその変調器の変調媒体に付与さ
れる。変調器34からの変調出力ビーム40は、
次いでフイルター装置10内へ導入される。図示
のように、ビーム40はレンズ12によつて変換
され、変換された信号42は空間フイルター14
を通過する。この場合、不要の周波数がフイルタ
ー作用を受けて空間的に分布しフイルター出力さ
れた無線周波スペクトルの変調された光の出力が
生ずる。該光の出力はレンズ16を通過しフーリ
エ逆変換ビーム46を生ずる。該ビーム46は逆
反射体24によつて逆方向へ反射され、反転プリ
ズム70を通過して、それから反転出力ビーム4
8がレンズ16、空間フイルター14、レンズ1
2を通過して、逆反射体28によつて反射された
後、反転プリズム71を通過して再びフーリエ光
学器へ帰還する。逆反射体22,26及び20に
よつて連続して逆反射され、その結果フイルター
光学装置(nは、n−1個の逆反射体に対する反
復数)を通過した後に、そのフイルター光学装置
からの出力ビーム50が反射体52によつてビー
ム結合キユーブ54のような光学的総和器内へ向
けられる。反復フイルター作用により不要の周波
数の減衰はこのシステムの光学的解像度によつて
決まる係数を乗じたものになる、回折作用をなす
物やそれ以外の装置の器具を設けることについて
明らかにするならば、単1の空間フイルターと本
発明の反復装置を使用するレンズ組との結果はフ
イルター装置をn段縦続接続する場合と実効的に
殆ど同じである。第1図の実施例において、信号
ビームは反復フイルター装置10内にて6段のフ
イルター通過を受けている。フイルターされた該
信号ビームは反復フイルター作用をなす一次元変
換のみを受けるのと、また本発明の第1図の実施
例の光学装置が該ビームを単1の平面に沿う空間
フイルター(第2図参照)を通過せしめることか
ら、1個の一次元空間フイルターが使用される。
上記信号ビームが該空間フイルターを通過した後
に、その光の空間周波数は該フイルターによつて
除去された成分だけ減じられる。従つて、そのビ
ームスペクトルは無線周波数での変調を伴なつた
レーザ周波数の光搬送波からなる。。
前記反復フイルター装置10からの出力ビーム
50は光学的結合装置54内にて局部発振器の参
照ビーム56と結合され、その出力58は適宜な
二乗検波作用を有する光検出器60へ導入され
る。この場合、無線周波数と異なる周波数が生ず
る。該検出器からの電気的出力62がフイルター
されるか、さもなければ従来通りに処理されて使
用に供せられる。
50は光学的結合装置54内にて局部発振器の参
照ビーム56と結合され、その出力58は適宜な
二乗検波作用を有する光検出器60へ導入され
る。この場合、無線周波数と異なる周波数が生ず
る。該検出器からの電気的出力62がフイルター
されるか、さもなければ従来通りに処理されて使
用に供せられる。
いま第3図及び第4図を参照すると、それには
ヘテロダイン作用を有する光学的二次元ノツチフ
イルター装置に組込まれた本発明の反復フイルタ
ーの別の実施例101を開示している。反復フイ
ルター装置101は光学的フーリエ変換装置11
2と、空間フイルター114と、光学的フーリエ
逆変換装置116と、該フーリエの各一方の側に
てこれに対向するよう並列に構成されて配置され
た逆方向反射体120乃至128からなる配列1
18とを含む。この実施例では、円筒型レンズが
変換装置112及び116に使用できる。要素1
20乃至128を二次元空間フイルター(第5図
参照)と共に作動のための変位を与えるようにな
して、反復フイルター期間中に円筒型レンズが一
次元変換を行なう。反転が、二次元空間フイルタ
ーの隣接する要素170乃至175を交互に配列
することで達成されるので、装置1の第1図にお
けるような反転プリズムは使用されていないとい
うことに注目すべきである。
ヘテロダイン作用を有する光学的二次元ノツチフ
イルター装置に組込まれた本発明の反復フイルタ
ーの別の実施例101を開示している。反復フイ
ルター装置101は光学的フーリエ変換装置11
2と、空間フイルター114と、光学的フーリエ
逆変換装置116と、該フーリエの各一方の側に
てこれに対向するよう並列に構成されて配置され
た逆方向反射体120乃至128からなる配列1
18とを含む。この実施例では、円筒型レンズが
変換装置112及び116に使用できる。要素1
20乃至128を二次元空間フイルター(第5図
参照)と共に作動のための変位を与えるようにな
して、反復フイルター期間中に円筒型レンズが一
次元変換を行なう。反転が、二次元空間フイルタ
ーの隣接する要素170乃至175を交互に配列
することで達成されるので、装置1の第1図にお
けるような反転プリズムは使用されていないとい
うことに注目すべきである。
第3図、第4図のヘテロダイン作用装置の動作
において、光源130は音響−光学的変調器13
4へ指向通過されるコリメートされたコヒーレン
ト輻射ビーム132を生ずる。無線周波数入力信
号136は該変調器の変換器部分138を駆動し
て無線周波数変調を該変調器から出てくる出力ビ
ーム140に与える。ビーム140は反復フイル
ター装置101内へ導入され、そこで該ビームは
レンズ112によつて変換され、空間フイルター
114の要素列170を通過後にレンズ116を
指向通過するが、その際にフーリエ逆変換を受け
る。レンズ116を出る出力ビーム146は逆方
向反射体120によつて逆方向に反射され、該反
射体からの反転出力ビーム148は変換レンズ1
16を再び通過して空間フイルター114のもう
1つの反転された要素列171、変換レンズ11
2へ向けられ、さらに逆方向反射体128によつ
て反射されて再び該フイルター光学装置を帰還通
過する。
において、光源130は音響−光学的変調器13
4へ指向通過されるコリメートされたコヒーレン
ト輻射ビーム132を生ずる。無線周波数入力信
号136は該変調器の変換器部分138を駆動し
て無線周波数変調を該変調器から出てくる出力ビ
ーム140に与える。ビーム140は反復フイル
ター装置101内へ導入され、そこで該ビームは
レンズ112によつて変換され、空間フイルター
114の要素列170を通過後にレンズ116を
指向通過するが、その際にフーリエ逆変換を受け
る。レンズ116を出る出力ビーム146は逆方
向反射体120によつて逆方向に反射され、該反
射体からの反転出力ビーム148は変換レンズ1
16を再び通過して空間フイルター114のもう
1つの反転された要素列171、変換レンズ11
2へ向けられ、さらに逆方向反射体128によつ
て反射されて再び該フイルター光学装置を帰還通
過する。
逆方向反射体122,126及び124(n−
1個の逆方向反射体に対してn段の反復)による
連続する逆方向反射が、従つて該フイルター光学
装置を通過した後は、該光学装置からのフイルタ
ー出力ビーム150は反射体152によつて光学
的結合器154内へ指向される。その際、該出力
ビームは局部発振器参照ビーム156と結合され
る。良く知られていることであるが、参照ビーム
156は適宜なビームスプリツター158によつ
て入力ビーム132から分離されたビームを利用
し得るが、反射体160によつて結合器154内
へ指向される。該結合器からの出力ビーム162
は二乗検波作用型光検出器164内へ導入される
が、該光検出器は、ヘテロダイン作用によつて電
気的出力166を生ずる。該電気的出力はフイル
ターされるかさもなくば通常なされるよう処理さ
れて使用に供される。
1個の逆方向反射体に対してn段の反復)による
連続する逆方向反射が、従つて該フイルター光学
装置を通過した後は、該光学装置からのフイルタ
ー出力ビーム150は反射体152によつて光学
的結合器154内へ指向される。その際、該出力
ビームは局部発振器参照ビーム156と結合され
る。良く知られていることであるが、参照ビーム
156は適宜なビームスプリツター158によつ
て入力ビーム132から分離されたビームを利用
し得るが、反射体160によつて結合器154内
へ指向される。該結合器からの出力ビーム162
は二乗検波作用型光検出器164内へ導入される
が、該光検出器は、ヘテロダイン作用によつて電
気的出力166を生ずる。該電気的出力はフイル
ターされるかさもなくば通常なされるよう処理さ
れて使用に供される。
第3図及び第4図にて実施された本発明の装置
において、処理される信号ビームは反復フイルタ
ー装置101内にて6段のフイルター通過を成す。
しかし、本発明の種々の実施例において、なされ
たフイルター通過回数は信号ビームのフイルター
通過を得るために使用される逆方向反射体の個数
に応じて変わり、図示されたものから種々改変す
ることができるという事が認識できよう。この実
施例においては、二次元空間フイルターは、反復
フイルター作用期間中に生じるように、伝達にお
いて要素列による交互の反転によつても有利にフ
イルター応答を達成するよう使用される。
において、処理される信号ビームは反復フイルタ
ー装置101内にて6段のフイルター通過を成す。
しかし、本発明の種々の実施例において、なされ
たフイルター通過回数は信号ビームのフイルター
通過を得るために使用される逆方向反射体の個数
に応じて変わり、図示されたものから種々改変す
ることができるという事が認識できよう。この実
施例においては、二次元空間フイルターは、反復
フイルター作用期間中に生じるように、伝達にお
いて要素列による交互の反転によつても有利にフ
イルター応答を達成するよう使用される。
本発明のフイルター作用によれば小さい空間フ
イルター(あるいは、もし空間フイルターがプロ
グラム可能な型ならば同様のフイルター形状のも
の)での反復フイルターを通過させると極めて高
いノツチ作用による減衰にて高解像度及び高い記
録精度を達成できると言える。本発明の反復フイ
ルター装置において、おのおの反復段nに対する
遷移時間は、 遷移時間=4f・(1/VL)・n で表わされる。ただしf=レンズ焦点距離、VL
=光速である。
イルター(あるいは、もし空間フイルターがプロ
グラム可能な型ならば同様のフイルター形状のも
の)での反復フイルターを通過させると極めて高
いノツチ作用による減衰にて高解像度及び高い記
録精度を達成できると言える。本発明の反復フイ
ルター装置において、おのおの反復段nに対する
遷移時間は、 遷移時間=4f・(1/VL)・n で表わされる。ただしf=レンズ焦点距離、VL
=光速である。
もし本発明の反復フイルター装置がプログラム
可能な空間フイルターと共に使用され、かつ順次
続く光の経路用のフイルターを再プログラムする
が、現在使用している光の経路に対して影響を与
えないように再プログラムが望ましい場合には、
第3図、第4図に図示された実施例はカーセル
(Kerr Cell)型光スイツチで達成される如き超
高速信号処理(10-9秒程度)に対して特に有利で
ある。これはまた、1つのフイルター形態から別
のフイルター形態への順応性ある遷移が得られる
ので、あらかじめ見込まれる連続するフイルター
作用が望まれる場合に対応する。また、異なるフ
イルター経路において有利なフイルターの改変を
プログラムすることが望まれる場合にも相当す
る。
可能な空間フイルターと共に使用され、かつ順次
続く光の経路用のフイルターを再プログラムする
が、現在使用している光の経路に対して影響を与
えないように再プログラムが望ましい場合には、
第3図、第4図に図示された実施例はカーセル
(Kerr Cell)型光スイツチで達成される如き超
高速信号処理(10-9秒程度)に対して特に有利で
ある。これはまた、1つのフイルター形態から別
のフイルター形態への順応性ある遷移が得られる
ので、あらかじめ見込まれる連続するフイルター
作用が望まれる場合に対応する。また、異なるフ
イルター経路において有利なフイルターの改変を
プログラムすることが望まれる場合にも相当す
る。
最も実際的かつ好適な実施例と信じ得るものを
示しかつ記述してきたが、特定の方法及び記載さ
れた構成からの変化させ得る範囲は自ずと当業者
には理解できるものであり、本発明の要旨及び範
囲を越えることなくなされることは明白である。
それゆえ、我々は記載されかつ図示された特定の
構成に限定するのは本意ではなく、特許請求の範
囲内に入るすべての改変実施例を含むことを望む
ものである。
示しかつ記述してきたが、特定の方法及び記載さ
れた構成からの変化させ得る範囲は自ずと当業者
には理解できるものであり、本発明の要旨及び範
囲を越えることなくなされることは明白である。
それゆえ、我々は記載されかつ図示された特定の
構成に限定するのは本意ではなく、特許請求の範
囲内に入るすべての改変実施例を含むことを望む
ものである。
第1図はヘテロダイン作用をなす光学的ノツチ
フイルター装置に組込まれた本発明の反復型光学
的フイルターの略側面図、第2図は第1図の装置
にて実施された一次元空間フイルターの略図、第
3図はヘデロダイン作用をなす光学的ノツチフイ
ルター装置に組込まれた本発明の反復型光学的フ
イルターの他の実施例の略側面図、第4図は第3
図の反復型光学的フイルターの概略平面図、第5
図は第3図及び第4図の装置で実施された二次元
空間フイルターの概略図 10,101……フイルター作用装置、12,
12……フーリエ変換発生装置、14,114…
…光学的フイルター、16,116……光学的フ
ーリエ逆変換発生装置、30,130……コヒー
レントなコリメートされた輻射光源、40,14
0……変調ビーム、62,166……電気的信
号。
フイルター装置に組込まれた本発明の反復型光学
的フイルターの略側面図、第2図は第1図の装置
にて実施された一次元空間フイルターの略図、第
3図はヘデロダイン作用をなす光学的ノツチフイ
ルター装置に組込まれた本発明の反復型光学的フ
イルターの他の実施例の略側面図、第4図は第3
図の反復型光学的フイルターの概略平面図、第5
図は第3図及び第4図の装置で実施された二次元
空間フイルターの概略図 10,101……フイルター作用装置、12,
12……フーリエ変換発生装置、14,114…
…光学的フイルター、16,116……光学的フ
ーリエ逆変換発生装置、30,130……コヒー
レントなコリメートされた輻射光源、40,14
0……変調ビーム、62,166……電気的信
号。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 実質的にコヒーレントなコリメートされた輻
射光源30,130と、光学的フーリエ変換発生
装置12,112、光学的フイルター14,11
4、並びに光学的フーリエ逆変換発生装置16,
116からなる光学的フイルター作用装置10,
101と、前記輻射光源30,130からの輻射
ビームを指向制御しえ前記光学的フイルター作用
装置10,101を複数回通過させるようにする
反復手段20−28,120−128と、前記ビ
ームを使用するために取り出す手段52,152
とからなり、前記輻射ビームがフイルター作用装
置を反復通過して該ビーム内の不要なスペクトル
成分が充分減衰され、前記輻射ビームを光学的フ
イルター装置に指向する前記反復手段が第1のセ
ツトからなる複数の反射体20−24,120−
124とこれに平行かつ向き合う第2のセツトか
らなる複数の反射体26−28,126−128
とからなり、これら第1、第2のセツトの反射体
が前記光学的フイルター作用装置10,101を
中間に挟み該光学的フイルター作用装置を透過し
た入射ビーム40,140が前記第1のセツトの
1の反射体に反射されて光学的フイルター作用装
置を逆行して第2のセツトの1の反射体に反射さ
れるように配置され、前記入射ビームが前記光学
的フイルター作用装置を複数回通過し、各反射体
が連続的に反射する各反射ビームを直前のビーム
からずらして反射し、各反射ビームが平行になる
ように各セツトの各反射体が配置されていること
を特徴とする反復型光学的フイルター装置。 2 前記輻射ビーム40が前記光学的フイルター
作用装置10における前記光学的フイルター14
に指向され、前記第1と第2のセツトの反射体2
0−28により光学的フイルター14の直線領域
を両方向から連続的に通過させられることを特徴
とする特許請求の範囲第1項に記載の反復型光学
的フイルター装置。 3 前記光学的フーリエ変換発生装置及び前記光
学的フーリエ逆変換発生装置12,16がレンズ
系であることを特徴とする特許請求の範囲第1項
又は第2項に記載の反復型光学的フイルター装
置。 4 前記反射体20−28,120−128が入
射ビームを180°反射指向させることを特徴とする
特許請求の範囲第1項から第3項のいずれかに記
載の反復型光学的フイルター装置。 5 前記反射体が逆方向反射体キユーブであるこ
とを特徴とする特許請求の範囲第1項から第4項
のいずれかに記載の反復型光学的フイルター装
置。 6 前記反射体は頂点を有して細長い矩形からな
る角錐プリズムで互いに平行になつており、該プ
リズムの底面が該光学的フイルター装置14,1
14の内側に対向しているとともに、前記底面は
前記輻射ビームに対して透明で該プリズムの両側
の内側面が該ビームに対して反射するようになつ
ていて、該プリズム底面の長手方向両側縁の一方
近くに入射したビームが該プリズムの両側の内側
面で反射され、プリズム底面の長手方向両側縁の
他方近くから射出されることを特徴とする特許請
求の範囲第1項から第4項のいずれかに記載の反
復型光学的フイルター装置。 7 前記角錐状プリズムの面がその底面に対して
45°の角度をなすことを特徴とする特許請求の範
囲第6項に記載の反復型光学的フイルター装置。 8 前記光学的フーリエ変換発生装置112が円
筒型凸−平レンズで、前記光学的フーリエ逆変換
発生装置116が円筒型平−凸レンズで、これら
両レンズの各平面側が前記光学的フイルター11
4に面していることを特徴とする特許請求の範囲
第1項又は第2項に記載の反復型光学的フイルタ
ー装置。 9 前記光学的フイルター作用装置101の光学
的フイルター114が二次元フイルターであるこ
とを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の反復
型光学的フイルター装置。 10 前記光学的フイルター作用装置10の光学
的フイルター14が一次元フイルターであること
を特徴とする特許請求の範囲第2項記載の反復型
光学的フイルター装置。 11 前記光学的フーリエ変換発生装置と光学的
フーリエ逆変換発生装置12,16とが両凸の円
筒型レンズであることを特徴とする特許請求の範
囲第2項に記載の反復型光学的フイルター装置。 12 前記輻射ビーム32は無線周波スペクトル
で変調され、前記光学的フイルター14は不用な
周波数成分をフイルター除去するプログラム可能
な空間フイルターであることを特徴とする特許請
求の範囲第1項から第11項のいずれかに記載の
反復型光学的フイルター装置。 13 前記輻射光源30からの輻射ビームにスペ
クトル情報を付与したことを特徴とする特許請求
の範囲第1項から第12項のいずれかに記載の反
復型光学的フイルター装置。 14 実質的にコヒーレントなコリメートされた
輻射光源30,130と、光学的フーリエ変換発
生装置12,112、光学的フイルター14,1
14、並びに光学的フーリエ逆変換発生装置1
6,116からなる光学的フイルター作用装置1
0,101と、前記輻射光源30,130からの
輻射ビームを指向制御して前記光学的フイルター
作用装置10,101を複数回通過させるように
する反復手段20−28,120−128と、前
記ビームを使用するために取り出す手段52,1
52と、無線周波信号発生装置と、該無線周波信
号発生装置からの無線周波信号36により駆動さ
れる音響−光学的変調器34とからなり、前記輻
射ビームがフイルター作用装置を反復通過して該
ビーム内の不要なスペクトル成分が充分減衰さ
れ、前記輻射ビームを光学的フイルター装置に指
向する前記反復手段が第1のセツトからなる複数
の反射体20−24,120−124とこれに平
行かつ向き合う第2のセツトからなる複数の反射
体26−28,126−128とからなり、これ
ら第1、第2のセツトの反射体が前記光学的フイ
ルター作用装置10,101を中間に挟み該光学
的フイルター作用装置を透過した入射ビーム4
0,140が前記第1のセツトの1の反射体に反
射されて光学的フイルター作用装置を逆行して第
2のセツトの1の反射体に反射されるように配置
され、前記無線周波信号発生装置からの無線周波
信号が前記音響−光学的変調器34を駆動してそ
の無線周波スペクトルを前記輻射光源30から該
音響−光学的変調器へ指向通過する光学的輻射ビ
ーム32に付与せしめ、前記光学的フイルター作
用装置10から射出される変調されたビームが空
間フイルター作用を受けた無線周波変調を搬送
し、前記入射ビームが前記光学的フイルター作用
装置を複数回通過し、各反射体が連続的に反射す
る各反射ビームを直前のビームからずらして反射
し、各反射ビームが平行になるように各セツトの
各反射体が配置されていることを特徴とする反復
型光学的フイルター装置。 15 前記光学的フイルターは、さらに光学的局
部発振器と、光ビーム結合器54と、光学的信号
を電気信号に変換する検出装置60と、電子的帯
域通過フイルターとを含んでおり、前記光学的フ
イルター作用装置10からの出力ビーム50が前
記ビーム結合器54によつて前記局部発振器から
のビーム56と結合されて総和された出力を発生
し、該総和された出力は、その電気的出力が前記
帯域通過フイルターによつてフイルターされてダ
ウンコンバートされた無線周波スペクトルを生ず
る前記検出器60に入射することを特徴とする特
許請求の範囲第14項記載の反復型光学的フイル
ター装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60023675A JPS61185719A (ja) | 1985-02-12 | 1985-02-12 | 反復型光学的フイルタ−装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60023675A JPS61185719A (ja) | 1985-02-12 | 1985-02-12 | 反復型光学的フイルタ−装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61185719A JPS61185719A (ja) | 1986-08-19 |
| JPH0549083B2 true JPH0549083B2 (ja) | 1993-07-23 |
Family
ID=12117055
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60023675A Granted JPS61185719A (ja) | 1985-02-12 | 1985-02-12 | 反復型光学的フイルタ−装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61185719A (ja) |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS604161Y2 (ja) * | 1978-02-02 | 1985-02-05 | 日本電気株式会社 | 光フイルタ |
| JPS6034317B2 (ja) * | 1980-11-28 | 1985-08-08 | アンリツ株式会社 | テレビ画像アナログ相関装置 |
| JPS57129410A (en) * | 1981-02-05 | 1982-08-11 | Nec Corp | Spatial filtering device |
-
1985
- 1985-02-12 JP JP60023675A patent/JPS61185719A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61185719A (ja) | 1986-08-19 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0190383B1 (en) | Recursive optical filter system | |
| EP0170158B1 (en) | Fourier plane recursive optical filter | |
| EP0424493B1 (en) | Multi-channel filter system | |
| US4225938A (en) | Time-integrating acousto-optical processors | |
| US3189746A (en) | Expansion and compression of electronic pulses by optical correlation | |
| US4110016A (en) | Acousto-optic real time correlator | |
| EP0409968A1 (en) | Write with light optical notching filter | |
| US4124280A (en) | Acoustic-optic technique for processing many signals simultaneously | |
| US4531195A (en) | Polychromatic time-integrating optical processor for high-speed ambiguity processing | |
| US4139277A (en) | Acousto-optic memory correlator | |
| JPH0549083B2 (ja) | ||
| US3573449A (en) | Optical pulse expansion system | |
| Alexander et al. | The Fabry-Perot etalon as an RF frequency channelizer | |
| CA1231432A (en) | Recursive optical filter system | |
| DeCusatis et al. | Spread-spectrum techniques in optical communication using transform domain processing | |
| Lee et al. | Acousto-optic signal processing for radar applications | |
| US5822111A (en) | Apparatus and method for coherent acousto-optic signal width modification | |
| Lee et al. | Multichannel signal processing using acoustooptic techniques | |
| Casasent et al. | New acousto-optic signal processing architectures and applications | |
| Westervelt et al. | Integrated Optical Pattern Recognition Device | |
| Jensen et al. | Experimental waveguide acousto-optical correlator | |
| SU1129545A1 (ru) | Анализатор спектра | |
| Gottlieb et al. | Acousto-optic processing of large time bandwidth radar signals | |
| Danailov et al. | Image transfer by modulation of short light pulses | |
| Berg et al. | Acousto-Optic Implementation Of Real-And Near-Real-Time Signal Processing |