JPS5932081A - パタ−ン認識装置 - Google Patents

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】 この発明は、ボ１」グラフィック・マツチド・フィルタ
を利用したパターン認識装置に関する。

ホログラフィック・マツチ１〜・フィルタは、複素空間
フィルタともいわれ、フーリエ変換ホログラフィの手法
により作゛成される。このマツチド・フィルタをパター
ン認識に利用する場合には、基準となるパターンのフー
リエ変換ホログラムをあらかじめ作成しておき、これを
マツチド・フィルタとづる。そして、第１の凸レンズの
前側焦点面に被認識パターンの透過体を、その後側焦点
面に作成したマツチド・フィルタをそれぞれ配置する。

また、第１の凸レンズと同じ焦点距離の第２の凸レンズ
を、その前側焦点面にマツチド・フィルタが位置するよ
うに配置する。被認識パターンの透過体にその前方から
レーザ光を照射すると、第２の凸レンズの後側焦点面に
、基準パターンと被認識パターンとの相関像が結像する
。この相関像は、両パターンの相関が大きいほど明るい
輝点となるので、この輝点が結像する位置に光電検出器
を配置しておけば、光電検出器の出ツノ１８目によって
一ノくターンの相関の程度を知ることｂＥできる。この
ようなパターン認識装置ｔよ、ブ１ノン１へ入へ板−り
のパターン、ＩＣパターン、）旨紋、印鑑、織物ノベタ
ーン、マーク等の同定、照合また（ま多）類に用いられ
る。

ところで、」二）本のマツチ１〜・フィルりをＩＩＩ　
ｌ／）たパターン認識装置にお０て【ｃＬ、被認識）＜
ターンの透過体と、基準パターンのツー１ノ［変Ｊ！／
！　ｊｌ・１」グラムが記録されたマ・ンチ；〜・ノー
（／レタとの姿勢を正確に一致させる必要ｌ）ζある。

被認識１＜ターンがそのパターンが含まれる’１７ｉＴ
＋ｉ　ＭでわＪ゛かに回転し、マツチ１へパノイルりと
／ＩＪｌ身位置力くずれた場合には、正確な相関を１＠
ることはできなくなる。たとえば、プリン１一基板の￥
Ａ’ｒ告に（すでは、搬送ライン上を送５れてくるブ１
ノンｌ−Ｍ板は、すべてが同じ姿勢で“あること【よな
く、数度の範囲内でずれていることが多（１゜被認識パ
ターンの回転による影響をなくすために、マツチ１〜・
フィルタをその平面ｖ９で回転させることが考えられる
。しかしな力（ら、被認識パターンとマツチド・フィル
りとの一致の精度としては数十μｍのオーダが要求され
るｌ〕＼ら、この要求をＢｔ　、ｌためにはきわめて１
Δ巧４ｆ回転＝横が必要となる。また、被認識ノ＜ター
ンごと（こマツチド・フィルタを回転させて精密４Ｔ（
３γ置決めを行なわなければならないｈ＼ら、１〕＼タ
ーンの認識に要する時間が長くなり、迅速な処］里を行
なうことができないという問題カーある。

また従来のマツチド・フィルタを用しＸｊこノ＼ターン
認識装置においては、マツチド・フィルりには、基準と
なる１つのパターンのフーリエ変換ホログラムが記録さ
れているだけである。したがって、基準となるパターン
が多数種類あり、被認識パターンがこれらのＷ　Ｑｌパ
ターンのどれと一致づるかというパターンの同定、照合
などの処理にＪ３いては、１つの被認識パターンに対し
て各基準パターンのマツチド・フィルタを順次交換たと
えばスライドさしくいかなｔＪ　ｔｔ　Ｌ；ＩＴならず
、処理時間がなが（かかるとい−う問題がある。

この発明は、一度に多ｅ！、種類のパターン認識処理が
可能であり、したがって高速処理を）ヱ成り゛ることの
できるパターン認識装置を提供づることを目的とする。

この発明によるパターン認識装置（よ、複数のコヒーレ
ン（−平行光束を生じさせ、これらの平行光束を交叉さ
せてこの交叉部分にａ３いて被認識パターンが各平行光
束内・に含まれるようにする平行光束光源、基準パター
ンのそれぞれ異なる複数の姿勢または複数の基準パター
ンのフーリエ変換ホログラム像が、平行光束と同数の場
所に、かつ各場所にａ３いて複数ずつ多重的に記録され
た多重マツチド・フィルタ、その後側焦点面に多重マツ
チド・フィルタの各場所が位置覆るように配置され、被
認識パターンからの各平行光束を多重マツチド・フィル
タの各場所に結像させる第１の凸レンズ、その前側焦点
面に多重マツチ１〜・フィルタの各場所が位置づるにう
に配置され、被認識パターンと各場所のボログラムとの
相ｌ１１ｍを結像さぼる第２の凸レンズ、第２の凸レン
ズによって結像された複数の相関像を検出する光電検出
器、ならびに、光電検出器の出力信号にもとづいて相関
の程度を判定する１段、から構成されている。

この発明は、１つの（ま／、＝は数少ない）基準パター
ンについての異なる複数の姿勢と被認識パターンとを同
定、照合りる場合、および多数の阜）１ｊパターンと被
認識パターンとを同定、照合りる場合のいり゛れに−ｔ
）適用可能である。

少数のコヒーレント平行光束によって同一の被認識パタ
ーンの複数の像が１：ｌられる。多Φンッヂ１−・フィ
ルタには、１つの基（１【パターンの賃なる多数の姿勢
との照合をとる場合には、平行光束と同数の場所に、台
場ｆすｉにそれぞれ複数ずつ、同一の基準パターンにつ
い℃の異なる姿勢のフーリエ変換ホログラムが多重的に
記録されている。そして、各二１ヒーレン１〜光ｔ；二
Ｊ、って、多重マツチド・フィルタの各場所ごとに多重
化された数だ（」の相関像が１１１られる。したがって
、ｊｑられる相関像の数【よ、平・行光束の数ど多重マ
ツチド・フィルタの各場所にＪ５いて多重化されたホロ
グラムの数との積となる。１回の操作で多数の相関像が
得られ、しかもこの相関像は同一の基準パターンの姿勢
の異なったものについてのものであるから、１つの被認
識パターンと多数の姿勢の異なる基準パターンとの同定
が１回の操作で行なわれることとなる。したがって、被
認識パターンの姿勢が多数ずれていても、いずれかの基
準パターンの姿勢と一致する筈であるから、必ず被認識
パターンと基準パターンどの正確な相関の大小を検出す
ることができる。

しか−しマツチｌ〜・フィルタの回転Ｉ幾購は不要であ
り、１回の操作で１つの被認識パターンの認識が完了す
るから、Ｐ！Ｊ速処理を実現できる。

多数の塁１１（パターンと１つの被認識パターンとを照
合りる場合には、多重マツチド・フィルタには、平行光
束ど同数の場所に、各場所にそれぞれ複数ずつ異なる基
準パターンのフーリエ変換ホし１グラムが多重的に配録
される。したがっ（この場合にも同じよ・うに、１回の
操作で多数の基準パターンと被認識パターンどの相関像
が１！７られる。このため従来のように基準パターンを
逐−交１９！づる必要がないからパターン認識処理を高
速化できる。

以下、図面を参照してこの発明の実施例について詳述す
る。

第１図において、パターン認識装置ＩｃＬ概略的にみる
と、被認識パターンを記憶覆るインコヒーレント／：１
ヒーレント画像変換素子（Ｉ　Ｔ　Ｃ）（５）、Ｉ込み
用光源（１）を含み、インコヒーシン１−光によって被
認識パターン（Ｐ）を両像変換素子（５）に書込む゛た
めの書込み用光学系、読出し用コヒーレント光源（１１
）を含み、この光源から複数の点光源（Ｑ）をつくり出
し、さらにこれらを複数の平行光束に変換し、画像変換
素子（５）の被認識パターンを読みυ」７Ｉ読出し用光
学系、多重ホログラフィック・マツチド・フィルタ（２
３）を含み、読み出された被認識パターンのフィルタリ
ングによって複数の相関像を結像させる光学系、光電検
出器（２５）おＪ：び処理回路たとえばマイクロプロセ
ツサ（ＭＰＵ）　　（２６＞を含み、相関像を光電変換
し、その電気信号によって相関の程度を判定する処理装
置、ならびに消去用光源（３１）を含み、画像変換素子
（５）に記録されている被認識パターンを消去する消去
用光学系から構成されている。

被認識パターン（Ｐ）は、具体的には、たとえぽプリン
ト基板カバターンのよ−）に何らかの媒体に具現化さ材
ているしのが多い。占込み用光源（１）としては、たと
えば超高圧水銀灯、白色光電球などが使用される。パタ
ーン（Ｐ）は光源（１）によって照明され、その反射光
が凸レンズ（３）によって画像変換素子（５）上（こ結
像され、出込まれる。読出し用光学系の大凸レンズ（１
７）と画像変換素子（５）との間にはダイクロイック・
ミラー（／ｌ）が配置されており、レンズ（３）からの
光束はこのライク１］イツク・ミラー（４）によって反
射して画（τ；変換素子（５）上に結（ｇＩづ−る。ま
た、光源（１）とパターン（Ｐ）との間には、書込みタ
イミングを決定Ｊ−るためのシトツタ（２）が設【ノら
れている。第１図は反射形の描成となっているが透過形
の溝成とし、パターン（Ｐ）からの透過光によってパタ
ーンを画像変換素子（５）に出込むようにすることもで
きるのは君うまでもない。

読出し用光源（１１）はたどえばｌ−１（！−Ｎｅレー
ザ（波長６３３ｎ＋ｍ）である。このレーザ（１１）か
ら出力されるコヒーレント光は、小凸レンズ（１３）お
よび大凸レンズ（１４）　ＩＪｌ　ｌらなるビーム・エ
キスパンダにＪζって開口の大きな平行光束に変換され
る。この平行光束から多数の小凸レンズ（１Ｇ）にＪ、
ってこれど同数の点光源（Ｑ）がつくられる。点光源（
Ｑ）の数をＮとする。

小凸レンズ（１６）はすべて同じものである。これらの
小凸レンズ（１Ｇ）は、第２図に示すように大凸レンズ
（１４）　　（１７）の外周縁で囲まれる領域内におい
て配置されており、かつＨいに同−乎市内にある。これ
らのＮ個の点光源（Ｑ）からのコヒーレント光は、大凸
レンズ（１７）にＪ：つて再び平行光束に変換される。

小凸レンズ（１６）の焦点距離と大凸レンズ（１７）の
焦点距離はともに１であって等しい。ま１．：後；ホす
る大凸レンズ（２２）、小凸レンズ（２４）の焦点距離
も「に設定されている。大凸レンズ（１７）は、その前
側焦点面に焦光ｍ（Ｑ）が旬冒し、後側焦点面に画像変
換素子（５）が位置づるように配置されている。この大
凸レンズ（１７）にＪ、ってつくられたＮの平行光束は
、グイクロイ・ンク・ミラー（４）を経て、いずれも両
齢変操晃子（５）に達し、この素子（５）に記録されて
いるパターンをそれぞれ別々に読み出づ。ダイクロイッ
ク・ミラーは、波長の違いによって光をほぼ全透過させ
たり全反射さＵたりりるｂので、この実施例ではダイク
ロイック・ミラー（４）は（ダイクロイック・ミラ・−
（３５）についても同じ）、赤色のｌ−１０−ＮＯレザ
ー光を透過し、青および紫の水銀灯光を反射する。レー
ザ（１１）とレンズ（１３）との間には、読出しタイミ
ングを決定するだめのシャッタ（１２）が配置されてい
る。また、レンズ（１４）と（１６）との間には禿 光束を一定方向に直線偏狭１“るための偏光子（１５）
が設けられている。

画像変換素子（５）にはたとえば、［’３ＳＯ結晶（Ｂ
！　ｌ　２　Ｓｉ　０２゜：ビスマス・シリコン・オキ
サイド）、ＢＧＯ結晶（ビスマス・ゲルマニウム・オキ
サイド）、液晶光バルブ（ｌ　ＣＬ■）などがある。こ
れらの画像変換素子は、特定の波長での光導電性と電気
光学効果とをありＵもつ。たとえばＢＳＯ結晶は、青お
よび紫の水銀灯光では光導電性を示すが、赤色のｌ−Ｉ
ｅ−Ｎｏレーザ光では光導電性を示さく７い。第３図は
＋３　Ｓ　０画１象変操素子の構成を示している。こＵ
）累”Ｆ　（５）　ハ、１３　Ｓ　Ｏ単結晶（７）の薄
板を、たとえばバレリンのような絶縁体１ｔｔＪ膜（８
）で覆い、対向Ｊる２面に透明電極（℃））を形成した
ものである。電極（９）間には、直流高圧電源く６）に
よって書込み時に２　Ｋ　Ｖ　＋ｘ’瓜の電１［が印加
される。Ｂ　Ｓ　Ｏ＋ｉ！ｌｉ像変換素了は、ＢＳＯ結
晶の光導電性を利用して、画像情報（パターンによる光
の強度分布）をＢＳＯ結品の表面付近に蓄えられる電荷
分布に変換して記１０づる。

この電荷分布は、変換素子を暗い場所に保存するならば
、２時間ぐらい記憶りることかぐきる。

記憶された画像情報が不要となった場合には、変換素子
に強い光を照射ＪることにＪ、すｄ″ｊノ、することが
できる。

８８０画像変換素子に電荷分布という形態で記録されて
いる画像情報は、ＢＳＯ結晶の電気光学効果を利用して
、一定方向に直８偏光された弱い光によって読出すこと
ができる。第４図を参照して、ＢＳＯ結晶（７）内に電
界が存在ザるどこの結晶（７〉は複屈折特性を示づ−８
すなわち、結晶（７）の板面に平行でかつ互いに直交す
る２ｈ向（Ｓ方向Ｊ３よびＦ方向）の直線偏光にヌ・ｊ
する屈折率が異なる。したがって、結晶（７）の板面に
平行でかつＳ、Ｆ方向とも異兜 なる方向にｃ線偏又した光、これは偏光子り１５によっ
てｊＪられる、がＢＳＯ結晶（７）に入射すると、その
複屈折特性によって、結晶（ア）を透過した光は楕円偏
光となる。ＢＳＯ結晶（７）の後方には、偏光子（１５
）の偏光方向と直交Ｊ“る偏光成分を透過さＵる検光子
（２１）が配置されているので結晶（７）によって楕円
偏光した光はこの検光子（２１）を透過する。検光子（
２１）を透過した光の強度１ｏは、結晶（７）の板表面
間の電位差■に依存し、次式で表わされる。

１ｏ＝ｌｉ　　　５ｉｎ２　（ＫＶ） ＝ｌｉ　　　５ｉｎ２　（πＶ／２Ｖｈ）ここで、Ｉｉ
は［３８０結晶（７）の入射光の強度、Ｋ　ハ定数、Ｖ
ｈｔＪＩ３ＳＯ結晶（７）の半波長電圧（３，９ＫＶ）
である。

：ｇ込み用光源（１）からのイン」ヒーレン１へ光によ
るパターン（Ｐ）の１３０Ｓ結晶（７）への占込みによ
って、パターン（Ｐ）に対応しＩこ電動分布がＢＳＯ結
晶（７）の板表面（＝Ｊ近に現、ゆれる。この電荷分布
によって８３０結晶（７）内には電界分布が生じ、結晶
板表面問に電位差分布が発生する。この電位・舵分布の
パターンは、上記の式によって、検光子（２１）の出力
光の強度分布に変換される。これが、＋３　Ｓ　Ｏ変換
素子に記憶されている。パターン情報のコヒーレント光
による読出しである。［３８０変換素子の解像度は、現
状では２Ｃｌｐ／ｍｍ程度であるから、その使用面積を
５　ｃｍｘ　５　ｃｌｌｌとずれば、ＢＳＯ変換素子に
は１０００Ｘ１０００の画素による画像記憶が可能であ
る。

多重マツチ１−・フィルタ（２３）は、小凸レンズ（１
θ）の配置に応じたＮの場所（４２）ごとに、基準とな
るパターンの複数（この数をＭとする）の姿勢のフーリ
エ変換ホログラムを多重的に記録したものである。基準
パターンの姿勢はずべて異なっ−Ｃ＋５す、したがって
多重マツチドフィルタ（２３）に【ｃＬ同一の基準パタ
ーンについてのＮＸＭの姿勢のノーリＪ変換小［１グラ
ムが記録されている。多重マツチド・フィルタは、光学
的に処理ににって、または電了計家＞機処理によって作
ｌ戊することがて゛きる。

第５図および第６図は、多重マツチド・フィルタ（２３
）を光学的に作成づる様子を示している。第５図におい
て、焦点距ｌ１ｌＩｌ［の凸レンズ（４１）の前側焦点
面上の中心にレーリ゛イ「どのコヒーレント点光源（Ｑ
Ｏ）を、同じ焦Ｉ：、’ｙ面十に阜Ｎ、＋バ’）　　＞
　（ＰＯ）　を１）Ｏ＋の位置（ごそれぞれ配置する。

この点光源（ＱＯ）にＪ、つＣレンズ（４１）の前側に
配置されたホし１グラム用乾根（４２）を露光するど、
点光源（ＱＯ）からの１］ヒーレン］へ参照波と、基準
パターン（＋’）　Ｏ）からのフラウンホーフ？回折波
とが重なり、ノシウンホーファ（フーリエ変換）ホ１コ
グラムが記録される。次に基準パターン（ＰＯ）を点光
源（ＱＯ）を中心とした円周−りを回転さヒて、位置Ｐ
ｏ１にあった基準パターン（ＰＯ）とは重ならないよう
に１〕０２の位置に置き、同じにうに点光源（ＱＯ）で
露光する。このようにして、点光源（ＱＯ）の位置を固
定しておいて基準パターン（ＰＯ）を順次所定角度回転
させて各位置において露光を繰返ずことにより、ホログ
ラム乾板（４２）上に基準パターンのＭの姿勢のホログ
ラムを多重的に記録する。この後、ホログラム乾板〈４
２）を現像する。以上により、多重マツチド・フィルタ
（２３）における１つの場所のボログラムが作成された
ことになる。上記と同じ手法によって、それぞれ回転角
度の異なるＭの姿勢における基準パターンのホログラム
が多重化されたものを（Ｎ−１）個作成づ−る。そして
、このようにして作成された小ログシｌ＼（４２）を、
第７図に示ツＪ、うに、小凸レンズ（１Ｇ）　　（２４
）に対応づる位置に配置して多重マツチｌ〜・フィルタ
（２３）とづる。不透明な台紙にＮ個の窓をありでおき
、これらの窓にホログラム（４２）を貼ることににす、
または大きな乾板上に、その対応づ“る位置においてＮ
個のホログラム（４２）をコピーすることににす、多重
マツチｌ〜・フィルタ（２３）を作成りることができる
。第７図においては、フィルタ（２３）　　（４２）の
外周は円形で示されているが、もらろん矩形でしよい。

第６図番よ、ホログラム（４２）の他の光学的作成手法
を示している。凸レンズ（４１）の前側焦点面上に点光
源（ＱＯ）と基準パターン（１）　Ｏ）とを配置する。

点光源（ＱＯ）は中心位置でなくてもよい。基準パター
ン＜　Ｉ）　Ｏ）を、その中心を中心として順次回転し
ながら、点光源（ＱＯ）によって露光し、基準パターン
のＭの姿勢のホログラムをホログラム乾＋Ｊｉ（４２）
上に多重的に記録づ°る。このさ゛い、乾板（４２）上
のホログラムが重ならないように、点光源（ＱＯ）を、
＜Ａ）で示すように円周上を運動さゼるか、または（Ｂ
）で示すように直線上を移動させる。

第５図に示づ手゛法および第６図の光源の運動（Ａ＞の
手法によって作成されたホログラムを用いると、各姿勢
のホログラムによる相関像は円周上に現われるが、第６
図の光源′の運動（Ｂ）の手法によって作成されたホロ
グラムを用いると、相関像は直線上に並ぶ。このように
所望の配列の相関像が得られるようにホログラムを作成
づ−ればよい。

第８図は、電子ｉｔ　線機を用いて多重ホログラムを作
成Ｊる手順を示している。同一の基）１１パターンにつ
いての異＜２るＭの姿勢のパターン・データが、カード
・リーダ、−１゛Ｖカメラ、フラ・インク・スボツ１−
・スキ亀・す等の入力装置によって、中火処理装置（Ｃ
゛Ｐ　Ｕ　）のメしりに入力され（ステップ（５１））
、かつ所望の配置でたとえば第５図に示す−ように各パ
ターンが円周上に並ぶような、または縦横に規則正しく
　１ｌ（７ぶような配置でメモリに配憶される（合成、
スターツブ（５２）　）。そして、このように合成され
たパターン・データの全体について光束フーリ［変換（
Ｆ　Ｆ　１−　）演算処理が行なわれる（ス）−ツブ（
５３）　）。このフーリエ変換された画像データから、
ローマン（Ｌ　ｏｈｍａｎｎ）形バイナリ−・ホ１」ダ
ラムのための、干渉縞の振幅を表４つり窓の大きさＪ５
よび位相を表わす窓の中心位置ｈ’　ｉｉｆ算される（
ステップ（５４）　）。算出されたデータがＸＹプロッ
タなどにより記録紙」ニに描かれる（ステップ（５５）
）。このブロック出力像を写真複写によって、１画素当
り０．１ｘＱ、１ｍｍ程度に縮小する（ステップ（５６
））ことにより、小ログラム（４２）が作成される。計
算機を用いたホログラムの作成方法には、ローマン型以
外のたとえば参照波データを用いる方法がある。

第１図にＪ３いて、大凸レンズ（２２）はその前側焦点
面に画（ｇ！変換素子（５）が位置するように配置され
ている。画像変換素子（５）と大凸レンズ（２２）どの
間には、上述の検光子（２１〉、およびビーム・スプリ
ッタ（３５）が設けられている。多重マツチド・フィル
タ（２３）は大凸レンズ（２２）の後側焦点面に配置さ
れてｄ５す、このフィルタ（２３）の後方にはざらにＮ
個の小凸レンズ（２４）が小凸レンズ（１Ｇ）と同じ配
置（第２図参照）で設りられている。小凸レンズ（２４
）は互いに同じものであり、その前側焦点面にフィルタ
（２３）が位置している。上述のようにＮの平行光束に
よって画像変換素”７−　（５）から別個に読出された
被認識パターンは大凸レンズ（２２）によってそれぞれ
別個にフーリエ変換され、そのフーリエ変１条面に置か
れた多重マツチド・フィルタ（２３）　　（各ホ［１グ
ラム（４２）　）によって個々にフィルタリングされ、
ざらに小凸レンズ（２４）によってフーリエ逆変換され
る。

の結果小品レンズ（２４）の後方に、被認識パターンと
フィルタ（２３〉の各ホログラムとのＮＸＭの相関像が
現われる。相関像は、相関の程度を明るさによって表わ
す輝点である。もＩうろん、この輝点は被認識パターン
゛と基準パターンとが姿勢を含めて一致したものについ
てのみ現われる。

これらの相関像を検出するために光電検出器（２５）が
配置されている。光電検出器（２５）、たとえば第９図
に示されているように、相関像が現われる位置に配置さ
れたＮＸＭの光電素子（４５）を含んでいる。多数の光
電素子をＭ盤の目のように規則正しく並べて光電検出器
を構成ツることももちろんできる。各光電素子（４５）
の検出信号ＧＪＭＰＵ（２６）に送られる。ＭＰｔＪ−
（２６）は、あらかじめ定められているスレシ小−ルド
値によって各光電素子の出力信号を°２値化して、各相
関像におジノる相関の程度を判定覆る。たとえば、スレ
シホールド値を越えるレベルの検出信号が１つでもあれ
ば、被認識パターン（Ｐ　）はＬ１準パターンと一致り
−る、と判定する。

このように、小凸レンズ（１Ｇ）によってＮの点光源を
つくり、これらのコヒーシン１〜光によりそれぞれ別個
に両□□□変換素了（５）のパターンを続出しいてる。

また、多重マツチド・フィルタ（２３）には、各小凸レ
ンズ（１Ｇ）に対応り−る場所ごとに、Ｍの姿勢の１　
ｔｌ＋−パターンのホログラムが多ｍ化されている。し
たがつ（，１回の操作でＮＸＭの相関像を有ることがで
きる。

たどλばＮ＝７、Ｍ＝１０とりると、１回の操作で７０
個の角度位置の異なるパターンの同定を行なうことかで
きる。被認識パターン（１））が、最大７度の角度範囲
でずれＣいるとしても、０．１度のｒＩ′ｒ度でパター
ンの照合を行なうことができる。これは相関の判定を行
なうには十分な精度である。

第１図において、消去用光源（３１〉はたとえば水銀灯
である。消去用の光は、シャッタ（３２）が開かれたと
きに、凸レンズ（３３）　　（３４＞　４こよって拡大
され、ダイクロイック・ミラー（３５）によって反射さ
れて、画像変換素子（５目こ照射される。これによって
画像変換素子（５）（こ記憶されていたパターンが消去
される。

第１０図は、第１図に示すパターン認識装置の制御タン
ミングを示している。まず、被認識パターン（Ｐ）を所
定位置に搬入して停止させる。このとき、パターン（Ｐ
）を厳密に位置決めする必要はない。次に円込み用シ１
７ツタ（２）を聞くとともに、画像変換素子（５）に所
定電圧を印加して、パターン（Ｐ）を画像変換素子（５
）に書込む。この後、シャッタ（２）を閉じ、素子（５
）へ印加電月二を最ｔ）解明／ｊ像が１ｖｌられる適当
な（直に設定し、跣出し用シャッタ（１２）を聞いて、
複数の」ヒーレント光にＪ、っ（素子く５）のパターン
を続出づ。この脱出しにＪ、って、被認識パターンと多
重化された基ヤ２パターンとの相関像が１９られる１、
パターンの占込みが終了りれば、パターン（Ｐ）を１般
出してしよい。そして最後に、消去用シトツタ（３２）
が開かれることにより、画像変換素子（５）に記憶され
ているパターンが消去される。

上記実施例に４３いては、被認識パターンが一１］画像
変換素子に記憶されているが、被五２識パターンの透過
体を画像変換素ｒの位置に直接搬入づるように構成する
こと−ｔ）川面である。この場合には、偏光子（１５）
、画像変操免Ｊ’（５）、検光子（２１）　、書込み用
光学系、１′３よひ消去用光学系は不要となる。また複
数の点光源を、１つの光源（レージ“（１１）　）から
ビーム・二［キスパンダおよび複数の小凸レンズ゛（１
６）を用いて実現しているが、他の光学系により実現す
ることもできるし、複数の半導体レーザ等を配列するこ
とにより４１．％成することも可能である。同じように
、複数の平行光束を他の光学系または光源を用いてｊＯ
ることもできる。実施例の説明の便宜上、多重マツチド
・フィルタ（２３）の各場所（４２）には等しい数Ｍの
小０グラムが多重化されているが、この数は必ずしし等
しい必要はない。さらに、人口レンズ（１７）　　（２
２）の１幾能を、小凸レンズの組み合わせによって実現
することも可（ｍである。複数の小凸レンズ（２４）の
代わりに、１個の大凸レンズを用いてもよい。この場合
には、多数の相関像は１箇所に集中づ−る。

上記実施例は、同一の１３１％ｌＬ、パターンの異なる
姿勢のホログラムの多重化の場合であるが、異シヱる多
数の基型パターンの小［１グラムを多重化づることによ
り多重マツチド・フィルタを作成りることもできる。こ
の多重ホＩ」グラムの作成に４３いては、第５図に示づ
゛ように基準パターンを円周上を移動さＵるようにリ−
る必要はなく、複数の異なる基準パターンをたどえば縦
横に規則正しく配置ずればよい。そしてこのよ・）にし
て作成された多重マツチ１〜・ノイルタを用いると、多
数の基準パターンとのＩ？ｊＪ定を１回の操作で行なう
ことができ、被認識パターンがどの基準パターンと一致
゛りるかを判定りることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例を示す配置４Ｍ成図、第３図
は８３０画像変換素子の椛成図、第４図は８３０画像変
換素子からのパターンの読出しの原理を示す図、第５図
および第６図は多重マツチド・フィルタを光学的に作成
づる様子を示す図、第７図は同フィルタの椛成を示Ｊ正
面図、第８図は同フィルタを電子目算機によって作成す
る手順を示Ｊ図、第９図（ユ光電検出器の描成図、第１
０図は制御手順を示すタイム・ヂ１・一トである。 （　５　）−画像変＠素子、（１１）　−１−１ｅ　−
Ｊｌｅレーザ、（１５）・・・偏光子、（１１３）　　
（２４）・・・小凸レンズ、（１７）　　（２２）・・
・人品レンズ、（２１）・・・検光子、（２３）・・・
多重マツチ１〜・フィルタ、（２５）・・・光電検出器
、（２６）・・・マイク［１ブロセツザ、（４２）・・
・多重化されたフーリエ変換ホロダラム、（４５）・・
・光電素子。 以上 特許出願人　　立石電機　株式会社 第２図 第３図 へ 第５図 第７図 ４２ 第８図 １ 手続補正書匪斐ｌ 昭和５８年１　月２７日 特許庁長官　　若杉和夫　　　殿　　１逼舅１、事件の
表示　　昭和５７年片持願願力４１５０７　　号２、発
明の名称　　パターン認識装置 ３、補正をする者 事件との関係　　　　特許出願人 住　　所　　京都市右京区花園土堂町１０番地氏名０名
称　　（２９つ立石電機株式会社４、代　理　人 ６、補正により増加する発明の数 ７、補正の対象　明細書の発明の詳細な説明の欄。 ８、補正の内容 補　　正　　の　　内　　容 （１）　　明細書第９頁第８行の「処理時間がながくか
かる」を「処理時間が長くかかる」と訂正する。 （２）同書第１６頁第４行〜同書第５行のｌ　Ｈｅ　−
Ｎｅレーザ（波長６３３Ｍ）Ｊを「Ｈｅ　−Ｎ　ｅレー
ザ（波長６３３ｎｍ）Ｊと訂正する。 （３）同書第１９頁第４行の丁バレリン」を「パリレン
」と訂正する。 同書第２２頁第４行の「記憶されている。パターン情報
」を「記憶されているパターン情報」と訂正する。 （５）同書第２７頁第１１行〜同頁第１２行の「光束フ
ーリエ変換（ＦＦＴ）Ｊを「高速フーリエ変換（ＦＦＴ
）Ｊと訂正する。 同書第２９頁第１３行の「の結果小品レンズ２４」を「
こつ結果小品レンズ（財）」と訂正する。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）複数のコヒーレント平行光束を生じさせ、これら
   の平行光束を交叉させてこの交叉部分において被認識パ
   ターンが各平行光束内に含まれるようにする平行光束源
   、 ７３　ｆｉｌＬパターンのそれぞれ異なる複数の姿勢ま
   た゛は複数の基準パターンのフーリエ変換ホログラム像
   が、平行光束と同数の場所に、かつ各場所にＪ′３いて
   複数ずつ多重的に記録された多重マツチド・フィルタ、 その後側焦点面に多重マツチド・フィルタの各場所が位
   置するように配置され、被認識パターンからの各平行光
   束を多重マツチ１−・フィルタの各場所に結像させる第
   １の凸レンズ、 その前側焦点面に多重マツチド・フィルタの各場所が位
   置するように配置され、被認識パターンと各場所のホロ
   グラムとの相関像を結像させる第２の凸レンズ、 第２の凸レンズによって結像された複数の相関像を検出
   づる光電検出器、ならびに、光電検出器の出力信号にも
   とづいて相関の程度を判定する手段、 からなるパターン認識装置。 （２）平行光束光源が、 コヒーレン１へ光の複数の点光源、およびその前側焦点
   面に各点光源が位置するように配置され、各コヒーレン
   ト光をそれぞれ平行光束に変換し、かつこれらの平行光
   束を交叉させてこの交叉部分において被認識パターンが
   各平行光束内に含まれるようにする凸レンズ、 からなる特乳′１請求の範囲第（１）項記載のパターン
   認識装置。 （３〉複数の点光源が、それぞれ別々にコヒーレント光
   を出力する複数の素子である、特許請求の範囲第（２）
   項記載のパターン認識装置。 （４〉複数の点光源が１つの点光源力日ら実現される、
   特許請求の範囲第２項記載のパターン認識装置。 （５）複数の点光源が、１つのレーザ、レーリ゛光の間
   口を拡大するビーム・エキスパンダ、おにび拡大された
   平行光束をその場所に応じて別々に収束させる複数の小
   凸レンズによって実現される、特許請求の範囲第（２）
   項記載のパターン認識装置。 （６）複数の平行光束の交叉部分に、被認識パターンの
   透過体が配置される、特許請求の範囲第（１）項記載の
   パターン認識装置。 （７）複数の平行光束の交叉部分に配置された画像変換
   素子、この画像変換素子に被認識パターンを書込む書込
   み用光学系、および画像変換素子に記憶された被認識パ
   ターンを消去する消去用光学系を備え、複数の平行光束
   によって画像変換素子の被認識パターンが読み出される
   、特許請求の範囲第（１）項記載のパターン認識装置。 （８）第１の凸レンズが、被認識パターンからの複数の
   平行光束を含む広さをもつ１個の大凸レンズである、特
   許請求の範囲第（１）項記載のパターン認識装置。 （９）第１の凸レンズが、被認識パターンからの複数の
   平行光束を別個に結像さＵる、平行光束数と同数の小凸
   レンズから構成される、特許請求の範囲第（１）項記載
   のパターン認識装置。 （１０）第２の凸レンズが１個の大凸レンズである、特
   許請求の範囲第（１）項記載のパターン認識装置。 （１１）第２の凸レンズが、下行光束数と同数の小凸レ
   ンズから構成される、１！Ｉ訂請求の範囲第（１）項記
   載のパターン認識装置。