JP3388268B2 - Defocus correction device - Google Patents
Defocus correction deviceInfo
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Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、ホログラフィによ
る光情報処理技術を用いて、ピンぼけ写真等のピンぼけ
画像の焦点外れを補正する光学的な焦点外れ補正装置に
関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical defocusing apparatus for correcting defocusing of a defocused image such as a defocused photograph by using an optical information processing technique based on holography.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来、ピンぼけやカメラのぶれのために
ぼんやり写ってしまった写真を、光学的に鮮明な像に回
復するという焦点外れ装置として、図3〜図5に示すよ
うなものがあった。図3〜図5に示す従来の焦点外れ補
正装置101おいて、102はHe−Neレーザ、10
3は対物レンズ、104はピンホール、105はコリメ
ートレンズ、106はビームスプリッタ、107は焦点
外れ写真と同じぼけ方をした焦点外れ点物体写真、10
8はフーリエ変換レンズ、109はミラー、110はピ
ンホール、111はフーリエ変換レンズ、112はホロ
グラム乾板、113はフーリエ変換レンズである。2. Description of the Related Art Conventionally, as an out-of-focus device for recovering an optically clear image from a vaguely photographed image due to out-of-focus or camera shake, there are devices shown in FIGS. It was In the conventional defocusing correction apparatus 101 shown in FIGS. 3 to 5, 102 is a He-Ne laser and 10
Reference numeral 3 is an objective lens, 104 is a pinhole, 105 is a collimating lens, 106 is a beam splitter, 107 is an out-of-focus point object photograph with the same blurring as the out-of-focus photograph.
8 is a Fourier transform lens, 109 is a mirror, 110 is a pinhole, 111 is a Fourier transform lens, 112 is a hologram dry plate, and 113 is a Fourier transform lens.
【0003】図3に示すように、焦点外れ点物体写真1
07がフーリエ変換レンズ108の焦点位置P1に配置
されており、ピンホール110がフーリエ変換レンズ1
11の焦点位置P2に配置されており、ホログラム乾板
112がフーリエ変換レンズ108、111、113の
いずれもの焦点位置Hに配置されている。He−Neレ
ーザ102から発せられたレーザ光は、対物レンズ10
3、ピンホール104、及びコリメートレンズ105を
介して径が拡がった平行光となり、その後ビームスプリ
ッタ106により二分割され、一方が焦点外れ点物体写
真107を透過した後フーリエ変換レンズ108を介し
て、他方がミラー109を介してピンホール110及び
フーリエ変換レンズ111を介していずいれもホログラ
ム乾板112に照射される。このようにして、ホログラ
ム乾板112に2光束のレーザ光を照射して、ホログラ
ム112’を撮影することができる。As shown in FIG. 3, an out-of-focus point object photograph 1
07 is located at the focal position P1 of the Fourier transform lens 108, and the pinhole 110 is the Fourier transform lens 1
The hologram dry plate 112 is disposed at the focal point position P2 of 11, and the focal point position H of any of the Fourier transform lenses 108, 111, and 113. The laser light emitted from the He-Ne laser 102 is the objective lens 10
3, the collimated lens 105, the pinhole 104, and the collimator lens 105 to expand the diameter of the collimated beam, and the beam splitter 106 splits the beam into two, one of which passes through the out-of-focus point object photograph 107 and the Fourier transform lens 108. The other side is also irradiated onto the hologram dry plate 112 without passing through the pinhole 110 and the Fourier transform lens 111 via the mirror 109. In this way, the hologram dry plate 112 can be irradiated with the two light beams of the laser beam to photograph the hologram 112 ′.
【0004】次に、図4に示すように、遮光板114を
用いてピンホール110から出射される光を遮って、焦
点外れ点物体写真107からの光だけを使って、位置H
に配置された写真乾板115に、焦点外れ点物体写真1
07の回折像、すなわちパワーベクトルのネガティブ画
像の写真115’を撮影する。Next, as shown in FIG. 4, the light emitted from the pinhole 110 is blocked by using a light shielding plate 114, and only the light from the out-of-focus point object photograph 107 is used to move to the position H.
Out-of-focus point object photo 1 on photo plate 115 placed in
A photograph 115 'of the diffraction image of 07, that is, a negative image of the power vector is taken.
【0005】最後に、図5に示すように、図3及び図4
の光学系で作製したホログラム及び112’及び写真1
15’を正しく重ねて位置Hに配置し、被処理写真であ
る焦点外れ写真116を位置P1に配置し、レーザー光
を照射すると、フーリエ変換レンズ113を介して、フ
ーリエ変換レンズ113の焦点位置P3に、ぼけのとれ
た鮮明な像が現れる。Finally, as shown in FIG. 5, FIG. 3 and FIG.
Hologram and 112 'and Photo 1 produced by the optical system of
15 ′ is correctly overlapped and placed at the position H, the out-of-focus photograph 116 that is the photograph to be processed is placed at the position P 1, and when the laser light is irradiated, the focal point P 3 of the Fourier transform lens 113 is passed through the Fourier transform lens 113. A clear, defocused image appears.
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の焦点外れ補正装置は、不用意なミスによるぼけ写真
の救済、元来鮮明な像にならない医学用X写真、ピンホ
ール写真などの鮮明化に威力を発揮するものの、ホログ
ラム及び写真の現像や、現像したホログラムと写真の正
確な位置合わせが必要であり、高速かつ高精度に補正を
行うことはできなかった。However, the above-mentioned conventional defocusing correction apparatus is used for relieving a blurred photograph due to careless mistakes, sharpening medical X-photographs, pinhole photographs, etc. that do not originally produce clear images. Although it exerts its power, it is necessary to develop the hologram and the photograph and to accurately align the developed hologram and the photograph, so that the correction cannot be performed at high speed and with high accuracy.
【0007】本発明は、上記のような課題を解決するた
めになされたものであって、高速かつ高精度に焦点外れ
補正が可能な焦点外れの補正装置を提供することを目的
としている。The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide an out-of-focus correction device capable of performing high-speed and high-precision defocus correction.
【0008】[0008]
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本願発明では、焦点外れ画像を光学的に補正する焦
点外れ補正装置において、干渉性を示す光を発生する第
1の光発生手段と、干渉性を示す光を発生する第2の光
発生手段と、干渉性を示す光を発生する第3の光発生手
段と、焦点外れの光学系の点像分布関数を表示する点像
分布関数表示手段と、焦点外れの光学系の点像分布関数
の逆数を表示する点像分布関数逆数表示手段と、焦点外
れ画像又は焦点外れ画像が表示された表示装置であり焦
点外れ補正が施される被対象物体と、前記第1の光発生
手段からの光を2光束に分割する分割手段と、前記分割
手段により分割された一方の光束を前記点像分布関数表
示手段に照射する第1の照射手段と、前記分割手段によ
り分割された他方の光束が照射されるピンホールと、前
記ピンホールに前記他方の光束を照射する第2の照射手
段と、前記第2の光発生手段からの光を前記点像分布関
数逆数表示手段に照射する第3の照射手段と、前記第3
の光発生手段からの光を前記被対照物体に照射する第4
の照射手段と、前記点像分布関数表示手段からの光をフ
ーリエ変換する第1のフーリエ変換手段と、前記ピンホ
ールからの光をフーリエ変換する第2のフーリエ変換手
段と、前記点像分布関数逆数表示手段からの光をフーリ
エ変換する第3のフーリエ変換手段と、前記被対象物体
からの光をフーリエ変換する第4のフーリエ変換手段
と、前記第1乃至第3のフーリエ変換手段からの光が書
き込まれるとともに第4のフーリエ変換手段からの光が
読み出し光として照射される実時間ホログラム素子と、
前記実時間ホログラム素子により読み出された光を逆フ
ーリエ変換する逆フーリエ変換手段と、前記逆フーリエ
変換手段により逆フーリエ変換された光を受光する受光
手段と、を備えて構成している。In order to solve the above problems, according to the present invention, in an out-of-focus correction device for optically correcting an out-of-focus image, first light generating means for generating light exhibiting coherence is provided. A second light generating means for generating coherent light, a third light generating means for generating coherent light, and a point spread function for displaying a point spread function of the defocused optical system. A display means, a point spread function reciprocal display means for displaying the reciprocal of a point spread function of an out-of-focus optical system, and a display device on which an out-of-focus image or an out-of-focus image is displayed. First irradiation for irradiating the target object, a dividing means for dividing the light from the first light generating means into two luminous fluxes, and one of the luminous fluxes divided by the dividing means for the point spread function display means. Means and the other divided by the dividing means A pinhole for irradiating the bundle, a second irradiating means for irradiating the other light flux to the pinhole, and a irradiating means for irradiating the point spread function reciprocal display means with light from the second light generating means. 3 irradiation means, and the third
Irradiating the controlled object with light from the light generating means of
Irradiating means, first Fourier transforming means for Fourier transforming the light from the point spread function display means, second Fourier transforming means for Fourier transforming the light from the pinhole, and the point spread function Third Fourier transforming means for Fourier transforming light from the reciprocal display means, fourth Fourier transforming means for Fourier transforming light from the target object, and light from the first to third Fourier transforming means. Is written and the light from the fourth Fourier transform means is irradiated as read light, a real-time hologram element,
It comprises an inverse Fourier transform means for performing an inverse Fourier transform on the light read by the real-time hologram element, and a light receiving means for receiving the light subjected to the inverse Fourier transform by the inverse Fourier transform means.
【0009】本発明の焦点外れ補正装置によれば、光学
的に高速かつ高精度に焦点外れの補正を行うことができ
る。According to the defocusing correction apparatus of the present invention, it is possible to optically correct defocusing at high speed and with high accuracy.
【0010】さらに、本発明では、上記の焦点外れ補正
装置において、第1の光発生手段からの光を2光束に分
割する分割手段と、その分割手段により分割された一方
の光束を点像分布関数表示手段に照射する第1の照射手
段と、その分割手段により分割された他方の光束の他方
をピンホールに照射する第2の照射手段と、第2の光発
生手段からの光を点像分布関数逆数表示手段に照射する
第3の照射手段と、第3の光発生手段からの光を被対象
物体に照射する第4の照射手段とを設け、第1のフーリ
エ変換手段が点像分布関数表示手段からの光をフーリエ
変換するものであり、第2のフーリエ変換手段がピンホ
ールからの光をフーリエ変換するものであり、第3のフ
ーリエ変換手段が点像分布関数逆数表示手段からの光を
フーリエ変換するものであり、第4のフーリエ変換手段
が被対象物体からの光をフーリエ変換するものであり、
実時間ホログラム素子が第1乃至第3のフーリエ変換手
段からの光を書き込まれると共に第4のフーリエ変換手
段からの光を読み出し光として照射されるものであり、
逆フーリエ変換手段が実時間ホログラム素子により読み
出された光を逆フーリエ変換するものとして構成してい
る。Further, according to the present invention, in the above-mentioned defocus correction device, a splitting means for splitting the light from the first light generating means into two light fluxes, and one of the light fluxes split by the splitting means is distributed in a point image distribution. A first irradiation unit that irradiates the function display unit, a second irradiation unit that irradiates the pinhole with the other of the other light fluxes split by the splitting unit, and a point image of the light from the second light generation unit. A third irradiation unit that irradiates the distribution function reciprocal number display unit and a fourth irradiation unit that irradiates the target object with the light from the third light generation unit are provided, and the first Fourier transform unit is a point image distribution. The light from the function display means is Fourier-transformed, the second Fourier transform means is Fourier transform of the light from the pinhole, and the third Fourier transform means is the inverse of the point spread function reciprocal display means. Fourier transform light And than, which fourth Fourier transform means for Fourier transform the light from the object,
The real-time hologram element writes the light from the first to third Fourier transforming means and irradiates the light from the fourth Fourier transforming means as read light.
The inverse Fourier transform means is configured to perform an inverse Fourier transform on the light read by the real-time hologram element.
【0011】本発明によれば、焦点外れの光学系の点像
分布関数、焦点外れの光学系の点像分布関数の逆数、及
び焦点外れ画像が、フーリエ変換手段によりフーリエ変
換され、そのフーリエ変換された光が、実時間ホログラ
ム素子に照射され、実時間ホログラム素子上で光学的演
算が実行される。そして、その光学的演算の結果である
実時間ホログラム素子からの光を、逆フーリエ変換する
ことにより、焦点外れ補正が施された画像が得られるの
で、光学的に高速かつ高精度に焦点外れ補正を行うこと
が可能となる。According to the present invention, the point spread function of the out-of-focus optical system, the reciprocal of the point spread function of the out-of-focus optical system, and the out-of-focus image are Fourier transformed by Fourier transform means, and the Fourier transform thereof is performed. The generated light is applied to the real-time hologram element, and an optical calculation is performed on the real-time hologram element. Then, the light from the real-time hologram element, which is the result of the optical calculation, is inverse-Fourier-transformed to obtain an image with out-of-focus correction. Therefore, the out-of-focus correction can be performed optically at high speed and with high accuracy. It becomes possible to do.
【0012】さらに、本発明では、上記の焦点外れ補正
装置において、点像分布関数表示手段からの光と点像分
布関数逆数表示手段からの光とを一体にする手段を設
け、第1のフーリエ変換手段と第3のフーリエ変換手段
とを単一のフーリエ変換手段としている。Further, according to the present invention, in the above defocusing correction apparatus, means for integrating the light from the point spread function display means and the light from the point spread function reciprocal display means is provided, and the first Fourier transform is provided. The transforming means and the third Fourier transforming means are a single Fourier transforming means.
【0013】本発明によれば、二つのフーリエ変換手段
を単一とするので、装置の小型化、低コスト化を図るこ
とができる。According to the present invention, since the two Fourier transform means are integrated, the size and cost of the device can be reduced.
【0014】また、本発明では、上記の焦点外れ補正装
置において、第1の光発生手段からの光を2光束に分割
する分割手段と、その分割手段により分割された一方の
光束を点像分布関数表示手段に照射する第1の照射手段
と、その分割手段により分割された他方の光束の他方を
ピンホールに照射する第2の照射手段と、第2の光発生
手段からの光を被対象物体に照射する第3の照射手段
と、第3の光発生手段からの光を点像分布関数逆数表示
手段に照射する第4の照射手段とを備え、第1のフーリ
エ変換手段が点像分布関数表示手段からの光をフーリエ
変換するものであり、第2のフーリエ変換手段がピンホ
ールからの光をフーリエ変換するものであり、第3のフ
ーリエ変換手段が被対象物体からの光をフーリエ変換す
るものであり、第4のフーリエ変換手段が点像分布関数
逆数表示手段からの光をフーリエ変換するものであり、
実時間ホログラム素子が第1乃至第3のフーリエ変換手
段からの光を書き込まれると共に第4のフーリエ変換手
段からの光を読み出し光として照射されるものであり、
逆フーリエ変換手段が実時間ホログラム素子により読み
出された光を逆フーリエ変換するものとして構成してい
る。Further, according to the present invention, in the above-mentioned defocusing correction device, a splitting means for splitting the light from the first light generating means into two light fluxes, and one light flux split by the splitting means is point image distribution. The first irradiation means for irradiating the function display means, the second irradiation means for irradiating the other of the other light fluxes divided by the division means to the pinhole, and the light from the second light generation means A third irradiation unit that irradiates the object and a fourth irradiation unit that irradiates the point image distribution function reciprocal number display unit with the light from the third light generation unit are provided, and the first Fourier transform unit includes the point image distribution. The second Fourier transforming means Fourier transforms the light from the pinhole, and the third Fourier transforming means Fourier transforms the light from the target object. What to do, the fourth Are those Fourier transform means for Fourier transform the light from the point spread function inverse display means,
The real-time hologram element writes the light from the first to third Fourier transforming means and irradiates the light from the fourth Fourier transforming means as read light.
The inverse Fourier transform means is configured to perform an inverse Fourier transform on the light read by the real-time hologram element.
【0015】本発明によれば、焦点外れの光学系の点像
分布関数、焦点外れの光学系の点像分布関数の逆数、及
び焦点外れ画像が、フーリエ変換手段によりフーリエ変
換され、そのフーリエ変換された光が、実時間ホログラ
ム素子に照射され、実時間ホログラム素子上で光学的演
算が実行される。そして、その光学的演算の結果である
実時間ホログラム素子からの光を、逆フーリエ変換する
ことにより、焦点外れ補正が施された画像が得られるの
で、光学的に高速かつ高精度に焦点外れ補正を行うこと
が可能となる。According to the present invention, the point spread function of the out-of-focus optical system, the reciprocal of the point spread function of the out-of-focus optical system, and the out-of-focus image are Fourier transformed by Fourier transform means, and the Fourier transform thereof is performed. The generated light is applied to the real-time hologram element, and an optical calculation is performed on the real-time hologram element. Then, the light from the real-time hologram element, which is the result of the optical calculation, is inverse-Fourier-transformed to obtain an image with out-of-focus correction. Therefore, the out-of-focus correction can be performed optically at high speed and with high accuracy. It becomes possible to do.
【0016】さらに、本発明では、上記の焦点外れ補正
装置において、点像分布関数表示手段からの光と被対象
物体からの光とを一体にする手段を設け、第1のフーリ
エ変換手段と第3のフーリエ変換手段とを単一のフーリ
エ変換手段としている。Further, according to the present invention, in the above-mentioned defocus correction device, means for integrating the light from the point spread function display means and the light from the target object is provided, and the first Fourier transform means and the first Fourier transform means are provided. The three Fourier transform means are a single Fourier transform means.
【0017】本発明によれば、二つのフーリエ変換手段
を単一とするので、装置の小型化、低コスト化を図るこ
とができる。According to the present invention, since the two Fourier transform means are integrated, the size and cost of the device can be reduced.
【0018】さらに、本発明では、上記の焦点外れ補正
装置において、実時間ホログラム素子を液晶空間光変調
素子としている。Further, in the present invention, in the above-mentioned defocusing correction device, the real-time hologram element is a liquid crystal spatial light modulation element.
【0019】本発明によれば、実時間ホログラムとして
液晶空間光変調素子を用いているので、光学的に高速か
つ高精度に焦点外れ補正が可能な焦点外れ補正装置を実
現することができる。According to the present invention, since the liquid crystal spatial light modulator is used as a real-time hologram, it is possible to realize an out-of-focus correction device capable of optically performing high-speed and high-precision defocus correction.
【0020】[0020]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の一形態につ
いて、図面を参照して説明する。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【0021】図1は、本発明による焦点外れ補正装置1
の基本的な光学系の構成を示す概略構成図である。図1
において、2は干渉性を示す光を発生する手段であるH
e−Neレーザ、3は対物レンズ、4はピンホール、5
はコリメートレンズ、6はHe−Neレーザ1からの光
を2光束に分割する手段であるビームスプリッタ、7は
焦点外れの光学系の点像分布関数を表示する手段である
焦点外れ写真と同じぼけ方をした焦点外れ点物体写真、
8はHe−Neレーザ2からの光とレーザ13(後述)
からの光とを結合させて一体にする手段であるビームス
プリッタ、9はフーリエ変換レンズ、10はミラー、1
1はピンホール、12はピンホール11からの光をフー
リエ変換する手段であるフーリエ変換レンズ、13は干
渉性を示す光を発生する手段であるHe−Neレーザ、
14は対物レンズ、15はピンホール、16はコリメー
トレンズ、17はミラー、18は焦点外れの光学系の点
像分布関数の逆数を表示する手段である高解像度液晶パ
ネルである。FIG. 1 shows an out-of-focus correction device 1 according to the present invention.
2 is a schematic configuration diagram showing the configuration of a basic optical system of FIG. Figure 1
2 is H which is a means for generating light exhibiting coherence
e-Ne laser, 3 objective lens, 4 pinhole, 5
Is a collimator lens, 6 is a beam splitter which is a means for splitting the light from the He-Ne laser 1 into two light beams, and 7 is a means for displaying a point spread function of an out-of-focus optical system. Defocused point object photo,
Reference numeral 8 denotes light from the He-Ne laser 2 and laser 13 (described later).
A beam splitter, which is a means for combining the light from the above and integrating it, 9 is a Fourier transform lens, 10 is a mirror, 1
1 is a pinhole, 12 is a Fourier transform lens which is a means for Fourier transforming the light from the pinhole 11, 13 is a He-Ne laser which is a means for generating light exhibiting coherence,
Reference numeral 14 is an objective lens, 15 is a pinhole, 16 is a collimating lens, 17 is a mirror, and 18 is a high resolution liquid crystal panel which is a means for displaying the reciprocal of the point spread function of the defocused optical system.
【0022】ここで、対物レンズ3とピンホール4とコ
リメートレンズ5とは、He−Neレーザ2からの光を
焦点外れ点物体写真7に照射するための手段であると共
に、He−Neレーザ2からの光をピンホール11に照
射するための照射するための手段の一部の役割を兼ね備
えているものであり、ミラー10はHe−Neレーザ2
からの光をピンホール11に照射するための照射するた
めの手段の一部である。また、対物レンズ14、ピンホ
ール15、コリメートレンズ16、及びミラー17は、
He−Neレーザ13からの光を高解像度液晶パネル1
8に照射するための手段である。また、ビームスプリッ
タ8は、焦点外れ点物体写真7からの光と高解像度液晶
パネル18からの光とを一体にする手段であり、従っ
て、フーリエ変換レンズ9は、焦点外れ点物体写真7か
らの光をフーリエ変換する手段と高解像度液晶パネル1
8からの光をフーリエ変換する手段との役割を単一で果
たすものである。Here, the objective lens 3, the pinhole 4, and the collimating lens 5 are means for irradiating the out-of-focus point object photograph 7 with the light from the He-Ne laser 2 and also the He-Ne laser 2 The mirror 10 also serves as a part of irradiation means for irradiating the pinhole 11 with light from the mirror 10, and the mirror 10 includes the He-Ne laser 2
It is a part of the irradiation means for irradiating the pinhole 11 with the light from. Further, the objective lens 14, the pinhole 15, the collimator lens 16, and the mirror 17 are
Light from the He-Ne laser 13 is used for the high-resolution liquid crystal panel 1
8 is a means for irradiating. Further, the beam splitter 8 is a means for combining the light from the out-of-focus point object photograph 7 and the light from the high-resolution liquid crystal panel 18, and therefore the Fourier transform lens 9 is a means for combining the light from the out-of-focus point object photograph 7. Means for Fourier transforming light and high resolution liquid crystal panel 1
It plays a single role as means for Fourier transforming the light from 8.
【0023】また、図1において、20は実時間ホログ
ラム素子である液晶空間光変調素子、21は干渉性を示
す光を発生する手段であるHe−Neレーザ、22は対
物レンズ、23はピンホール、24はコリメートレン
ズ、25は焦点外れ補正が施される被対象物体である焦
点外れ写真25、26は焦点外れ写真25からの光をフ
ーリエ変換する手段であるフーリエ変換レンズ26、2
7は液晶空間光変調素子により読み出された光を逆フー
リエ変換する手段であるフーリエ変換レンズ27、28
はフーリエ変換レンズ27により逆フーリエ変換された
光を受光する手段である写真乾板28である。ここで、
対物レンズ22、ピンホール23、及びコリメートレン
ズ24は、He−Neレーザ21からの光を焦点外れ写
真25に照射するための手段である。Further, in FIG. 1, 20 is a liquid crystal spatial light modulator which is a real-time hologram element, 21 is a He-Ne laser which is means for generating light exhibiting coherence, 22 is an objective lens, and 23 is a pinhole. , 24 is a collimating lens, 25 is an out-of-focus photograph 25, 26 which is an object to be subjected to defocus correction, and Fourier transform lenses 26, 2 which are means for Fourier transforming the light from the out-of-focus photograph 25.
Reference numeral 7 is a Fourier transform lens 27, 28 which is means for inverse Fourier transforming the light read by the liquid crystal spatial light modulator.
Is a photographic dry plate 28 which is means for receiving the light which has been subjected to the inverse Fourier transform by the Fourier transform lens 27. here,
The objective lens 22, the pinhole 23, and the collimator lens 24 are means for irradiating the photograph 25 with the light from the He—Ne laser 21 out of focus.
【0024】なお、焦点外れ写真25の代わりに焦点外
れ画像を表示するための高解像度液晶パネル等の表示装
置を用いることができ、写真乾板28の代わりに補正さ
れた画像を撮像するための高精細CCDカメラ等の撮像
装置を用いることができる。A display device such as a high-resolution liquid crystal panel for displaying an out-of-focus image can be used instead of the out-of-focus photograph 25, and a high-resolution image for capturing a corrected image can be used instead of the photographic dry plate 28. An imaging device such as a fine CCD camera can be used.
【0025】まず、本実施形態の焦点外れ補正装置の動
作原理について説明する。オリジナル画像(焦点の合っ
た画像)の振幅分布をo(x,y)、焦点外れの画像を
撮影した光学系の点像分布関数をh(x,y)、焦点外
れ画像をg(x,y)とすると、
g(x,y)=o(x,y)*h(x,y) ・・・(1)
となる。ここで、*はコンボルーション演算を表す。
(1)式より、o(x,y)を得るためには、デコンボ
ルーションを行えばよい。コンボルーションはフーリエ
変換座標系で積演算となることを利用すると、
O=G/H=G・H'/|H|2 ・・・(2)
となる。ここで、O、G、Hは、それぞれo(x,
y)、g(x,y)、h(x,y)をフーリエ変換した
ものであり、H'はHの複素共役である。(2)式よ
り、g(x,y)とh(x,y)がわかれば、それらか
らG、H'、|H|を求め、積演算を行うことで、Oが得
られる。最後に、Oを逆フーリエ変換すれば、oを得る
ことができる。すなわち、焦点外れの補正が可能となる
わけである。本発明の焦点外れ補正装置は、これらの積
演算及びフーリエ変換を、光学的に高速に行うものであ
る。First, the principle of operation of the defocus correction device of this embodiment will be described. The amplitude distribution of the original image (focused image) is o (x, y), the point spread function of the optical system that captured the defocused image is h (x, y), and the defocused image is g (x, y). y), g (x, y) = o (x, y) * h (x, y) (1) Here, * represents a convolution operation.
From equation (1), deconvolution may be performed to obtain o (x, y). Using the fact that the convolution is a product operation in the Fourier transform coordinate system, O = G / H = G · H ′ / | H | 2 (2) Here, O, G, and H are o (x,
y), g (x, y) and h (x, y) are Fourier-transformed, and H ′ is a complex conjugate of H. If g (x, y) and h (x, y) are known from the equation (2), G, H ', | H | are obtained from them and a product operation is performed to obtain O. Finally, if O is inverse Fourier transformed, o can be obtained. That is, it is possible to correct the defocus. The defocusing correction apparatus of the present invention optically performs these product calculation and Fourier transform at high speed.
【0026】図1において、焦点外れ写真と同じぼけ方
をした焦点外れ点物体写真7(上記(1)式のh(x,
y)に対応)はフーリエ変換レンズ9の焦点位置に、ピ
ンホール11はフーリエ変換レンズ12の焦点位置に、
高解像度液晶パネル18(フーリエ変換された結果が1
/|H|2に対応)はフーリエ変換レンズ9の焦点位置
に、液晶空間光変調素子20は、フーリエ変換レンズ
9、12、26、27のいずれもの焦点位置に、焦点外
れ写真25(上記(1)式のg(x,y)に対応)はフ
ーリエ変換レンズ26の焦点位置に、写真乾板28はフ
ーリエ変換レンズ27の焦点位置にそれぞれ配置されて
いる。これは、上述したように、フーリエ変換座標系で
積演算を行うためである。In FIG. 1, an out-of-focus point object photograph 7 having the same blurring as the out-of-focus photograph (h (x,
(corresponding to y)) is the focal position of the Fourier transform lens 9, the pinhole 11 is the focal position of the Fourier transform lens 12,
High-resolution liquid crystal panel 18 (Fourier transform result is 1
/ | H | 2 ) corresponds to the focal position of the Fourier transform lens 9, and the liquid crystal spatial light modulation element 20 corresponds to the focal position of any of the Fourier transform lenses 9, 12, 26, and 27. (Corresponding to g (x, y) in the equation 1) is arranged at the focal position of the Fourier transform lens 26, and the photographic plate 28 is arranged at the focal position of the Fourier transform lens 27. This is because, as described above, the product operation is performed in the Fourier transform coordinate system.
【0027】第1に、従来の焦点外れ補正装置と同様
に、被処理写真(焦点外れ写真)と同じぼけ方をした焦
点外れ点物体写真7(上記(1)式のh(x,y)に対
応)を用意する。First, as in the conventional defocusing correction apparatus, the defocused point object photograph 7 (h (x, y) in the above formula (1)) is the same as the photograph to be processed (defocused photograph). Prepared).
【0028】次に、図1に示すように、焦点外れ点物体
写真7及び高解像度液晶パネル18をフーリエ変換レン
ズ9の焦点位置に設置する。高解像度液晶パネル18に
は、焦点外れ点物体写真7のネガティブ画像を表示す
る。また、ピンホール11をフーリエ変換レンズ12の
焦点位置に設置する。そして、液晶空間光変調素子20
をフーリエ変換レンズ9、12の焦点位置に設置して、
He−Neレーザ2から発せられたレーザ光により、焦
点外れ点物体写真7のフーリエ変換像とピンホール11
のフーリエ変換像(平行光束)との干渉縞(ホログラ
ム)を液晶空間光変調素子20に書き込む。それと同時
に、別のHe−Neレーザ13を用いて、高解像度液晶
パネル18に表示した焦点外れ点物体写真7のネガティ
ブ画像をフーリエ変換した像のパワースペクトルを液晶
空間光変調素子20に書き込む。Next, as shown in FIG. 1, the out-of-focus point object photograph 7 and the high-resolution liquid crystal panel 18 are set at the focal position of the Fourier transform lens 9. On the high resolution liquid crystal panel 18, a negative image of the out-of-focus point object photograph 7 is displayed. Further, the pinhole 11 is installed at the focal position of the Fourier transform lens 12. The liquid crystal spatial light modulator 20
Is placed at the focal position of the Fourier transform lenses 9 and 12,
By the laser light emitted from the He-Ne laser 2, the Fourier transform image of the out-of-focus point object photograph 7 and the pinhole 11
An interference fringe (hologram) with the Fourier transform image (parallel light flux) of is written in the liquid crystal spatial light modulation element 20. At the same time, another He-Ne laser 13 is used to write the power spectrum of the image obtained by Fourier-transforming the negative image of the out-of-focus point object photograph 7 displayed on the high-resolution liquid crystal panel 18 into the liquid crystal spatial light modulation element 20.
【0029】一方、液晶空間光変調素子20の反対側か
らは、別のHe−Neレーザ21を用いて、被対象物体
である焦点外れ写真25を照明する。なお、ここで、焦
点外れ写真25の代わりに、焦点外れ画像を高解像度液
晶パネル等の表示装置に表示したものを被対象物体とし
てもよい。On the other hand, from the opposite side of the liquid crystal spatial light modulator 20, another He-Ne laser 21 is used to illuminate the defocused photograph 25 which is the object. Here, instead of the out-of-focus photograph 25, an out-of-focus image displayed on a display device such as a high resolution liquid crystal panel may be used as the target object.
【0030】その後、その焦点外れ写真25をフーリエ
変換レンズ26でフーリエ変換し、そのフーリエ変換光
を読み出し光として、液晶空間光変調素子20に照射す
る。すると、この液晶空間光変調素子20上で、上述し
たフーリエ変換座標系での積演算が実行される。それか
ら、液晶空間光変調素子20にて読み出された光(上記
(2)式のOに対応)は、フーリエ変換レンズ27で逆
フーリエ変換され、写真乾板28に入射される。その結
果、ぼけのとれた鮮明な像の写真が出来上がる。なお、
ここで、写真乾板28の代わりに、CCDカメラ等の撮
像装置で撮像することにより、図示しないコンピュータ
のデータとして取り込むようにしてもよい。Thereafter, the out-of-focus photograph 25 is Fourier-transformed by the Fourier transform lens 26, and the Fourier-transformed light is applied to the liquid crystal spatial light modulation element 20 as read light. Then, the product operation in the Fourier transform coordinate system described above is executed on the liquid crystal spatial light modulator 20. Then, the light read out by the liquid crystal spatial light modulation element 20 (corresponding to O in the above formula (2)) is subjected to inverse Fourier transform by the Fourier transform lens 27 and is incident on the photographic dry plate 28. The result is a clear, blurred image. In addition,
Here, instead of the photographic dry plate 28, an image may be captured by an image capturing device such as a CCD camera so as to be captured as data of a computer (not shown).
【0031】なお、焦点外れ点物体写真7を複数用意し
ておき、それを入れ替えることにより、最良の鮮明な像
を探すようにすることも可能である。It is also possible to prepare a plurality of out-of-focus point object photographs 7 and replace them to find the best clear image.
【0032】なお、本実施形態では、焦点外れ点物体写
真7を用いたが、この代わりに、高解像度液晶パネル等
の表示装置に焦点外れ点物体を表示させて用いてもよ
い。この場合も、焦点外れ点物体表示データを入れ替え
ることにより、最良な像を探し出すことができる。ま
た、高解像度液晶パネル等の表示装置を用いると、この
作業は実時間で高速で行えるので、逆に、最良な像が得
られる焦点外れ点物体のデータを探し出すこともでき
る。Although the out-of-focus point object photograph 7 is used in this embodiment, the out-of-focus point object may be displayed on a display device such as a high resolution liquid crystal panel and used instead. Also in this case, the best image can be searched for by exchanging the out-of-focus point object display data. In addition, when a display device such as a high-resolution liquid crystal panel is used, this work can be performed in real time at high speed, and conversely, it is possible to find out the data of the defocused point object that gives the best image.
【0033】すなわち、焦点外れ写真がディジタルデー
タとなっている場合、このデータを用いて、コンピュー
タで上述の(2)式の計算を行えば、より高画質な画像
が得られが、この数値計算を多くの焦点外れ点物体のデ
ータに対して行うことは、多大な時間を要するので現実
的ではない。これに対し、本発明の焦点外れ補正装置を
用いれば、予め最適な焦点外れ点物体のデータを探し出
しておくことができるので、1つの焦点外れ点物体のデ
ータに対する計算だけでよく、計算時間の短縮が可能と
なる。That is, when the out-of-focus photograph is digital data, a higher quality image can be obtained by calculating the equation (2) using a computer using this data. It is not realistic to perform data for many out-of-focus point object data because it takes a lot of time. On the other hand, if the defocus correction device of the present invention is used, the optimum defocus point object data can be searched for in advance, and therefore only the calculation for one defocus point object data is required, and the calculation time is reduced. It can be shortened.
【0034】ここで、コンピュータで焦点外れ点物体表
示データを作成する場合は、その点物体の振幅分布をガ
ウス関数等の関数を用いればよい。そして、点物体の中
心強度は、暗点の場合は対象となる写真の最も暗い場所
の明るさに設定し、輝点の場合は対象となる写真の最も
明るい場所の明るさに設定する。また、焦点外れの度合
いは、点物体を表現する関数の半径を変化させて設定す
る。Here, when the out-of-focus point object display data is created by a computer, a function such as a Gaussian function may be used for the amplitude distribution of the point object. Then, the center intensity of the point object is set to the brightness of the darkest place of the target photograph in the case of the dark point, and is set to the brightness of the brightest place of the target photograph in the case of the bright point. The degree of defocus is set by changing the radius of the function expressing the point object.
【0035】また、焦点外れ点物体写真7の代わりに用
いる高解像度液晶パネルとしては、光書き込み型の液晶
パネルがある。その場合、レンズを用いて焦点外れの点
物体を書き込むことができ、レンズの位置を制御するこ
とにより焦点外れの設定が可能となる。As a high resolution liquid crystal panel used in place of the defocused point object photograph 7, there is an optical writing type liquid crystal panel. In that case, an out-of-focus point object can be written using the lens, and the out-of-focus setting can be made by controlling the position of the lens.
【0036】また、焦点外れの点物体と同様に、焦点外
れ点物体写真7のネガティブ画像を表示する高解像度液
晶パネル18として、光書き込み型の液晶パネルを用い
ることができ、その場合には、レンズを用いて焦点外れ
の点物体を書き込んでもよい。この場合の光書き込み型
の液晶パネルは、読み出す際にネガポジ反転を行えるよ
うなものである。An optical writing type liquid crystal panel can be used as the high resolution liquid crystal panel 18 for displaying the negative image of the out-of-focus point object photograph 7 as in the case of the out-of-focus point object. In that case, An out-of-focus point object may be written using a lens. The optically writable liquid crystal panel in this case is such that negative / positive inversion can be performed at the time of reading.
【0037】なお、本実施形態において、高解像度液晶
パネル18と焦点外れ写真25の位置を交換しても、上
述の(2)式で示した演算を実行することができ、即
ち、焦点外れ補正処理が可能である。In the present embodiment, even if the positions of the high-resolution liquid crystal panel 18 and the out-of-focus photograph 25 are exchanged, the calculation expressed by the equation (2) can be executed, that is, the out-of-focus correction. It can be processed.
【0038】なお、本実施形態では、一色のレーザ光源
(赤色のHe−Neレーザ)のみで焦点外れの補正を行
う場合、即ちモノクロ写真の焦点外れ補正について説明
したが、これに限定されるものではなく、本発明はカラ
ー画像の焦点外れ補正にも応用可能なものである。例え
ば、本実施形態と同様の光学系で、3原色となるレーザ
光源を用意して、3原色それぞれの画像に対して上述の
ような補正を行い、最後に3原色の補正された画像を合
成すれば、カラー画像の焦点外れの補正が可能である。In this embodiment, the case where the defocus correction is performed only by the laser light source of one color (red He-Ne laser), that is, the defocus correction of the monochrome photograph is explained, but the invention is not limited to this. Instead, the invention can be applied to defocus correction of color images. For example, with the same optical system as that of the present embodiment, a laser light source for three primary colors is prepared, the above-described correction is performed on each image of the three primary colors, and finally the corrected images of the three primary colors are combined. Then, it is possible to correct the defocus of the color image.
【0039】なお、本実施形態で用いた液晶空間光変調
素子20は、He−Neレーザ2から出射された光の偏
光方向が図面の紙面内平面にあり、このレーザ光につい
て最も効率的に位相変調できる方向にホモジニアス(平
行)配向したネマティック液晶を用たものである。In the liquid crystal spatial light modulator 20 used in this embodiment, the polarization direction of the light emitted from the He-Ne laser 2 is in the plane of the paper surface of the drawing, and this laser light is most efficiently phased. It uses a nematic liquid crystal that is homogeneously (parallel) aligned in the direction in which it can be modulated.
【0040】次いで、本実施形態で用いた液晶空間光変
調素子20について、図2を用いて説明する。図2は本
実施形態で用いた液晶空間光変調素子20の構造の概略
を示す断面図であり、31a、31bはガラス基板、3
2a、32bは透明電極、33a、33bは配向膜、3
4は液晶層、35はスペーサ、36は光導電層、37は
交流電圧である。図2に示すように、この液晶空間光変
調素子20は、ITO等の透明電極23a、23bが片
面にコートされたガラス基板31a、31bの間に、ネ
マティック液晶から成る液晶層34、液晶層34内の液
晶分子をホモジニアス(平行)配向させるための液晶配
向膜33a、33b、及び光導電層36である水素化ア
モルファス(a−Si:H)膜を挟んだ構造となってい
る。なお、スペーサ35は、液晶層34のスペースを保
持するためのものである。Next, the liquid crystal spatial light modulator 20 used in this embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a cross-sectional view showing the outline of the structure of the liquid crystal spatial light modulation element 20 used in the present embodiment, and 31a and 31b are glass substrates and 3
2a and 32b are transparent electrodes, 33a and 33b are alignment films, 3
4 is a liquid crystal layer, 35 is a spacer, 36 is a photoconductive layer, and 37 is an AC voltage. As shown in FIG. 2, the liquid crystal spatial light modulation element 20 includes a liquid crystal layer 34 made of nematic liquid crystal and a liquid crystal layer 34 between glass substrates 31a, 31b coated with transparent electrodes 23a, 23b such as ITO on one surface. The structure is such that liquid crystal alignment films 33a and 33b for homogeneously (parallel) aligning the liquid crystal molecules therein and a hydrogenated amorphous (a-Si: H) film which is the photoconductive layer 36 are sandwiched. The spacer 35 is for holding the space of the liquid crystal layer 34.
【0041】光導電層36であるa−Si:H膜の形成
は、透明電極32bが形成されたガラス基板31b上
に、CVD法により成膜を行った。このようにして形成
したa−Si:H膜の特性は、暗導電率が10-10S/
cm、光導電率が10-7S/cm以上であり、その膜厚
を1.0μmとした。The a-Si: H film, which is the photoconductive layer 36, was formed by the CVD method on the glass substrate 31b on which the transparent electrode 32b was formed. The characteristic of the a-Si: H film thus formed is that the dark conductivity is 10 −10 S /
cm, the photoconductivity was 10 −7 S / cm or more, and the film thickness was 1.0 μm.
【0042】さらに、透明電極32bと光導電層36と
が形成されたガラス基板31bと、透明電極32aが形
成された31aのそれぞれに、ネマティック液晶層34
をホモジニアス(平行)配向させるための液晶配向膜3
3a、33bを形成した。本実施形態においては、この
液晶配向膜33a、33bとして、SiO膜を用いた
が、これに限定されるものではなく、ポリイミドやポリ
ビニルアルコール等の高分子膜にラビング処理を施した
ものや、配向剤を塗布して形成したものを用いてもよ
い。Further, the nematic liquid crystal layer 34 is provided on each of the glass substrate 31b on which the transparent electrode 32b and the photoconductive layer 36 are formed and the glass substrate 31a on which the transparent electrode 32a is formed.
Liquid Crystal Alignment Film 3 for Homogeneous (Parallel) Alignment
3a and 33b were formed. In the present embodiment, the SiO films are used as the liquid crystal alignment films 33a and 33b, but the liquid crystal alignment films 33a and 33b are not limited to this, and those obtained by subjecting a polymer film such as polyimide or polyvinyl alcohol to a rubbing treatment, or alignment. You may use what was formed by apply | coating agent.
【0043】このようにして形成した液晶配向膜33
a、33bを対向させて、スペーサ35により隙間を形
成し、この隙間にネマティック液晶を充填し、液晶層3
4を形成した。本実施形態では、ネマティック液晶とし
て、位相シフト量を十分に大きくするために、大きな複
屈折を示すものが望ましく、メルク社のE44を用い
た。なお、本実施形態では、ネマティック液晶が、印加
される電圧の強さに応じて、ガラス基板面とほぼ平行な
状態からガラス基板面と垂直の状態に配向が変化する正
の誘電異方性を示すネマティック液晶をホモジニアス配
向にして用いたが、負の誘電異方性を示すネマティック
液晶をホメオトロピック配向にして用いてもよい。The liquid crystal alignment film 33 thus formed
a and 33b are opposed to each other, a gap is formed by the spacer 35, and the gap is filled with nematic liquid crystal, and the liquid crystal layer 3
4 was formed. In the present embodiment, as the nematic liquid crystal, it is desirable that nematic liquid crystal exhibit large birefringence in order to sufficiently increase the phase shift amount, and E44 manufactured by Merck is used. In the present embodiment, the nematic liquid crystal has a positive dielectric anisotropy whose orientation changes from a state substantially parallel to the glass substrate surface to a state perpendicular to the glass substrate surface according to the strength of the applied voltage. Although the nematic liquid crystal shown is used in a homogeneous orientation, a nematic liquid crystal exhibiting negative dielectric anisotropy may be used in a homeotropic orientation.
【0044】上記のように、本実施形態で用いた液晶空
間光変調素子20の液晶層34には、ホモジニアス(平
行)配向ネマティック液晶を用いた。これは、He−N
eレーザから出射された光の偏光方向が図1の図面紙面
内平面にあるので、液晶層34が、この偏光を最も効率
的に位相変調できる方向にホモジニアス(平行)配向さ
せるようにしたものである。As described above, the liquid crystal layer 34 of the liquid crystal spatial light modulating element 20 used in this embodiment uses the homogeneous (parallel) aligned nematic liquid crystal. This is He-N
Since the polarization direction of the light emitted from the e-laser is in the plane of the drawing paper of FIG. 1, the liquid crystal layer 34 is oriented so as to be homogeneous (parallel) in the direction in which this polarization can be phase-modulated most efficiently. is there.
【0045】なお、本発明の焦点外れ補正装置に用いる
液晶空間光変調素子20は、高空間分解能(高解像度)
が要求されるため、液晶層34の厚さは薄い方が望まし
く、本実施形態では液晶層34の厚さを2μmとした。The liquid crystal spatial light modulator 20 used in the defocusing correction device of the present invention has a high spatial resolution (high resolution).
Therefore, it is desirable that the thickness of the liquid crystal layer 34 be thin. In the present embodiment, the thickness of the liquid crystal layer 34 is 2 μm.
【0046】なお、本実施形態では、液晶空間光変調素
子20の液晶層34を成す液晶材料として、ネマティッ
ク液晶を用いたが、強誘電性液晶を用いてもよい。ま
た、液晶層34と光導電層36との間に誘電体多層膜ミ
ラーを介在させてもよい。In the present embodiment, the nematic liquid crystal is used as the liquid crystal material forming the liquid crystal layer 34 of the liquid crystal spatial light modulation element 20, but ferroelectric liquid crystal may be used. Further, a dielectric multilayer mirror may be interposed between the liquid crystal layer 34 and the photoconductive layer 36.
【0047】なお、本実施形態では、実時間ホログラム
素子として、液晶空間光変調素子を用いたが、これに限
定されるものではなく、BaTiO3やBi12SiO20
(BSO)等のフォトリフラクティブ結晶を用いてもよ
い。In the present embodiment, the liquid crystal spatial light modulator is used as the real-time hologram element, but the present invention is not limited to this, and BaTiO 3 or Bi 12 SiO 20 may be used.
A photorefractive crystal such as (BSO) may be used.
【0048】[0048]
【発明の効果】以上のように、請求項1に記載の発明の
焦点外れ補正装置によれば、光学的に高速かつ高精度に
焦点外れの補正を行うことできる。As described above, according to the defocusing correction device of the invention described in claim 1, it is possible to optically correct the defocusing at high speed and with high accuracy.
【0049】また、請求項1の発明によれば、焦点外れ
補正装置において、焦点外れの光学系の点像分布関数、
焦点外れの光学系の点像分布関数の逆数、及び焦点外れ
画像が、フーリエ変換手段によりフーリエ変換され、そ
のフーリエ変換された光が、実時間ホログラム素子に照
射され、実時間ホログラム素子上で光学的演算が実行さ
れる。そして、その光学的演算の結果である実時間ホロ
グラム素子からの光を、逆フーリエ変換することによ
り、焦点外れ補正が施された画像が得られるので、光学
的に高速かつ高精度に焦点外れ補正を行うことが可能と
なる。 Further, according to the invention of claim 1, in defocus correction device, the point spread function of the optical system of defocusing,
The reciprocal of the point spread function of the out-of-focus optical system and the out-of-focus image are Fourier transformed by the Fourier transforming means, and the Fourier transformed light is applied to the real-time hologram element, and the real-time hologram element is optically illuminated. Calculation is executed. Then, the light from the real-time hologram element, which is the result of the optical calculation, is inverse-Fourier-transformed to obtain an image with out-of-focus correction. Therefore, the out-of-focus correction can be performed optically at high speed and with high accuracy. It becomes possible to do.
【0050】請求項2の発明によれば、焦点外れ補正装
置の二つのフーリエ変換手段を単一とするので、装置の
小型化、低コスト化を図ることができる。According to the second aspect of the invention, since the two Fourier transform means of the defocusing correction device are united, it is possible to reduce the size and cost of the device.
【0051】請求項3の発明によれば、焦点外れ補正装
置において、焦点外れの光学系の点像分布関数、焦点外
れの光学系の点像分布関数の逆数、及び焦点外れ画像
が、フーリエ変換手段によりフーリエ変換され、そのフ
ーリエ変換された光が、実時間ホログラム素子に照射さ
れ、実時間ホログラム素子上で光学的演算が実行され
る。そして、その光学的演算の結果である実時間ホログ
ラム素子からの光を、逆フーリエ変換することにより、
焦点外れ補正が施された画像が得られるので、光学的に
高速かつ高精度に焦点外れ補正を行うことが可能とな
る。According to the third aspect of the invention, in the defocus correction device, the point spread function of the defocus optical system, the reciprocal of the point spread function of the defocus optical system, and the defocus image are Fourier transformed. Fourier transform is performed by the means, and the Fourier-transformed light is applied to the real-time hologram element, and an optical calculation is executed on the real-time hologram element. Then, by performing an inverse Fourier transform on the light from the real-time hologram element that is the result of the optical calculation,
Since an image subjected to defocus correction is obtained, it is possible to perform defocus correction optically at high speed and with high accuracy.
【0052】請求項4の発明によれば、焦点外れ補正装
置の二つのフーリエ変換手段を単一とするので、装置の
小型化、低コスト化を図ることができる。According to the fourth aspect of the present invention, since the two Fourier transform means of the defocusing correction device are united, the size and cost of the device can be reduced.
【0053】請求項5の発明によれば、実時間ホログラ
ムとして液晶空間光変調素子を用いているので、光学的
に高速かつ高精度に焦点外れ補正が可能な焦点外れ補正
装置を実現することができる。According to the fifth aspect of the invention, since the liquid crystal spatial light modulator is used as the real-time hologram, it is possible to realize an out-of-focus correction device capable of optically performing high-speed and high-precision defocus correction. it can.
【図1】本発明による焦点外れ補正装置の基本的な光学
系の構成を示す概略構成図である。FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a configuration of a basic optical system of an out-of-focus correction device according to the present invention.
【図2】本実施形態で用いた液晶空間光変調素子の構造
の概略を示す断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing the structure of a liquid crystal spatial light modulator used in this embodiment.
【図3】従来の焦点外れ補正装置の構成を示す概略構成
図である。FIG. 3 is a schematic configuration diagram showing a configuration of a conventional defocus correction device.
【図4】従来の焦点外れ補正装置の構成を示す概略構成
図である。FIG. 4 is a schematic configuration diagram showing a configuration of a conventional defocus correction device.
【図5】従来の焦点外れ補正装置の構成を示す概略構成
図である。FIG. 5 is a schematic configuration diagram showing a configuration of a conventional defocus correction device.
1 焦点外れ補正装置 2,13,21 He−Neレーザ 3,14,22 対物レンズ 4,11,15,23 ピンホール 5,16,24 コリメートレンズ 6,8 ビームスプリッタ 7 焦点外れ点物体写真 9,12,26,27 フーリエ変換レンズ 10,17 ミラー 18 高解像度液晶パネル 20 液晶空間光変調素子 25 焦点外れ写真 28 写真乾板 1 Defocus correction device 2,13,21 He-Ne laser 3,14,22 Objective lens 4,11,15,23 pinhole 5,16,24 Collimating lens 6,8 beam splitter 7 Out-of-focus point object photo 9, 12, 26, 27 Fourier transform lens 10,17 Mirror 18 High resolution LCD panel 20 Liquid crystal spatial light modulator 25 out of focus photos 28 Photographic plate
Claims (5)
れ補正装置において、 干渉性を示す光を発生する第1の光発生手段と、 干渉性を示す光を発生する第2の光発生手段と、 干渉性を示す光を発生する第3の光発生手段と、 焦点外れの光学系の点像分布関数を表示する点像分布関
数表示手段と、 焦点外れの光学系の点像分布関数の逆数を表示する点像
分布関数逆数表示手段と、 焦点外れ画像又は焦点外れ画像が表示された表示装置で
あり焦点外れ補正が施される被対象物体と、 前記第1の光発生手段からの光を2光束に分割する分割
手段と、 前記分割手段により分割された一方の光束を前記点像分
布関数表示手段に照射する第1の照射手段と、 前記分割手段により分割された他方の光束が照射される
ピンホールと、 前記ピンホールに前記他方の光束を照射する第2の照射
手段と、 前記第2の光発生手段からの光を前記点像分布関数逆数
表示手段に照射する第3の照射手段と、 前記第3の光発生手段からの光を前記被対照物体に照射
する第4の照射手段と、 前記点像分布関数表示手段からの光をフーリエ変換する
第1のフーリエ変換手段と、 前記ピンホールからの光をフーリエ変換する第2のフー
リエ変換手段と、 前記点像分布関数逆数表示手段からの光をフーリエ変換
する第3のフーリエ変換手段と、 前記被対象物体からの光をフーリエ変換する第4のフー
リエ変換手段と、 前記第1乃至第3のフーリエ変換手段からの光が書き込
まれるとともに第4のフーリエ変換手段からの光が読み
出し光として照射される実時間ホログラム素子と、 前記実時間ホログラム素子により読み出された光を逆フ
ーリエ変換する逆フーリエ変換手段と、 前記逆フーリエ変換手段により逆フーリエ変換された光
を受光する受光手段と、を備えたことを特徴とする焦点
外れ補正装置。1. An out-of-focus correction device for optically correcting an out-of-focus image, comprising: first light generating means for generating light exhibiting coherence and second light generating means for producing light exhibiting coherence. A third light generating means for generating light exhibiting coherence, a point spread function displaying means for displaying a point spread function of the defocused optical system, and a point spread function for the defocused optical system. Point spread function reciprocal display means for displaying the reciprocal number, an out-of-focus image or a display device displaying the out-of-focus image, and an object to be defocused corrected, and light from the first light generating means. Is divided into two light beams, a first irradiation unit that irradiates the point spread function display unit with one light beam divided by the division unit, and the other light beam that is divided by the division unit is irradiated. Pinhole, and the pinhole Second irradiation means for irradiating the other light beam, third irradiation means for irradiating the point spread function reciprocal number display means with the light from the second light generation means, and the third light generation means. Fourth irradiating means for irradiating the object to be inspected with light from, the first Fourier transforming means for Fourier transforming the light from the point spread function display means, and Fourier transforming the light from the pinhole. Second Fourier transforming means, third Fourier transforming means for Fourier transforming the light from the point spread function reciprocal display means, and fourth Fourier transforming means for Fourier transforming the light from the target object, A real-time hologram element in which the light from the first to third Fourier transform means is written and the light from the fourth Fourier transform means is irradiated as read light, and the real-time hologram element. And inverse Fourier transform means for inverse Fourier transform the read light, defocus correction device characterized by comprising a light receiving means for receiving inverse Fourier transform light by the inverse Fourier transform means.
いて、 前記点像分布関数表示手段からの光と前記点像分布関数
逆数表示手段からの光とを一体にする手段を設け、 前記第1のフーリエ変換手段と前記第3のフーリエ変換
手段とを単一のフーリエ変換手段としたことを特徴とす
る焦点外れ補正装置。2. The defocusing correction device according to claim 1, further comprising means for integrating light from the point spread function display means with light from the point spread function reciprocal display means, An out-of-focus correction device characterized in that the first Fourier transforming means and the third Fourier transforming means are a single Fourier transforming means.
れ補正装置において、 干渉性を示す光を発生する第1の光発生手段と、 干渉性を示す光を発生する第2の光発生手段と、 干渉性を示す光を発生する第3の光発生手段と、 焦点外れの光学系の点像分布関数を表示する点像分布関
数表示手段と、 焦点外れの光学系の点像分布関数の逆数を表示する点像
分布関数逆数表示手段と、 焦点外れ画像又は焦点外れ画像が表示された表示装置で
あり焦点外れ補正が施される被対象物体と、 前記第1の光発生手段からの光を2光束に分割する分割
手段と、 前記分割手段により分割された一方の光束を前記点像分
布関数表示手段に照射する第1の照射手段と、 前記分割手段により分割された他方の光束が照射される
ピンホールと、 前記ピンホールに前記他方の光束を照射する第2の照射
手段と、 前記第2の光発生手段からの光を前記被対象物体に照射
する第3の照射手段と、 前記第3の光発生手段からの光を前記点像分布関数逆数
表示手段に照射する第4の照射手段と、 前記点像分布関数表示手段からの光をフーリエ変換する
第1のフーリエ変換手段と、 前記ピンホールからの光をフーリエ変換する第2のフー
リエ変換手段と、 前記被対象物体からの光をフーリエ変換する第3のフー
リエ変換手段と、 前記点像分布関数逆数表示手段からの光をフーリエ変換
する第4のフーリエ変換手段と、 前記第1乃至第3のフーリエ変換手段からの光が書き込
まれるとともに第4のフーリエ変換手段からの光が読み
出し光として照射される実時間ホログラム素子と、 前記実時間ホログラム素子により読み出された光を逆フ
ーリエ変換する逆フーリエ変換手段と、 前記逆フーリエ変換手段により逆フーリエ変換された光
を受光する受光手段と、を備えたことを特徴とする焦点
外れ補正装置。3. An out-of-focus correction device for optically correcting an out-of-focus image, comprising: first light generating means for generating coherent light; and second light generating means for generating coherent light. A third light generating means for generating light exhibiting coherence, a point spread function displaying means for displaying a point spread function of the defocused optical system, and a point spread function for the defocused optical system. Point spread function reciprocal display means for displaying the reciprocal number, an out-of-focus image or a display device displaying the out-of-focus image, and an object to be defocused corrected, and light from the first light generating means. Is divided into two light beams, a first irradiation unit that irradiates the point spread function display unit with one light beam divided by the division unit, and the other light beam that is divided by the division unit is irradiated. Pinhole, and the pinhole The second irradiation means for irradiating the other light flux, the third irradiation means for irradiating the target object with the light from the second light generating means, and the light from the third light generating means. Fourth irradiation means for irradiating the point spread function reciprocal display means, first Fourier transform means for Fourier transforming the light from the point spread function display means, and Fourier transform for the light from the pinhole. Second Fourier transforming means, third Fourier transforming means for Fourier transforming the light from the target object, fourth Fourier transforming means for Fourier transforming the light from the point spread function reciprocal display means, A real-time hologram element in which the light from the first to third Fourier transform means is written and the light from the fourth Fourier transform means is irradiated as read light, and the real-time hologram element. And inverse Fourier transform means for inverse Fourier transform the read light, defocus correction device characterized by comprising a light receiving means for receiving inverse Fourier transform light by the inverse Fourier transform means.
いて、 前記点像分布関数表示手段からの光と前記被対象物体か
らの光とを一体にする手段を設け、 前記第1のフーリエ変換手段と前記第3のフーリエ変換
手段とを単一のフーリエ変換手段としたことを特徴とす
る焦点外れ補正装置。4. The defocus correcting device according to claim 3, further comprising a unit that integrates the light from the point spread function display unit and the light from the target object, the first Fourier transform. An out-of-focus correction device, characterized in that the means and the third Fourier transform means are a single Fourier transform means.
点外れ補正装置において、 前記実時間ホログラム素子が液晶空間光変調素子である
ことを特徴とする焦点外れ補正装置。5. The defocusing correction device according to claim 1, wherein the real-time hologram element is a liquid crystal spatial light modulation element.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30725295A JP3388268B2 (en) | 1995-11-27 | 1995-11-27 | Defocus correction device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30725295A JP3388268B2 (en) | 1995-11-27 | 1995-11-27 | Defocus correction device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09146442A JPH09146442A (en) | 1997-06-06 |
| JP3388268B2 true JP3388268B2 (en) | 2003-03-17 |
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ID=17966874
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30725295A Expired - Fee Related JP3388268B2 (en) | 1995-11-27 | 1995-11-27 | Defocus correction device |
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|---|---|
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Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100698112B1 (en) | 2004-09-08 | 2007-03-26 | 엘지전자 주식회사 | Unidirectional communication system and communication method applying location information based service function |
-
1995
- 1995-11-27 JP JP30725295A patent/JP3388268B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
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|---|---|
| JPH09146442A (en) | 1997-06-06 |
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