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JP2706598B2 - Optical information processing device - Google Patents
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JP2706598B2 - Optical information processing device - Google Patents

Optical information processing device

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JP2706598B2
JP2706598B2 JP4182033A JP18203392A JP2706598B2 JP 2706598 B2 JP2706598 B2 JP 2706598B2 JP 4182033 A JP4182033 A JP 4182033A JP 18203392 A JP18203392 A JP 18203392A JP 2706598 B2 JP2706598 B2 JP 2706598B2
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information processing
optical information
light
processing apparatus
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、画像情報等に代表され
る2次元並列データ等の、並列分散型高速処理を可能と
する光情報処理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 information processing apparatus capable of performing parallel and distributed high-speed processing of two-dimensional parallel data represented by image information and the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】光情報処理装置は、光の空間並列性、時
間多重性、波長多重性、および相互非干渉性を活かし
て、例えば2次元並列データを高速に処理するものであ
る。これまでに、目的とする機能等に対応して、各種の
アーキテクチャやアルゴリズムが提案されている。
2. Description of the Related Art An optical information processing apparatus processes, for example, two-dimensional parallel data at high speed by utilizing spatial parallelism, time multiplexing, wavelength multiplexing, and mutual non-interference of light. Until now, various architectures and algorithms have been proposed corresponding to the intended functions and the like.

【0003】それらを実現するための従来からの基本的
な構成は、必要とされるアレイ状の発光素子、アレイ状
の受光素子、アレイ状の光スイッチング素子、アレイ状
の光変調器、または空間光変調器といったいわゆる並列
型電気光学機能素子を、主に、光学定盤上で、レンズ、
ビームスプリッタ、ミラーといったいわゆるバルク型光
学素子を介して結合し、光情報の相互交換を行うことに
よって、何らかの情報処理機能を実現するというもので
あった。
[0003] Conventional basic configurations for realizing them are as follows: a required array of light emitting elements, an array of light receiving elements, an array of optical switching elements, an array of optical modulators, or a spatial light modulator. A so-called parallel type electro-optical function element such as an optical modulator is mainly mounted on an optical
It is intended to realize some information processing function by exchanging optical information by coupling through a so-called bulk type optical element such as a beam splitter and a mirror.

【0004】すなわち、旧来からの一般的光学技術を基
礎として、光情報処理装置の光学系を構成するというも
のであった。
That is, an optical system of an optical information processing apparatus is configured on the basis of a general optical technology from the past.

【0005】一方で、従来型の光学技術を発展させた、
光情報処理装置に適する光学系構成技術も提案されてい
る。
On the other hand, the conventional optical technology was developed,
An optical system configuration technology suitable for an optical information processing device has also been proposed.

【0006】以下に三つの例を上げる。第一の例は、平
面光学による技術に関するものである(J.Jahns
et.al.,Applied Optics 2
8, 1602(1989))。
The following are three examples. The first example relates to a technique using planar optics (J. Jahns).
et. al. , Applied Optics 2
8, 1602 (1989)).

【0007】これは、従来型の光学技術の大きな弱点の
一つである、光学的な位置調整を容易にすると共に、光
学系の小型化と安定化を図ろうとするものである。
This is one of the major weaknesses of the conventional optical technology, which is to facilitate optical position adjustment and to reduce the size and stability of the optical system.

【0008】より具体的には、ホログラフィックエレメ
ント、グレーティングやフレネルレンズのような平面型
光学エレメントをガラス基板表面に形成し、光のガラス
基板表面での全反射を利用して、光学系を折曲げて、ガ
ラス平板の中に閉じこめてしまうというものである。
More specifically, a flat optical element such as a holographic element, a grating or a Fresnel lens is formed on the surface of a glass substrate, and the optical system is folded by utilizing the total reflection of light on the surface of the glass substrate. It is bent and trapped in a glass plate.

【0009】第二の例は、やはり光学的な位置調整を容
易にし、光学系の安定化を実現しようとする提案である
(K.Hmanaka,1991 Optical C
omputing Topical Meeting
Technical Digest Series V
olume 6 (Salt Lake City19
91), p32)。
The second example is a proposal which also facilitates optical position adjustment and stabilizes an optical system (K. Hmanaka, 1991 Optical C).
input Topical Meeting
Technical Digest Series V
olume 6 (Salt Lake City 19
91), p32.

【0010】これは、棒状のセルフォックレンズの共焦
点面、またはフーリエ変換面に平板型の能動素子を挿入
できるスロットを設けて、光学調整の容易な光情報処理
装置を実現しようとするものである。この構成は、ボー
ド間の光インタコネクションに有効であると考えられて
いる。
[0010] This is to provide an optical information processing apparatus in which a flat type active element can be inserted in a confocal plane or a Fourier transform plane of a rod-shaped Selfoc lens, and optical adjustment is easy. is there. This configuration is considered to be effective for optical interconnection between boards.

【0011】第三の例は、光学系の小型安定化を主眼に
して全体の光学系を構成しようとする提案である(K.
Iga et.al., Applied Optic
s21, 3456(1982))。
A third example is a proposal for configuring the entire optical system with a primary focus on miniaturization and stabilization of the optical system (K.
Iga et. al. , Applied Optical
s21, 3456 (1982)).

【0012】これは、面発光レーザ、平板マイクロレン
ズアレイ等のアレイ状に形成されたマイクロオプティク
エレメント、または発光素子アレイを積層して、小型の
光情報処理装置を実現しようというものである。
This is to realize a small-sized optical information processing apparatus by laminating a micro-optical element or a light-emitting element array formed in an array such as a surface emitting laser, a flat microlens array, or the like.

【0013】[0013]

【発明が解決しようとする課題】光学定盤上の従来型の
一般的光学技術は、元来、現在発展中の光情報処理技術
には対応していないため、光情報処理を実現するための
アーキテクチャやアルゴリズムの実証実験については、
比較的容易に用いることができるとはいうものの、実用
的で安定性を持ったシステムとして適用することは極め
て困難である。
The conventional general optical technology on the optical surface plate does not originally correspond to the optical information processing technology which is currently being developed. For a demonstration of the architecture and algorithms,
Although it can be used relatively easily, it is extremely difficult to apply it as a practical and stable system.

【0014】また、実現しようとする機能によって、そ
れぞれ全く異なる個別設計をしなければならず、いわゆ
る並列型電気光学機能素子とバルク型光学素子の組み合
わせ方、または全体構成は、実現しようとする機能によ
って、千差万別なものになってしまい、統一性を持った
光学系の構成とすることができなかった。
In addition, it is necessary to design completely different individual designs depending on the functions to be realized. The combination of the so-called parallel type electro-optical function element and the bulk type optical element, or the overall configuration, depends on the function to be realized. As a result, the optical system was completely different, and a configuration of an optical system having uniformity could not be obtained.

【0015】従って、従来の一般的光学技術による光学
系の構成技術に依存している限りは、光情報処理装置を
工業的に生産することが困難であるばかりか、統一的な
設計指針を確立することも困難である。
[0015] Therefore, as long as it relies on the technology of forming the optical system by the conventional general optical technology, it is difficult to industrially produce the optical information processing device, and a unified design guideline is established. It is also difficult to do.

【0016】この理由としては、前述のように、発展し
つつある光情報処理技術に、従来型の一般的光学技術が
全く対応していないからであり、このままでは、光情報
処理技術の急速な発展を阻害しかねない状況にある。
The reason for this is that, as described above, the conventional general optical technology does not correspond at all to the developing optical information processing technology. It is in a situation that could hinder development.

【0017】そこで現在、光情報処理技術にまさに対応
した、汎用的で拡張性のある基本的光学系構成技術、す
なわち光情報処理技術に新たな基盤となるような光学系
構成技術が求められている。
At present, there is a demand for a general-purpose, scalable basic optical system construction technology that is exactly compatible with the optical information processing technology, that is, an optical system construction technology that is a new base for the optical information processing technology. I have.

【0018】新たな基盤光学系構成技術に要求される主
な項目として、次の三点をあげることができる。 (1)光学的位置調整が容易で、光学系の機械的安定性
に優れていること。 (2)拡張性のある基本構成要素を核にした統一性のあ
る光学系であること。 (3)小型高密度集積されても、素子からの発熱及び蓄
熱が問題とならないこと。
The following three points can be cited as main items required for a new basic optical system construction technology. (1) The optical position can be easily adjusted and the optical system has excellent mechanical stability. (2) An unified optical system with scalable basic components at the core. (3) Even if small and high-density integration is performed, heat generation and heat storage from elements do not pose a problem.

【0019】まず、(1)の観点から、以下に、従来技
術の大きな3つの課題について詳しく考える。
First, from the viewpoint of (1), three major problems of the prior art will be described in detail below.

【0020】その第一は、レンズ系を介して並列型電気
光学機能素子を結合しているため、並列型電気光学機能
素子とレンズ、ビームスプリッタ、ミラー等といったバ
ルク型光学素子との間の位置関係を、極めて精密に調整
することが要求されることである。
First, since the parallel electro-optical function elements are connected via the lens system, the position between the parallel electro-optical function elements and the bulk optical elements such as lenses, beam splitters, mirrors, etc. It is required that the relationship be adjusted very precisely.

【0021】第一の課題について、2つの並列型電気光
学機能素子をレンズを介して結合する場合を例にとっ
て、図18を用いて以下に詳しく説明する。
The first problem will be described in detail below with reference to FIG. 18 by taking an example in which two parallel electro-optical function elements are connected via a lens.

【0022】図18の中で、41は並列型電気光学機能
素子、42はレンズである。この図に示すように、それ
ぞれの素子ごとに、上下、左右、前後の3方向の他に、
あおり2方向と回転とで、6つの調整すべき自由度があ
る。
In FIG. 18, reference numeral 41 denotes a parallel type electro-optical function element, and reference numeral 42 denotes a lens. As shown in this figure, in addition to the three directions of up and down, left and right, front and back,
There are six degrees of freedom to adjust in two directions of tilt and rotation.

【0023】複数の並列型電気光学機能素子とバルク型
光学素子が、有機的かつ複雑に結びついて構成される従
来技術による光情報処理装置の場合、それぞれの相対位
置が精密に調整されていなければ、その情報処理特性が
劣化するばかりか、装置全体として全く情報処理機能を
失ってしまう場合すらある。
In the case of a conventional optical information processing apparatus in which a plurality of parallel-type electro-optical function elements and a bulk-type optical element are organically and intricately connected, if their relative positions are not precisely adjusted. In some cases, not only the information processing characteristics are deteriorated, but also the information processing function is lost as a whole.

【0024】高度な情報処理機能を有する従来型の光情
報処理装置においては、その機能を十分に発揮させるた
めに必須な、並列型電気光学素子とバルク型光学素子相
互間の6自由度に関する位置調整は複雑を極め、工業的
に高度の機能を有する光情報処理装置を生産することは
極めて困難であった。
In a conventional optical information processing apparatus having an advanced information processing function, a position related to six degrees of freedom between a parallel type electro-optical element and a bulk type optical element, which is indispensable for sufficiently exhibiting the function. The adjustment is extremely complicated, and it has been extremely difficult to produce an optical information processing device having a high level of function industrially.

【0025】第二に、並列型電気光学機能素子とバルク
型光学素子は、離散的に配置されているために、装置全
体を小型化することは困難である。さらに、離散的に配
置さてれているがために、その相対位置関係は、振動や
環境温度に対して極めて不安定であり、容易に変動して
しまう。すなわち、光の入出力面の開口を確保しつつ、
並列型電気光学機能素子やバルク型光学素子を、機械的
に安定保持しつつ小型化することは、非常に難しい。
Second, since the parallel type electro-optical function element and the bulk type optical element are arranged discretely, it is difficult to reduce the size of the entire apparatus. Furthermore, since they are arranged discretely, their relative positional relationship is extremely unstable with respect to vibration and environmental temperature, and fluctuates easily. In other words, while securing the aperture on the light input / output surface,
It is very difficult to reduce the size of a parallel type electro-optical function element or a bulk type optical element while maintaining mechanical stability.

【0026】第三に、たとえこれらの第一および第二の
課題を解決し、容易に位置調整を実施し、安定に保持す
ることのできる方法を見いだしたとしても、2次元情報
を担う光が、バルク型光学素子を介して、並列型電気光
学機能素子間の空気で満たされた通常の自由空間を伝搬
するので、光情報処理装置全体の振動や環境温度変化に
よる、装置内空気の流れまたはその乱れの影響を受けて
しまうという課題を有する。
Third, even if the first and second problems are solved, a position adjustment can be easily performed, and a method that can stably maintain the position can be obtained, the light carrying the two-dimensional information can be used. Since the light propagates through the normal free space filled with air between the parallel-type electro-optical function elements via the bulk-type optical element, the air flow in the apparatus due to the vibration of the entire optical information processing apparatus or a change in environmental temperature or There is a problem of being affected by the disturbance.

【0027】さらに、従来の技術で例示した、新たに光
情報処理装置に適するように考案された前述の三例の提
案も、それぞれに下記のような課題を抱えており、完全
なものではない。
Further, the proposals of the above-mentioned three examples newly designed to be suitable for an optical information processing apparatus, which are exemplified in the prior art, have the following problems, respectively, and are not complete. .

【0028】まず、平面光学を用いた技術についてであ
るが、光学的位置調整が容易という点では優れているも
のの、拡張性という点で十分ではない。
First, a technique using planar optics is excellent in that the optical position adjustment is easy, but not sufficient in terms of expandability.

【0029】この光学系は、基本的に2次元的に広がっ
ているために、大規模かつ複雑な光情報処理装置を実現
しようとするときには、厚さはある程度薄いが大きな面
積を費やす装置になりかねない。
Since this optical system is basically two-dimensionally spread, when realizing a large-scale and complicated optical information processing apparatus, the optical system is somewhat thin but consumes a large area. Maybe.

【0030】この提案は、光情報処理に適した新たな光
学構成技術にための基盤構成というよりも、むしろ新た
な基本的光学構成要素の少なくとも一部として、有効な
考え方であるといえる。
It can be said that this proposal is an effective idea as at least a part of a new basic optical component, rather than a basic configuration for a new optical component technology suitable for optical information processing.

【0031】次に、セルフォックレンズを用いた光学系
の提案は、やはり、光学的位置調整が容易という点で優
れている。
Next, the proposal of the optical system using the selfoc lens is excellent in that the optical position can be easily adjusted.

【0032】しかし、セルフォックレンズの有効径を、
例えば数十ミリと大きくとることが難しいという短所を
持つ。さらに、情報処理装置の核となる基本的構成要素
についての具体的提案もない。
However, the effective diameter of the SELFOC lens is
For example, it has a disadvantage that it is difficult to obtain a large size of several tens of millimeters. Furthermore, there is no specific proposal for basic components that are the core of the information processing device.

【0033】そして、面発光レーザやマイクロオプティ
クアレイを積層したシステムは、確かに光の並列性を活
かした情報処理を実現し易い構成と考えられ、小型化や
機械的安定性を実現でき得るシステムとして魅力的では
ある。
A system in which surface-emitting lasers and micro-optical arrays are stacked is considered to be a configuration that can easily realize information processing utilizing parallelism of light, and can achieve miniaturization and mechanical stability. Attractive as a system.

【0034】しかし、例示した提案は、単に積層という
ことのみを主張しているだけであって、具体的にどのよ
うな方法や構成で積層化すれば、現実に光情報処理装置
を実現し得るかということには、一切触れられていな
い。また、高密度集積された面発光レーザからの生じる
大きな発熱と蓄熱を、いかに回避するかということは考
慮されていない。
However, the illustrated proposal merely claims that the optical information processing apparatus is actually stacked, and the optical information processing apparatus can be actually realized by any specific method and configuration. That is not mentioned at all. Also, there is no consideration on how to avoid large heat generation and heat storage generated from a high-density integrated surface emitting laser.

【0035】本発明は、上記従来技術の課題を解決する
もので、特に並列型電気光学機能素子の相互間の位置調
整が容易で、並列型電気光学機能素子間の相対位置が振
動や環境温度変動による影響を受けにくく、さらに、光
路から空気の影響を排除した光情報処理装置であって、
各種機能を持つ実用的光情報処理装置を構成する光情報
処理技術に適した拡張性のある基本構成要素と、それを
核とする統一的な指針に基づく光学系の構成技術を提供
することによって、工業的な生産と統一的指針に基づく
設計が容易で、極めて実用的な光情報処理装置を提供す
ることを目的とする。
The present invention is intended to solve the above problems of the prior art, in particular easy positional adjustment between the mutually parallel electrooptical functional element, the relative position between the parallel electrooptical functional element children Ya vibration An optical information processing device that is less susceptible to environmental temperature fluctuations and further eliminates the influence of air from the optical path,
By providing scalable basic components suitable for optical information processing technology that constitutes a practical optical information processing device with various functions, and optical system configuration technology based on unified guidelines centered on it Another object of the present invention is to provide an extremely practical optical information processing apparatus that can be easily designed based on industrial production and a unified guideline.

【0036】[0036]

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
本発明は、請求項1に記載されているように、複数
の2次元並列データを担い得る入力光が入力され前記2
次元並列データが書き込まれる空間光変調器と、前記空
間光変調器に書き込まれた前記2次元並列データを読み
出すための読み出し光を前記空間光変調器へ供給する読
み出し光供給器と、前記読み出し光を前記空間光変調器
に供給することによる前記空間光変調器からの前記2次
元並列データを担う出射光が入力され、前記出射光の処
理を行なう平板型光接続素子とを有し、前記空間光変調
器、前記読み出し光供給器及び前記平板型光接続素子
は、第1の端面と前記第1の端面に対応した第2の端面
とを有し前記第1の端面及び第2の端面と実質的に直交
する方向に集積された光ファイバの集積体であるファイ
バプレート状構造物を介して実質的に密着して積層され
主構成を有する光情報処理装置である。
In order to achieve this object, according to the present invention , as described in claim 1, an input light capable of carrying a plurality of two-dimensional parallel data is inputted and said second light is input.
A spatial light modulator on which the two-dimensional parallel data is written, a read light supplier for supplying read light for reading the two-dimensional parallel data written on the spatial light modulator to the spatial light modulator, and the read light Outgoing light carrying the two-dimensional parallel data from the spatial light modulator by supplying the light to the spatial light modulator, and a plate-type optical connection element that performs processing of the outgoing light. The optical modulator, the readout light supply device, and the flat optical connection element have a first end surface and a second end surface corresponding to the first end surface, and the first end surface and the second end surface. An optical information processing apparatus having a main configuration in which the optical fibers are substantially in close contact with each other via a fiber plate-like structure, which is an integrated body of optical fibers integrated in directions substantially perpendicular to each other.

【0037】また、請求項2に記載されているように
更に、空間光変調器及び読み出し光供給器に対して、並
列設置されたファイバプレート状構造物を有している構
成も好適である。また、請求項3に記載されているよう
、読み出し光供給器から供給される読み出し光の空間
光変調器への入射領域の実効反射率を、前記空間光変調
器への入力光の入力により可変にできる構成を有してい
るものでもある
Further , as described in claim 2 ,
Furthermore, with respect to the spatial light modulator and the reading optical feeder, that has a parallel installed fiber plate-like structure configured
Composition is also suitable . Also , as described in claim 3
To, have a configuration capable of the effective reflectivity of the incident area of the spatial light modulator readout light supplied from the read light supply device, variable by the input of the input light to the spatial light modulator
It is also something .

【0038】また、請求項4に記載されているように
空間光変調器、読み出し光供給器及び平板型光接続素子
の少なくとも一つと、ファイバプレート状構成物との結
合面において、互いの位置関係を正確に定めるための手
段を有していることも好適である。また、請求項5に記
載されているように、空間光変調器、読み出し光供給器
及び平板型光接続素子としては、1次元アレイ状または
2次元アレイ状に配列された構成をもとり得る。また、
請求項6に記載されているように、外部に離隔して配置
された光源より、読み出し光が読み出し光供給器に入射
される構成もより好適である。
Further , as described in claim 4 ,
Spatial light modulator, and at least one read optical feeder and planar optical connection element, in coupling surface of the fiber plate-like arrangement, Rukoto also preferably have a means for determining precisely the mutual positional relationship It is. In addition, claim 5
Spatial light modulator, readout light supply as described
And a flat optical connection element as a one-dimensional array or
It may take a configuration arranged in a two-dimensional array . Also,
As described in claim 6, it is more preferable that the readout light is incident on the readout light supply device from a light source that is spaced apart outside.

【0039】そして、以上の請求項1〜6のいずれか1
項に示された複数の光情報処理装置を、ファイバプレー
ト状構造物を介して積層した構成や、このように積層さ
れた光情報処理装置の少なくとも1つと第二のファイバ
プレート状構造物とが並列になるように配置された請求
項7や請求項8に記載された構成の光情報処理装置をも
構成し得る。更に、請求項9に記載されているように、
以上の請求項1〜6のいずれか1項に示された複数の光
情報処理装置を、平面光学素子を介して並列接続した光
情報処理装置をも構成し得る
Further , any one of claims 1 to 6 above.
Or a configuration in which a plurality of optical information processing devices are stacked via a fiber plate-like structure, and at least one of the optical information processing devices thus stacked and a second fiber plate-like structure are provided. Claims arranged in parallel
The optical information processing device having the configuration described in claim 7 or 8 is also used.
Can be configured . Further, as described in claim 9,
An optical information processing apparatus in which a plurality of optical information processing apparatuses described in any one of the above-described claims 1 to 6 are connected in parallel via a plane optical element can also be configured .

【0040】[0040]

【作用】本発明の上記構成によって、調整すべき自由度
は、上下、左右の2方向と回転の3つだけであり、レン
ズ系で画像を伝送する場合に比べて、調整すべき自由度
が半減する。
According to the above configuration of the present invention, there are only three degrees of freedom to be adjusted, namely, up and down, left and right, and rotation, and the degree of freedom to be adjusted is smaller than that in the case where an image is transmitted by a lens system. Halve.

【0041】また、空間光変調器等の並列型光学機能素
子間の相対位置さえ定まれば、その間のファイバプレー
トの平行移動や回転は、並列型電気光学機能素子間の情
報伝送に何等の影響も与えず、従来技術のバルク型光学
素子に相当する本発明におけるファイバプレートは、精
密な位置調整の必要を排除する。
Further, as long as the relative position between the parallel type optical functional elements such as the spatial light modulator is determined, the parallel movement or rotation of the fiber plate during that has no influence on the information transmission between the parallel type electro-optical functional elements. Also, the fiber plate of the present invention, equivalent to prior art bulk optics, eliminates the need for precise alignment.

【0042】また、並列型電気光学機能素子は、ファイ
バプレートに密着させて設置されているので、安定にそ
の相対的位置を保持することが容易である。
Further, since the parallel type electro-optical function element is installed in close contact with the fiber plate, it is easy to stably maintain its relative position.

【0043】そして、この密着積層配置により大幅な小
型化され、同時に、2次元情報を担う光は、ファイバプ
レートの中を、ほとんど空気中を伝搬すること無く、並
列型電気光学機能素子間を伝送されるので、装置中の空
気の流れやその乱れの影響を受けることが全く無い。
[0043] This close-laminated arrangement greatly reduces the size, and at the same time, the light carrying two-dimensional information is transmitted between the parallel-type electro-optical function elements almost without propagating in the air through the fiber plate. Therefore, there is no influence of the flow of air in the apparatus or its turbulence.

【0044】さらに、はめあい構造を並列型電気光学機
能素子とファイバプレート双方に予め設けておけば、装
置位置の調整が自動的になされるだけでなく、相対位置
の変動も、ほとんど無視できるくらいに抑制する。
Further, if the fitting structure is provided in advance on both the parallel type electro-optical function element and the fiber plate, not only the position of the apparatus is automatically adjusted, but also the fluctuation of the relative position can be almost ignored. Suppress.

【0045】一方で、光書き込み型空間光変調器と、空
間光変調器への光の供給器と、光接続素子との間をファ
イバプレートを介して順次積層結合するため、単に、2
次元的にシステムが拡大してしまうということはなく、
この基本構成要素を、組み合わせることによって、複雑
で大規模な光情報処理システムを、統一性のある構成で
実現する。
On the other hand, since the optical writing type spatial light modulator, the light supplying device to the spatial light modulator, and the optical connection element are sequentially laminated and connected via the fiber plate, only
The system does not expand dimensionally,
By combining these basic components, a complex and large-scale optical information processing system is realized with a uniform configuration.

【0046】また、読み出し光供給器には、波長や光強
度の安定した光が、外部光源から供給され、熱の発生と
蓄積は最小限に抑制し、加えて、光出力強度や波長の安
定性が高い光源を利用することが容易なので、集積化発
光素子を用いるときに問題となる個々の素子間の均一性
への配慮も必要もない。
In addition, light having a stable wavelength and light intensity is supplied from an external light source to the readout light supply device, minimizing the generation and accumulation of heat, and also stabilizing the light output intensity and wavelength. Since it is easy to use a light source having high performance, there is no need to consider uniformity between individual devices, which is a problem when using an integrated light emitting device.

【0047】(実施例1) 以下、本発明の第1の実施例について、図面を参照しな
がら説明する。本実施例では、光情報処理装置に好適に
適用可能な機能を備えた光学要素が、ファイバプレート
を用いて互いに接続された基本構成要素について、その
ファイバプレートの用い方から具体的構成に至るまで説
明していくこととする。
Embodiment 1 Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In the present embodiment, the optical information processing apparatus
The optical element with applicable functions is the fiber plate
The basic components connected to each other using
From the use of fiber plates to concrete configurations
I will clarify.

【0048】図1およびそのA部分の拡大図である図2
は、本発明の一実施例における光情報処理装置の前提と
なるファイバプレートの用い方を説明するための概略図
である。
FIG. 1 and FIG. 2 which is an enlarged view of part A of FIG.
The premise of the optical information processing device in one embodiment of the present invention
FIG. 2 is a schematic diagram for explaining how to use a fiber plate .

【0049】図において、11はファイバプレート、1
2は1次元アレイ状もしくは2次元アレイ状の発光素
子、1次元アレイ状もしくは2次元アレイ状の受光素
子、1次元アレイ状もしくは2次元アレイ状の光スイッ
チング素子、1次元アレイ状もしくは2次元アレイ状の
光変調器、空間光変調器、または平板型光学素子といっ
たいわゆる並列型電気光学機能素子である。
In the figure, 11 is a fiber plate, 1
Reference numeral 2 denotes a one-dimensional array or two-dimensional array light emitting element, a one-dimensional array or two-dimensional array light receiving element, a one-dimensional array or two-dimensional array light switching element, a one-dimensional array or two-dimensional array It is a so-called parallel electro-optical function element such as an optical modulator, a spatial light modulator, or a flat optical element.

【0050】また、これらの図においては、一枚のファ
イバプレートの両面に、それぞれ4つの並列型電気光学
機能素子を配置したものを、6枚積層して構成したもの
を示している。
Also, in these figures , six parallel-type electro-optical functional elements, each having four parallel-type electro-optical functional elements disposed on both sides of one fiber plate, are shown.

【0051】まず、ファイバプレート11について説明
する。ファイバプレート11は、光ファイバを多数集積
したものであって、画像のような2次元並列データを容
易に伝送することができる。
First, the fiber plate 11 will be described. The fiber plate 11 is formed by integrating a large number of optical fibers, and can easily transmit two-dimensional parallel data such as an image.

【0052】図2に示すように、並列型電気光学機能素
子をファイバプレート11に密着、またはほとんど密着
させて、2次元並列データを伝送する場合には、調整す
べき自由度は、上下、左右の2方向と回転の3つだけで
ある。つまり、レンズ系で画像を伝送する場合に比べ
て、調整すべき自由度が半減している。
As shown in FIG. 2, when two-dimensional parallel data is transmitted with the parallel-type electro-optical function element closely or almost in contact with the fiber plate 11, the degrees of freedom to be adjusted are up, down, left, and right. There are only three directions of rotation and rotation. That is, the degree of freedom to be adjusted is halved compared to the case where an image is transmitted by a lens system.

【0053】つまり、このような配置の場合、並列型電
気光学機能素子間の相対位置さえ定まれば、その間のフ
ァイバプレート11の平行移動や回転は、並列型電気光
学機能素子間の情報伝送に基本的に何等の影響も与えな
い。すなわち、従来技術のバルク型光学素子に相当す
ァイバプレート11は、精密な位置調整の必要がな
い。
In other words, in such an arrangement, as long as the relative position between the parallel electro-optical function elements is determined, the parallel movement or rotation of the fiber plate 11 during that time can be used for information transmission between the parallel electro-optical function elements. Basically has no effect. In other words, you equivalent to a bulk type optical element of the prior art
Off Aibapureto 11, there is no need for precise position adjustments.

【0054】一般的に、数多くの並列型電気光学機能素
子を有機的に結合してなる光情報処理装置においては、
それぞれの自由度が相互に密接に関連しあっているの
で、自由度の数そのものではなく、自由度の階乗で装置
全体の調整の複雑さが表現される。
Generally, in an optical information processing apparatus in which many parallel-type electro-optical function elements are organically connected,
Since the degrees of freedom are closely related to each other, the complexity of adjustment of the entire apparatus is expressed not by the number of degrees of freedom itself but by the factorial of the degrees of freedom.

【0055】従って、このように個々の並列演算1つの
並列型機能素子に関する調整の自由度が半減するだけ
で、装置全体の精密調整の複雑さ削減効果はきわめて高
いものである。
Thus, the effect of reducing the complexity of precision adjustment of the entire apparatus is extremely high only by halving the degree of freedom of adjustment for one parallel operation element for each parallel operation.

【0056】さらに、バルク型光学素子に相当するファ
イバプレート11自体は、位置調整が不要なので、この
ような構成の光情報処理システムの位置調整は極めて簡
便である。
[0056] Further, the fiber plate 11 itself, which corresponds to a bulk-type optical element, since the position adjustment required, the
Position adjustment of the optical information processing system having such a configuration is extremely simple.

【0057】また、このような構成における画素の細か
さは、基本的にファイバプレート11を構成するファイ
バの直径で決まる。直径が25μm程度のファイバので
構成されたファイバプレート11を作製することは容易
で、直径10μm程度のものまで作製可能である。
The fineness of the pixel in such a configuration is basically determined by the diameter of the fiber constituting the fiber plate 11. It is easy to manufacture a fiber plate 11 made of fibers having a diameter of about 25 μm, and a fiber plate having a diameter of about 10 μm can be manufactured.

【0058】従来技術によるレンズ系を用いた光情報処
理装置においても、波長に比例した回折限界をもつの
で、可視領域から赤外領域の光を用いるものであるこの
ような構成の光情報処理装置は、従来技術の光情報処理
装置に比べ、その画素の細かさで全く遜色がない。
[0058] Also in the optical information processing apparatus using a conventional lens system by, so has the diffraction limit in proportion to the wavelength, this is to use light in the infrared region from the visible region
The optical information processing apparatus having such a configuration is not inferior to the conventional optical information processing apparatus in the fineness of its pixels.

【0059】つぎに、並列型電気光学素子12は、例え
ば、紫外線硬化樹脂のような透明な樹脂でファイバプレ
ート11に接着されている。並列型電気光学機能素子1
2間の相対位置調整は、並列型電気光学機能素子12と
ファイバプレート11の接着面に紫外線樹脂硬化樹脂を
塗布し、それぞれを密着させた状態で、並列型電気光学
機能素子12をファイバプレート11面上でスライドさ
せることにより、行うことができ、位置調整は極めて簡
便である。
Next, the parallel type electro-optical element 12 is bonded to the fiber plate 11 with a transparent resin such as an ultraviolet curing resin. Parallel electro-optical function element 1
Adjustment of the relative position between the two is performed by applying an ultraviolet resin-cured resin to the adhesive surface between the parallel-type electro-optical function element 12 and the fiber plate 11 and bringing the parallel-type electro-optical function element 12 into close contact with each other. It can be performed by sliding on the surface, and the position adjustment is extremely simple.

【0060】位置が調整できた段階で、紫外線を照射す
ることにより、紫外線硬化樹脂が硬化し、並列型電気光
学機能素子12とファイバプレート11とが安定に結合
される。
At the stage where the position can be adjusted, the ultraviolet curable resin is cured by irradiating ultraviolet rays, and the parallel type electro-optical function element 12 and the fiber plate 11 are stably connected.

【0061】並列型電気光学素子12とファイバプレー
ト11が直接接着されているので、装置に加えられた振
動や環境温度変動に対して安定で、相対位置関係はほと
んど変動することがない。
Since the parallel type electro-optical element 12 and the fiber plate 11 are directly bonded, they are stable against vibrations applied to the apparatus and environmental temperature fluctuations, and the relative positional relationship hardly fluctuates.

【0062】また、従来技術によるレンズ系を介した構
成と異なり、各構成要素間には空気が無く、密着して配
置されているので、空気の流れやその乱れの影響が排除
されている。さらに、装置全体の体積も、大幅に小さく
することが可能とな
Further, unlike the configuration via the lens system according to the prior art, since there is no air between the components and they are arranged in close contact with each other, the influence of the flow of air and the turbulence thereof is eliminated. Furthermore, the volume of the entire device is also that Do can be greatly reduced.

【0063】以下、更に、より具体的にファイバプレー
トを用いて並列型電気光学機能素子を接続した構成例に
ついて説明する。
In the following, more specifically, the fiber play
Configuration example in which parallel electro-optical function elements are connected using
It will be described.

【0064】具体的には、2次元並列データを2分岐
し、それぞれに異なる処理を施して、再び合成する機能
を有する構成である。
More specifically , the two-dimensional parallel data has a function of branching into two parts , performing different processing on each part, and synthesizing again.

【0065】図3は、このようなファイバプレートを用
いた構成例の断面模式図を示し、図4はそのB部分の拡
大図を示している。
FIG. 3 shows the use of such a fiber plate.
FIG. 4 is an enlarged view of a portion B of the configuration example shown in FIG.

【0066】図3および図4において、22は発光素子
アレイ、23は平板型分岐素子、24、25は空間光変
調器、26は平板型合成素子、27は受光素子アレイで
あり、これらはいわゆる並列型電気光学機能素子であ
り、ファイバプレート21を介して結合されている。
3 and 4, reference numeral 22 denotes a light-emitting element array, 23 denotes a plate-type branching element, 24 and 25 denote spatial light modulators, 26 denotes a plate-type combining element, and 27 denotes a light-receiving element array. These are parallel-type electro-optical function elements, and are connected via a fiber plate 21.

【0067】また、28ははめあい構造であり、光情報
処理装置の光情報の流れは、太線29で示した。
Reference numeral 28 denotes a fitting structure, and the flow of optical information of the optical information processing apparatus is indicated by a thick line 29.

【0068】2次元並列データは、発光素子アレイ22
上に表示され、光情報として生成される。生成した光情
報は、ファイバプレート21を介して、平板型分岐素子
23に伝達される。
The two-dimensional parallel data is stored in the light emitting element array 22.
Displayed above and generated as optical information. The generated optical information is transmitted to the flat branch element 23 via the fiber plate 21.

【0069】次に、平板型分岐素子23では、並列性を
保ったまま、光情報(2次元並列データ)を2つに分岐
する。分岐された光情報は、ファイバプレート21を介
して、それぞれ異なる空間光変調器24、25に伝達さ
れ、異なる処理を受けた後、ファイバプレート21を介
して、平板型合成素子26に伝達される。
Next, the flat branching element 23 branches the optical information (two-dimensional parallel data) into two while maintaining the parallelism. The split optical information is transmitted to different spatial light modulators 24 and 25 via the fiber plate 21, respectively, and after being subjected to different processes, is transmitted to the flat-type combining element 26 via the fiber plate 21. .

【0070】平板型合成素子26では、再び2つの光情
報が合成され、ファイバプレート21を介して、合成さ
れた光情報が受光素子アレイ27に伝達される。受光素
子アレイ上に伝達された光情報は、処理を受けた2次元
並列データとして、電気信号に変換されて出力される。
In the flat plate type combining element 26, the two pieces of optical information are combined again, and the combined optical information is transmitted to the light receiving element array 27 via the fiber plate 21. The optical information transmitted to the light receiving element array is converted into an electric signal as processed two-dimensional parallel data and output.

【0071】さらに、並列型電気光学機能素子、例えば
平板型合成素子26とファイバプレート21との間に、
はめあい構造28を設けている。
[0071] Furthermore, parallel-type electro-optical functional element, eg, between the flat plate type combining element 26 and the fiber plate 21,
A fitting structure 28 is provided.

【0072】このはめあい構造28によって、並列型電
気光学機能素子間の位置調整が自動的になされる。さら
に、並列型電気光学素子とファイバプレートの接着後
も、振動や環境温度変動による相対位置の変動が極めて
少ない。
With this fitting structure 28, the position adjustment between the parallel electro-optical function elements is automatically performed. Further, even after the parallel-type electro-optical element and the fiber plate are bonded, the relative position does not fluctuate very much due to vibration or environmental temperature fluctuation.

【0073】このように、はめあい構造を設けることに
より、より一層位置調整が簡便となるばかりか、機械的
安定性も増して、実用的で工業的に生産し得る構成とな
[0073] This good sea urchin, by providing a fitting structure, not only the simple is good Ri further position adjustment, also increased mechanical stability, it a practical and industrial production which may be configured
You .

【0074】なお、このようなファイバプレートを用い
た構成は、2次元並列データを2分岐し、それぞれ空間
光変調器に入射して異なる処理を施して、再び合成する
ものであり、従来から提案されている多くのアルゴリズ
ムやアーキテクチャと組み合わせることができるもので
もある
Incidentally, using such a fiber plate,
And the structure, the two-dimensional parallel data 2 branches, each space
Enters the optical modulator, performs different processing, and combines again
, And the ones that can be combined with many algorithms and architectures have been proposed as
There is also .

【0075】以下、本発明の特徴的な基本的構成要素と
なり得るファイバプレートを用いたより機能的な複数種
の並列型電気光学機能素子、特に光書き込み型空間光変
調器と読み出し光供給器とを組み合わせて接続した構成
について説明する。
Hereinafter, characteristic basic components of the present invention and
More functional multiple types using possible fiber plates
Parallel-type electro-optical functional elements,
Configuration in which a controller and readout light supply are combined and connected
Will be described.

【0076】図5は、その具体的な基本構成要素の断面
図を示す。
FIG. 5 is a sectional view of the specific basic components.

【0077】51は、光書き込み型空間光変調器、52
は読み出し光供給器、53は平板型光接続素子、54は
ファイバプレート、55は書き込み面、56は読み出し
面、57は入力光、58は読み出し光、59は外部光
源、550は出力光である。
Reference numeral 51 denotes an optical writing type spatial light modulator;
Is a readout light supply device, 53 is a flat optical connection element, 54 is a fiber plate, 55 is a writing surface, 56 is a reading surface, 57 is input light, 58 is readout light, 59 is an external light source, and 550 is output light. .

【0078】これらの各構成間は、互いに離間して図示
してあるが、実際には所定の接着剤等を用いて結合され
ており、この結合については他の例においても同様であ
る。
Although these components are shown separately from each other, they are actually connected using a predetermined adhesive or the like, and this connection is the same in other examples.

【0079】空間光変調器51の書き込み面55には、
2次元イメージで表現される2次元並列データを担う入
力光57が照射され、2次元並列データが書き込まれ
る。
On the writing surface 55 of the spatial light modulator 51,
The input light 57 carrying the two-dimensional parallel data represented by the two-dimensional image is irradiated, and the two-dimensional parallel data is written.

【0080】書き込まれたデータによって、空間光変調
器51の読み出し面56の実効的反射率が変化するの
で、読み出し光58を光書き込み型空間光変調器51の
読み出し面56に供給することによって、書き込まれた
2次元並列データを、読み出すことができる。
Since the effective reflectivity of the reading surface 56 of the spatial light modulator 51 changes depending on the written data, by supplying the reading light 58 to the reading surface 56 of the optical writing type spatial light modulator 51, The written two-dimensional parallel data can be read.

【0081】読み出し光供給器52によって供給され、
光書き込み型空間型光変調器51の読み出し面56で反
射された光は、2次元光情報を担って読み出し光供給器
52を通過し、平板型光接続素子53に伝搬していく。
The read light is supplied by a read light supply 52,
The light reflected on the reading surface 56 of the optical writing type spatial light modulator 51 carries two-dimensional optical information, passes through the reading light supply device 52, and propagates to the flat plate type optical connection element 53.

【0082】空間光変調器51は、平板型光接続素子5
3にとってみれば、集積化発光素子と同様の役割を演じ
るものである。
The spatial light modulator 51 includes a flat optical connection element 5
In the case of No. 3, it plays the same role as the integrated light emitting device.

【0083】より具体的に説明すると、空間光変調器5
1の役割は、閾値処理による照射された光情報の加工
や、ラッチ動作等である。さらに、ロジック回路等を集
積付加した空間光変調器を用いて、個々画素の光強度に
関する、より高度な処理を実行した上で、読み込み面の
実効反射率を設定することもできる。
More specifically, the spatial light modulator 5
The role of 1 is processing of irradiated optical information by threshold processing, latch operation, and the like. Furthermore, using a spatial light modulator in which a logic circuit or the like is integrated and added, a more advanced process regarding the light intensity of each pixel is executed, and then the effective reflectance of the reading surface can be set.

【0084】また、読み出し光に、連続光ではなくパル
ス光用いれば、クロックの働きを持たすことができ、本
構成のような基本構成要素を多数積層してなる光情報処
理装置において、より複雑で高度な処理を行うことを可
能とする。
If pulsed light is used instead of continuous light for the readout light, a clock function can be provided.
In the optical information processing apparatus comprising a large number laminated basic component, such as a configuration makes it possible to perform more complex and advanced processing.

【0085】また、読み出し光供給器52は、その名が
示すように空間光変調器51の読み出し面56に、光強
度が一様な読み出し光58の供給を行う素子である。読
み出し光供給器52には、波長や光強度の安定した光
が、外部光源59から供給されている。
The reading light supplier 52 is an element for supplying a reading light 58 having a uniform light intensity to the reading surface 56 of the spatial light modulator 51 as its name implies. Light having a stable wavelength and light intensity is supplied from the external light source 59 to the reading light supplier 52.

【0086】従って、このような構成においては、光書
き込み型空間光変調器51と読み出し光供給器52との
組み合わせによって、従来の発光素子を高密度に集積化
した素子を用いる構成における発熱および蓄熱に関する
困難性を克服することができる。
Therefore, in such a configuration , the combination of the optical writing type spatial light modulator 51 and the reading light supplier 52 produces heat and heat storage in a conventional configuration using a high density integrated light emitting element. Difficulties can be overcome.

【0087】すなわち、このような基本構成要素中で
は、必要な光は、基本構成要素の外部に設置された外部
光源59から供給され、自発的発光部位を持たない。す
なわち、積層構造の本発明にかかる光情報処理装置内で
の、熱の発生と蓄積は最小限に抑制することができ、実
際上で問題となることはない。
That is, in such basic components, necessary light is supplied from an external light source 59 installed outside the basic components, and does not have a spontaneous light emitting portion. That is, generation and accumulation of heat in the optical information processing apparatus according to the present invention having a laminated structure can be suppressed to a minimum, and there is no practical problem.

【0088】加えて、光出力強度や波長の安定性が高い
光源を利用することが容易なので、集積化発光素子を用
いるときに問題となる個々の素子間の均一性への配慮も
必要もない。
In addition, since it is easy to use a light source having high light output intensity and high wavelength stability, there is no need to consider uniformity between individual devices, which is a problem when using an integrated light emitting device. .

【0089】このように、光書き込み型空間光変調器5
1と読み出し光供給器52とを組み合わせることによ
り、集積化発光素子を用いたシステムにおいて生ずる種
々の困難を克服しながら、同等の機能を実現することが
できるものである。
As described above, the optical writing type spatial light modulator 5
1 and the read light supply unit 52 and Ri by <br/> to combining, while overcoming various difficulties arising in systems using integrated light-emitting element, in which it is possible to realize the same function.

【0090】さて一般的に、光情報処理にとって、2次
元並列データの分岐、合成、シフト、内部配置変換等の
機能は、その本質に関わる機能である。
In general, for optical information processing, functions such as branching, synthesizing, shifting, and internal arrangement conversion of two-dimensional parallel data are functions related to the essence thereof.

【0091】光情報処理技術が、従来の情報処理技術に
対して特に優れている点は、2次元並列情報を並列性を
保ったまま処理できるということである。従来型の時間
的直列情報処理の場合には、情報処理機能の基本はスイ
ッチング動作であった。
The optical information processing technique is particularly superior to the conventional information processing technique in that it can process two-dimensional parallel information while maintaining parallelism. In the case of the conventional temporal serial information processing, a switching operation is the basis of the information processing function.

【0092】このような基本構成要素においても、光書
き込み型空間光変調器51が、スイッチング機能に対応
する部位として存在する。
In such basic components as well, the optical writing type spatial light modulator 51 exists as a portion corresponding to the switching function.

【0093】しかし、2次元並列型情報処理技術におい
ては、スイッチング機能は従で、中心となるものは光情
報の流れや内部配置変換の制御である。
However, in the two-dimensional parallel type information processing technology, the switching function is subordinate, and the central one is control of the flow of optical information and conversion of internal arrangement.

【0094】つまり、このような基本構成要素では、平
板型光接続素子53が、光書き込み型空間光変調器51
から読み出された2次元並列データの分岐、合成、シフ
ト、内部配置変換等を行っている。
That is, in such basic components, the flat optical connection element 53 is provided with the optical writing type spatial light modulator 51.
, Branching, synthesizing, shifting, internal arrangement conversion, and the like of the two-dimensional parallel data read from.

【0095】例えば、二つの2次元並列データを合成す
る場合、光には相互非干渉性という性質があるため、2
次元並列データを担う二つの光を交差させて合成するこ
とは、容易である。
For example, when combining two two-dimensional parallel data, since light has a property of mutual incoherence, two
It is easy to intersect and combine two lights carrying dimensional parallel data.

【0096】しかし、これだけで、合成された2次元並
列データを担う1つの光を得ることはできない。
However, it is not possible to obtain one light which carries the synthesized two-dimensional parallel data.

【0097】この構成では、合成しようとする二つの光
を、基本構成要素における光書き込み型空間光変調器5
1の書き込み面55に照射し、読み出し光供給素子52
により読み出し光58を光書き込み型空間光変調器51
の読み出し面56に照射するという動作によって、次段
の構成要素である読み出し光供給器52を通過し、平板
型光接続素子53に合成された情報を伝達することがで
きる。
In this configuration , the two lights to be synthesized are combined with the optical writing type spatial light modulator 5 as a basic component.
1 to the writing surface 55 and read light supply element 52
The reading light 58 by the optical writing type spatial light modulator 51
By irradiating the reading surface 56 with the reading light supply device 52 which is a component of the next stage, the combined information can be transmitted to the flat-plate type optical connection element 53.

【0098】次段の読み出し光供給器52と平板型光接
続素子53では、光書き込み型空間光変調器51から合
成された2次元並列データを、一つの光情報として読み
出し、さらに新たな処理を行い、出力光550として出
力する。
The next-stage read-out light supply unit 52 and the flat-plate-type optical connection element 53 read out the two-dimensional parallel data synthesized from the optical write-in type spatial light modulator 51 as one piece of optical information, and further perform a new process. And outputs it as output light 550.

【0099】このような平板型光接続素子53等は、例
えば、従来の技術で紹介した平面光学の技術を利用した
素子で構成することもできるが、従来の構成のようにた
だ平面的に展開したのでは、大きな面積を費やす装置と
なってしまう。
Such a flat optical connection element 53 and the like can be constituted by, for example, an element utilizing the planar optics technology introduced in the conventional technology, but is simply developed in a planar manner as in the conventional configuration. If this is done, the device will consume a large area.

【0100】しかし、のような構成をとれば、平面光
学技術を利用したとしても、2次元並列データの分岐、
合成、シフト、内部配置変換等といった機能を、比較的
に容易に実現することができ、大規模かつ複雑な構成を
実現する場合でも、単に2次元的に、システムが広がっ
てしまうということはない。
[0100] However, taking a configuration as this, even when using planar optical technology, two-dimensional parallel data branch,
Functions such as composition, shift, and internal layout conversion can be relatively easily realized, and even when a large-scale and complicated configuration is realized, the system does not simply spread two-dimensionally. .

【0101】つまり、空間光変調器、読み出し光供給器
及び平板型光接続素子を備えた基本構成要素は、平面光
学の技術の利点を活かしつつ、拡張性を効果的に確保す
ことのできる構成である。
That is, the spatial light modulator and the readout light supplier
And basic components with a planar optical connection element, while taking advantage of the planar optical technique, a configuration capable of effectively ensuring scalability.

【0102】以上まとめれば、このような基本構成要素
においては、空間光変調器51、読み出し光供給器5
2、平板型光接続素子53という光情報処理技術に関す
る本質的で基本的な機能を全て含み、かつ単純な構成で
あるので、統一性のある指針の下に構成される光情報処
理装置の基本的な核の構成として極めて優れたものであ
る。
In summary, in such basic components, the spatial light modulator 51 and the readout light supplier 5
2. The basic structure of the optical information processing apparatus configured under the uniform guidelines because it includes all the essential and basic functions related to the optical information processing technology of the flat optical connection element 53 and has a simple configuration. It is an extremely excellent core composition.

【0103】さらに、より高次の光情報処理機能を実現
するには、のような基本構成要素を、ファイバプレー
トを介して、さらに順次積層すれば良いことを示してい
る。
[0103] Further, to achieve higher order optical information processing function, the basic components such as this, via a fiber plate, indicates that may be further sequentially stacked.

【0104】また、このような基本構成要素は、前述の
ように光書き込み型空間光変調器51、読み出し光供給
器52、および平板型光接続素子53から構成される
が、これらの構成を適当に選んで組み合わせることも種
々に可能で、光情報処理装置のための単位機能を、この
ように構成される基本構成要素に担わせることも可能で
ある。
[0104] Further, this basic component, consists of optical writing type spatial light modulator 51, the readout light supply 52 and planar optical connection element 53, as described above, appropriate to these configurations It is also possible to variously select and combine them, and it is also possible to cause the basic components configured as described above to perform the unit function for the optical information processing device.

【0105】すなわち、実現すべき高次の光情報機能に
対応して、この単位機能を組み合わせることによって、
つまり所定の基本構成要素を積層することによって、大
規模かつ複雑な光情報処理装置を構築することが可能と
なる。
That is, by combining these unit functions corresponding to the higher-order optical information functions to be realized,
That is, a large-scale and complicated optical information processing apparatus can be constructed by stacking predetermined basic components.

【0106】以上のように、本実施例では、基本的な
位機能を有する基本構成要素の組み合わせという単純で
統一的な指針だけで、大規模な光情報処理システムが構
築できることを示し、複雑なシステムを設計するための
CADシステムを構築することも容易である。
As described above, in this embodiment , a large-scale optical information processing system can be constructed only by a simple and unified guideline of a combination of basic components having basic unit functions. And it is easy to construct a CAD system for designing a complex system.

【0107】また、統一的な構成なので、工業的に実用
的光情報処理装置を生産することも、飛躍的に容易なも
のとなる。
Further, since it has a unified configuration, industrially practical optical information processing apparatuses can be produced dramatically easily.

【0108】(実施例) 以下、本発明の第の実施例について、図面を参照しな
がら説明する。
[0108] (Example 2) Hereinafter, a second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

【0109】図6は、光情報処理装置に利用可能なより
拡張された基本構成要素の一実施例における断面図であ
る。
FIG. 6 is a block diagram showing a structure usable for an optical information processing apparatus.
FIG. 4 is a cross-sectional view of an embodiment of an extended basic component.

【0110】図6において、71は光書き込み型空間光
変調器、72は読み出し光供給器、73は平板型光接続
素子、74、75および76はファイバプレートであ
る。77および78はそれぞれ2次元並列データを担う
入力光、711、712、713、714、715、7
16および717はホログラフィックエレメント、72
1、722はそれぞれ出力光である。
In FIG. 6, reference numeral 71 denotes an optical writing type spatial light modulator; 72, a reading light supply unit; 77 and 78 are input lights carrying two-dimensional parallel data, respectively, 711, 712, 713, 714, 715, 7
16 and 717 are holographic elements, 72
Reference numerals 1 and 722 denote output lights.

【0111】本実施例に示す基本構成要素の単位機能と
しては、入力光78に担われた2次元並列データを二分
岐するとともに、入力光77に担われた2次元並列デー
タの位置反転データと重ね合わせることである。
The unit functions of the basic constituent elements shown in this embodiment are that the two-dimensional parallel data carried by the input light 78 is divided into two, and the position inversion data of the two-dimensional parallel data carried by the input light 77 is It is to overlap.

【0112】もちろん、本実施例にかかる基本構成要素
による単位機能は、これに限られるものではなく、例え
ば、4分岐、合成、シフト合成、パーフェクトシャッフ
ル等の単位機能を有する基本構成要素についても、必要
に応じ、同等の構成によって実現可能である。
Of course, the unit functions of the basic components according to the present embodiment are not limited to those described above. For example, basic components having unit functions such as four-branch, synthesis, shift synthesis, and perfect shuffle are also applicable. If necessary, it can be realized by an equivalent configuration.

【0113】本実施例において、光書き込み型空間光変
調器71は、例えば強誘電性液晶を利用した空間光変調
器である。これは、強誘電性液晶とアモルファスシリコ
ンを積層し、電圧を印加できるような構造にしたもので
ある。アモルファスシリコン側が書き込み面、強誘電性
液晶側が読み出し面である。
In this embodiment, the optical writing type spatial light modulator 71 is, for example, a spatial light modulator using a ferroelectric liquid crystal. This has a structure in which a ferroelectric liquid crystal and amorphous silicon are stacked to apply a voltage. The amorphous silicon side is the writing surface, and the ferroelectric liquid crystal side is the reading surface.

【0114】書き込み面側(向かって左側)に入力光7
7、78を照射すると、光の照射された部分のアモルフ
ァスシリコンが光導電性を示し、アモルファスシリコン
と強誘電性液晶に印加されていた電圧が、強誘電性液晶
にだけ印加され、強誘電性液晶の配向が変化する。
On the writing surface side (left side as viewed), the input light 7
When irradiated with 7, 78, the amorphous silicon in the portion irradiated with light shows photoconductivity, and the voltage applied to the amorphous silicon and the ferroelectric liquid crystal is applied only to the ferroelectric liquid crystal. The orientation of the liquid crystal changes.

【0115】読み出し面側(向かって右側)に適当な方
向の偏光板を設置しておけば、読み出し面側の実効屈折
率が、これに伴って変化する。
If a polarizing plate in an appropriate direction is provided on the reading surface side (right side as viewed), the effective refractive index on the reading surface side changes accordingly.

【0116】読み出し光79は、不図示の外部の光源か
ら供給され、読み出し光供給器72を介して、空間光変
調器71の読み出し面上に供給されている。
The reading light 79 is supplied from an external light source (not shown), and is supplied to the reading surface of the spatial light modulator 71 via the reading light supplier 72.

【0117】本実施例では、読み出し光供給器72とし
て、平面光学技術を応用した素子を用いている。
In this embodiment, an element to which the planar optical technique is applied is used as the readout light supplier 72.

【0118】外部光源から供給された光79は、まずホ
ログラフィックエレメント711で拡大される。次にホ
ログラフィックエレメント712で平行光に変換される
と同時に、進行方向が変化させられ、ホログラフィック
エレメント713を介して、空間光変調器71の読み出
し面に一様に照射される。
The light 79 supplied from the external light source is first expanded by the holographic element 711. Next, at the same time as the parallel light is converted by the holographic element 712, the traveling direction is changed, and the light is uniformly irradiated on the readout surface of the spatial light modulator 71 via the holographic element 713.

【0119】なお、読み出し光供給器72は、平面光学
技術を応用した素子だけに限られることはなく、ファイ
バプレートの画像伝搬モードと散乱モードを利用した素
子など、いくつかの構成が考えられる。
The read-out light supplier 72 is not limited to an element to which the planar optical technique is applied, but may have several configurations such as an element utilizing an image propagation mode and a scattering mode of a fiber plate.

【0120】空間光変調器71の読み出し面で反射した
2次元並列データを担う光は、読み出し光供給器72を
通過して、平板型光接続素子73に入射する。
The light carrying two-dimensional parallel data reflected by the readout surface of the spatial light modulator 71 passes through the readout light supply 72 and enters the flat optical connection element 73.

【0121】平板型光接続素子73は、本実施例では平
面光学技術を利用した素子である。ここで、入力光78
に対応する光は、ホログラフィックエレメント714を
介して2分岐され、分岐された一方は、ホログラフィッ
クエレメント716を介して、そのまま出力光722と
して出力される。
The flat optical connection element 73 is an element utilizing a planar optical technique in this embodiment. Here, the input light 78
Is split into two via a holographic element 714, and one of the split lights is output as it is as output light 722 via a holographic element 716.

【0122】一方で、入力光77に対応する光は、ホロ
グラフィックエレメント715を介して配置が反転され
る。この入力光77に対応する光と、入力光78に対応
する光の分岐されたもう一方が合成され、次段に出力光
721として出力される。
On the other hand, the arrangement of the light corresponding to the input light 77 is reversed via the holographic element 715. The light corresponding to the input light 77 and the other one of the lights corresponding to the input light 78 are combined and output as output light 721 to the next stage.

【0123】なお、平板型光接続素子73は、平面光学
を応用した素子に限られるものではなく、例えばファイ
バプレートを応用した分岐素子も可能である。
The flat optical connection element 73 is not limited to an element to which planar optics is applied, but may be a branch element to which a fiber plate is applied, for example.

【0124】以上のように、本実施例のより拡張された
基本構成要素によって、分岐、合成、配置変換の単位機
能をもつ光情報処理装置が実現され、さらに本実施例と
同等な構成をとれば、光情報処理に必要な他の単位機能
が容易に実現され得る。
As described above, an optical information processing apparatus having a unit function of branching, combining, and arrangement conversion is realized by the basic components that are further expanded in this embodiment, and furthermore, the same as this embodiment. With such a configuration, other unit functions necessary for optical information processing can be easily realized.

【0125】(実施例本実施例では、 基本構成要素を組み合わせることにより
2次元並列データのXOR(排他的OR)を実現するこ
とのできる光情報処理装置の例を、第の実施例とし
て、図を参照しながら説明する。
[0125] (Embodiment 3) In this example, an example of an optical information processing apparatus capable of realizing two-dimensional parallel data XOR (exclusive OR) by combining the basic components, a third embodiment This will be described with reference to the drawings.

【0126】図7は、本実施例の構成を示す断面図であ
る。また、図8は、それぞれの基本構成要素において、
2次元並列データが処理され変換されていく様子を、2
×2の2次元並列データを入力データとして与えた場合
について示したものである。
FIG. 7 is a sectional view showing the structure of this embodiment. FIG. 8 shows that each of the basic components includes
2D parallel data is processed and converted.
This is a case where × 2 two-dimensional parallel data is given as input data.

【0127】81は第一の基本構成要素、82は第二の
基本構成要素、83は第三の基本構成要素、84は第四
の基本構成要素、85は第五の基本構成要素、86はフ
ァイバプレートであり、図7および図8中の1〜5は、
各々第一から第五の基本構成要素に対応している。
Reference numeral 81 denotes a first basic component, 82 denotes a second basic component, 83 denotes a third basic component, 84 denotes a fourth basic component, 85 denotes a fifth basic component, and 86 denotes a fifth basic component. It is a fiber plate, 1-5 in FIG. 7 and FIG.
Each corresponds to the first to fifth basic components.

【0128】2次元並列データのXORは、異なる単位
機能を有する第一から第五の基本構成要素を、ファイバ
プレート86を介して積層するだけで実現される。
XOR of two-dimensional parallel data can be realized only by laminating first to fifth basic components having different unit functions via a fiber plate 86.

【0129】図7に示した第一の基本構成要素81は、
入力された2次元並列データを二分岐する単位機能を持
つ。第二の基本構成要素82は、2次元並列データの拡
大変形を行って、4種類の2次元並列データを作る単位
機能を持つ。第三の基本構成要素83は、2次元並列デ
ータの合成を行う単位機能を持つ。
The first basic component 81 shown in FIG.
It has a unit function to split the input two-dimensional parallel data into two. The second basic constituent element 82 has a unit function of performing four-dimensional parallel data by expanding and deforming the two-dimensional parallel data. The third basic component 83 has a unit function of synthesizing two-dimensional parallel data.

【0130】そして、第四の基本構成要素84では、2
次元並列データを閾値処理した上で、シフト合成する単
位機能を持つ。最後に、第五の基本構成要素85では、
閾値処理と、2次元並列データの一部分を取り出す空間
的フィルター処理、そして配置の縮小変形を行う単位機
能を持つ。
In the fourth basic component 84, 2
It has a unit function of performing shift synthesis after threshold processing of dimensional parallel data. Finally, in the fifth basic component 85,
It has a threshold function, a spatial filter processing for extracting a part of two-dimensional parallel data, and a unit function for reducing and deforming the arrangement.

【0131】次に、2次元並列データの処理変換の様子
を、91と92を入力並列データの例として、図8に従
って詳細に説明する。
Next, the manner of processing conversion of two-dimensional parallel data will be described in detail with reference to FIG. 8, using 91 and 92 as examples of input parallel data.

【0132】図8に示した2次元並列データの、白い部
分は光強度の強い部分、黒い部分は光強度の弱い部分を
各々表し、斜線の部分は光強度がそれらの中間にあるグ
レーであることを示す。
In the two-dimensional parallel data shown in FIG. 8, a white portion indicates a portion having a high light intensity, a black portion indicates a portion having a low light intensity, and a shaded portion indicates a gray portion having a light intensity in between. Indicates that

【0133】第一の基本構成要素において、入力された
二つの2次元並列データは、それぞれ二分岐される。第
二の基本構成要素においては、2次元並列データは拡大
変形され、4種類の2次元並列データが作られる。
In the first basic component, the two input two-dimensional parallel data are each branched into two. In the second basic component, the two-dimensional parallel data is enlarged and deformed to create four types of two-dimensional parallel data.

【0134】そして、第三の基本構成要素においては、
第二の基本構成要素から出力された4種類の2次元並列
データを合成され、二つの同一な2次元並列データが作
られる。
And, in the third basic component,
Four types of two-dimensional parallel data output from the second basic component are combined to create two identical two-dimensional parallel data.

【0135】図8に示した、第三の基本構成要素におい
て合成された2次元データは、白、グレー(斜線で示
す)、黒の部分から成っている。
The two-dimensional data synthesized in the third basic component shown in FIG. 8 is composed of white, gray (shown by oblique lines), and black parts.

【0136】第四の基本構成要素では、第三の基本構成
要素から出力された2次元並列データが、白とグレーを
境として閾値処理された後で、シフト合成される。この
時のシフトの仕方で、論理演算の種類が決まる。
In the fourth basic component, the two-dimensional parallel data output from the third basic component is subjected to threshold processing with white and gray as boundaries, and then subjected to shift synthesis. The type of logical operation is determined by the manner of shifting at this time.

【0137】第五の基本構成要素においては、シフト合
成された2次元並列データが、まず、今度は黒とグレー
を境にして閾値処理される。さらに、2次元並列データ
の意味ある一部分取り出すために、空間的フィルタ処理
が行われ、続いて配置が縮小変形される。
In the fifth basic constituent element, the two-dimensional parallel data subjected to the shift synthesis is first subjected to threshold processing this time on the boundary between black and gray. Further, in order to extract a meaningful part of the two-dimensional parallel data, a spatial filtering process is performed, and then the arrangement is reduced and deformed.

【0138】以上の単位機能のなかで、閾値処理及び空
間的フィルタ処理は、主に基本構成要素に含まれる空間
光変調器に属している。一方、分岐、合成、変形の単位
機能は、主に平板型光接続素子に属している。
Among the unit functions described above, the threshold processing and the spatial filter processing mainly belong to the spatial light modulator included in the basic components. On the other hand, the unit functions of branching, combining, and deformation mainly belong to the flat-plate type optical connection element.

【0139】従って、本実施例においても、空間光変調
器および平板型光接続素子といった構成を含む基本構成
要素の組み合せによって、複雑な光情報処理を行なうこ
とができる。
Therefore, also in the present embodiment, complicated optical information processing can be performed by combining the basic components including the configuration such as the spatial light modulator and the flat optical connection element.

【0140】さらに、本実施例の構成は、第三および第
四の基本構成要素の機能を若干拡張するだけで、16種
類の論理演算のを任意に選べる光情報処理装置へと容易
に拡張することが可能である。
Further, the configuration of the present embodiment can be easily extended to an optical information processing apparatus in which 16 types of logical operations can be arbitrarily selected by slightly expanding the functions of the third and fourth basic components. It is possible.

【0141】まず、二つの等しい2次元並列データを生
成する第三の基本構成要素の機能を、四つの等しい2次
元並列データを生成できるように拡張する。
First, the function of the third basic component for generating two equal two-dimensional parallel data is extended to generate four equal two-dimensional parallel data.

【0142】そして、第四の基本構成要素の空間光変調
器に、入力データの書き込みを別個に制御できる四つの
領域を設け、そのそれぞれに、第三の基本構成要素で生
成された四つの2次元並列データを入力するようにす
る。第四の基本構成要素では、この四つの2次元並列デ
ータを、四方向にシフトして重ね合わせ、第五の基本構
成要素に出力する。
The spatial light modulator of the fourth basic component is provided with four regions in which the writing of input data can be separately controlled, and the four regions generated by the third basic component are provided in each of the four regions. Input the dimension parallel data. In the fourth basic component, the four two-dimensional parallel data are shifted in four directions and superimposed, and output to the fifth basic component.

【0143】第四の基本構成要素の空間光変調器の四つ
の領域の書き込みの可/不可を制御すれば、四つの方向
にシフトした2次元データに関する任意の組み合わせ
を、選択することができる。選択の組み合わせは16種
類あり、これが、16種類の論理演算に対応している。
By controlling write enable / disable of the four regions of the spatial light modulator as the fourth basic component, any combination of two-dimensional data shifted in four directions can be selected. There are 16 types of selection combinations, which correspond to 16 types of logical operations.

【0144】なお、空間光変調器に、個別に書き込み制
御を行うことのできる複数の領域を設けることは容易で
ある。例えば、強誘電性液晶を利用した空間光変調器の
場合、駆動電圧を印加する電極を分割して、それぞれの
印加電圧を制御することにより可能である。
It is easy to provide the spatial light modulator with a plurality of areas in which writing can be individually controlled. For example, in the case of a spatial light modulator using a ferroelectric liquid crystal, this can be achieved by dividing the electrodes to which the drive voltage is applied and controlling the respective applied voltages.

【0145】このように、本実施例にかかる構成では、
単機能の論理演算光情報処理装置だけではなく、多機能
の論理演算光情報処理システムをも、容易に実現するこ
とができる。
As described above, in the configuration according to the present embodiment,
Not only a single-function logical operation optical information processing apparatus but also a multi-function logical operation optical information processing system can be easily realized.

【0146】以上まとめると、それぞれに異なる単位機
能を担う五つの基本構成要素を積層することによって、
2次元並列データの論理演算を極めて簡便に実現するこ
とができる。
In summary, by stacking five basic components each having a different unit function,
Logical operation of two-dimensional parallel data can be realized extremely easily.

【0147】また、本発明にかかる基本構成要素は、そ
の構成が、たかだか3つの部分、本実施例では2つの部
分から成り立っているに過ぎないが、それらを組み合わ
せることによって、光情報処理を実現するに十分に多様
な単位機能を実現することができる。
The basic components according to the present invention have at most three parts, in this embodiment, only two parts. By combining them, optical information processing is realized. A variety of unit functions can be realized.

【0148】さらに、本実施例で示した2次元並列デー
タの論理演算装置に留まらず、本発明にかかる拡張性の
大きな基本構成要素を組み合わせれば、数多くの光情報
処理機能および多様な光情報処理装置を、統一的な構成
で実現することができる。
Further, not only the logical operation device for two-dimensional parallel data shown in the present embodiment, but also a combination of basic components having great expandability according to the present invention, many optical information processing functions and various optical information The processing device can be realized with a unified configuration.

【0149】(実施例) 以下、本発明の第の実施例である大規模な光情報処理
装置について、図面を参照しながら説明する。
Embodiment 4 Hereinafter, a large-scale optical information processing apparatus according to a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

【0150】図9は、平面光学の技術を利用することに
よって積層化された例えば2分岐可能な光情報処理装置
や、第3の実施例に示したXORまたは任意の論理演算
機能のようなまとまった機能を有する光情報処理装置を
並列に接続し、さらに大規模なシステムに発展させた大
規模光情報処理装置の構成の断面模式図である。この時
接続される光情報処理装置は、他の実施例で説明する装
置はもちろん、他の同等な装置であれば利用可能であ
る。
FIG. 9 is a block diagram showing an optical information processing apparatus which can be divided into two , for example, a bifurcated optical information processing apparatus by using the planar optics technique, and an XOR or an arbitrary logical operation function shown in the third embodiment. FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a configuration of a large-scale optical information processing apparatus in which optical information processing apparatuses having different functions are connected in parallel and further developed into a large-scale system. The optical information processing device connected at this time can be used as long as it is not only the device described in other embodiments but also other equivalent devices.

【0151】図9において、本実施例にかかる複数の光
情報処理装置61を、2つの平面光学素子62、63で
挟み込むことによって、並列に結合した構成を示す。ま
た、64、65は、光情報の平面光学素子62、63中
での伝搬される光の様子を表している。
FIG. 9 shows a configuration in which a plurality of optical information processing apparatuses 61 according to the present embodiment are connected in parallel by being sandwiched between two planar optical elements 62 and 63. Numerals 64 and 65 represent the states of light propagating in the planar optical elements 62 and 63 for optical information.

【0152】大規模な光情報処理装置を構築する場合、
単に本発明に以上の実施例で述べてきた基本構成要素
を、ファイバプレートを介して、積層するだけでは不十
分であって、ある程度まとまった機能を有する光情報処
理装置を並列に光接続して、大規模システムを構築する
ことが必要になってくる。
When constructing a large-scale optical information processing apparatus,
It is not enough to simply laminate the basic components described in the above embodiments of the present invention via a fiber plate, and it is not enough to optically connect optical information processing apparatuses having a certain set of functions in parallel. It is necessary to build a large-scale system.

【0153】そして、このような光情報処理装置の並列
光接続には、平面光学素子を用いる構成が、最も適して
いる。
For parallel optical connection of such an optical information processing apparatus, a configuration using a planar optical element is most suitable.

【0154】本実施例においては、平面光学素子62と
63は、ガラス平板で構成されている。光情報処理装置
61から斜めに出射する光情報を担った光は、全反射と
いう現象や反射鏡、またはホログラフィックエレメント
等のマイクロオプティクエレメントを介して、平面光学
素子62、63の内部を、64、65に示すようにジグ
ザグに進行しながら、他の光情報処理装置に到達する。
このように、各光情報処理装置が、相互に情報の交換を
実行できる。
In this embodiment, the planar optical elements 62 and 63 are made of a glass plate. The light carrying the light information obliquely emitted from the optical information processing device 61 passes through the inside of the planar optical elements 62 and 63 through a phenomenon called total reflection or a micro-optical element such as a reflecting mirror or a holographic element. As shown in 64 and 65, the light arrives at another optical information processing device while progressing in a zigzag manner.
Thus, the respective optical information processing apparatuses can mutually exchange information.

【0155】本実施例においては、統一的指針に基づく
設計が容易な光情報処理装置であって、工業的な生産が
容易な実用的光情報処理装置を実現することができる。
In this embodiment, it is possible to realize a practical optical information processing apparatus which is easy to design based on the unified guideline and which is easy to industrially produce.

【0156】本実施例における構成は、いわば光情報処
理モジュールをもとにして、大きなシステムへと展開す
る技術であり、汎用性は非常に高い。
The configuration according to the present embodiment is a technology for expanding into a large system based on an optical information processing module, so to speak, and is very versatile.

【0157】本実施例に示した、並列光接続型光情報処
理装置を積層したものを複数作製し、さらにそれらを並
列接続することも、可能であると同時に極めて有効であ
る。
It is possible and extremely effective to manufacture a plurality of stacked optical information processing apparatuses of the parallel optical connection type shown in this embodiment and connect them in parallel.

【0158】つまり、本実施例の積層構成の手法と並列
光接続構成の手法を、多段階かつ有機的に用いて光情報
処理装置を構築すれば、極めて大規模かつ優れた光情報
処理装置を実現することが可能となる。
That is, if an optical information processing apparatus is constructed by using the method of the layered configuration of this embodiment and the method of the parallel optical connection configuration in a multi-stage and organic manner, an extremely large-scale and excellent optical information processing apparatus can be realized. It can be realized.

【0159】(実施例本実施例では、 動画像データ中から、動いているものだ
けを抽出する動体抽出機能を、基本構成要素を組み合わ
せて実現した光情報処理装置の一例を、第の実施例と
して図10および図11を参照しながら説明する。
[0159] Example 5 In the present embodiment, from the moving image data, the moving object extraction function of extracting only those moving, an example of an optical information processing apparatus realized by combining the basic components, the Embodiment 5 will be described with reference to FIGS. 10 and 11. FIG.

【0160】図10は、本実施例の光情報処理装置の構
成を示した図であり、図11は、それぞれの基本構成要
素における2次元並列データの処理の様子を、時間を追
って順に示した説明図である。
FIG. 10 is a diagram showing the configuration of the optical information processing apparatus according to the present embodiment. FIG. 11 shows the state of processing of two-dimensional parallel data in each basic component in order with time. FIG.

【0161】101は第一の基本構成要素、102は第
二の基本構成要素、103は第三の基本構成要素、10
4は第四の基本構成要素、105および106はファイ
バプレートである。
Reference numeral 101 denotes a first basic component, 102 denotes a second basic component, 103 denotes a third basic component,
4 is a fourth basic component, and 105 and 106 are fiber plates.

【0162】本実施例では、四つの基本構成要素を、図
10に示したように積層すれば、動体抽出機能を有する
光情報処理装置を実現することができる。
In this embodiment, an optical information processing apparatus having a moving object extracting function can be realized by stacking four basic components as shown in FIG.

【0163】具体的には、第一の基本構成要素101は
動画像データを二分岐する機能を有する。第二の基本構
成要素102は白黒反転機能を有する。第二の基本構成
要素を挟むファイバプレート105の間には、別のファ
イバプレート106が第二の基本構成要素102と並列
に積層されている。
More specifically, the first basic component 101 has a function of dividing moving image data into two. The second basic component 102 has a black-and-white inversion function. Another fiber plate 106 is stacked in parallel with the second basic component 102 between the fiber plates 105 sandwiching the second basic component.

【0164】そして、第一の基本構成要素101で二分
岐された動画像データの一方は、第二の基本構成要素1
02に入力され、他方は、ファイバプレート106を通
過して、第三の基本構成要素103に入力される。
One of the moving image data branched into two by the first basic component 101 is the second basic component 1
02, and the other passes through the fiber plate 106 and enters the third basic component 103.

【0165】第三の基本構成要素103では、第二の基
本構成要素102で白黒反転された動画像データと、フ
ァイバプレート106を通過してきた動画像データが合
成される。合成された動画像データは、第四の基本構成
要素104で閾値処理され、動体抽出データが出力され
る。
In the third basic component 103, the moving image data that has been inverted in black and white in the second basic component 102 and the moving image data that has passed through the fiber plate 106 are combined. The synthesized moving image data is subjected to threshold processing by the fourth basic component 104, and moving object extraction data is output.

【0166】本実施例の構成で、動体抽出データが出力
される様子を、図11を用いて説明する。
The manner in which moving object extraction data is output in the configuration of this embodiment will be described with reference to FIG.

【0167】図11(a)中の1〜4は、図10の1〜
4で示された第一から第四の基本構成要素に対応してい
る。
[0167] 1 to 4 in FIG. 11A correspond to 1 to 4 in FIG.
4 corresponds to the first to fourth basic components.

【0168】それぞれの基本構成要素中の空間光変調器
には、クロックが供給されていて、動画像データが時間
的にサンプリングされる。それと同時に、サンプリング
された動画像データを、次段の基本構成要素に順次転送
していく。このような空間光変調器のクロック動作は、
電気的な駆動パルスまたはパルス状の読出し光を供給す
ることによって、容易に実現できる。
A clock is supplied to the spatial light modulator in each of the basic components, and the moving image data is temporally sampled. At the same time, the sampled moving image data is sequentially transferred to the next basic element. The clock operation of such a spatial light modulator is
It can be easily realized by supplying an electric drive pulse or a pulsed readout light.

【0169】図11(a)は、時間t=Aの時に、第一
の基本構成要素に入力された動画像入力データが、サン
プリングデータAとして、時間t=Aに供給されたクロ
ックによって、第一の基本構成要素にラッチされた状態
を示している。
FIG. 11A shows that, at time t = A, the moving image input data input to the first basic component is used as sampling data A by the clock supplied at time t = A. The state latched by one basic component is shown.

【0170】次のクロックは、図11(b)に示される
時間t=Bの時に供給される。第一の基本構成要素で
は、サンプリングデータBをラッチすると共に、データ
Aを、第二の基本構成要素と、第三の基本構成要素に転
送する。第二の基本構成要素は、データAは白黒反転し
てラッチし、第三の構成要素は、そのままラッチする。
The next clock is supplied at time t = B shown in FIG. The first basic component latches the sampling data B and transfers the data A to the second basic component and the third basic component. The second basic component latches the data A by inverting black and white, and the third component latches the data A as it is.

【0171】次に、図11(c)に示される時間t=C
で、その次のクロックが供給されると、第三の構成要素
には、データBと白黒反転データAが転送されて、両者
が光学的に合成される。この第四の基本構成要素では、
合成されたデータを閾値処理する。
Next, the time t = C shown in FIG.
Then, when the next clock is supplied, data B and black-and-white inverted data A are transferred to the third component, and both are optically combined. In this fourth basic component,
The combined data is subjected to threshold processing.

【0172】図11(d)は、移動する円形物体と静止
している円形物体の動画像入力データを入力したとき
の、データA、データAの白黒反転データA、データ
B、データAとデータBの合成データを具体的に示して
いる。
FIG. 11D shows data A, black-and-white inverted data A of data A, data B, data A, and data A when moving image input data of a moving circular object and a stationary circular object is input. 7 specifically shows the composite data of B.

【0173】図11(d)から容易にわかるように、デ
ータAとデータBの合成データでは、静止円形物体の画
像が消去され、移動した円形物体の画像だけが残ってい
る。
As can be easily understood from FIG. 11D, in the composite data of the data A and the data B, the image of the stationary circular object is deleted, and only the image of the moved circular object remains.

【0174】本実施例の構成では、動画像データを構成
する個々の画素が、同時に並列分散処理されているの
で、処理速度は極めて速く、実時間の高速移動物体処理
検出が、極めて容易実行できる。
In the structure of this embodiment, since the individual pixels constituting the moving image data are simultaneously subjected to the parallel distributed processing, the processing speed is extremely high, and the real-time high-speed moving object processing detection can be executed very easily. .

【0175】以上まとめれば、本実施例における光情報
処理装置では、実時間高速動体抽出機能を、機械的に安
定かつ光学的調整が容易な本発明に係る構成で、容易に
実現することができる。
In summary, in the optical information processing apparatus according to the present embodiment, the real-time high-speed moving object extraction function can be easily realized by the configuration according to the present invention, which is mechanically stable and easily optically adjusted. .

【0176】(実施例本実施例では、 画像データ中から輪郭だけを抽出する輪
郭抽出機能を、基本構成要素を組み合わせて実現した光
情報処理装置の一例を、第の実施例として、図を参照
しながら説明する。
[0176] (Embodiment 6) In this embodiment, the outline extraction function of extracting from the image data outline only, an example of an optical information processing apparatus realized by combining the basic components, as a sixth embodiment This will be described with reference to the drawings.

【0177】本実施例の輪郭抽出機能は、基本構成要
素を、少なくとも三つ積層することによって実現でき
る。図12(a)は、本実施例に係る構成における、三
つの基本構成要素の、それぞれの機能を示した説明図で
ある。
[0177] contour extraction function of the present embodiment, each basic element can be realized by at least three laminated. FIG. 12A is an explanatory diagram showing respective functions of three basic components in the configuration according to the present embodiment.

【0178】121は第一の基本構成要素、122は第
二の基本構成要素、123は第三の基本構成要素であ
る。
Reference numeral 121 denotes a first basic component, 122 denotes a second basic component, and 123 denotes a third basic component.

【0179】第一の基本構成要素121は、入力された
データを、等しい二つのデータに二分岐する機能を担
う。第二の基本構成要素122は、二分岐された二つの
等しいデータの一方を白黒反転した上で、上下左右それ
ぞれにシフトして重ね合わせた合成データを生成する。
円形の画像データが入力された場合の、四つの合成デー
タを12図(b)に示す。
The first basic component 121 has a function of dividing input data into two equal data. The second basic constituent element 122 generates composite data in which one of two equal two-divided data is inverted in black and white and then shifted vertically and horizontally and superimposed.
FIG. 12 (b) shows four combined data when circular image data is input.

【0180】第三の基本構成要素123では、第二の基
本構成要素122で作成された四つのシフト合成データ
を、閾値処理した上で合成する。このとき、シフト合成
データの、図12(b)に示した塗りつぶしてない、ま
たは斜線のない部分、すなわち最も明るい部分だけを抽
出するような閾値を設定して、閾値処理が行われる。そ
して、閾値処理したシフト合成データを合成すれば、図
12(b)に示したような輪郭抽出データを、容易に得
ることができる。
In the third basic component 123, the four shift composite data created by the second basic component 122 are subjected to threshold processing and then composited. At this time, threshold processing is performed by setting a threshold value for extracting only the unfilled or hatched portion shown in FIG. 12B, that is, only the brightest portion, of the shifted combined data. Then, by synthesizing the shift composite data subjected to the threshold processing, it is possible to easily obtain contour extraction data as shown in FIG.

【0181】本実施例においても、入力並列データの各
画素を並列分散処理処理することによって、輪郭抽出を
行っている。従って、機械的に安定且つ光学的調整が容
易な本発明に係る構成で、超高速実時間での輪郭抽出が
容易に実現される。
Also in this embodiment, contour extraction is performed by performing parallel distributed processing on each pixel of the input parallel data. Therefore, the configuration according to the present invention, which is mechanically stable and easy to optically adjust, can easily realize ultra-high-speed real-time contour extraction.

【0182】(実施例) 高度な機能を有する光情報処理装置を構築しようとする
場合、システム中に並列データのフィードバック機能を
持つ必要が生じる。
(Embodiment 7 ) To construct an optical information processing apparatus having advanced functions, it is necessary to provide a parallel data feedback function in the system.

【0183】例えば、以上のような基本構成要素を用い
て、このフィードバック機能も実現することができる。
For example, the feedback function can be realized by using the above basic components .

【0184】本実施例では、フィードバック機能を有す
る光情報処理装置の一例を、第の実施例として、図1
3および図14を参照しながら説明する。
In this embodiment, an example of an optical information processing apparatus having a feedback function is shown as a seventh embodiment in FIG.
3 and FIG.

【0185】図13は、フィードバック機能を実現する
のに必要な、基本構成要素の断面図である。
FIG. 13 is a cross-sectional view of the basic components necessary for realizing the feedback function.

【0186】図13(a)に示したフィードバック用基
本構成要素A128は、フィードバックされてきたデー
タを、他の並列データと合成をする機能を有する基本構
成要素である。131は空間光変調器、132は読み出
し光供給器、133は平板型光接続素子、138はファ
イバプレートである。
The basic element for feedback A128 shown in FIG. 13A is a basic element having a function of synthesizing the fed back data with other parallel data. Reference numeral 131 denotes a spatial light modulator; 132, a readout light supplier; 133, a flat optical connection element; and 138, a fiber plate.

【0187】図13(b)に示したフィードバック用基
本構成要素B129は、並列データからフィードバック
並列データを分岐する機能を有する基本構成要素であ
る。134は空間光変調器、135は読み出し光供給
器、136は平板型光接続素子、139、140はファ
イバプレートである。
The basic component B129 for feedback shown in FIG. 13 (b) is a basic component having a function of branching feedback parallel data from parallel data. Reference numeral 134 denotes a spatial light modulator; 135, a readout light supply unit; 136, a flat optical connection element; and 139, 140, a fiber plate.

【0188】従前の実施例で説明した基本構成要素は、
ファイバプレートを介して積層され、全体として複雑か
つ高度な情報処理機能を実現している。本実施例のフィ
ードバック用基本構成要素も例外ではなく、他の基本構
成要素とともにファイバプレート138、140を介し
て積層することによって、その機能を発揮する。
The basic components described in the previous embodiment are:
It is laminated via a fiber plate to realize a complex and advanced information processing function as a whole. The basic components for feedback of the present embodiment are no exception, and their functions are exhibited by being laminated together with other basic components via the fiber plates 138 and 140.

【0189】まず、フィードバック用基本構成要素Bか
ら、その構成と機能について説明する。
First, the configuration and function of the basic component B for feedback will be described.

【0190】フィードバック用基本構成要素B129の
左側から矢印で図示するように、前段の基本構成要素か
らの並列データを担う入力光を表している。その後のフ
ィードバック用基本構成要素B中の光の流れも、図中の
矢印で示した。
As shown by an arrow from the left side of the feedback basic component B129, the input light carrying parallel data from the preceding basic component is shown. The subsequent flow of light in the basic component B for feedback is also indicated by arrows in the figure.

【0191】まず、並列データを担う入力光は、フィー
ドバック用基本構成要素B129を構成する空間光変調
器134に書き込まれ、読み出し光供給器135によっ
て供給された読出し光によって、並列データが読み出さ
れる。
First, the input light carrying the parallel data is written to the spatial light modulator 134 constituting the basic component B129 for feedback, and the parallel data is read by the read light supplied by the read light supplier 135.

【0192】そして、平板型光接続素子136では、こ
の並列データを担う光が分岐されると共に、分岐された
光の少なくとも一つが、入力光方向に戻され、フィード
バック光となる。
In the flat optical connection element 136, the light carrying the parallel data is split, and at least one of the split lights is returned to the input light direction to become feedback light.

【0193】フィードバック光の通過する部分は、図示
したように、空間光変調器および読み出し光供給器の代
わりに、ファイバプレート139が設置されており、並
列データの劣化や変形なしに、前段の基本構成要素方向
にフィードバックされる。
As shown in the figure, a fiber plate 139 is provided in place of the spatial light modulator and the readout light supply unit so that the feedback light passes therethrough. Feedback is provided in the component direction.

【0194】次に、図13(a)に示した、フィードバ
ック用基本構成要素A128について説明する。このフ
ィードバック用基本構成要素A128においても、図1
3(b)で説明した基本構成要素と同様に、通常の並列
データを担う光の入力は、フィードバック用基本構成要
素A128の左側に示した矢印の方向から行われる。
Next, the basic feedback element A128 shown in FIG. 13A will be described. In the feedback basic component A128, FIG.
Similarly to the basic components described in 3 (b), the input of light carrying ordinary parallel data is performed from the direction of the arrow shown on the left side of the feedback basic component A128.

【0195】これに対して、フィードバックされてきた
光は、フィードバック用基本構成要素Aの右側に示した
矢印の方向から、平板型光接続素子133に入射する。
On the other hand, the light fed back enters the flat optical connection element 133 from the direction of the arrow shown on the right side of the basic component A for feedback.

【0196】この平板型光接続素子133は、フィード
バック光の進行方向を変化させて、通常の光情報の流れ
の方向に合わせる機能を有している。
The flat optical connection element 133 has a function of changing the traveling direction of the feedback light to match the direction of the flow of the normal optical information.

【0197】つまり、フィードバック用基本構成要素
A、B128、129のなかで、フィードバック機能を
実現する上で重要な役割を果たしているのは、ともに平
板型光接続素子133、136である。この部分で光の
進行方向を、180゜変えることによってフィードバッ
ク機能を実現している。
That is, among the basic components A, B128 and 129 for feedback, the flat optical connection elements 133 and 136 play an important role in realizing the feedback function. The feedback function is realized by changing the traveling direction of light at this portion by 180 °.

【0198】この場合の平板型光接続素子の構成は、い
わゆる平面光学の技術を応用して、平面型微小光学素子
等をその表面に配置したものを用いればよく、光の進行
方向を変化させることは極めて簡便に実現される。
In this case, the configuration of the flat optical connection element may be one in which a flat micro optical element or the like is arranged on the surface thereof by applying the so-called planar optics technology, and changes the traveling direction of light. This is realized very simply.

【0199】図14は、図13で説明したフィードバッ
ク用基本構成要素AとBを、光情報処理装置に組み込
み、フィードバックループを構成した実施例の構成図で
ある。
FIG. 14 is a block diagram of an embodiment in which the basic components A and B for feedback described in FIG. 13 are incorporated in an optical information processing apparatus to form a feedback loop.

【0200】141はフィードバック用基本構成要素
A、142は第二の基本構成要素、143は第三の基本
構成要素、144はフィードバック用基本構成要素B
で、これらは互いにファイバプレート146を介して積
層されている。
Reference numeral 141 denotes a basic element A for feedback, 142 denotes a second basic element, 143 denotes a third basic element, and 144 denotes a basic element B for feedback.
These are mutually laminated via the fiber plate 146.

【0201】通常の並列データの流れの方向は、図中の
右側から左側への矢印で示すように、フィードバック用
基本構成要素A141から、フィードバック用基本構成
要素B144の方向である。
The direction of the normal parallel data flow is from the feedback basic component A 141 to the feedback basic component B 144 as indicated by the arrow from right to left in the figure.

【0202】通常の方向に進んできた並列データは、第
二の基本構成要素142、第三の基本構成要素143を
介して、フィードバック用基本構成要素B144に到達
すると、少なくとも二つに分岐され、分岐された並列デ
ータの少なくとも一つがその方向を変えて、ファイバプ
レート145に入射し、フィードバック並列データ14
6となる。
When the parallel data that has proceeded in the normal direction reaches the feedback basic component B144 via the second basic component 142 and the third basic component 143, it is split into at least two components. At least one of the branched parallel data changes its direction and is incident on the fiber plate 145, and the feedback parallel data 14
It becomes 6.

【0203】ファイバプレート145は第二の基本構成
要素142および第三の基本構成要素143と並列に積
層されており、この中をフィードバック並列データ14
6が、通常の並列データの流れの方向とは逆方向に進行
し、フィードバック用基本構成要素A141に入射す
る。フィードバックデータ146は、フィードバック用
基本構成要素A141でその方向が変えられ、通常の並
列データの流れの方向に戻される。
The fiber plate 145 is laminated in parallel with the second basic component 142 and the third basic component 143, and the feedback parallel data 14
6 travels in a direction opposite to the direction of the normal parallel data flow and enters the feedback basic component A141. The direction of the feedback data 146 is changed by the feedback basic component A 141, and is returned to the normal parallel data flow direction.

【0204】このように、本実施例は、フィードバッ
クループをも容易に構成することができ、高度かつ複雑
なアーキテクチャやアルゴリズムに容易に対応できる。
しかも、光学的調整の容易さや機械的安定性失われる
ことはない。
[0204] Thus, in this embodiment, it can also be easily configured the feedback loop, it is possible to easily deal with a sophisticated and complex architectures and algorithms.
Moreover, there is no possibility that also ease and mechanical stability of the optical histological adjustment is lost.

【0205】(実施例) シリンドリカルレンズを用いたいわゆるアナモルフィッ
ク光学系による、ベクトル−マトリックスの積和演算
は、光情報処理技術の優位性を示す代表的な例の一つで
ある。この系による積和演算は、完全並列処理であり、
成分の多いベクトル−マトリックスに対しても超高速演
算が可能である。このようなベクトル−マトリックス演
算処理機能を備えることは、高性能、高機能の光情報処
理装置にとって、必須の要件の一つである。
(Embodiment 8 ) A vector-matrix product-sum operation using a so-called anamorphic optical system using a cylindrical lens is one of the typical examples showing the superiority of the optical information processing technology. The multiply-accumulate operation by this system is completely parallel processing,
Ultra-high-speed operation is possible even for a vector matrix having many components. Providing such a vector-matrix operation processing function is one of the essential requirements for a high-performance, high-performance optical information processing apparatus.

【0206】本実施例では、基本構成要素を用いて、ベ
クトル−マトリックス間の積和演算、(ai)×
(Mij)=(bi)が可能であることを、図15を参照
しながら説明する(i、j=1,2,3,…)。
[0206] In this embodiment, by using the basic components, the vector - the product-sum operation between the matrix, (a i) ×
The fact that (M ij ) = (b i ) is possible will be described with reference to FIG. 15 (i, j = 1, 2, 3,...).

【0207】図15は、光情報処理装置に用いる本実施
例のベクトル−マトリックス積和演算部の構成図であ
り、図15(a)は平面図、図15(b)は側面図であ
る。
FIG. 15 shows the present embodiment used for an optical information processing apparatus .
It is a block diagram of the vector-matrix product-sum operation part of an example, FIG.15 (a) is a top view, FIG.15 (b) is a side view.

【0208】この演算部は、第一の基本構成要素15
1、第二の基本構成要素152、第三の基本構成要素1
53を、ファイバプレート157を介して積層すること
によって構成されている。
[0208] This operation unit is composed of the first basic component 15
1, second basic component 152, third basic component 1
53 are laminated via a fiber plate 157.

【0209】以下に、それぞれの基本構成要素の機能を
説明する。第一の基本構成要素151には、n個の成分
を有するベクトルデータ(ai)154と、n×n個の
成分を有するマトリックスデータ(Mij)155が入力
される。
[0209] The function of each basic component will be described below. Vector data (a i ) 154 having n components and matrix data (M ij ) 155 having n × n components are input to the first basic component 151.

【0210】マトリックスデータ155は、そのまま第
二の基本構成要素157に転送されるが、ベクトルデー
タ154は、横方向に拡大され変換された後、第二の基
本構成要素157に転送される。すなわち、この変換後
はマトリックスデータとなり下記のn×nの行列式のよ
うになる。
The matrix data 155 is transferred to the second basic component 157 as it is. The vector data 154 is expanded and converted in the horizontal direction, and then transferred to the second basic component 157. That is, after this conversion, the data becomes matrix data and becomes the following n × n determinant.

【0211】[0211]

【数1】 (Equation 1)

【0212】このような変換を行う第一の基本構成要素
151中の光接続素子160の構成の例を図16に示
す。
FIG. 16 shows an example of the configuration of the optical connection element 160 in the first basic component 151 that performs such conversion.

【0213】この光接続素子160は、スラブ導波路1
61を積層することによって構成されている。積層され
た各導波路に入射した光は、スラブ導波路161の面方
向には容易に拡散するが、厚さ方向には拡大しない。ス
ラブ導波路161のこの特性を利用すれば、積層された
個々のスラブ導波路161の、入射端162に入射した
ベクトルデータの各成分aiを担う光は、横方向に拡大
する。スラブ導波路の出射端163に、マイクロレンズ
アレイまたはマスク等を設けておくことにより、ai
いう情報を担うn個の光を取り出すことが可能である。
This optical connection element 160 is a slab waveguide 1
61 are laminated. Light incident on each of the laminated waveguides is easily diffused in the plane direction of the slab waveguide 161 but does not expand in the thickness direction. By utilizing this characteristic of the slab waveguide 161, the light carrying each component a i of the vector data incident on the incident end 162 of each stacked slab waveguide 161 expands in the horizontal direction. By providing a microlens array or a mask at the emission end 163 of the slab waveguide, it is possible to extract n light beams carrying information ai .

【0214】次に、第二の基本構成要素152では、第
一の基本構成要素から送られてきた二つのマトリックス
データを、合成する機能を持つ。合成されたマトリック
スデータは、2n×nの大きさで、下記の行列式で表わ
される。
Next, the second basic component 152 has a function of synthesizing two matrix data sent from the first basic component. The synthesized matrix data has a size of 2n × n and is represented by the following determinant.

【0215】[0215]

【数2】 (Equation 2)

【0216】次に、第三の基本構成要素153は光書き
込み型空間光変調器を有し、この光書き込み型空間光変
調器は、入力光情報によって感度が可変にできるものを
用いる。この感度可変光書き込み型空間光空間変調器に
ついて、上に示した合成されたマトリックスデータを例
に使って、詳しく説明する。
Next, the third basic component 153 has an optical writing type spatial light modulator. The optical writing type spatial light modulator whose sensitivity can be changed by input optical information is used. The variable sensitivity optical writing type spatial light spatial modulator will be described in detail using the above-described combined matrix data as an example.

【0217】感度可変光書き込み型空間光変調器は、少
なくともn×nに分割された感度可変領域、または画素
を持っていることが必要である。
The variable sensitivity optical writing type spatial light modulator needs to have at least an n × n divided sensitivity variable area or pixel.

【0218】それぞれの感度可変領域には、合成された
マトリックスデータの、i行(2j−1)列とi行2j
列が、一組のデータとして入力される。個々の感度可変
領域への書き込みデータはi行(2j−1)列のデータ
で、i行2j列のデータで決まる感度で書き込まれる。
In each sensitivity variable area, the i-th row (2j−1) column and the i-th row 2j
The columns are entered as a set of data. The data to be written into each sensitivity variable area is the data in the i-th row (2j-1) column and is written with the sensitivity determined by the data in the i-th row and 2j column.

【0219】このようにして書き込まれたデータを、読
出し面に読出し光を供給して読み出せば、下記の行列式
で表わされるマトリックスデータを読み出すことができ
る。
If the data thus written is read out by supplying readout light to the readout surface, matrix data represented by the following determinant can be read.

【0220】[0220]

【数3】 (Equation 3)

【0221】第三の基本構成要素153の中の後段に設
けられた平板型光接続素子150は、図17に示すよう
に、スラブ導波路171を積層した構造を含んでいる。
これは、第一の基本構成要素に含まれる平板型光接続素
子160の積層されたスラブ導波路を逆に使用したもの
である。
The flat optical connection element 150 provided at the subsequent stage in the third basic component 153 has a structure in which slab waveguides 171 are stacked as shown in FIG.
This uses a slab waveguide in which the flat optical connection element 160 included in the first basic component is stacked, in reverse.

【0222】第三の基本構成要素153の中の平板型光
接続素子150の前段に設けられた空間光変調器から読
み出されたn×nのマトリックスデータは、入射端17
2から積層されたスラブ導波路171に入射される。
The n × n matrix data read from the spatial light modulator provided in the third basic component 153 at the stage preceding the flat optical connection element 150 is input to the input end 17.
2 is incident on the laminated slab waveguide 171.

【0223】スラブ導波路171の側面には反射膜17
4が形成されており、個々のスラブ導波路171に内に
入射した光は、出射端173に集光される。すなわち、
光強度の和演算が実行されることになる。
The side face of the slab waveguide 171 has a reflective film 17
4 are formed, and the light that has entered the individual slab waveguides 171 is collected at the output end 173. That is,
The sum calculation of the light intensity is performed.

【0224】このようにして、出射端174からは、下
記の数式で示されるようなn個の成分を持つベクトルデ
ータが出力される。
In this way, the output end 174 outputs vector data having n components as represented by the following equation.

【0225】[0225]

【数4】 (Equation 4)

【0226】この数式から、このベクトルデータは、マ
トリックス(Mij)と、ベクトル(ai)との積和演算
結果(bi)であることがわかる。
From this equation, it can be seen that this vector data is the product-sum operation result (b i ) of the matrix (M ij ) and the vector (a i ).

【0227】以上のような基本構成要素を用いれば、従
来、シリンドリカルレンズ等を用いて、精密な光学的位
置調整を要していたベクトル−マトリックス演算光学系
を、機械的安定性に優れ光学的位置調整の容易な光学系
に、置き換えることが可能となった。
[0227] The above-described basic components of the reference lever, conventionally, by using a cylindrical lens or the like, it takes a precise optical position adjustment vector - matrix operation optical system, an optical excellent mechanical stability It became possible to replace it with an optical system that can easily adjust the target position.

【0228】[0228]

【発明の効果】以上のように本発明は、空間光変調器
や、読み出し光供給器や、平板型光学素子といったいわ
ゆる並列型電気光学機能素子を備え、これらの並列型電
気光学機能素子を、ファイバプレートを介して結合する
という構成を有し、これらの並列型電気光学機能素子と
ファイバプレートとを、密着またはほとんど密着させて
積層し、さらに好適には、並列型電気光学機能素子とフ
ァイバプレートとの結合面のそれぞれに、互いの機械的
位置関係を正確に定める構造を設けることにより、並列
型電気光学機能素子間の相対位置調整が極めて容易で、
環境温度変動や振動に対しても、その相対位置を安定に
保持することができ、装置内空気の流れとその乱れの影
響を受けること無く、小型化が可能で、工業的な生産が
可能な、実用的で優れた基本構成を有する光情報処理装
置を実現できるものである。もちろん、並列型電気光学
機能素子としては、1次元アレイ状または2次元アレイ
状の発光素子、受光素子や光スイッチング素子等も用い
ることができる。
As described above, the present invention provides a spatial light modulator.
And read-out light supply devices and flat optical elements
Equipped with all parallel electro-optical functional elements,
Couple optical-optical functional elements via fiber plate
These parallel type electro-optical function elements and
Keep the fiber plate in close contact or almost
It is more preferable to stack the parallel electro-optic functional element and the
Each of the coupling surfaces with the fiber plate
By providing a structure that accurately determines the positional relationship,
It is extremely easy to adjust the relative position between the electro-optical functional elements,
Stability of relative position against environmental temperature fluctuation and vibration
Can keep the air flow in the device and its turbulence
It is possible to reduce the size without affecting
Optical information processing equipment with practical, excellent basic configuration
Can be realized. Of course, parallel electro-optics
As a functional element, a one-dimensional array or a two-dimensional array
Light emitting element, light receiving element, optical switching element, etc.
Can be

【0229】さらに本発明は、光書き込み型空間光変調
器と、空間光変調器への光の供給器と、例えば平面光学
素子の光接続素子の間をファイバプレートを介して、順
次積層結合してなる複数の光情報処理装置を、ファイバ
プレートを介して順次積層接続した構成を有し、更にこ
の複数の光情報処理装置を、平面光学素子を介して並列
接続した構成をとることによって、各種機能を持つ実用
的光情報処理装置を構成する、光情報処理技術に適した
拡張性のある基本構成要素と、それを核とする統一的な
指針に基づく光学系構成技術を提供し、工業的生産と統
一的指針に基づく設計が容易な、実用的な光情報処理装
置が実現できるものである。
Further, according to the present invention, an optical writing type spatial light modulator, a light supplier to the spatial light modulator, and an optical connection element such as a planar optical element are sequentially laminated and connected via a fiber plate. A plurality of optical information processing devices are sequentially stacked and connected via a fiber plate, and the plurality of optical information processing devices are further connected in parallel via a planar optical element, whereby various types of optical information processing devices are connected. The company provides scalable basic components suitable for optical information processing technology and optical system configuration technology based on unified guidelines centering on it, which constitutes a practical optical information processing device with functions. A practical optical information processing apparatus that can be easily manufactured and designed based on a unified guideline can be realized.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1の実施例における光情報処理装置
ファイバプレートの用い方を示す構成図
FIG. 1 is a configuration diagram showing how to use a fiber plate of an optical information processing apparatus according to a first embodiment of the present invention.

【図2】同光情報処理装置のファイバプレートの用い方
を示す拡大構成図
Fig. 2 How to use the fiber plate of the optical information processing device
Enlarged configuration diagram showing

【図3】同光情報処理装置に利用可能な並列型電気光学
機能素子をファイバプレートで接続した構成の断面図
FIG. 3 shows parallel electro-optics usable in the optical information processing apparatus.
Cross-sectional view of a configuration in which functional elements are connected by a fiber plate

【図4】同光情報処理装置に利用可能な並列型電気光学
機能素子をファイバプレートで接続した構成の拡大図
FIG. 4 shows a parallel electro-optic device usable in the optical information processing apparatus.
Enlarged view of a configuration in which functional elements are connected by a fiber plate

【図5】同光情報処理装置に利用可能な基本構成要素の
断面図
FIG. 5 is a cross-sectional view of basic components that can be used in the optical information processing apparatus.

【図6】同第の実施例における光情報処理装置に利用
可能な基本構成要素の断面図
FIG. 6 is a sectional view of basic components that can be used in the optical information processing apparatus according to the second embodiment.

【図7】同第の実施例における光情報処理装置の断面
FIG. 7 is a sectional view of the optical information processing apparatus according to the third embodiment.

【図8】同光情報処理装置の動作の説明図FIG. 8 is an explanatory diagram of an operation of the optical information processing apparatus.

【図9】同第の実施例における大規模光情報処理装置
の断面図
FIG. 9 is a sectional view of a large-scale optical information processing apparatus according to the fourth embodiment.

【図10】同第の実施例における光情報処理装置の断
面図
FIG. 10 is a sectional view of the optical information processing apparatus according to the fifth embodiment.

【図11】(a)同第の実施例における2次元並列デ
ータの処理の説明図 (b)同第の実施例を用いた動画像抽出の例を示す図
11 (a) shows an example of a moving image extraction with an embodiment of illustration (b) the fifth step of a two-dimensional parallel data in the same fifth embodiment

【図12】(a)同第の実施例における光情報処理装
置の説明図 (b)同第の実施例を用いた輪郭抽出の例を示す図
[12] (a) illustrates an example of a contour extraction using an embodiment of the diagram (b) the sixth optical information processing apparatus in the sixth embodiment

【図13】(a)同第の実施例におけるフィードバッ
ク機能有する基本構成要素Aの断面図 (b)同第の実施例におけるフィードバック機能有す
る基本構成要素Bの断面図
13A is a sectional view of a basic component A having a feedback function in the seventh embodiment. FIG. 13B is a sectional view of a basic component B having a feedback function in the seventh embodiment.

【図14】同第の実施例におけるフィードバック用基
本構成要素A、B組み込んだ光情報処理装置の部分図
FIG. 14 is a partial view of an optical information processing apparatus incorporating basic feedback components A and B in the seventh embodiment.

【図15】(a)同第の実施例における光情報処理装
置を示す平面図 (b)同第の実施例における光情報処理装置を示す側
面図
[15] (a) a side view showing an optical information processing apparatus in an embodiment of the eighth plan view of an optical information processing apparatus in the embodiment of (b) the eighth

【図16】同平板型光接続素子の構成図Figure 16 is a configuration diagram of a Dotaira plate type optical connection element

【図17】同平板型光接続素子の構成図Figure 17 is a configuration diagram of a Dotaira plate type optical connection element

【図18】従来のレンズを用いて結合された光学系の構
成図
FIG. 18 is a configuration diagram of an optical system coupled using a conventional lens.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11 ファイバプレート 12 並列型電気光学機能素子 21 ファイバプレート 22 発光素子アレイ 23 平板型分岐素子 24 空間光変調器 25 空間光変調器 26 平板型合成素子 28 はめあい構造 52 読み出し光供給器 53 平板型光接続素子 54 ファイバプレート 61 光情報処理装置 62 平面光学素子 63 平面光学素子 71 空間光変調器 72 読み出し光供給器 73 平板型光接続素子 74 ファイバプレート 75 ファイバプレート 76 ファイバプレート 81 第一の基本構成要素 82 第二の基本構成要素 83 第三の基本構成要素 84 第四の基本構成要素 85 第五の基本構成要素 86 ファイバプレート 101 第一の基本構成要素 102 第二の基本構成要素 103 第三の基本構成要素 104 第四の基本構成要素 105 ファイバプレート 121 第一の基本構成要素 122 第二の基本構成要素 123 第三の基本構成要素 128 フィードバック用基本構成要素A 129 フィードバック用基本構成要素B 141 フィードバック用基本構成要素A 144 フィードバック用基本構成要素B 151 第一の基本構成要素 152 第二の基本構成要素 153 第三の基本構成要素 160 光接続素子 170 平板型接続素子 DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Fiber plate 12 Parallel type electro-optical function element 21 Fiber plate 22 Light emitting element array 23 Flat type branching element 24 Spatial light modulator 25 Spatial light modulator 26 Flat type combining element 28 Fitting structure 52 Readout light supply 53 Flat optical connection Element 54 Fiber Plate 61 Optical Information Processing Device 62 Planar Optical Element 63 Planar Optical Element 71 Spatial Light Modulator 72 Readout Light Supply 73 Flat Optical Connection Element 74 Fiber Plate 75 Fiber Plate 76 Fiber Plate 81 First Basic Component 82 Second basic component 83 Third basic component 84 Fourth basic component 85 Fifth basic component 86 Fiber plate 101 First basic component 102 Second basic component 103 Third basic configuration Element 104 Fourth basic component 10 Fiber plate 121 First basic component 122 Second basic component 123 Third basic component 128 Basic component for feedback A 129 Basic component for feedback B 141 Basic component for feedback A 144 Basic component for feedback B 151 First basic component 152 Second basic component 153 Third basic component 160 Optical connection element 170 Flat connection element

Claims (9)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 複数の2次元並列データを担い得る入力
光が入力され前記2次元並列データが書き込まれる空間
光変調器と、前記空間光変調器に書き込まれた前記2次
元並列データを読み出すための読み出し光を前記空間光
変調器へ供給する読み出し光供給器と、前記読み出し光
を前記空間光変調器に供給することによる前記空間光変
調器からの前記2次元並列データを担う出射光が入力さ
れ、前記出射光の処理を行なう平板型光接続素子とを有
し、前記空間光変調器、前記読み出し光供給器及び前記
平板型光接続素子は、第1の端面と前記第1の端面に対
応した第2の端面とを有し前記第1の端面及び第2の端
面と実質的に直交する方向に集積された光ファイバの集
積体であるファイバプレート状構造物を介して実質的に
密着して積層された光情報処理装置。
1. A spatial light modulator to which input light capable of carrying a plurality of two-dimensional parallel data is input and in which the two-dimensional parallel data is written, and for reading out the two-dimensional parallel data written in the spatial light modulator. A readout light supplier that supplies the readout light to the spatial light modulator; and an output light that carries the two-dimensional parallel data from the spatial light modulator by supplying the readout light to the spatial light modulator. The spatial light modulator, the read-out light supply device and the flat-type optical connection element are provided on a first end face and the first end face. A second end face corresponding to the first end face and the second end face are substantially adhered to each other via a fiber plate-like structure which is an integrated body of optical fibers integrated in a direction substantially orthogonal to the first end face and the second end face. And laminated Optical information processing device.
【請求項2】 空間光変調器及び読み出し光供給器に対
して、並列設置されたファイバプレート状構造物を有す
る請求項1記載の光情報処理装置。
2. The optical information processing apparatus according to claim 1, further comprising: a fiber plate-like structure provided in parallel with the spatial light modulator and the readout light supplier.
【請求項3】 読み出し光供給器から供給される読み出
し光の空間光変調器への入射領域の実効反射率を、前記
空間光変調器への入力光の入力により可変にできる請求
項1または2記載の光情報処理装置。
3. The spatial light modulator according to claim 1, wherein an effective reflectivity of an input area of the read light supplied from the read light supplier to the spatial light modulator can be changed by inputting the input light to the spatial light modulator. The optical information processing apparatus according to claim 1.
【請求項4】 空間光変調器、読み出し光供給器及び平
板型光接続素子の少なくとも一つと、ファイバプレート
状構成物との結合面において、互いの位置関係を正確に
定めるための手段を有する請求項1から3のいずれか
に記載の光情報処理装置。
4. A means for accurately determining a positional relationship between at least one of a spatial light modulator, a readout light supply device, and a flat optical connection element and a coupling surface with a fiber plate-shaped component. any one of claim 1 3 1
An optical information processing apparatus according to the item .
【請求項5】 空間光変調器、読み出し光供給器及び平
板型光接続素子が、1次元アレイ状または2次元アレイ
状に配列された請求項1から4のいずれか1項に記載の
光情報処理装置。
5. The spatial light modulator, the reading light supplier and planar optical connection elements, optical information as claimed in claim 1 arranged in a one-dimensional array or two-dimensional array in any one of 4 Processing equipment.
【請求項6】 外部に離隔して配置された光源より、読
み出し光が読み出し光供給器に入射される請求項1から
5のいずれか1項に記載の光情報処理装置。
6. A from a light source that is spaced apart from the outside, the read light optical information processing apparatus according to claims 1 to be incident on the reading light supply in any one of 5.
【請求項7】 請求項1から請求項6のいずれか1項
記載の複数の光情報処理装置を、請求項1記載のファイ
バプレート状構造物を介して積層した光情報処理装置。
7. An optical information processing apparatus a plurality of optical information processing apparatus, and layered with a fiber plate-like structure according to claim 1, wherein according to any one of claims 1 to 6.
【請求項8】 請求項1から請求項6のいずれか1項に
記載の複数の光情報処理装置を、請求項1記載のファイ
バプレート状構造物を介して積層し、前記積層された請
求項1から請求項6項のいずれか1項に記載の光情報処
理装置の少なくとも1つと第二のファイバプレート状構
造物とが並列になるように配置された光情報処理装置。
8. The optical information processing apparatus according to claim 1, wherein the plurality of optical information processing apparatuses are stacked via the fiber plate-shaped structure according to claim 1, and the plurality of optical information processing apparatuses are stacked. optical information processing apparatus and at least one second fiber plate-like structure is arranged to be parallel optical information processing apparatus according to any one of claims 6 paragraphs 1.
【請求項9】 請求項1から請求項6のいずれか1項
記載の複数の光情報処理装置を、平面光学素子を介して
並列接続した光情報処理装置。
9. plurality of optical information processing apparatus, optical information processing apparatus connected in parallel through the planar optical device as claimed in any one of claims 6.
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