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JPH0230496B2 - - Google Patents
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JPH0230496B2 - - Google Patents

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JPH0230496B2
JPH0230496B2 JP58224879A JP22487983A JPH0230496B2 JP H0230496 B2 JPH0230496 B2 JP H0230496B2 JP 58224879 A JP58224879 A JP 58224879A JP 22487983 A JP22487983 A JP 22487983A JP H0230496 B2 JPH0230496 B2 JP H0230496B2
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voltage
photocathode
image
electro
optic crystal
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Tsutomu Hara
Yoshiji Suzuki
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Hamamatsu Photonics KK
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    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
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    • G02F1/0333Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on ceramics or electro-optical crystals, e.g. exhibiting Pockels effect or Kerr effect addressed by a beam of charged particles

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Description

【発明の詳細な説明】 (技術分野の説明) 本発明は2つの画像間の否定論理和(NOR)
を求める否定論理和演算装置に関する。
[Detailed Description of the Invention] (Description of the Technical Field) The present invention is based on the negative OR (NOR) between two images.
This invention relates to a negative disjunction device for calculating .

(発明の背景) 一つの画像に対する論理演算、または画像間の
論理演算は、電子計算機を用いた画像処理技術を
利用することにより可能である。
(Background of the Invention) Logical operations on one image or between images are possible by using image processing technology using an electronic computer.

単一の画像の情報に対して論理演算、例えば否
定をしたいときは、前記画像の情報を画素に分解
して、各画素に対して論理演算、例えば否定の演
算等を施すことにより、画像に対する論理演算を
施すことができる。
When you want to perform a logical operation, such as negation, on the information of a single image, you can divide the image information into pixels and perform a logical operation, such as negation, on each pixel. Logical operations can be performed.

また2つの画像間の論理演算を施したいとき
は、例えば論理和を求めたいときは、同様に各画
像を画素に分解して、対応する画素同志での論理
和を求めて画像を再構成すれば、画像間の論理演
算の結果を求めることができる。
Also, if you want to perform a logical operation between two images, for example to calculate a logical sum, you must similarly decompose each image into pixels and calculate the logical sum of the corresponding pixels to reconstruct the image. For example, it is possible to obtain the results of logical operations between images.

このような演算を行うために、通常テレビジヨ
ン撮像装置と、画像情報を画素単位で蓄積するフ
レームメモリ、演算結果を同様に画素単位で蓄積
するフレームメモリ、論理演算のための演算回路
が必要となる。
To perform such calculations, a television imaging device, a frame memory that stores image information pixel by pixel, a frame memory that stores calculation results pixel by pixel, and an arithmetic circuit for logical operations are usually required. Become.

このような演算の過程は多くの直列処理が含ま
れ、画素が多くなるに従つて大形の演算処理装置
が必要となる。
Such a calculation process involves many serial processes, and as the number of pixels increases, a larger arithmetic processing device is required.

(発明の目的) 本発明の目的は、前述のような画像処理技術と
は全く異なる新規な構成の画像間の否定論理和
(NOR)を求める否定論理和演算装置を提供する
ことにある。
(Object of the Invention) An object of the present invention is to provide a NOR calculation device for calculating a NOR between images, which has a novel configuration that is completely different from the image processing technology described above.

(発明の構成) 前記目的を達成するために本発明による画像間
の否定論理和を求める否定論理和演算装置は、光
電面、第1の面が前記光電面に対向させられてお
り第2の面に透明電極が設けられている電気光学
結晶、前記光電面と電気光学結晶板との間に設け
られた網目状電極から成る空間光変調管と、前記
空間光変調管の外から前記電気光学結晶の前記第
2の面側から直線偏光されたレーザ光で照射する
レーザ光源装置と、前記空間光変調管の光電面、
網目状電極、前記透明電極に動作電圧を供給する
電圧発生回路と、演算対象である第1および第2
の画像の像を前記空間光変調管の光電面に形成す
る書込み光学装置と、前記空間光変調管の光電面
を一様に照射する照射光学装置と、前記電気光学
結晶の第1の面で反射した光が入射させられる偏
光子とを含み、前記電圧発生回路により、前記網
目状電極、前記透明電極間に半波長電圧の奇数倍
またはそれに近い電圧を印加し、前記光電面に書
込み電圧を印加して、前記照射光学装置により前
記光電面を一様に照射することによつて前記電気
光学結晶の第1の面に一様な電荷を形成し、前記
電圧発生回路により前記網目状電極、前記透明電
極間に半波長電圧の偶数倍またはそれに近い電圧
を印加し、前記光電面に書込み電圧を印加して、
前記光学装置により前記第1の画像を前記光電面
に形成することによつて前記画像に対応する電荷
像を前記電気光学結晶の第1の面に形成し、前記
第1の画像に対応する電荷像を保存した状態で、
前記電圧発生回路により前記網目状電極、前記透
明電極間に半波長電圧の偶数倍またはそれに近い
電圧を印加し、前記光電面に書込み電圧を印加し
て、前記光学装置により前記第2の画像を前記光
電面に形成することによつて第2の画像の書込み
を行い、前記レーザ光源装置により前記電気光学
結晶を照射し前記偏光子を透過した光に前記第1
の画像と第2の画像の画像間の否定論理和を得る
ように構成されている。
(Structure of the Invention) In order to achieve the above object, the present invention provides a NOR operation device for calculating a NOR between images, which includes a photocathode, a first surface facing the photocathode, and a second surface facing the photocathode. an electro-optic crystal having a transparent electrode on its surface; a spatial light modulation tube comprising a mesh electrode provided between the photocathode and the electro-optic crystal plate; a laser light source device that irradiates with linearly polarized laser light from the second surface side of the crystal; a photocathode of the spatial light modulation tube;
a mesh electrode, a voltage generation circuit that supplies an operating voltage to the transparent electrode, and a first and second
a writing optical device that forms an image of an image on the photocathode of the spatial light modulation tube, an irradiation optical device that uniformly irradiates the photocathode of the spatial light modulation tube, and a first surface of the electro-optic crystal. a polarizer onto which the reflected light is incident; the voltage generating circuit applies a voltage that is an odd multiple of a half-wavelength voltage or close to it between the mesh electrode and the transparent electrode, and applies a writing voltage to the photocathode; the photocathode is uniformly irradiated by the irradiation optical device to form a uniform charge on the first surface of the electro-optic crystal; Applying a voltage equal to or close to an even multiple of a half-wavelength voltage between the transparent electrodes, and applying a writing voltage to the photocathode,
A charge image corresponding to the image is formed on the first surface of the electro-optic crystal by forming the first image on the photocathode by the optical device, and a charge image corresponding to the first image is formed on the first surface of the electro-optic crystal. With the image preserved,
The voltage generation circuit applies a voltage equal to or close to an even multiple of the half-wavelength voltage between the mesh electrode and the transparent electrode, and a writing voltage is applied to the photocathode, so that the optical device generates the second image. A second image is written by forming it on the photocathode, and the electro-optic crystal is irradiated with the laser light source device, and the light transmitted through the polarizer is exposed to the first image.
and the second image.

(実施例の説明) 以下、図面等を参照して本発明をさらに詳しく
説明する。
(Description of Examples) Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the drawings and the like.

第1図は本発明による画像間の否定論理和を求
める論理和演算装置の基本となる部分の構成を示
すブロツク図である。
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the basic part of a logical sum operation device for calculating a negative logical sum between images according to the present invention.

空間光変調管3の真空容器34の入射窓の内面
に光電面31が形成されている。
A photocathode 31 is formed on the inner surface of the entrance window of the vacuum vessel 34 of the spatial light modulation tube 3 .

LiNbO3の55゜カツトの結晶を用いた電気光学結
晶33の第1の面33aは前記光電面に対向させ
られており、第2の面に透明電極33bが形成さ
れている。
A first surface 33a of an electro-optic crystal 33 made of a 55° cut crystal of LiNbO 3 is opposed to the photocathode, and a transparent electrode 33b is formed on the second surface.

前記電気光学結晶33の第1の面33aの前面
に網目状電極32が配置されている。
A mesh electrode 32 is arranged in front of the first surface 33 a of the electro-optic crystal 33 .

前記光電面31、網目状電極32、電気光学結
晶33の第2の面の透明電極33bはそれぞれ接
続端子31c,32c,33cから動作電圧が接
続される。
The photocathode 31, the mesh electrode 32, and the transparent electrode 33b on the second surface of the electro-optic crystal 33 are connected to operating voltages from connection terminals 31c, 32c, and 33c, respectively.

画像Iは画像配置台22に支持されインコヒー
レントな光源1で照明されており画像Iの像はレ
ンズ2で前記空間光変調管3の光電面31上に形
成させられている。
The image I is supported on an image arrangement table 22 and illuminated by an incoherent light source 1, and the image of the image I is formed on the photocathode 31 of the spatial light modulation tube 3 by a lens 2.

端子31c,32c,33cから動作電圧を供
給し、光電面31の電圧を網目状電極32、電気
光学結晶33の第2の面の透明電極33bの電圧
よりも低い電圧(書込み電圧)にし、さらに上記
電圧の範囲内で網目状電極32、電気光学結晶3
3の第2の面の透明電極33b間に電圧を与え
て、光電面31の放出する電子の像に対応する正
または負の電荷像を電気光学結晶33の第1の面
に形成する。ここに電気光学結晶33の二次電子
放出特性は、多くの物質と同様に第7図に示すよ
うに、結晶(物質)特有の電圧E1以下で放出比
δが1より小さく、上記E1と結晶特有の電圧E2
との間で放出比δが1より大きく、上記E2より
大きいとき放出比δが1より小さくなるという特
性をもつ。
The operating voltage is supplied from the terminals 31c, 32c, and 33c, and the voltage of the photocathode 31 is set to a lower voltage (writing voltage) than the voltage of the mesh electrode 32 and the transparent electrode 33b on the second surface of the electro-optic crystal 33. Within the above voltage range, the mesh electrode 32, the electro-optic crystal 3
By applying a voltage between the transparent electrodes 33b on the second surface of the electro-optic crystal 33, a positive or negative charge image corresponding to the image of electrons emitted by the photocathode 31 is formed on the first surface of the electro-optic crystal 33. Here, the secondary electron emission characteristics of the electro-optic crystal 33 are as shown in FIG. 7, similar to many materials, where the emission ratio δ is smaller than 1 when the voltage E 1 peculiar to the crystal (substance) is lower than E 1 . and the crystal-specific voltage E 2
It has a characteristic that the release ratio δ is larger than 1 between E and the release ratio δ is smaller than 1 when it is larger than the above E 2 .

網目状電極32の電圧をほぼE2に設定して光
電面31の電圧と電気光学結晶33の第2の面の
透明電極33bの電圧との差が、第7図に示す
E2より大きくなるように上記透明電極33bに
電圧を与えたときは、電気光学結晶33の第1の
面33aが網目状電極32の電圧と等しい電圧に
なるまでは電子が付着して(δ<1)負電荷像が
形成される。負電荷による電位が前記網目状電極
32の電位E2と等しくなつたときは、その後に
電子が飛来してきても電荷は変化しない。電子が
飛来して来ない部分は無電荷の状態にある。
When the voltage of the mesh electrode 32 is set to approximately E2 , the difference between the voltage of the photocathode 31 and the voltage of the transparent electrode 33b on the second surface of the electro-optic crystal 33 is shown in FIG.
When a voltage is applied to the transparent electrode 33b to be greater than E 2 , electrons are attached to the first surface 33a of the electro-optic crystal 33 until the voltage becomes equal to the voltage of the mesh electrode 32 (δ <1) A negative charge image is formed. When the potential due to the negative charge becomes equal to the potential E 2 of the mesh electrode 32, the charge will not change even if electrons fly in after that. The parts to which electrons do not come are in an uncharged state.

光電面31の電圧と電気光学結晶33の第2の
面の透明電極33bの電圧との差が第7図に示す
E1とE2との間にあるように上記透明電極33b
に電圧を与えたときは電気光学結晶33の第1の
面33aに到達した電子により発生させられる二
次電子(δ>1)が前記網目状電極32に捕捉さ
れることにより当該部分に結果的に正電荷像が蓄
積される。
The difference between the voltage on the photocathode 31 and the voltage on the transparent electrode 33b on the second surface of the electro-optic crystal 33 is shown in FIG.
The transparent electrode 33b is located between E 1 and E 2 .
When a voltage is applied to the area, secondary electrons (δ>1) generated by electrons that reach the first surface 33a of the electro-optic crystal 33 are captured by the mesh electrode 32, resulting in A positive charge image is accumulated in .

正電荷による電位が前記網目状電極32の電位
E2と等しくなつたときに平衝し、その後に電子
が飛来してきても電荷は変化しない。
The potential due to positive charges is the potential of the mesh electrode 32.
When it becomes equal to E 2 , it reaches equilibrium, and even if electrons come in after that, the charge will not change.

電子が飛来して来ない部分は無電荷の状態に保
たれる。
The parts to which electrons do not come are kept uncharged.

電子を入射させなければ、電圧を変えても電気
光学結晶33の表面の電荷は保存される。
If electrons are not incident, the charge on the surface of the electro-optic crystal 33 is preserved even if the voltage is changed.

この電気光学結晶33の状態は、レーザ光源装
置からのレーザ光により読み出される。
The state of this electro-optic crystal 33 is read out by laser light from a laser light source device.

レーザ光源装置は、レーザ発振器4、偏光子
5、レンズ6、ピンホール7、コリメーテイング
レンズ8から構成されている。
The laser light source device includes a laser oscillator 4, a polarizer 5, a lens 6, a pinhole 7, and a collimating lens 8.

レーザ発振器4からの光は偏光子5で結晶のx
軸(またはy′軸)から45゜の方向の直線偏光に変
換される。
The light from the laser oscillator 4 is polarized by the crystal x
It is converted into linearly polarized light in the direction of 45° from the axis (or y′ axis).

そしてレンズ6で拡大されピンホール7で余分
な回折光が除去される。
The light is then magnified by a lens 6 and excess diffracted light is removed by a pinhole 7.

ピンホール7を透過した光はコリメーテイング
レンズ8で平行光に変換され、ハーフミラー9を
通して電気光学結晶の第2の面から、結晶に入射
させられる。電気光学結晶(LiNbO3)は第6図
のようにウエーハ状に切り出されている。
The light transmitted through the pinhole 7 is converted into parallel light by a collimating lens 8, and is made incident on the crystal from the second surface of the electro-optic crystal through a half mirror 9. The electro-optic crystal (LiNbO 3 ) is cut into a wafer shape as shown in FIG.

LiNbO3の電気光学結晶33の表面電荷によつ
て、結晶の厚み方向にかかる電界が変化し、結晶
のx方向、y′方向の屈折率は次式のように変化す
る。
Due to the surface charge of the LiNbO 3 electro-optic crystal 33, the electric field applied in the thickness direction of the crystal changes, and the refractive index of the crystal in the x direction and y' direction changes as shown in the following equation.

nx=nx0−rx・E ……(1) ny′=ny′0−ry′・E ……(2) ここで、 nx0,ny′0:電荷の存在しない時のx方向、y′方
向の屈折率 E:電荷の存在により結晶内に生ずる電界 rx,ry′:電気光学定数 電気光学結晶33に入射した光のx方向成分、
y′方向成分の速度が異なるので(結晶のx、y′方
向の屈折率が異なるから)結晶表面で反射して房
つてくる光のx方向成分、y′方向成分に次式のよ
うな位相差が生じ、一般には楕円偏光となつて出
力してくる。
nx=nx 0 −rx・E……(1) ny′=ny′ 0 −ry′・E……(2) Here, nx 0 , ny′ 0 : x direction when no charge exists, y′ Refractive index in the direction E: Electric field generated in the crystal due to the presence of charges rx, ry': Electro-optic constant x-direction component of light incident on the electro-optic crystal 33,
Since the velocities of the y' direction components are different (because the refractive index of the crystal is different in the x and y' directions), the x and y' direction components of the light reflected from the crystal surface are given the following equations. A phase difference occurs, and the light is generally output as elliptically polarized light.

Γ=(2π/λ)・(El)・2(ry′−rx) ……(3) ここで、 λ:レーザ発振器4の出力する光の波長 l:結晶33の厚さ この出力光を偏光子10を通過させれば一つの
偏波方向成分だけが取り出され、出力として入力
像Iによつて変調されたコヒーレント光像が得ら
れる。この時出力光強度I0は次の式で与えられ
る。
Γ=(2π/λ)・(El)・2(ry'−rx) ...(3) Here, λ: Wavelength of light output from laser oscillator 4 l: Thickness of crystal 33 This output light is polarized. When the light beam passes through the element 10, only one polarization direction component is extracted, and a coherent optical image modulated by the input image I is obtained as an output. At this time, the output light intensity I 0 is given by the following formula.

I0=Asin2Γ/2 =Asin2(π/2)・(V/Vπ) ……(4) ここで、 V:電荷σに等価な電圧 Vπ:電荷σπに等価な電圧(半波長電圧) (4)式に基づく曲線を第2図に示す。I 0 = Asin 2 Γ/2 = Asin 2 (π/2)・(V/Vπ) ...(4) Here, V: Voltage equivalent to charge σVπ: Voltage equivalent to charge σπ (half-wave voltage ) Figure 2 shows the curve based on equation (4).

第2図に示されているように表面の電荷により
電気光学結晶33内の電界が変わることにより反
射光の強度が変化する。
As shown in FIG. 2, the electric field within the electro-optic crystal 33 changes due to surface charges, thereby changing the intensity of the reflected light.

第2図から次のことが理解できる。 The following can be understood from Figure 2.

電気光学結晶の表面電荷が0、つまり光電子の
入射がなかつた場合(以下aの状態と言う)は、
ハーフミラー9を介して電気光学結晶33に入り
第1面で反射し、ハーフミラー9で反射され、偏
光子10を通過したレーザ光は0である。
When the surface charge of the electro-optic crystal is 0, that is, when there is no incidence of photoelectrons (hereinafter referred to as state a),
The laser light that enters the electro-optic crystal 33 via the half mirror 9, is reflected by the first surface, is reflected by the half mirror 9, and passes through the polarizer 10 is zero.

表面電荷が−σπのとき(以下bの状態)およ
び表面電荷がσπのとき(以下cの状態)では透
過した光は最大となる。
When the surface charge is -σπ (hereinafter referred to as state b) and when the surface charge is σπ (hereinafter referred to as state c), the transmitted light is at a maximum.

表面電荷が−σπ/2のとき(以下dの状態)
および表面電荷がσπ/2のとき(以下eの状態)
では透過した光は前記最大の光の1/2の光が得
られる。
When the surface charge is -σπ/2 (hereinafter referred to as d state)
and when the surface charge is σπ/2 (state e below)
Then, the transmitted light is 1/2 of the maximum light.

第3図は本発明による画像間の否定論理和を求
める否定論理和演算装置の実施例を示すブロツク
図である。
FIG. 3 is a block diagram showing an embodiment of a NOR operation device for calculating a NOR operation between images according to the present invention.

空間光変調管3およびレーザ光源装置の構成は
第1図を参照して説明した所と変わらない。
The configurations of the spatial light modulation tube 3 and the laser light source device are the same as those described with reference to FIG.

空間光変調管3の各部の電極は、電圧発生回路
11に接続されている。
Electrodes at various parts of the spatial light modulation tube 3 are connected to a voltage generation circuit 11.

電圧発生回路11の出力端子aは画像書込み電
圧Vaを発生する。Vaは通常は+3kV(書込み禁
止状態)で0のときが書込み状態である。網目状
電極32は電圧発生回路11の出力端子bから電
圧Vbが接続され、電気光学結晶33の第2の面
の透明電極33bは、電圧発生回路11の出力端
子cから電圧Vcが接続される。これらの電圧は
通常正の電圧であつて、 Vb−Vc<0のときには、電気光学結晶33の
第1の面33aに負電荷による書込み、 Vb−Vc>0のときには正電荷による書込みが
行われる。
An output terminal a of the voltage generating circuit 11 generates an image writing voltage Va. Va is normally +3kV (write prohibited state), and when it is 0, it is a write state. The mesh electrode 32 is connected to the voltage Vb from the output terminal b of the voltage generation circuit 11, and the transparent electrode 33b on the second surface of the electro-optic crystal 33 is connected to the voltage Vc from the output terminal c of the voltage generation circuit 11. . These voltages are usually positive voltages, and when Vb-Vc<0, writing is performed on the first surface 33a of the electro-optic crystal 33 using negative charges, and when Vb-Vc>0, writing is performed using positive charges. .

この実施例において前述した半波長電圧Vπは、
1.0kVである。
In this example, the half-wave voltage Vπ mentioned above is
It is 1.0kV.

演算の対象となる画像は画像配置台22に載置
されインコヒーレント光源1により、ハーフミラ
ー16を介して照射され透過光の像はハーフミラ
ー17、撮像レンズ2を介して空間光変調管3の
光電面31に形成される。
The image to be calculated is placed on the image arrangement table 22 and irradiated by the incoherent light source 1 through the half mirror 16, and the transmitted light image is transmitted through the half mirror 17 and the imaging lens 2 to the spatial light modulation tube 3. It is formed on the photocathode 31.

インコヒーレント光源1からの光は前記ハーフ
ミラー16により、一部分割され、全反射鏡14
で反射されてシヤツタ13に向けられる。
The light from the incoherent light source 1 is partially split by the half mirror 16, and the total reflection mirror 14
is reflected and directed toward the shutter 13.

シヤツタ13が開いているときにシヤツタ13
を透過した光は全反射鏡15により反射され、ハ
ーフミラー17により再度反射されて、レンズ2
により空間光変調管3の光電面31を一様に照射
する。
When shutter 13 is open,
The light that has passed through is reflected by the total reflection mirror 15, reflected again by the half mirror 17, and then reflected by the lens 2.
The photocathode 31 of the spatial light modulation tube 3 is uniformly irradiated.

シヤツタ13はシヤツタ駆動回路12によりそ
の開閉が制御される。
The opening and closing of the shutter 13 is controlled by a shutter drive circuit 12.

画像の書込みは前記シヤツタ13が閉じた状態
で行われる。
Image writing is performed with the shutter 13 closed.

次に、第4図Aに示す画像Ixと、同図Bに示す
画像Iy間の否定論理和を求める例について詳しく
説明する。
Next, an example of calculating the negative logical sum between the image Ix shown in FIG. 4A and the image Iy shown in FIG. 4B will be described in detail.

〔前処理〕〔Preprocessing〕

電圧発生回路11により、網目状電極の端子3
2cにVb=2kV、電気光学結晶33の透明電極
にVc=3kVを印加する。Vb−Vc=−1.0kVで負
の半波長電圧−Vπが印加されることになる。
By the voltage generation circuit 11, the terminal 3 of the mesh electrode
2c is applied with Vb=2 kV, and Vc=3 kV is applied to the transparent electrode of the electro-optic crystal 33. A negative half-wavelength voltage -Vπ is applied at Vb-Vc=-1.0kV.

シヤツタ駆動回路12によりシヤツタ13を開
いた状態で光電面31の電圧Vaを+3kVから0
に変化させて、書込み状態を形成する。
With the shutter drive circuit 12 opening the shutter 13, the voltage Va of the photocathode 31 is changed from +3 kV to 0.
to form a write state.

光電面31は一様に照射されるので電気光学結
晶33の第1面に一様な電荷−σπが形成される。
シヤツタ13を閉じて、光電面31の電圧Vaを
0から+3kVに変化させて、一様な電荷−σπの
書込みを終了する。
Since the photocathode 31 is uniformly irradiated, a uniform charge -σπ is formed on the first surface of the electro-optic crystal 33.
The shutter 13 is closed, the voltage Va of the photocathode 31 is changed from 0 to +3 kV, and writing of the uniform charge -σπ is completed.

〔第1イメージIxの書込み〕 網目状電極の端子32cにVb=2kV、電気光
学結晶33の透明電極にVc=2kVを印加する。
Vb−Vc=0kVである。
[Writing of the first image Ix] Vb = 2 kV is applied to the terminal 32c of the mesh electrode, and Vc = 2 kV is applied to the transparent electrode of the electro-optic crystal 33.
Vb−Vc=0kV.

画像Ixを第3図の画像配置台22の位置に配置
する。画像Ixはインコヒーレント光源1で照射さ
れており、白丸の部分の像が空間光変調管3の光
電面に形成される。
The image Ix is placed at the position of the image placement table 22 shown in FIG. The image Ix is illuminated by the incoherent light source 1, and an image of the white circle portion is formed on the photocathode of the spatial light modulation tube 3.

光電面の電圧Vaを+3kVから0に変化させて
書込み状態を形成する。
The voltage Va on the photocathode is changed from +3 kV to 0 to form a written state.

第1イメージIxの背景部分(黒地の部分)に相
当する電気光学結晶33の表面には電子が飛来し
ない。
Electrons do not fly to the surface of the electro-optic crystal 33 corresponding to the background part (black part) of the first image Ix.

したがつて、その部分の電荷は変化せず先に書
き込まれた−σπが保存される。
Therefore, the charge in that part does not change and the previously written -σπ is preserved.

その部分の特性は第2図のbの位置にあたる。 The characteristics of that part correspond to the position b in FIG.

第1イメージIxの信号部分(白丸の部分)には
電子が飛来し、発生した二次電子は網目状電極3
2に捕捉され負の電荷が減少して結果的に電荷は
0となる。この状態は第2図aの状態に対応する
ことになる。
Electrons fly to the signal part (white circle part) of the first image Ix, and the generated secondary electrons are transferred to the mesh electrode 3.
2, the negative charges are reduced and as a result, the charges become 0. This state corresponds to the state shown in FIG. 2a.

光電面の電圧Vaを0から+3kVに変化させて
第1イメージIxの書込みを終了する。
The writing of the first image Ix is completed by changing the voltage Va of the photocathode from 0 to +3 kV.

〔第2イメージIyの書込み〕 画像Iyを第3図の画像配置台22の位置に配置
する。画像Iyと画像Ixは中央の白丸の部分が共通
しており、他の白丸の位置は互いにずれている。
網目状電極の端子32cにVb=2kV、電気光学
結晶33の透明電極にVc=2kVを印加した状態
(第1イメージの書込みと同じ状態)で光電面に
書込み電圧Va=0を印加する。第2イメージIy
の背景部分(黒地の部分)に相当する電気光学結
晶33の表面には電子が飛来しない。したがつて
第2イメージの黒地の部分に対応する結晶表面は
第1イメージIxにより書き込まれた状態、電荷0
および−σπの状態を維持する。
[Writing of the second image Iy] The image Iy is placed at the position of the image placement table 22 in FIG. 3. Image Iy and image Ix have a white circle in the center in common, and the positions of the other white circles are shifted from each other.
With Vb = 2 kV applied to the terminal 32c of the mesh electrode and Vc = 2 kV applied to the transparent electrode of the electro-optic crystal 33 (same state as in writing the first image), a writing voltage Va = 0 is applied to the photocathode. 2nd image Iy
Electrons do not fly to the surface of the electro-optic crystal 33 corresponding to the background part (black part). Therefore, the crystal surface corresponding to the black part of the second image is in the state written by the first image Ix, and the charge is 0.
and maintain the state of −σπ.

つまり、第1イメージの黒地の部分の電荷は−
σπの電荷をもち、第1イメージの白丸の部分は
0の電荷を保つことになる。
In other words, the charge on the black background part of the first image is -
It has a charge of σπ, and the white circle part in the first image maintains a charge of 0.

第2イメージの白丸の部分で第1イメージの黒
字の部分の電荷は−σπから0に変化する。
The electric charge of the white circle part of the second image and the black part of the first image changes from -σπ to 0.

第1イメージの中央の白丸の部分はすでに電荷
0の状態にあり、光電面から第2イメージに原因
する電荷が飛来してもこの平衡状態は変化しな
い。書込み電圧Vaを0から+3kVにして第2イ
メージの書込みを終了する。
The white circle in the center of the first image is already in a state of zero charge, and this equilibrium state does not change even if a charge from the photocathode is transferred to the second image. The writing voltage Va is changed from 0 to +3 kV to finish writing the second image.

以上のようにして書き込まれた電荷は電圧Va,
Vbを0にしても保存される。
The charges written in the above manner are the voltage Va,
It is saved even if Vb is set to 0.

このようにして書き込まれた電気光学結晶に、
レーザ光源装置のレーザ発振器4からの読み取り
光を与えると、電気光学結晶33の表面の電荷−
σπの部分は結晶内に半波長電圧による電界が形
成されているので、読み取り光はその電界に対応
して偏光状態が変化する。
In the electro-optic crystal written in this way,
When the reading light from the laser oscillator 4 of the laser light source device is applied, the charge on the surface of the electro-optic crystal 33 -
In the σπ portion, an electric field is formed in the crystal by a half-wave voltage, so the polarization state of the reading light changes in response to the electric field.

その結果第4図Cに示すように読み出される。
以上説明した実施例では、光電面にイメージを照
射した状態で書込み電圧Vaを変化させて書込み
を行つたが、Vaを書込み状態に保ち、光電面へ
のイメージを光学シヤツタで制御して書込み動作
を行わせることができる。
As a result, the data is read out as shown in FIG. 4C.
In the embodiment described above, writing was performed by changing the write voltage Va while irradiating an image onto the photocathode. However, writing is performed by keeping Va in the write state and controlling the image onto the photocathode with an optical shutter. can be made to do so.

以上詳しく説明した実施例につき本発明の範囲
内で種々の変形を施すことができる。
Various modifications can be made to the embodiments described in detail above within the scope of the present invention.

第5図に示すように、空間光変調管3の中にマ
イクロチヤンネルプレート35を挿入しておけ
ば、微弱な画像の否定論理和を求めるときに便利
である。
As shown in FIG. 5, inserting a microchannel plate 35 into the spatial light modulation tube 3 is convenient when calculating the NOR of weak images.

実施例として空間光変調管の電気光学結晶とし
てLiNbO3の55゜カツトの結晶を用いる例を示した
が、KDP,BSOなどの単結晶も同様に利用でき
る。
As an example, a 55° cut crystal of LiNbO 3 is used as the electro-optic crystal of the spatial light modulation tube, but single crystals such as KDP and BSO can be similarly used.

(効果の説明) 以上説明したように本発明による装置は電気光
学結晶表面に画像を電荷により書込むことによ
り、画像間の否定論理和を求めることができる。
(Description of Effects) As explained above, the device according to the present invention can obtain a negative disjunction between images by writing an image on the surface of an electro-optic crystal using electric charges.

本発明による装置は画像間の比較または照合に
広く利用できる。
The device according to the invention can be widely used for comparison or matching between images.

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

第1図は本発明による画像間の否定論理和を求
める否定論理和演算装置の主要部の構成を示すブ
ロツク図である。第2図は本発明による画像間の
否定論理和を求める否定論理和演算装置の空間光
変調管の電気光学結晶の特性を示すグラフであ
る。第3図は本発明による画像間の否定論理和を
求める否定論理和演算装置の実施例を示すブロツ
ク図である。第4図は論理演算の対象である画像
と論理演算の結果を示す説明図である。第5図は
空間光変調管の他の実施例を示す断面図である。
第6図は電気光学結晶の結晶軸の方向を説明する
ための略図である。第7図は二次電子のエネルギ
ーと二次電子放出比の関係を示すグラフである。 1…インコヒーレント光源、2…レンズ、3…
空間光変調管、31…光電面、32…網目状電
極、33…電気光学結晶、35…マイクロチヤン
ネルプレート、4…レーザ発振器、5…偏光子、
6…レンズ、7…ピンホール、8…コリメーテイ
ングレンズ、9…ハーフミラー、10…偏光子、
11…電圧発生回路、12…シヤツタ駆動回路、
13…シヤツタ、14,15…反射鏡、16,1
7…ハーフミラー、20…再生像面、22…画像
配置台。
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the main part of a NOR operation device for calculating a NOR operation between images according to the present invention. FIG. 2 is a graph showing the characteristics of the electro-optic crystal of the spatial light modulation tube of the NOR operation device for calculating the NOR between images according to the present invention. FIG. 3 is a block diagram showing an embodiment of a NOR operation device for calculating a NOR operation between images according to the present invention. FIG. 4 is an explanatory diagram showing an image that is the object of a logical operation and the result of the logical operation. FIG. 5 is a sectional view showing another embodiment of the spatial light modulation tube.
FIG. 6 is a schematic diagram for explaining the direction of the crystal axis of an electro-optic crystal. FIG. 7 is a graph showing the relationship between secondary electron energy and secondary electron emission ratio. 1... Incoherent light source, 2... Lens, 3...
Spatial light modulation tube, 31... Photocathode, 32... Mesh electrode, 33... Electro-optic crystal, 35... Microchannel plate, 4... Laser oscillator, 5... Polarizer,
6... Lens, 7... Pinhole, 8... Collimating lens, 9... Half mirror, 10... Polarizer,
11...Voltage generation circuit, 12...Shutter drive circuit,
13...Shutter, 14,15...Reflector, 16,1
7...half mirror, 20...reproduction image surface, 22...image arrangement stand.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 光電面、第1の面が前記光電面に対向させら
れており第2の面に透明電極が設けられている電
気光学結晶、前記光電面と電気光学結晶板との間
に設けられた網目状電極から成る空間光変調管
と、前記空間光変調管の外から前記電気光学結晶
の前記第2の面側から直線偏光されたレーザ光で
照射するレーザ光源装置と、前記空間光変調管の
光電面、網目状電極、前記透明電極に動作電圧を
供給する電圧発生回路と、演算対象である第1お
よび第2の画像の像を前記空間光変調管の光電面
に形成する書込み光学装置と、前記空間光変調管
の光電面を一様に照射する照射光学装置と、前記
電気光学結晶の第1の面で反射した光が入射させ
られる偏光子とを含み、前記電圧発生回路によ
り、前記網目状電極、前記透明電極間に半波長電
圧の奇数倍またはそれに近い電圧を印加し、前記
光電面に書込み電圧を印加して、前記照射光学装
置により前記光電面を一様に照射することによつ
て前記電気光学結晶の第1の面に一様な電荷を形
成し、前記電圧発生回路により前記網目状電極、
前記透明電極間に半波長電圧の偶数倍またはそれ
に近い電圧を印加し、前記光電面に書込み電圧を
印加して、前記光学装置により前記第1の画像を
前記光電面に形成することによつて前記画像に対
応する電荷像を前記電気光学結晶の第1の面に形
成し、前記第1の画像に対応する電荷像を保存し
た状態で、前記電圧発生回路により前記網目状電
極、前記透明電極間に半波長電圧の偶数倍または
それに近い電圧を印加し、前記光電面に書込み電
圧を印加して、前記光学装置により前記第2の画
像を前記光電面に形成することによつて第2の画
像の書込みを行い、前記レーザ光源装置により前
記電気光学結晶を照射し前記偏光子を透過した光
に前記第1の画像と第2の画像の画像間の否定論
理和を得るように構成した画像間の否定論理和を
求める否定論理和演算装置。 2 前記電気光学結晶は、LiNbO3の55゜カツトの
結晶である特許請求の範囲第1項記載の画像間の
否定論理和を求める否定論理和演算装置。 3 前記空間光変調管は光電面と網目状電極との
間にマイクロチヤンネルプレートが配置されてい
る特許請求の範囲第1項記載の画像間の否定論理
和を求める否定論理和演算装置。
[Claims] 1. A photocathode, an electro-optic crystal having a first surface facing the photocathode and a transparent electrode provided on a second surface, and a combination of the photocathode and the electro-optic crystal plate. a spatial light modulation tube comprising a mesh electrode provided between the spatial light modulation tubes; a laser light source device that irradiates the second surface of the electro-optic crystal with linearly polarized laser light from outside the spatial light modulation tube; a voltage generating circuit that supplies an operating voltage to the photocathode, the mesh electrode, and the transparent electrode of the spatial light modulation tube; a writing optical device for forming a photocathode, an irradiation optical device for uniformly irradiating the photocathode of the spatial light modulation tube, and a polarizer for receiving light reflected by the first surface of the electro-optic crystal; A voltage generating circuit applies a voltage that is an odd multiple of a half-wave voltage or a voltage close to it between the mesh electrode and the transparent electrode, and a writing voltage is applied to the photocathode, and the photocathode is uniformly illuminated by the irradiation optical device. A uniform charge is formed on the first surface of the electro-optic crystal by irradiating the electro-optic crystal in a uniform manner, and the voltage generating circuit causes the mesh electrode to
By applying a voltage equal to or close to an even multiple of a half-wavelength voltage between the transparent electrodes and applying a writing voltage to the photocathode, the first image is formed on the photocathode by the optical device. A charge image corresponding to the image is formed on the first surface of the electro-optic crystal, and while the charge image corresponding to the first image is stored, the voltage generation circuit generates the mesh electrode and the transparent electrode. a voltage that is an even multiple of a half-wavelength voltage or a voltage close to it is applied between them, and a writing voltage is applied to the photocathode to form the second image on the photocathode by the optical device. An image configured to write an image, irradiate the electro-optic crystal with the laser light source device, and obtain a NOR between the first image and the second image using light transmitted through the polarizer. A NOR operation device that calculates the NOR between. 2. A NOR calculation device for calculating a NOR between images as claimed in claim 1, wherein the electro-optic crystal is a 55° cut crystal of LiNbO 3 . 3. The NOR operation device for calculating the NOR between images as claimed in claim 1, wherein the spatial light modulation tube has a microchannel plate disposed between the photocathode and the mesh electrode.
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