JPH0517536B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0517536B2 JPH0517536B2 JP61258371A JP25837186A JPH0517536B2 JP H0517536 B2 JPH0517536 B2 JP H0517536B2 JP 61258371 A JP61258371 A JP 61258371A JP 25837186 A JP25837186 A JP 25837186A JP H0517536 B2 JPH0517536 B2 JP H0517536B2
- Authority
- JP
- Japan
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- light
- light source
- emitting surface
- light emitting
- pattern
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
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- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims description 10
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- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
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Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
Description
〔産業上の利用分野〕
この発明は、光を用いて並列高速に論理演算を
行う方法および装置に関するものである。 〔従来技術とその問題点〕 大規模な情報を処理するために、高速に演算を
実行する計算機の研究が進んでいるが、電気回路
を用いた逐次処理による方法では、すでに性能限
界に近づいている。そこで、スーパーコンピユー
タやアレイプロセツサなど、複数の演算を同時に
実行する並列処理アーキテクチヤの研究が進んで
いる。一方、光は、空間的な拡がりを持ち、その
物理的性質は互いに干渉し合わないため、光を用
いた演算は並列性に優れている。光を変調する手
段として、振幅，位相，周波数，偏光などが考え
られ、空間的な光変調器の開発が行われている。 しかし、これまでの光演算法では、並列演算に
適さないものや演算前に複雑なコーデイングの必
要なものが多く、実用的でなかつた。 〔発明の目的〕 この発明の目的は、光の透過率を変化させ、論
理演算を並列高速に実行するための光演算法とそ
の装置を提供することにある。 〔問題点を解決するための手段〕 本発明の光演算法は、複数の入力信号と前記複
数の入力信号を反転せしめた信号とを形成し、 前記入力信号によつて発光する第１の光源と前
記反転せしめた信号によつて発光する第２の光源
を複数組対にして配置して発光第１面とこの発光
第１面と同一の構造を持つ発光第２面とを構成
し、 発光第１面からの発光パターンと発光第２面か
らの発光パターンとを発光第１面の第１の光源お
よび第２の光源から射した光と発光第２面の第１
の光源および第２の光源か出射した光とがそれぞ
れ重なるように重ね合わせ、 発光第１面の第１の光源と発光第２面の第１の
光源かの光とを合波した第１の光と、発光第１面
の第１の光源と発光第２面の第２の光源からの光
とを合波した第２の光と、発光第１面の第２の光
源と発光第２面の第１の光源からの光とを合波し
た第３の光と、発光第１面の第２の光源と発光第
２面の第２の光源かの光とを合波した第４の光の
それぞれの透過率を０，1/2または１に独立に変
化させて第１，第２，第３，第４の光の強度を変
化せしめ、 光強度変化後の第１，第２，第３，第４の光を
合波せしめて得られる出力パターンンの強度を光
電変換して信号を２値化し、 前記複数の入力信号に対する論理演算を空間的
に並列に実行することを特徴としている。 本発明の光演算装置は、入力信号とこの入力信
号を反転せしめた信号とによつてそれぞれ発光す
る第１の光源および第２の光源が複数組対にして
配置された第１のアレイ状光源および第２のアレ
イ状光源と、 第１のアレイ状光源および第２のアレイ状光源
から出射した光を合波する合波手段と、 合波された光の透過率を変化せしめる光変調手
段と、 光変調手段を透過後のパターンの強度を観測す
る光観測手段と、 光観測手段によつて得られた信号を２値化する
デジタル変換手段とを備えることを特徴としてい
る。 〔発明の原理〕 本発明の原理を、第３図〜第６図を参照して説
明する。 第３図は入力データと入力面との関係を示す図
である。 演算させる２次元２値入力データ１０１（ａ，
ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，）とそれらの入力デタを反転さ
せたデータ（，，，，，）とをアレ
イ状に配置させて入力面１０２とする。 このような入力面を２組用意し、第４図に示す
ように１組の入力面１０３，１０４の一方を90°
回転させた状態で配置し、ハーフミラー１０５を
用いて重ね合わせると、出力面１０７に２組の入
力パターンの重なつたパターンが得られる。 第５図に、パターンの一例を示す。第５図ａに
示すように、入力面１０３のデータ１０８を図中
の右、その反転データ１０９を左、入力面１０４
のデータ１１０を上、その反転データ１１１を下
とする。第５図ｂ，ｃ，ｄ，ｅにおいて斜線部分
は光の照射されていない部分を示し、ｂ，ｃ，
ｄ，ｅはそれぞれ入力データが０，０、０，１、
１，０、１，１の場合に相当する。このようなパ
ターンでは、反転データ１０９と反転データ１１
１との重なり領域１１２′と、反転データ１０９
とデータ１１０との重なり領域１１３′と、デー
タ１０８と反転データ１１１の重なり領域１１
４′と、データ１０８とデータ１１０との重なり
領域が存在する。 この時、マスク１０６のパターンは光の透過率
を０，1/2，１に変化させることができ、第６図
ａに示すように出力パターン１組に対して重なり
領域１１２′，１１３′，１１４′，１１５′に対応
する４個の第１のパターン１１２，第２のパター
ン１１３，第３のパターン１１４，第４のパター
ン１１５から構成される。第５図ａの入力データ
１０８，１０９のいずれか一方、および入力デー
タ１１０，１１１のいずれか一方の光が照射され
ていることから、マスク１０６のマスクパターン
１１２，１１３，１１４，１１５透過後の光強度
は、０，1/2，１で表される。すなわち、両方の
入力データの光が照射されていない場合には光強
度は０、一方の入力データの光が照射されている
場合には光強度は1/2、両方の入力データの光が
照射されている場合には光強度は１である。出力
パターン11組の透過光を集光し、光強度が１の場
合に“１”、０または1/2の場合に“０”とすれ
ば、マスクパターンの透過率を変化させることに
よつて、２組の入力面のデータを入力とする論理
演算を実行できる。 第１表には、マスクパターンの部分的な透過率
を０，1/2，１に設定することによつて実行でき
る14種類の論理演算を示す。表中のパターン欄の
数字は透率を表している。
行う方法および装置に関するものである。 〔従来技術とその問題点〕 大規模な情報を処理するために、高速に演算を
実行する計算機の研究が進んでいるが、電気回路
を用いた逐次処理による方法では、すでに性能限
界に近づいている。そこで、スーパーコンピユー
タやアレイプロセツサなど、複数の演算を同時に
実行する並列処理アーキテクチヤの研究が進んで
いる。一方、光は、空間的な拡がりを持ち、その
物理的性質は互いに干渉し合わないため、光を用
いた演算は並列性に優れている。光を変調する手
段として、振幅，位相，周波数，偏光などが考え
られ、空間的な光変調器の開発が行われている。 しかし、これまでの光演算法では、並列演算に
適さないものや演算前に複雑なコーデイングの必
要なものが多く、実用的でなかつた。 〔発明の目的〕 この発明の目的は、光の透過率を変化させ、論
理演算を並列高速に実行するための光演算法とそ
の装置を提供することにある。 〔問題点を解決するための手段〕 本発明の光演算法は、複数の入力信号と前記複
数の入力信号を反転せしめた信号とを形成し、 前記入力信号によつて発光する第１の光源と前
記反転せしめた信号によつて発光する第２の光源
を複数組対にして配置して発光第１面とこの発光
第１面と同一の構造を持つ発光第２面とを構成
し、 発光第１面からの発光パターンと発光第２面か
らの発光パターンとを発光第１面の第１の光源お
よび第２の光源から射した光と発光第２面の第１
の光源および第２の光源か出射した光とがそれぞ
れ重なるように重ね合わせ、 発光第１面の第１の光源と発光第２面の第１の
光源かの光とを合波した第１の光と、発光第１面
の第１の光源と発光第２面の第２の光源からの光
とを合波した第２の光と、発光第１面の第２の光
源と発光第２面の第１の光源からの光とを合波し
た第３の光と、発光第１面の第２の光源と発光第
２面の第２の光源かの光とを合波した第４の光の
それぞれの透過率を０，1/2または１に独立に変
化させて第１，第２，第３，第４の光の強度を変
化せしめ、 光強度変化後の第１，第２，第３，第４の光を
合波せしめて得られる出力パターンンの強度を光
電変換して信号を２値化し、 前記複数の入力信号に対する論理演算を空間的
に並列に実行することを特徴としている。 本発明の光演算装置は、入力信号とこの入力信
号を反転せしめた信号とによつてそれぞれ発光す
る第１の光源および第２の光源が複数組対にして
配置された第１のアレイ状光源および第２のアレ
イ状光源と、 第１のアレイ状光源および第２のアレイ状光源
から出射した光を合波する合波手段と、 合波された光の透過率を変化せしめる光変調手
段と、 光変調手段を透過後のパターンの強度を観測す
る光観測手段と、 光観測手段によつて得られた信号を２値化する
デジタル変換手段とを備えることを特徴としてい
る。 〔発明の原理〕 本発明の原理を、第３図〜第６図を参照して説
明する。 第３図は入力データと入力面との関係を示す図
である。 演算させる２次元２値入力データ１０１（ａ，
ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，）とそれらの入力デタを反転さ
せたデータ（，，，，，）とをアレ
イ状に配置させて入力面１０２とする。 このような入力面を２組用意し、第４図に示す
ように１組の入力面１０３，１０４の一方を90°
回転させた状態で配置し、ハーフミラー１０５を
用いて重ね合わせると、出力面１０７に２組の入
力パターンの重なつたパターンが得られる。 第５図に、パターンの一例を示す。第５図ａに
示すように、入力面１０３のデータ１０８を図中
の右、その反転データ１０９を左、入力面１０４
のデータ１１０を上、その反転データ１１１を下
とする。第５図ｂ，ｃ，ｄ，ｅにおいて斜線部分
は光の照射されていない部分を示し、ｂ，ｃ，
ｄ，ｅはそれぞれ入力データが０，０、０，１、
１，０、１，１の場合に相当する。このようなパ
ターンでは、反転データ１０９と反転データ１１
１との重なり領域１１２′と、反転データ１０９
とデータ１１０との重なり領域１１３′と、デー
タ１０８と反転データ１１１の重なり領域１１
４′と、データ１０８とデータ１１０との重なり
領域が存在する。 この時、マスク１０６のパターンは光の透過率
を０，1/2，１に変化させることができ、第６図
ａに示すように出力パターン１組に対して重なり
領域１１２′，１１３′，１１４′，１１５′に対応
する４個の第１のパターン１１２，第２のパター
ン１１３，第３のパターン１１４，第４のパター
ン１１５から構成される。第５図ａの入力データ
１０８，１０９のいずれか一方、および入力デー
タ１１０，１１１のいずれか一方の光が照射され
ていることから、マスク１０６のマスクパターン
１１２，１１３，１１４，１１５透過後の光強度
は、０，1/2，１で表される。すなわち、両方の
入力データの光が照射されていない場合には光強
度は０、一方の入力データの光が照射されている
場合には光強度は1/2、両方の入力データの光が
照射されている場合には光強度は１である。出力
パターン11組の透過光を集光し、光強度が１の場
合に“１”、０または1/2の場合に“０”とすれ
ば、マスクパターンの透過率を変化させることに
よつて、２組の入力面のデータを入力とする論理
演算を実行できる。 第１表には、マスクパターンの部分的な透過率
を０，1/2，１に設定することによつて実行でき
る14種類の論理演算を示す。表中のパターン欄の
数字は透率を表している。
以下、この発明の実施例をを説明する。
第１図は、この発明の光演算法を実現する光演
算装置の実施例を示す斜視図である。この光演算
装置は、互いに直交する位置に配置された、例え
ばLEDなどの高速変調可能な光源から構成され
るアレイ光源１，２と、これらアレイ状光源から
出射した光束をコリメートするコリメーテイイン
グレンズアレイ３，４と、コリメート光を合波す
るハーフミラー５と、合波された光の透過率を変
化せしめる。例えば液晶TVなどの空間光変調器
６と、この空間光変調器を透過後のパターンの強
度を観測する、例えば２次元CCDなどのデイテ
クタアレイ７と、このデイテクタアレイによつて
得られた信号を２値化するＡ／Ｄコンバータ１１
とを備えている。アレイ状光源１，２はそれぞれ
の光源に電圧を印加する回路より構成される駆動
装置８，９によつてそれぞれ制御され、空間光変
調器６は制御装置１０によつて制御される。 以上の構成の光演算装置において、アレイ状光
源１，２を点滅させる入力データは、駆動装置
８，９によつて制御される。アレイ状光源１，２
から出射した光束はコリメーテイングレンズアレ
イ３，４によつてコリメートされる。こら複数の
コリメート光はハーフミラー５によつて合波され
た後、空間光変調器６を透過する。制御装置１０
によつて、空間光変調器６の開口を論理演算の種
類によつて定められた位置に置く。空間光変調器
６を透過した光は、デイテクタアレイ７によつて
受光され、Ａ／Ｄコンバータ１１によりデジタル
化して２値化される。以上のようにして、所望の
論理演算を実行することができる。 第２図は光演算装置の他の実施例を示す斜視図
である。この光演算装置は第１図の実施例のコリ
メーテイングレンズアレイ３，４をレンチキユラ
板２１，２２に置き換たものであり、その他の構
成は第１図の光演算装置と同様であり、したがつ
て同一の要素には同一の番号を付して示してい
る。アレイ状光源１，２から出射した光は、デイ
テクタアレイ７上で、第７図ａに示すように集光
される。第７図ａは、この実施例の光演算装置を
第４図の光演算法の原理を示す図に対応させた場
合、入力データと入力面の関係を示している。入
力面１０３のデータ１２０が図中の右、その反転
データ１２１が左、入力面１０４のデータ１２２
が上、その反転データ１２３が下に集光される。
この時、４個のマスクパターン、すなわち第１の
パターン１２４，第２のパターン１２５，第３の
パターン１２６，第４のパターン１２７を第７図
ｂのように設定すれば、第１図の実施例と同様の
論理演算を実行できる。 〔発明の効果〕 以上詳述したように、この発明の光演算法およ
び光演算装置を用いることにより論理演算を並列
高速に実行できる。
算装置の実施例を示す斜視図である。この光演算
装置は、互いに直交する位置に配置された、例え
ばLEDなどの高速変調可能な光源から構成され
るアレイ光源１，２と、これらアレイ状光源から
出射した光束をコリメートするコリメーテイイン
グレンズアレイ３，４と、コリメート光を合波す
るハーフミラー５と、合波された光の透過率を変
化せしめる。例えば液晶TVなどの空間光変調器
６と、この空間光変調器を透過後のパターンの強
度を観測する、例えば２次元CCDなどのデイテ
クタアレイ７と、このデイテクタアレイによつて
得られた信号を２値化するＡ／Ｄコンバータ１１
とを備えている。アレイ状光源１，２はそれぞれ
の光源に電圧を印加する回路より構成される駆動
装置８，９によつてそれぞれ制御され、空間光変
調器６は制御装置１０によつて制御される。 以上の構成の光演算装置において、アレイ状光
源１，２を点滅させる入力データは、駆動装置
８，９によつて制御される。アレイ状光源１，２
から出射した光束はコリメーテイングレンズアレ
イ３，４によつてコリメートされる。こら複数の
コリメート光はハーフミラー５によつて合波され
た後、空間光変調器６を透過する。制御装置１０
によつて、空間光変調器６の開口を論理演算の種
類によつて定められた位置に置く。空間光変調器
６を透過した光は、デイテクタアレイ７によつて
受光され、Ａ／Ｄコンバータ１１によりデジタル
化して２値化される。以上のようにして、所望の
論理演算を実行することができる。 第２図は光演算装置の他の実施例を示す斜視図
である。この光演算装置は第１図の実施例のコリ
メーテイングレンズアレイ３，４をレンチキユラ
板２１，２２に置き換たものであり、その他の構
成は第１図の光演算装置と同様であり、したがつ
て同一の要素には同一の番号を付して示してい
る。アレイ状光源１，２から出射した光は、デイ
テクタアレイ７上で、第７図ａに示すように集光
される。第７図ａは、この実施例の光演算装置を
第４図の光演算法の原理を示す図に対応させた場
合、入力データと入力面の関係を示している。入
力面１０３のデータ１２０が図中の右、その反転
データ１２１が左、入力面１０４のデータ１２２
が上、その反転データ１２３が下に集光される。
この時、４個のマスクパターン、すなわち第１の
パターン１２４，第２のパターン１２５，第３の
パターン１２６，第４のパターン１２７を第７図
ｂのように設定すれば、第１図の実施例と同様の
論理演算を実行できる。 〔発明の効果〕 以上詳述したように、この発明の光演算法およ
び光演算装置を用いることにより論理演算を並列
高速に実行できる。
第１図および第２図は、この発明の光演算装置
の実施例をそれぞれ示す斜視図、第３図は、入力
データと入力面の関係を示す図、第４図は、光演
算法の原理を説明するための図、第５図は、出力
パターンを示す図、第６図は、マスクパターンを
示す図、第７図は、第２図の実施例の出力とマス
クパターンを示す図である。 １，２……アレイ状光源、３，４……レンズア
レイ、５，１０５……ハーフミラー、６……空間
光変調器、７……デイテクタアレイ、８，９……
駆動装置、１０………制御装置、１１……Ａ／Ｄ
コンバータ、２１，２２……レンチキユラ板、１
０１……入力データ、１０２，１０３，１０４…
…入力面、１０６……マスク、１０７………出力
面、１０８，１２０……入力面１０３のデータ、
１０９，１２１……入力面１０３の反転データ、
１１０，１２２……入力面１０４のデータ、１１
１，１２３……入力面１０４の反転データ、１１
２，１２４……第１のパターン、１１３，１２５
……第２のパターン、１１４，１２６……第３の
パターン、１１５，１２７……第４のパターン。
の実施例をそれぞれ示す斜視図、第３図は、入力
データと入力面の関係を示す図、第４図は、光演
算法の原理を説明するための図、第５図は、出力
パターンを示す図、第６図は、マスクパターンを
示す図、第７図は、第２図の実施例の出力とマス
クパターンを示す図である。 １，２……アレイ状光源、３，４……レンズア
レイ、５，１０５……ハーフミラー、６……空間
光変調器、７……デイテクタアレイ、８，９……
駆動装置、１０………制御装置、１１……Ａ／Ｄ
コンバータ、２１，２２……レンチキユラ板、１
０１……入力データ、１０２，１０３，１０４…
…入力面、１０６……マスク、１０７………出力
面、１０８，１２０……入力面１０３のデータ、
１０９，１２１……入力面１０３の反転データ、
１１０，１２２……入力面１０４のデータ、１１
１，１２３……入力面１０４の反転データ、１１
２，１２４……第１のパターン、１１３，１２５
……第２のパターン、１１４，１２６……第３の
パターン、１１５，１２７……第４のパターン。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 複数の入力信号と前記複数の入力信号を反転
せしめた信号とを形成し、 前記入力信号によつて発光する第１の光源と前
記反転せしめた信号によつて発光する第２の光源
を複数組対にして配置して発光第１面とこの発光
第１面と同一の構造を持つ発光第２面とを構成
し、 発光第１面からの発光パターンと発光第２面か
らの発光パターンとを発光第１面の第１の光源お
よび第２の光源から出射した光と発光第２面の第
１の光源および第２の光源から出射した光とがそ
れぞれ重なるように重ね合わせ、 発光第１面の第１の光源と発光第２面の第１の
光源からの光とを合波した第１の光と、発光第１
面の第１の光源と発光第２面の光源からの光とを
合波した第２の光と、発光第１面の第２の光源と
発光第２面の第１の光源からの光とを合波した第
３の光と、発光第１面の第２の光源と発光第２面
の第２の光源からの光とを合波した第４の光のそ
れぞれの透過率を０，1/2または１に独立に変化
させて第１，第２，第３，第４の光の強度を変化
せしめ、 光強度変化後の第１，第２，第３，第４の光を
合波せしめて得られる出力パターンの強度を光電
変換して信号を２値化し、 前記複数の入力信号に対する論理演算を空間的
に並列に実行することを特徴とする光演算法。 ２ 入力信号とこの入力信号を反転せしめた信号
とによつてそれぞ発光する第１の光源および第２
の光源が複数組対にして配置された第１のアレイ
状光源および第２のアレイ状光源と、 第１のアレイ状光源および第２のアレイ状光源
から出射した光を合波する合波手段と、 合波された光の透過率を変化せしめられる光変
調手段と、 光変調手段を透過後のパターンの強度を観測す
る光観測手段と、 光観測手段によつて得られた信号を２値化する
デジタル変換手段とを備えることを特徴とする光
演算装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61258371A JPS63113527A (ja) | 1986-10-31 | 1986-10-31 | 光演算法および装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61258371A JPS63113527A (ja) | 1986-10-31 | 1986-10-31 | 光演算法および装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63113527A JPS63113527A (ja) | 1988-05-18 |
| JPH0517536B2 true JPH0517536B2 (ja) | 1993-03-09 |
Family
ID=17319313
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61258371A Granted JPS63113527A (ja) | 1986-10-31 | 1986-10-31 | 光演算法および装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63113527A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2653814B2 (ja) * | 1988-02-16 | 1997-09-17 | 浜松ホトニクス株式会社 | 全光学的画像信号処理装置 |
| JPH0259915A (ja) * | 1988-08-26 | 1990-02-28 | Nec Corp | 光演算方法 |
| WO2023032099A1 (ja) * | 2021-09-01 | 2023-03-09 | 日本電信電話株式会社 | 暗号システム、暗号装置、暗号方法、及びプログラム |
-
1986
- 1986-10-31 JP JP61258371A patent/JPS63113527A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63113527A (ja) | 1988-05-18 |
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