JPH0711651B2 - Subtraction arithmetic unit - Google Patents
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- JPH0711651B2 JPH0711651B2 JP61039504A JP3950486A JPH0711651B2 JP H0711651 B2 JPH0711651 B2 JP H0711651B2 JP 61039504 A JP61039504 A JP 61039504A JP 3950486 A JP3950486 A JP 3950486A JP H0711651 B2 JPH0711651 B2 JP H0711651B2
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Description
【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、空間光変調管等の光演算装置を用いた減算演
算装置に関する。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a subtraction calculation device using an optical calculation device such as a spatial light modulator.
(従来の技術) 2つの数値相互間の減算演算は、集積回路を用いたディ
ジタル演算回路を利用することにより行われている。(Prior Art) The subtraction operation between two numerical values is performed by using a digital operation circuit using an integrated circuit.
このような演算を行うためには加算器と呼ばれる演算回
路に数値を転送し、補数をとることにより減算演算を実
行する。In order to perform such an operation, a numerical value is transferred to an arithmetic circuit called an adder, and a complement operation is performed to perform a subtraction operation.
この演算回路は通常1個の減算演算しか行うことができ
ないため、大量の数値の減算には減算操作を多数繰り返
すか、大量の演算回路を用意する必要がある。Since this arithmetic circuit can usually perform only one subtraction operation, it is necessary to repeat many subtraction operations or prepare a large number of arithmetic circuits in order to subtract a large number of numerical values.
また扱える数値の表現は、2を法とする数値である2進
法に限定される。In addition, the representation of numerical values that can be handled is limited to the binary system, which is a numerical value modulo 2.
(発明が解決しようとする問題点) このような大量の減算演算のために、多数の減算操作を
行うか、または大量の演算回路が必要であった。(Problems to be Solved by the Invention) Due to such a large amount of subtraction operations, a large number of subtraction operations have been performed or a large amount of arithmetic circuits have been required.
また演算回路に用意されている桁数以上の桁数を持つ数
値の減算には、さらに減算操作の回数が増加するという
欠点があった。Further, the subtraction of a numerical value having more digits than the number of digits prepared in the arithmetic circuit has a drawback that the number of subtraction operations is further increased.
さらに演算回路の扱える数値の表現は、2を法とする数
値である2進数に限定されるという欠点があった。Furthermore, there is a drawback in that the numerical expressions that can be handled by the arithmetic circuit are limited to binary numbers that are modulo 2.
本発明の目的は上記欠点である多量の数値の減算を簡単
な操作にて実行でき、また桁数の制約による減算操作の
回数増加を必要最小限とでき、扱える数値の表現は、任
意の数を法とする数値とすることができる新規な構成の
減算装置を提供することにある。The object of the present invention is to perform the subtraction of a large amount of numerical values, which is the above-mentioned drawback, by a simple operation, to minimize the increase in the number of subtraction operations due to the restriction of the number of digits, and to express the numerical value that can be handled is an arbitrary number. An object of the present invention is to provide a subtraction device having a new configuration that can take a value modulo.
(問題点を解決するための手段) 前記目的を達成するために、本発明による減算演算装置
は、 記憶機能と減算機能をもち順次入力された輝点の光強度
間の差に対応する強度を持つ輝点群を出力する第1の光
演算装置と、 記録機能と閾値処理機能をもち入射輝点群に閾値処理を
し、2値化された光強度を持つ輝点群を記憶、出力する
第2の光演算装置と、 任意の数を法とする減算対象の数値情報をそれぞれ前記
数値に比例した光強度に変換し、平面内に輝点群として
配置する第1および第2の入力装置と、 前記第1の光演算装置に一様な光強度を持つ光を入射さ
せる光源装置と、 前記第1の光演算装置および第2の光演算装置の出力で
ある輝点群の個々の輝点の光強度を、任意の数を法とす
る数値情報に変換して出力する光電変換装置と、 前記第1および第2の入力装置より出力される複数の輝
点群相互とさらに前記第2の光学演算装置より出力され
る輝点群とを重ねて結像する光学手段を含んでいる。(Means for Solving Problems) In order to achieve the above object, the subtraction operation device according to the present invention has an intensity corresponding to a difference between light intensities of sequentially input bright points having a storage function and a subtraction function. A first optical arithmetic unit that outputs the bright spot group that it has, and a threshold function for the incident bright spot group that has a recording function and a threshold processing function, and stores and outputs the bright spot group that has binarized light intensity. A second optical operation device and first and second input devices for converting numerical information of a subtraction target modulo an arbitrary number into light intensities proportional to the numerical values and arranging them as bright spot groups in a plane. A light source device for causing light having a uniform light intensity to be incident on the first optical operation device, and individual luminescent spots of the bright spot groups output from the first optical operation device and the second optical operation device. A photoelectric conversion device for converting the light intensity of a point into numerical information modulo an arbitrary number and outputting the numerical information, It includes optical means for forming an image by superimposing a plurality of bright spot groups output from the first and second input devices and a bright spot group output from the second optical arithmetic device.
そして、 At,Bt:nを法とする数値 BOt:上位の桁から借りた数値 t:桁数を示す添字 はAt+n はAt+n−(Bt+BOt-1) はBOt はAt+n−(Bt+BOt-1)+n・BOt はAt+n−(Bt+BOt-1)+n・BOt−n とするとき、 前記第1の入力装置からのAtに相当する出力と前記光源
装置からのnに相当する出力を第1の演算装置にの書
き込みを行い、 前記第1の演算装置に前記第2の入力装置からのBtおよ
びBOt-1に相当する光を照射して減算動作によりに相
当する出力光を得、 前記第1の演算装置の出力を第2の演算装置に書き込み
閾値制御をしての出力を得、 前記光源装置からのnに相当する出力を第1の演算装置
に印加して減算をしての記録をし、 前記出力を光電変換装置で出力するように構成されてい
る。Then, the number modulo At, Bt: n BOt: The number borrowed from the upper digit t: The index indicating the number of digits is At + n is At + n- (Bt + BOt -1 ) BOt is At + n- (Bt + BOt -1 ) + n. When BOt is At + n− (Bt + BOt −1 ) + n · BOt−n, an output corresponding to At from the first input device and an output corresponding to n from the light source device are output to the first arithmetic unit. Writing is performed, and light corresponding to Bt and BOt −1 from the second input device is applied to the first arithmetic device to obtain output light corresponding to the subtraction operation. The output is written to the second arithmetic device to control the threshold value to obtain an output, and the output corresponding to n from the light source device is applied to the first arithmetic device to perform subtraction and recording, Is output by a photoelectric conversion device.
(実施例) 本発明を図面等を参照して、さらに詳しく説明する。(Example) The present invention will be described in more detail with reference to the drawings.
第1図は、本発明による減算演算装置の実施例の基本的
な構成要素である第1および第2の光演算装置として用
いられる空間光変調管の基本的な構成と動作を説明する
ための略図である。FIG. 1 is a diagram for explaining the basic configuration and operation of a spatial light modulator used as the first and second optical arithmetic units, which are the basic components of the embodiment of the subtraction arithmetic unit according to the present invention. It is a schematic diagram.
空間光変調管の光電陰極3にレンズ2を介して入射した
像1は光電子像に変換される。The image 1 incident on the photocathode 3 of the spatial light modulator via the lens 2 is converted into a photoelectron image.
その光電子像はマイクロチャネルプレート4で増倍され
た後、結晶6の表面61に電荷パターンを形成する。その
電荷パターンに応じて結晶6を横切る電界が変化し、ポ
ッケルス効果によって結晶6の屈折率が変化する。The photoelectron image is multiplied by the microchannel plate 4 and then forms a charge pattern on the surface 61 of the crystal 6. The electric field across the crystal 6 changes according to the charge pattern, and the refractive index of the crystal 6 changes due to the Pockels effect.
ここで直線偏光の光8を結晶6に照射すると電荷蓄積面
61からの反射光は、偏光状態が変化しているので検光子
9を通過させれば入力光1の光強度に対応した光強度を
持つ光出力10が得られる。When the crystal 6 is irradiated with the linearly polarized light 8 here, the charge storage surface
Since the polarization state of the reflected light from 61 is changed, the light output 10 having a light intensity corresponding to the light intensity of the input light 1 can be obtained by passing through the analyzer 9.
次に本発明に必要な空間光変調管の主要な機能を説明す
る。Next, the main functions of the spatial light modulator required for the present invention will be described.
(1)記憶機能 空間光変調管は、電気光学結晶の表面の電荷分布を長い
時間保持する前記機能を持っている。結晶6は非常に高
い電気抵抗値を有しているので、結晶表面61の電荷分布
を数日以上保持することができる。(1) Memory Function The spatial light modulator has the function of maintaining the charge distribution on the surface of the electro-optic crystal for a long time. Since the crystal 6 has a very high electric resistance value, the charge distribution on the crystal surface 61 can be maintained for several days or longer.
(2)減算機能 空間光変調管は電気光学結晶の表面に正または負の電荷
分布を選択的に形成することができる。第2図は電気光
学結晶表面の2次電子放出特性を示すグラフである。(2) Subtraction function The spatial light modulator can selectively form a positive or negative charge distribution on the surface of the electro-optic crystal. FIG. 2 is a graph showing the secondary electron emission characteristics of the electro-optic crystal surface.
第2図に示すように結晶表面61へ入射する1次電子エネ
ルギーEが第1クロスオーバー点E1よりも小さいか、ま
たは第2クロスオーバー点E2より大きい場合には、1次
電子数が2次電子数よりも多いので(δ<1)結晶表面
は負に帯電する。1次電子のエネルギーがE1とE2の間な
らば、2次電子数が1次電子数よりも多く(δ>1)結
晶表面は正に帯電する。As shown in FIG. 2, when the primary electron energy E incident on the crystal surface 61 is smaller than the first crossover point E 1 or larger than the second crossover point E 2 , the number of primary electrons is Since the number of secondary electrons is larger than (δ <1), the crystal surface is negatively charged. If the energy of primary electrons is between E 1 and E 2 , the number of secondary electrons is larger than the number of primary electrons (δ> 1) and the crystal surface is positively charged.
この正負の書込みは、第1図に示すVcとVbの電圧を制御
することにより実行される。This positive / negative writing is executed by controlling the voltages of Vc and Vb shown in FIG.
ここで最初に負の電荷を一度書込み、次に正に帯電させ
る方法と、最初に正に帯電させ、次に負の電荷を書込む
2つの方法により減算機能を持たせることができる。減
算する量は、次の3つの方法により制御できる。Here, the subtraction function can be provided by the method of first writing the negative charge once and then the positive charge, and the method of writing the negative charge first and then the negative charge. The amount to be subtracted can be controlled by the following three methods.
1つは減算時の入射光強度を変化させる方法、もう1つ
は、マイクロチャネルプレート4に加える電圧41の持続
時間を変化させる方法、さらにマイクロチャネルプレー
ト4に加える電圧41を変化させる方法である。One is a method of changing the incident light intensity at the time of subtraction, the other is a method of changing the duration of the voltage 41 applied to the microchannel plate 4, and a method of changing the voltage 41 applied to the microchannel plate 4. .
(3)閾値制御機能 第3図に示すように、A,B,C3段階の明るさの像を書き込
む場合を考える。(3) Threshold Control Function As shown in FIG. 3, let us consider a case of writing an image having three brightness levels of A, B, and C.
最も明るい部分Bに対応する結晶6の電荷蓄積面61の電
子の密度が最も大きく、A,Cの順に少なくなる。The electron density on the charge storage surface 61 of the crystal 6 corresponding to the brightest portion B is highest, and decreases in the order of A and C.
第4図において、A部分の出力光強度はI0/2,B部分は
I0,C部分は0に相当する。In Figure 4, the output light intensity of the A moiety are I 0/2, B part
The I 0 and C portions correspond to 0.
この状態で第1図に示す電圧Vbを下げることにより最も
負電荷の多いB部分だけを負電位にすることができる。In this state, by lowering the voltage Vb shown in FIG. 1, only the portion B having the most negative charges can be set to the negative potential.
以下例をあげて説明する。An example will be described below.
第1図において、Vb=2KV,Vc=1KVとして、第3図の入
力光の書込みを行ったとする。パターンBに対応すると
ころは、電子の付着量が最も大きく、メッシュ電極の電
位1KVに達し、Aに対応する部分の電位は1.5KVに達し、
ほとんど電子の付着していないCに対応する部分はVbと
同じ2KVであったとする。In FIG. 1, it is assumed that the input light shown in FIG. 3 is written with Vb = 2KV and Vc = 1KV. The area corresponding to the pattern B has the largest electron attachment amount, the potential of the mesh electrode reaches 1 KV, and the potential of the portion corresponding to A reaches 1.5 KV,
It is assumed that the portion corresponding to C where almost no electrons are attached is 2KV which is the same as Vb.
ここでVbを0.5KVとすると Bに対応する部分の電位は−0.5KV Aに対応する部分の電位は0.0KV Cに対応する部分の電位は+0.5KVとなる。If Vb is 0.5 KV, the potential of the portion corresponding to B is -0.5 KV, the potential of the portion corresponding to A is 0.0 KV, and the potential of the portion corresponding to C is +0.5 KV.
ここでメッシュ電圧Vcを例えば0.5KVにして一様な光で
空間光変調管の光電陰極3を照射すると、Bの部分は負
電位で入射電子を反撥し、Aに対応する部分にはその部
分が0.5KVになるまで電子が入射させられることにな
る。その結果Bに対応する部分以外の電荷を0にでき
る。When the photocathode 3 of the spatial light modulator is irradiated with uniform light with the mesh voltage Vc set to 0.5 KV, for example, the portion B repels the incident electrons at a negative potential, and the portion corresponding to A has that portion. Electrons will be injected until becomes 0.5 KV. As a result, the charges other than the portion corresponding to B can be made zero.
このように或る電荷のレベルを設定してそのレベル以上
とか以下に2値化することを閾値制御機能ということに
する。Setting a certain charge level and binarizing it above or below that level is called a threshold control function.
一般的に任意の数nを法とする数値相互の減算の式は下
記(1)(2)で示される。In general, the formulas for subtracting values from each other modulo an arbitrary number n are represented by the following (1) and (2).
ここでAt,Btはnを法とする数値、 SUBtは、減算結果の数値、BOtは上位の桁から借りた数
値、tはt桁目についての添字を意味する。Here, At and Bt are numerical values modulo n, SUBt is a numerical value of the subtraction result, BOt is a numerical value borrowed from the upper digit, and t is a subscript at the t-th digit.
SUBt=At−Bt−BOt−1+n・BOt ……(1) BOt=0(At−Bt−BOt−1≧0) BOt=1(At−Bt−BOt−1<0) ……(2) ここで(1)(2)式を次のように変形する SUBt=(At+n)−(Bt+BOt−1)−n+n・BOt……
(3) BOt=0,〔2n−1−{At+n−(Bt+BOt−1)}<n〕 BOt=1,〔2n−1−{At+n−(Bt+BOt−1)}≧n〕
……(4) 次に減算の手順を示す。SUBt = At-Bt-BOt- 1 + n-BOt (1) BOt = 0 (At-Bt-BOt- 1 ≧ 0) BOt = 1 (At-Bt-BOt- 1 <0) (2) Here, the equations (1) and (2) are modified as follows: SUBt = (At + n)-(Bt + BOt- 1 ) -n + n.BOt ...
(3) BOt = 0, [2n-1- {At + n- (Bt + BOt- 1 )} <n] BOt = 1, [2n-1- {At + n- (Bt + BOt- 1 )} ≧ n]
(4) Next, the procedure of subtraction is shown.
At+nを求める。Calculate At + n.
At+n−(Bt+BOt−1)を求める。At + n- (Bt + BOt- 1 ) is calculated.
BOtを求める。Ask for BOt.
At+n−(Bt+BOt−1)+n・BOtを求める。At + n- (Bt + BOt- 1 ) + n.BOt is calculated.
At+n−(Bt+BOt−1)+n・BOt−nを求める。At + n- (Bt + BOt- 1 ) + n.BOt-n is calculated.
〜を必要な桁数だけ繰り返す。Repeat ~ for the required number of digits.
第6図と第7図に2進法,3進法の場合の演算のパターン
を示すグラフを示す。6 and 7 are graphs showing the operation patterns in the binary and ternary systems.
以上の減算演算を2を法とする数値の減算演算の実施例
に基づいて説明する。The above subtraction operation will be described based on an example of a subtraction operation of a number modulo 2.
第5図は、本発明による減算演算装置の実施例を示すブ
ロック図である。FIG. 5 is a block diagram showing an embodiment of the subtraction arithmetic unit according to the present invention.
第1の入力装置はLEDアレー11、第2の入力装置はLEDア
レー12により形成され、任意の数を法とする減算対象の
数値情報をそれぞれ前記数値に比例した光強度に変換
し、平面内に輝点群として表示する。The first input device is formed by the LED array 11, and the second input device is formed by the LED array 12. The numerical information of the subtraction target modulo an arbitrary number is converted into light intensity proportional to the numerical value, and in the plane. Are displayed as bright spot groups.
前記第1および第2の入力装置より出力される複数の輝
点群相互とさらに後述する第2の光学演算装置(空間光
変調管38)が出力する輝点群は、それぞれ光学手段を介
して第1の光学演算装置(空間光変調管37)に入力され
重ねられる。The plurality of bright spot groups output from the first and second input devices and the bright spot group output from the second optical computing device (spatial light modulation tube 38) described later are respectively transmitted via optical means. The first optical arithmetic unit (spatial light modulator 37) is input and superposed.
第1の光演算装置は、記憶機能と減算機能をもち順次入
力された輝点の光強度間の差に対応する光強度を持つ輝
点群を出力することができる空間光変調管37により形成
されている。The first light calculation device is formed by a spatial light modulator tube 37 having a storage function and a subtraction function and capable of outputting a bright spot group having a light intensity corresponding to the difference between the light intensities of sequentially input bright spots. Has been done.
第2の光演算装置は、記憶機能と閾値処理機能をもち入
射輝点群に閾値処理をし、2値化された光強度を持つ輝
点群を記憶し、出力する空間光変調管38により形成され
ている。The second optical arithmetic unit has a storage function and a threshold processing function, performs threshold processing on the incident bright spot group, stores the bright spot group having a binarized light intensity, and outputs the spatial light modulator tube 38. Has been formed.
第1の入力装置はLEDアレー11、第2の入力装置はLEDア
レー12により形成され、任意の数を法とする減算対象の
数値情報をそれぞれ前記数値に比例した光強度に変換
し、平面内に輝点群として表示する。The first input device is formed by the LED array 11, and the second input device is formed by the LED array 12. The numerical information of the subtraction target modulo an arbitrary number is converted into light intensity proportional to the numerical value, and in the plane. Are displayed as bright spot groups.
図示されていない光源からシャッタ23を介して供給され
る一様な光強度を持つ光15が、ハーフミラー30,31,レン
ズ25を介して前記第1の光演算装置である空間光変調管
37に入射させられる。The light 15 having a uniform light intensity supplied from a light source (not shown) through the shutter 23 passes through the half mirrors 30, 31 and the lens 25 and is the spatial light modulation tube which is the first optical operation device.
It is incident on 37.
光電変換装置である受光素子アレー48には、前記第1の
光演算装置である空間光変調管37からの光が検光子46を
介して入射させられ、輝点群の個々の輝点の光強度は、
任意の数を法とする数値情報に変換して出力される。The light from the spatial light modulator 37, which is the first optical operation device, is incident on the light receiving element array 48, which is a photoelectric conversion device, via the analyzer 46, and the light of each bright point of the bright point group is incident. Strength is
It is output after being converted into numerical information modulo any number.
偏光子44は図示しない光源からの光を直線偏光にして読
み出し光を形成する。The polarizer 44 converts light from a light source (not shown) into linearly polarized light to form readout light.
ハーフミラー36で分割された読み出し光17はハーフミラ
ー34を解して空間光変調管38に供給される。また読み出
し光16はミラー39,ハーフミラー32を解して空間光変調
管37に供給される。The readout light 17 split by the half mirror 36 is supplied to the spatial light modulation tube 38 through the half mirror 34. Further, the read light 16 is supplied to the spatial light modulator 37 through the mirror 39 and the half mirror 32.
前記実施例装置により、前述した減算演算の実施を細部
の構成とともに説明する。The implementation of the above-mentioned subtraction operation by the apparatus of the embodiment will be described together with the detailed configuration.
At+2 LEDアレイ11,12の出力をそれぞれAt,Btとする。At + 2 The outputs of LED arrays 11 and 12 are At and Bt, respectively.
この出力は2を法とする数値情報を、電気信号0,1とし
て取込み、この電気信号0,1に比例した光強度に変換し
たLEDアレイ11,12の平面内に輝点群として表示したもの
である。This output takes in numerical information modulo 2 as an electric signal 0,1 and converts it into a light intensity proportional to the electric signal 0,1 and displays it as a bright spot group in the plane of the LED array 11,12. Is.
光15の光強度は、法の数2に比例した光強度をもつもの
であり、シャッタ23を介してハーフミラー30に入射させ
られている。The light intensity of the light 15 has a light intensity proportional to the modulus 2 and is incident on the half mirror 30 via the shutter 23.
シャッタ21を閉(またはLEDアレイ12を消燈)とし、シ
ャッタ22が開の状態で、LEDアレイ11からフーフミラー2
9を介して供給される光(At)と前記光15をハーフミラ
ー30とレンズ25により互いに重ねて、空間光変調管37の
光電陰極3に結像させることにより、空間光変調管37に
At+2を書き込む。With the shutter 21 closed (or the LED array 12 turned off) and the shutter 22 open, the LED array 11 and the Hoof mirror 2 are turned on.
The light (At) supplied through 9 and the light 15 are superimposed on each other by the half mirror 30 and the lens 25, and are imaged on the photocathode 3 of the spatial light modulation tube 37.
Write At + 2.
At+2−(Bt+BOt−1) LEDアレイ11と光15を消灯か(またはシャッタ22,23を閉
とするか)により空間光変調管37の光電陰極3に(Bt+
BOt−1)の光強度を持つ光を入射させる。At + 2− (Bt + BOt− 1 ) LED array 11 and light 15 are turned off (or shutters 22 and 23 are closed) to cause photocathode 3 of spatial light modulator tube 37 to be (Bt +
A light having a light intensity of BOt- 1 ) is made incident.
ここで先に説明した空間光変調管の減算操作を行う。Here, the subtraction operation of the spatial light modulator described above is performed.
検光子45を結晶表面50に電荷がない場合の反射光18を通
過させるように、偏光板44に対してパラレルニコルの状
態に置くことにより、出力光18は2・2−1−{At+2
−(Bt+BOt−1)}に対応した光強度を持つ。By placing the analyzer 45 in the parallel Nicol state with respect to the polarizing plate 44 so that the reflected light 18 when there is no charge on the crystal surface 50 is passed, the output light 18 is 2.2-1- {At + 2.
It has a light intensity corresponding to − (Bt + BOt− 1 )}.
BOt 第2の空間光変調管38に第1の空間光変調管37の出力光
18を書込む。BOt Output light from the first spatial light modulator 37 to the second spatial light modulator 38
Write 18.
さらに先に3で説明した閾値制御機能を用い、2以上の
光強度を持つ輝度に対応する輝度のみ出力させる。Further, using the threshold control function described in 3 above, only the brightness corresponding to the brightness having a light intensity of 2 or more is output.
ここで空間光変調管38の出力光20は、BOtの光強度を持
つことになる。Here, the output light 20 of the spatial light modulator 38 has a light intensity of BOt.
この出力光20は1の記憶機能により保持され必要があれ
ば、受光素子アレイ49により電気信号として上位の桁か
らの借りの情報を得ることができる。The output light 20 can be held by the storage function of 1, and if necessary, the light receiving element array 49 can obtain borrowed information from the upper digit as an electric signal.
At+2−(Bt+BOt−1)+2・BOt 空間光変調管37には、のAt+2−(Bt+BOt−1)が
記憶されている。At + 2- (Bt + BOt- 1 ) + 2.BOt The spatial light modulator 37 stores At + 2- (Bt + BOt- 1 ).
ここでシャッタ21,22を閉とするか、LEDアレイ11,12と
光15を消灯し、BOtの光20のみを空間光変調管37に入射
させて書込む(空間光変調管38→ハーフミラー34→ミラ
ー43,42→検光子47→レンズ27→ハーフミラー35→レン
ズ28→ミラー40→シャッタ24→ハーフミラー31→レンズ
25→空間光変調管37)。Here, the shutters 21 and 22 are closed, or the LED arrays 11 and 12 and the light 15 are turned off, and only the light 20 of BOt is incident on the spatial light modulation tube 37 for writing (spatial light modulation tube 38 → half mirror). 34 → mirror 43, 42 → analyzer 47 → lens 27 → half mirror 35 → lens 28 → mirror 40 → shutter 24 → half mirror 31 → lens
25 → spatial light modulator 37).
これによりAt+2−(Bt+BOt−1)+2・BOtが得られ
る。As a result, At + 2- (Bt + BOt- 1 ) + 2.BOt is obtained.
2倍されたBOtの加算は読み出し光17の光強度を制御す
るか、マイクロチャネルプレート駆動電圧41を制御する
か、その持続時間を制御することで得られる。The addition of the doubled BOt can be obtained by controlling the light intensity of the read light 17, controlling the microchannel plate drive voltage 41, or controlling the duration thereof.
At+2−(Bt+BOt−1)+2・BOt−2 シャッタ21,22,24を閉(または、LEDアレイ11,12を消
灯)としシャッタ24を閉とする方法で、光強度2を持つ
光のみを空間光変調管37に入射させる。At + 2- (Bt + BOt- 1 ) + 2.BOt-2 Shutters 21, 22 and 24 are closed (or LED arrays 11 and 12 are turned off) and shutter 24 is closed. It is incident on the light modulation tube 37.
ここで空間変調管37の減算機能を用いて−2の減算をお
こない、検光子46を結晶表面50に電荷がない場合の出力
光19を阻止するように偏光板44に対してクロスニコルの
状態に置くことにより出力光19はAt+2−(Bt−BOt−
1)+2・BOt−2の減算結果に対応する光強度を持
つ。検光子46を投下した出力光19を受光素子アレイ48に
より電気信号に変換し、減算結果の数値情報を得ること
ができる。Here, the subtraction function of the spatial modulation tube 37 is used to perform subtraction of -2, and the analyzer 46 is in a crossed Nicol state so as to block the output light 19 when the crystal surface 50 has no electric charge. The output light 19 is At + 2- (Bt-BOt-
1 ) Has a light intensity corresponding to the subtraction result of + 2 · BOt−2. The output light 19 on which the analyzer 46 has dropped can be converted into an electric signal by the light receiving element array 48, and the numerical information of the subtraction result can be obtained.
以上の操作を下位の桁から減算すべき桁数だけ繰り返
す。The above operation is repeated by the number of digits to be subtracted from the lower digits.
以上の減算は、減算する1つの数値だけではなく、同時
に平面内に配置された輝点全てに共通して行われる。The above subtraction is performed not only for one numerical value to be subtracted but also commonly for all bright points arranged in the plane.
すなわち複数の数値の減算が同時に処理されていること
になる。That is, the subtraction of a plurality of numerical values is being processed at the same time.
また以上の実施例は2を法とする数値についての減算操
作であったが、入力At,Btにセットする数値情報と、受
光素子の出力をアナログ値とし、n倍のBOtの加算はマ
イクロチャネルプレート駆動電圧41を制御するか、その
持続時間を制御するかまたは装置2からの読み出し光17
の光強度を制御することでn倍の加算を行う手段により
任意の数nを法とする数値についての減算を行うことが
できる。In the above embodiment, the subtraction operation is performed on the numerical value modulo 2, but the numerical information to be set in the input At and Bt and the output of the light receiving element are analog values, and the addition of n times BOt is performed by the microchannel. Control the plate drive voltage 41, control its duration or read light 17 from device 2.
By controlling the light intensity of, the subtraction can be performed on a numerical value modulo an arbitrary number n by means of adding n times.
(発明の効果) 以上詳しく説明したように、本発明による減算演算装置
は、記憶機能と減算機能をもち順次入力された輝点の光
強度間の差に対応する光強度を持つ輝点群を出力する第
1の光演算装置と、記録機能と閾値処理機能をもち入射
輝点群に閾値処理をし、2値化された光強度を持つ輝点
群を記憶、出力する第2の光演算装置と、任意の数を法
とする減算対象の数値情報をそれぞれ前記数値に比例し
た光強度に変換し、平面内に輝点群として配置する第1
および第2の入力装置と、前記第1の光演算装置に一様
な光強度を持つ光を入射させる光源装置と、前記第1の
光演算装置および第2の光演算装置の出力である輝点群
の個々の輝点の光強度を、任意の数を法とする数値情報
に変換して出力する光電変換装置と、前記第1および第
2の入力装置より出力される複数の輝点群相互とさらに
前記第2の光学演算装置より出力される輝点群とを重ね
て結像する光学手段を含んでいる。(Effects of the Invention) As described in detail above, the subtraction arithmetic device according to the present invention has a bright point group having a light storage function and a subtraction function and having a light intensity corresponding to the difference between the light intensities of sequentially input bright points. A second optical calculation device that outputs a first optical calculation device, and has a recording function and a threshold processing function, performs threshold processing on an incident bright spot group, and stores and outputs a bright spot group having a binarized light intensity. A device and numerical information to be subtracted modulo an arbitrary number are converted into light intensities proportional to the numerical values, respectively, and are arranged as a bright spot group in a plane.
And a second input device, a light source device that causes light having a uniform light intensity to enter the first optical operation device, and a brightness output from the first optical operation device and the second optical operation device. A photoelectric conversion device for converting the light intensity of each bright point of the point group into numerical information modulo an arbitrary number and outputting the information, and a plurality of bright point groups output from the first and second input devices. It includes optical means for forming an image by superposing each other and the bright spot group output from the second optical arithmetic unit.
そして、 At,Bt:nを法とする数値 BOt:上位の桁から借りた数値 t:桁数を示す添字 はAt+n はAt+n−(Bt+BOt-1) はBOt はAt+n−(Bt+BOt-1)+n・BOt はAt+n−(Bt+BOt-1)+n・BOt−n とするとき、 前記第1の入力装置からのAtに相当する出力と前記光源
装置からのnに相当する出力を第1の演算装置にの書
き込みを行い、 前記第1の演算装置に前記第2の入力装置からのBtおよ
びBOt-1に相当する光を照射して減算動作によりに相
当する出力光を得、 前記第1の演算装置の出力を第2の演算装置に書き込み
閾値制御をしての出力を得、 前記光源装置からのnに相当する出力を第1の演算装置
に印加して減算をしての記録をし、 前記出力を光電変換装置で出力するように構成されてい
る。Then, the number modulo At, Bt: n BOt: The number borrowed from the upper digit t: The index indicating the number of digits is At + n is At + n- (Bt + BOt -1 ) BOt is At + n- (Bt + BOt -1 ) + n. When BOt is At + n− (Bt + BOt −1 ) + n · BOt−n, an output corresponding to At from the first input device and an output corresponding to n from the light source device are output to the first arithmetic unit. Writing is performed, and light corresponding to Bt and BOt −1 from the second input device is applied to the first arithmetic device to obtain output light corresponding to the subtraction operation. The output is written to the second arithmetic device to control the threshold value to obtain an output, and the output corresponding to n from the light source device is applied to the first arithmetic device to perform subtraction and recording, Is output by a photoelectric conversion device.
したがって任意の数を法とする数値多数の減算を、少な
い操作で実行できる。Therefore, a large number of subtractions modulo an arbitrary number can be executed with a small number of operations.
そのため本発明は、光コンピュータの演算ユニットの一
つとして広く利用できる。Therefore, the present invention can be widely used as one of the arithmetic units of an optical computer.
【図面の簡単な説明】 第1図は、本発明による減算演算装置の基本的な構成要
素である空間光変調管の構成と動作を説明するための略
図である。 第2図は、空間光変調管の結晶表面の2次電子放出特性
を示すグラフである。 第3図は、空間光変調管の閾値制御を説明するための略
図である。 第4図は、結晶表面電荷量δと、出力光強度I,出力光位
相差φとの関係を示すグラフである。 第5図は、本発明による減算演算装置のブロック図であ
る。 第6図は、2を法とする減算演算装置の論理表を示すグ
ラフである。 第7図は、3を法とする減算演算装置の論理表を示すグ
ラフである。 1……入力光 2,25〜28……レンズ 3……光電陰極 4……マイクロチャネルプレート 5……メッシュ 6……結晶 61,50……結晶表面 41……マイクロチャネルプレート駆動電圧 7,29〜36……ハーフミラー 8,16,17……読み出し光 10,18,19……出力光 11,12……LEDアレイ 13,14……減算される輝点群 15……一様な光強度を持つ光 16,17……読み出し用の光 20……出力光(BORROW用輝点群) 21〜24……シャッタ 37,38……空間光変調管 39〜40,42,43……ミラー 44……偏光板 45〜47……検光子 48,49……受光素子アレイBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a schematic diagram for explaining the configuration and operation of a spatial light modulator which is a basic component of a subtraction arithmetic unit according to the present invention. FIG. 2 is a graph showing secondary electron emission characteristics on the crystal surface of the spatial light modulator. FIG. 3 is a schematic diagram for explaining threshold control of the spatial light modulator. FIG. 4 is a graph showing the relationship between the crystal surface charge amount δ, the output light intensity I, and the output light phase difference φ. FIG. 5 is a block diagram of the subtraction arithmetic unit according to the present invention. FIG. 6 is a graph showing a logical table of a subtraction arithmetic unit modulo 2. FIG. 7 is a graph showing a logical table of a subtraction arithmetic unit modulo 3. 1 …… Input light 2,25 ~ 28 …… Lens 3 …… Photocathode 4 …… Microchannel plate 5 …… Mesh 6 …… Crystal 61,50 …… Crystal surface 41 …… Microchannel plate drive voltage 7,29 ~ 36 …… Half mirror 8,16,17 …… Readout light 10,18,19 …… Output light 11,12 …… LED array 13,14 …… Subtracted bright spots 15 …… Uniform light intensity With light 16,17 …… Reading light 20 …… Output light (BORROW bright spot group) 21 ~ 24 …… Shutter 37,38 …… Spatial light modulator 39 ~ 40,42,43 …… Mirror 44 ...... Polarizers 45 to 47 …… Analyzer 48,49 …… Receiving element array
Claims (2)
輝点の光強度間の差に対応する光強度を持つ輝点群を出
力する第1の光演算装置と、 記録機能と閾値処理機能をもち入射輝点群に閾値処理を
し、2値化された光強度を持つ輝点群を記憶、出力する
第2の光演算装置と、 任意の数を法とする減算対象の数値情報をそれぞれ前記
数値に比例した光強度に変換し、平面内に輝点群として
配置する第1および第2の入力装置と、 前記第1の光演算装置に一様な光強度を持つ光を入射さ
せる光源装置と、 前記第1の光演算装置および第2の光演算装置の出力で
ある輝点群の個々の輝点の光強度を、任意の数を法とす
る数値情報に変換して出力する光電変換装置と、 前記第1および第2の入力装置より出力される複数の輝
点群相互とさらに前記第2の光学演算装置より出力され
る輝点群とを重ねて結像する光学手段からなり、 前記第1の入力装置からのAtに相当する出力と前記光源
装置からのnに相当する出力を第1の演算装置にの書
き込みを行い、 前記第1の演算装置に前記第2の入力装置からのBtおよ
びBOt-1に相当する光を照射して減算動作によりに相
当する出力光を得、 前記第1の演算装置の出力を第2の演算装置に書き込み
閾値制御をしての出力を得、 前記光源装置からのnに相当する出力を第1の演算装置
に印加して減算をしての記録をし、 前記出力を光電変換装置で出力するように構成した任意
の数を法とする数値相互の減算をする減算演算装置。 ただし: At,Bt:nを法とする数値 BOt:上位の桁から借りた数値 t:桁数を示す添字 はAt+n はAt+n−(Bt+BOt-1) はBOt はAt+n−(Bt+BOt-1)+n・BOt はAt+n−(Bt+BOt-1)+n・BOt−n1. A first optical arithmetic unit having a storage function and a subtraction function, which outputs a bright spot group having a light intensity corresponding to a difference between the light intensities of sequentially inputted bright spots, a recording function and a threshold processing. A second optical arithmetic unit that has a function and performs threshold processing on an incident bright spot group and stores and outputs a bright spot group having a binarized light intensity, and numerical information to be subtracted modulo an arbitrary number. Respectively into a light intensity proportional to the numerical value and arranged in a plane as a bright spot group, and a light having a uniform light intensity is incident on the first light calculation device. And a light source device for converting the light intensity of each bright spot of the bright spot group output from the first light computing device and the second light computing device into numerical information modulo an arbitrary number and outputting And a plurality of bright spot groups output from the first and second input devices, and 2 is composed of optical means for superimposing an image with the bright spot group output from the second optical arithmetic unit, and outputs an output corresponding to At from the first input device and an output corresponding to n from the light source device. Writing to the first arithmetic unit, irradiating the first arithmetic unit with light corresponding to Bt and BOt −1 from the second input unit to obtain output light corresponding to the subtraction operation, The output of the first arithmetic device is written to the second arithmetic device to control the threshold value to obtain an output, and an output corresponding to n from the light source device is applied to the first arithmetic device to perform subtraction. A subtraction arithmetic device for recording and performing mutual subtraction of numerical values modulo an arbitrary number configured to output the output by a photoelectric conversion device. However: At, Bt: Numeric value modulo BOt: Numeric value borrowed from the upper digit t: Subscript indicating the number of digits At + n is At + n- (Bt + BOt -1 ) BOt is At + n- (Bt + BOt -1 ) + n. BOt is At + n- (Bt + BOt -1 ) + n.BOt-n
変調管である特許請求の範囲第1項記載の減算演算装
置。2. The subtraction arithmetic unit according to claim 1, wherein the first and second optical arithmetic units are spatial light modulators.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61039504A JPH0711651B2 (en) | 1986-02-25 | 1986-02-25 | Subtraction arithmetic unit |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61039504A JPH0711651B2 (en) | 1986-02-25 | 1986-02-25 | Subtraction arithmetic unit |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62196630A JPS62196630A (en) | 1987-08-31 |
| JPH0711651B2 true JPH0711651B2 (en) | 1995-02-08 |
Family
ID=12554874
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61039504A Expired - Fee Related JPH0711651B2 (en) | 1986-02-25 | 1986-02-25 | Subtraction arithmetic unit |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0711651B2 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4885750B2 (en) * | 2007-01-26 | 2012-02-29 | ヤンマー株式会社 | Combine |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5922058B2 (en) * | 1977-08-10 | 1984-05-24 | 日産自動車株式会社 | electronically controlled internal combustion engine |
| JPS60212728A (en) * | 1984-04-06 | 1985-10-25 | Hamamatsu Photonics Kk | Logical operating device for deriving difference between pictures |
-
1986
- 1986-02-25 JP JP61039504A patent/JPH0711651B2/en not_active Expired - Fee Related
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 光学技術コンタクトvol.23,No.8第551〜563頁 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62196630A (en) | 1987-08-31 |
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