JPH0711652B2 - 光演算法 - Google Patents
光演算法Info
- Publication number
- JPH0711652B2 JPH0711652B2 JP62061184A JP6118487A JPH0711652B2 JP H0711652 B2 JPH0711652 B2 JP H0711652B2 JP 62061184 A JP62061184 A JP 62061184A JP 6118487 A JP6118487 A JP 6118487A JP H0711652 B2 JPH0711652 B2 JP H0711652B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- light emitting
- light source
- emitted
- 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
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Description
【発明の詳細な説明】 〔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
に関するものである。
に関するものである。
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、スーパーコンピュータやアレイプロセッサなど、
複数の演算を同時に実行する並列処理アーキテクチャの
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。
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、スーパーコンピュータやアレイプロセッサなど、
複数の演算を同時に実行する並列処理アーキテクチャの
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ィングの必要なものが多
く、実用的でなかった。
ものや演算前に複雑なコーディングの必要なものが多
く、実用的でなかった。
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を提供することにあ
る。
並列高速に実行するための光演算法を提供することにあ
る。
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、 前記入力信号によって発光する第１の光源と前記反転せ
しめた信号によって発光する第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隣接するように重ね合わせ、 発光第１面の第１の光源から出射した第１の光と発光第
１面の第２の光源から出射した第２の光と発光第２面の
第１の光源から出射した第３の光の発光第２面の第２の
光源から出射した第４の光のそれぞれの透過率を独立に
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している。
信号を反転せしめた信号とを形成し、 前記入力信号によって発光する第１の光源と前記反転せ
しめた信号によって発光する第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隣接するように重ね合わせ、 発光第１面の第１の光源から出射した第１の光と発光第
１面の第２の光源から出射した第２の光と発光第２面の
第１の光源から出射した第３の光の発光第２面の第２の
光源から出射した第４の光のそれぞれの透過率を独立に
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している。
本発明の原理を、第２図〜第５図を参照して説明する。
第２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,f）と
それらの入力デー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。
演算させる２次元２値入力データ101（a,b,c,d,e,f）と
それらの入力デー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３図に示すように２
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1
07に２組の入力パターンの重なったパターンが得られ
る。
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1
07に２組の入力パターンの重なったパターンが得られ
る。
第４図に、パターンの一例を示す。第４図（ａ）に示す
ように、入力面103のデータ108を図中の左上、その反転
データ109を右上、入力面104のデータ110を左下、その
反転データ111を右下とする。第４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（入力面103,104）が（0,0）、（0,
1）、（1,0）、（1,1）の場合に相当する。
ように、入力面103のデータ108を図中の左上、その反転
データ109を右上、入力面104のデータ110を左下、その
反転データ111を右下とする。第４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（入力面103,104）が（0,0）、（0,
1）、（1,0）、（1,1）の場合に相当する。
この時、マスク106のパターンは、第５図（ａ）に示す
ように、４個の第1,第2,第3,第４のパターン112,113,11
4,115から構成され、各々の光の透過率を0,1/4,1/2,3/
4,1に変化させることができる。入力データ108,110およ
び109,111のいずれか一方の光が照射されていることか
らマスクパターン112,113,114,115を透過後の光強度は
第１表に示すようにもっとも強いものを100％として、
0,50,75,100％で表される。出力パターン１組の透過光
を集光し、光強度が100または75％の場合に１、０また
は50％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って、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。
ように、４個の第1,第2,第3,第４のパターン112,113,11
4,115から構成され、各々の光の透過率を0,1/4,1/2,3/
4,1に変化させることができる。入力データ108,110およ
び109,111のいずれか一方の光が照射されていることか
らマスクパターン112,113,114,115を透過後の光強度は
第１表に示すようにもっとも強いものを100％として、
0,50,75,100％で表される。出力パターン１組の透過光
を集光し、光強度が100または75％の場合に１、０また
は50％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って、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。
例えば、第５図（ｂ）に示すように、マスクパターン11
2,114の透過率1/2、マスクパターン113,115の透過率を
０とすれば、出力面にAND演算の結果が得られる。また
第５図（ｃ）に示すように、マスクパターン112,114の
透過率を０、マスクパターン113,115の透過率を1/2とす
れば、出力面にNOR演算の結果が得られる。このように
マスクの部分的な透過率を0,1/4,1/2,3/4,1に設定する
ことによって、第１表に示す14種類の論理演算を実行で
きる。表中のパターン欄の数字は透過率を表している。
入力する各２次元データに対して第５図に示す４個のマ
スクパターンを組み合わせれば、並列に論理演算を実行
できる。
2,114の透過率1/2、マスクパターン113,115の透過率を
０とすれば、出力面にAND演算の結果が得られる。また
第５図（ｃ）に示すように、マスクパターン112,114の
透過率を０、マスクパターン113,115の透過率を1/2とす
れば、出力面にNOR演算の結果が得られる。このように
マスクの部分的な透過率を0,1/4,1/2,3/4,1に設定する
ことによって、第１表に示す14種類の論理演算を実行で
きる。表中のパターン欄の数字は透過率を表している。
入力する各２次元データに対して第５図に示す４個のマ
スクパターンを組み合わせれば、並列に論理演算を実行
できる。
〔実施例〕 以下、この発明の実施例を説明する。
第１図は、この発明の光演算法を実現する光演算装置の
一例を示す斜視図である。この光演算装置は、互いに直
行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状光源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、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などのディテクタアレイ７と、このディテクタ
アレイによって得られた信号を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
よってそれぞれ制御され、空間光変調器６は制御装置10
によって制御される。
一例を示す斜視図である。この光演算装置は、互いに直
行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状光源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、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などのディテクタアレイ７と、このディテクタ
アレイによって得られた信号を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
よってそれぞれ制御され、空間光変調器６は制御装置10
によって制御される。
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によって制御さ
れる。アレイ状光源1,2から出射した光束は、レンズア
レイ3,4によってコリメートされる。これら複数のコリ
メート光はハーフミラー５によって合波され、空間光変
調器６を透過する。制御装置10によって空間光変調器６
の開口を論理演算の種類によって定められた位置に置く
ことにより、所望の演算を実行できる。空間光変調器６
を透過した光は、ディテクタアレイ７によって受光さ
れ、A/Dコンバータ11によりディジタル化して２値化す
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。
点滅させる入力データは、駆動装置8,9によって制御さ
れる。アレイ状光源1,2から出射した光束は、レンズア
レイ3,4によってコリメートされる。これら複数のコリ
メート光はハーフミラー５によって合波され、空間光変
調器６を透過する。制御装置10によって空間光変調器６
の開口を論理演算の種類によって定められた位置に置く
ことにより、所望の演算を実行できる。空間光変調器６
を透過した光は、ディテクタアレイ７によって受光さ
れ、A/Dコンバータ11によりディジタル化して２値化す
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。
以上詳述したように、この発明の光演算法を用いること
により論理演算を並列高速に実行できる。
により論理演算を並列高速に実行できる。
第１図は、この発明の実施に用いられる光演算装置の一
例を示す斜視図、 第２図は、入力データと入力面の関係を示す図、第３図
は、光演算法の原理を説明するための図、 第４図は、出力パターンを示す図、 第５図は、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……ハーフミラー ６……空間光変調器 ７……ディテクタアレイ 8,9……駆動装置 10……制御装置 11……A/Dコンバータ 101……入力データ 102,103,104……入力面 105……ハーフミラー 106……マスク 107……出力面 108……入力面103のデータ 109……入力面103の反転データ 110……入力面104のデータ 111……入力面104の反転データ 112……第１のパターン 113……第２のパターン 114……第３のパターン 115……第４のパターン
例を示す斜視図、 第２図は、入力データと入力面の関係を示す図、第３図
は、光演算法の原理を説明するための図、 第４図は、出力パターンを示す図、 第５図は、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……ハーフミラー ６……空間光変調器 ７……ディテクタアレイ 8,9……駆動装置 10……制御装置 11……A/Dコンバータ 101……入力データ 102,103,104……入力面 105……ハーフミラー 106……マスク 107……出力面 108……入力面103のデータ 109……入力面103の反転データ 110……入力面104のデータ 111……入力面104の反転データ 112……第１のパターン 113……第２のパターン 114……第３のパターン 115……第４のパターン
Claims (1)
- 【請求項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、 前記入力信号によって発光する第１の光源と前記反転せ
しめた信号によって発光する第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隣接するように重ね合わせ、 発光第１面の第１の光源から出射した第１の光と発光第
１面の第２の光源から出射した第２の光と発光第２面の
第１の光源から出射した第３の光と発光第２面の第２の
光源から出射した第４の光のそれぞれの透過率を独立に
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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62061184A JPH0711652B2 (ja) | 1987-03-18 | 1987-03-18 | 光演算法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62061184A JPH0711652B2 (ja) | 1987-03-18 | 1987-03-18 | 光演算法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63229434A JPS63229434A (ja) | 1988-09-26 |
| JPH0711652B2 true JPH0711652B2 (ja) | 1995-02-08 |
Family
ID=13163818
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62061184A Expired - Lifetime JPH0711652B2 (ja) | 1987-03-18 | 1987-03-18 | 光演算法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0711652B2 (ja) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5958422A (ja) * | 1982-09-28 | 1984-04-04 | Yoshiki Ichioka | 並列光論理演算法 |
-
1987
- 1987-03-18 JP JP62061184A patent/JPH0711652B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63229434A (ja) | 1988-09-26 |
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