JP2686067C - - Google Patents

Info

Publication number
JP2686067C
JP2686067C JP2686067C JP 2686067 C JP2686067 C JP 2686067C JP 2686067 C JP2686067 C JP 2686067C
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
image
spatial light
output
analyzer
written
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
Application number
Other languages
English (en)
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hamamatsu Photonics KK
Original Assignee
Hamamatsu Photonics KK
Publication date

Links

Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【発明の属する技術分野】 本発明は、画像の論理演算を行う画像論理演算装置に関するものである。 【0002】 【従来の技術】 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。このような演算を行うために、通常テレビジョン撮像装置と、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。 【0003】 【発明が解決しようとする課題】 このような演算の過程には、多くの直列処理が含まれ、画素が多くなるに従っ
て大型の演算処理装置が必要であった。 【0004】 本発明の目的は、空間光変調管等の画像装置を用いてAND演算、OR演算、
EXOR演算等を実行することができる画像論理演算装置を提供することである
。 【0005】 【課題を解決するための手段】 請求項1記載の画像論理演算装置は、第1の画像を記憶し、その記憶像または
反転像を読み出し光により出力する第1の画像装置と、第2の画像を記憶し、そ
の記憶像または反転像を読み出し光により出力する第2の画像装置と、第1及び
第2の検光子と、第1及び第2のシャッタと、第3の画像装置とを備え、前記第
1のシャッタと前記第2のシャッタを交互に開くことにより前記第1の画像装置 の出力と前記第2の画像装置の出力とを前記第1の検光子を介して順次前記第3
の画像装置に書き込み、前記第3の画像装置の記憶像または反転像を読み出し光
により読み出し、前記第2の検光子を介して出力することを特徴とする。 【0006】 この請求項1記載の画像論理演算装置によれば、第1の画像及び第2の画像に
ついてAND演算、NAND演算、OR演算、NOR演算を行うことができる。 【0007】 また、請求項2記載の画像論理演算装置は、第1の画像を記憶し、その記憶像
または反転像を読み出し光により出力する第1の画像装置と、第2の画像を記憶
し、その記憶像または反転像を読み出し光により出力する第2の画像装置と、第
1及び第2の検光子と、第1及び第2のシャッタと、第3の画像装置とを備え、
前記第1のシャッタと前記第2のシャッタを交互に開くことにより前記第1の画
像装置の出力と前記第2の画像装置の出力とを前記第1の検光子を介して順次前
記第3の画像装置に書き込み又は、前記第1のシャッタを開くことにより前記第
1の画像装置の出力を前記第1の検光子を介して前記第3の画像装置に書き込み
、前記第3の画像装置に前記第1及び第2の画像装置の出力が書き込まれた場合
には、前記第3の画像装置の記憶像または反転像を読み出し光により読み出して
前記第2の検光子を介して出力し、前記第3の画像装置に前記第1の画像装置の
出力が書き込まれた場合には、前記第3の画像装置の記憶像または反転像を前記
第2の画像装置を読み出した光で読み出して前記第2の検光子を介して出力する
ことを特徴とする。 【0008】 この請求項2記載の画像論理演算装置によれば、第1の画像及び第2の画像に
ついてAND演算、NAND演算、OR演算、NOR演算のみならずEXOR演
算、EXNOR演算を行うことができる。 【0009】 【発明の実施の形態】 以下、図1〜図4を参照して本発明の実施の形態にかかる画像論理演算装置の
説明を行う。 【0010】 図2は、本発明による画像論理演算装置の基本的な構成要素である空間光変調
管の基本的な構成と動作を説明するための概略図である。 【0011】 空間光変調管の光電面3にレンズ2を介して入射したインコヒーレント像1は
、光電子像に変換される。 【0012】 その光電子像はマイクロチャンネルプレート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。 【0013】 その電荷パターンに応じて、結晶6を横切る電界が変換し、ポッケルス効果に
よって結晶6の屈折率が変化する。 【0014】 ここで、直線偏光のレーザ光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、入力インコヒ
ーレント光情報を持ったコヒーレント光出力10が得られる。 【0015】 なお、メッシュ電極5には電圧Vc、結晶6の裏面には電圧Vbが接続されて
おり、これらの電圧の関係を変えることにより、種々のモードの書込みや演算処
理が可能である。 【0016】 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。 【0017】 (蓄積機能) 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蓄積機能
を持っている。即ち、結晶面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。 【0018】 (反転像形成機能) 図3は、結晶表面の2次電子放出特性を示すグラフである。この図3に示すよ
うに、結晶61へ入射する1次電子のエネルギーEが第1クロスオーバー点E1
より小さいかまたは第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次電子数よりも大きいので(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。 【0019】 この正負の書き込みは、図2に示す空間光変調管のメッシュ電圧Vcと結晶の
裏面の電圧Vbを制御することにより実行される。 【0020】 (OR論理演算機能) まず1つの目の画像を空間光変調管に書き込む。 【0021】 この時、Vc=2.0KV Vb=2.0KVで一様に光消去(表面の電荷を
0)した後、Vb=0.8KVにして書き込む。 【0022】 するとVc−Vb=1.2KVの半波長電圧分の電位差を結晶6に発生させる
電荷σπが結晶6の前記1つの目の画像に対応する部分に蓄積される。図4は表
面の電荷と読み出し光の強度の関係を示すグラフである。 【0023】 次に2つの目の画像を1つ目の画像を書き込んだ空間光変調管に続けて書き込
む。2つの画像の重なった部分もVcが一定のため結晶表面61の電位はVcに
制限され、重ならない部分と同電位となる。つまり2つの画像間のOR演算がな
されたことになる。 【0024】 図1は、本発明の実施の形態にかかる画像論理演算装置のブロック図である。 【0025】 第1の画像11(A)は空間光変調管13に書き込まれ蓄積される。そして、
その情報はレーザ光32によって読み出され、空間光変調管25に書き込まれる
。 【0026】 第2の画像12(B)は空間光変調管14に書き込まれ蓄積される。そしてレ
ーザ光32によって読み出され、空間光変調管25に書き込まれる。 【0027】 この時シャッタ19と20を交互に開くことにより第1の画像と第2の画像が
順次空間光変調管25に書き込まれ、前述のOR演算を行わせることができる。 【0028】 第2の画像を空間光変調管25に書き込みシャッタ24を開き、レーザ光32
により空間光変調管13を読み出し、その読み出し光で検光子を通さず空間光変
調管25を読み出すことによりEXORの演算が実行される。 【0029】 なお、15,16,26は1/4波長板として利用される結晶であり、19,
20,24は光学シャッタであり、23,29は検光子である。 【0030】 以下、前記画像論理演算装置で行われる16種類の論理演算を順次説明する。 【0031】 (1) OR演算 空間光変調管13,14に蓄積されている情報をシャッタ19,20により順
次空間光変調管25に書き込むことにより、前述のOR演算を実行できる。 【0032】 (2) NOR演算 空間光変調管25に前述したORの書込みがされた状態で、結晶26に電圧を
印加し、1/4長波板として動作させる。結晶26は、結晶6と同一のものを用
い、両面に電圧印加用透明電極を付けたものである。 【0033】 (3) NAND演算 結晶15,16に電圧を印加した状態で、空間光変調管13,14からの情報
により空間光変調管25により前述のOR演算を行う。 【0034】 (4) AND演算 空間光変調管25に前記(3)とおなじ書込みを行い、結晶26に電圧を印加
すれば画像間のAND演算出力が得られる。 【0035】 (5) EXOR演算 空間光変調管14より画像12を読み出し空間光変調管25にあらかじめ書き
込んでおく。レーザ光32の経路は次のとおりである(30→31→17→18
→14→18→22→25)。 【0036】 空間光変調管13より画像11を読み出し、その読み出し光で空間光変調管2
5より画像12を読み出す。レーザ光32の経路は次のとおりである(30→3
1→17→13→17→21→24→28→27→25→25→27→29)。 【0037】 空間光変調管13では、画像Aの明るい部分だけπ偏光される。 【0038】 空間光変調管13により画像11を読み出し、その読み出し光で空間光変調管
25より画像12を読み出す。 【0039】 次に空間光変調管25により画像Bの明るい部分だけπ偏光される。つまり、
画像A・B共に明るい部分はレーザ光32と偏光がパラレルになる。 【0040】 また、次に共に暗い部分は偏光を受けない。どちらか一方が明るい場合には、
トータルでπだけ偏光を受けたことになる。結果、検光子29を通せばEXOR
の演算が実行されたことになる。 【0041】 (6) /EXORの演算 以下の明細書においてAの否定を/Aとして示す。/EXORはEXORの否
定論理を意味する。 【0042】 前記(5)のEXORの状態において結晶26に電圧を印加すればよい。これ
により/EXORの演算出力が得られる。 【0043】 (7) /A+Bの演算 空間光変調管13に対応する結晶15に電圧を印加し/Aを読み出す。 【0044】 空間光変調管12から読み出されたBと前記/Aを空間光変調管25に書き込
んでOR演算する。 【0045】 (8) /A・B=(/A+B)の演算 前記(7)の/A+Bの演算結果を結晶26に電圧を印加し読み出すと/(A
+B)の演算出力が得られる。 【0046】 (9) A+Bの演算 空間光変調管14に対応する結晶16に電圧を印加し/Bを読み出す。 【0047】 空間光変調管13から読み出されたAと前記/Bを空間光変調管25に書き込
んでOR演算する。 【0048】 (10) A・/B=/(A+/B)の演算 前記(9)のA+/Bの演算結果を26に電圧を印加し読み出すと/(A+B
)の演算出力が得られる。 【0049】 なお、前述の(7)〜(10)において/Aおよび/Bを作るとき、前述のよ
うに空間光変調管13,14の書き込み時に、反転画像の書き込みを行ってもよ
い。 【0050】 (11) Aの演算 光学シャッタ19だけを開いて空間光変調管13の情報を空間光変調管25に 書き込み、読み出す。 【0051】 (12) /Aの演算 前述の(11)のAの演算結果を空間光変調管25に対応する結晶26に電圧
を印加して読み出す。 【0052】 (13) Bの演算 光学シャッタ20だけを開いて空間光変調管14の情報を空間光変調管25に
書き込み、読み出す。 【0053】 (14) /Bの演算 前述の(13)のBの演算結果を空間光変調管25に対応する結晶26に電圧
を印加して読み出す。 【0054】 (15) T(=TRUE)の演算 光源33を点灯し一様な光で空間光変調管25に書き込み、読み出す。 【0055】 (16) F(=FALSE)の演算 前記(15)のTの書込み結果を結晶26に電圧を印加して読み出す。 【0056】 【発明の効果】 本発明の画像論理演算装置は、光コンピューティングに広く利用することがで
きる。
【図面の簡単な説明】 【図1】 本発明の実施の形態にかかる画像論理演算装置のブロック図である。 【図2】 本発明の実施の形態にかかる画像論理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概略図である。 【図3】 本発明の実施の形態にかかる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。 【図4】 本発明の実施の形態にかかる空間光変調管の結晶表面の電荷と読み出し光の強
度の関係を示すグラフである。 【符号の説明】 11…第1の画像(A)、12…第2の画像(B)、13…第1の画像装置(空間
光変調管)、14…第2の画像装置(空間光変調管)、15,16,26…1/4
波長板として利用される結晶、19,20,24…光学シャッタ、23,29…
検光子、17,18,21,22,27,28,30…ビームスプリッタ、31
…全反射ミラー、26…第3の画像装置(空間光変調管)、32…レーザ光、33
…照射用光源。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 【請求項1】 第1の画像を記憶し、その記憶像または反転像を読み出し光に
    より出力する第1の画像装置と、 第2の画像を記憶し、その記憶像または反転像を読み出し光により出力する第
    2の画像装置と、 第1及び第2の検光子と、 第1及び第2のシャッタと、 第3の画像装置とを備え、 前記第1のシャッタと前記第2のシャッタを交互に開くことにより前記第1の
    画像装置の出力と前記第2の画像装置の出力とを前記第1の検光子を介して順次
    前記第3の画像装置に書き込み、 前記第3の画像装置の記憶像または反転像を読み出し光により読み出し、前記
    第2の検光子を介して出力することを特徴とする画像論理演算装置。 【請求項2】 第1の画像を記憶し、その記憶像または反転像を読み出し光に
    より出力する第1の画像装置と、 第2の画像を記憶し、その記憶像または反転像を読み出し光により出力する第
    2の画像装置と、 第1及び第2の検光子と、 第1及び第2のシャッタと、 第3の画像装置とを備え、 前記第1のシャッタと前記第2のシャッタを交互に開くことにより前記第1の
    画像装置の出力と前記第2の画像装置の出力とを前記第1の検光子を介して順次
    前記第3の画像装置に書き込み又は、前記第1のシャッタを開くことにより前記
    第1の画像装置の出力を前記第1の検光子を介して前記第3の画像装置に書き込
    み、 前記第3の画像装置に前記第1及び第2の画像装置の出力が書き込まれた場合
    には、前記第3の画像装置の記憶像または反転像を読み出し光により読み出して 前記第2の検光子を介して出力し、 前記第3の画像装置に前記第1の画像装置の出力が書き込まれた場合には、前
    記第3の画像装置の記憶像または反転像を前記第2の画像装置を読み出した光で
    読み出して前記第2の検光子を介して出力することを特徴とする画像論理演算装
    置。

Family

ID=

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Casasent Spatial light modulators
WO1999066368A1 (fr) Modulateur de lumiere spatiale et procede de modulation de lumiere spatiale
Hara et al. A spatial light modulator
Hara et al. Microchannel spatial light modulator with improved resolution and contrast ratio
JP2686067B2 (ja) 画像論理演算装置
JPH0422501B2 (ja)
JP2686067C (ja)
JPS6318337A (ja) 画像論理演算装置
JPH0422500B2 (ja)
JPS62112125A (ja) 画像論理演算装置
Schwartz et al. Electron-beam-addressed microchannel spatial light modulator
JPH0230497B2 (ja)
JPH03209423A (ja) 光書込型液晶ライトバルブ装置の駆動方法
Chen et al. Video-rate electron-holographic interference microscopy and its application to dynamic observation of electromagnetic fields
JPH0792712B2 (ja) 画像論理演算装置
JPH0561615B2 (ja)
JPS60117222A (ja) 画像間の否定論理和を求める否定論理和演算装置
JPH0238932B2 (ja)
JPS6271926A (ja) 画像の排他的論理和演算装置
Casasent Spatial light modulators and their use in optical data processing
JPH0230495B2 (ja)
JPH0711651B2 (ja) 減算演算装置
JPH02250029A (ja) 光―光変換素子及び撮像装置
Warde et al. Microchannel spatial light modulator as a storage medium
Yu et al. Microchannel spatial light modulator with white light processing