JPH01102531A - Optical computer - Google Patents

Optical computer

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JPH01102531A
JPH01102531A JP26084187A JP26084187A JPH01102531A JP H01102531 A JPH01102531 A JP H01102531A JP 26084187 A JP26084187 A JP 26084187A JP 26084187 A JP26084187 A JP 26084187A JP H01102531 A JPH01102531 A JP H01102531A
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optical
light
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parallel
input
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Abstract

PURPOSE:To execute optical arithmetic operation in parallel and at high speed and to realize the processing with generality by connecting in series a plane type optical functional element. CONSTITUTION:As for the titled computer, plural cells formed by connecting in series an optical arithmetic unit 51 for executing an arithmetic operation in parallel in a two-dimensional plane by using a light beam, an optical switch 52 for switching spatially in parallel a data in the plane, and an optical memory 53 for binarizing and storing the parallel data are placed. The optical arithmetic unit has the role of a switch allowing an arithmetic operation between data of the adjacent cells and the data to branch into other cell. The cell can process independently the data, therefore, a two-dimensional parallel operation in the cell can be executed in parallel in the system. In such a way, the computer with generality can be constituted.

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演算を行う装置に関
するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Industrial Field of Application) The present invention relates to a device that performs parallel high-speed calculations using light.

(従来の技術とその問題点) 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。
(Conventional technology and its problems) Research is progressing on computers that can perform calculations at high speed in order to process large-scale information, but methods using sequential processing using electric circuits are already approaching their performance limits. ing. Therefore, supercomputers, array processors, etc.
Research is progressing on parallel processing architectures that execute multiple operations simultaneously. On the other hand, light has spatial expansion and its physical properties do not interfere with each other, so operations using light have excellent parallelism. As means for modulating light, amplitude, phase, frequency, polarization, etc. have been considered, and spatial light modulators are being developed.

しかし、これまでの計算機では、システム的にまとまっ
たものがなく、汎用性に乏しかった。
However, conventional computers lacked a well-organized system and lacked versatility.

この発明の目的は、固型光機能素子を直列に接続して、
光演算を並列高速に実行し、汎用性のある処理を実現で
きる装置を提供することにある。
The purpose of this invention is to connect solid optical functional devices in series,
The object of the present invention is to provide a device that can execute optical operations in parallel at high speed and realize versatile processing.

(問題点を解決するための手段) 本発明の光計算機は、面状に配置した複数の光源から形
成される発光面と複数の入力信号によって前記光源を発
光せしめる複数の光源駆動手段とから構成される光源部
と、前記発光面から出射した光の透過率を変化させて光
学的に演算を行う光演算装置と前記光演算装置から出射
した複数の光束を並列同時にスイッチングする光スイッ
チと前記光スイッチを制御する光スイッチ制御手段と前
記光スイッチから出射した複数の光束を並列に2値化す
る光しきい手段と、前記光しきい手段から出射した2値
の光信号を記憶せしめる光メモリと前記光メモリを制御
する光メモリ制御手段とから構成される光演算部と、前
記光演算部から出射した光の強度を観測する光観測部を
有し、前記光源部、前記光演算部、前記光観測部を複数
個有し、隣接する光演算部の光演算装置間で演算を実行
できるように配置せしめることを特徴とする。
(Means for Solving the Problems) The optical computer of the present invention includes a light emitting surface formed from a plurality of light sources arranged in a planar manner, and a plurality of light source driving means for causing the light sources to emit light in response to a plurality of input signals. an optical processing device that performs optical calculation by changing the transmittance of the light emitted from the light emitting surface, an optical switch that simultaneously switches a plurality of light beams emitted from the optical processing device in parallel, and the light emitting surface. an optical switch control means for controlling a switch; an optical threshold means for binarizing a plurality of luminous fluxes emitted from the optical switch in parallel; an optical memory for storing a binary optical signal emitted from the optical threshold means; It has an optical calculation section composed of an optical memory control means that controls an optical memory, and a light observation section that observes the intensity of light emitted from the optical calculation section, the light source section, the optical calculation section, and the optical observation section. It is characterized in that it has a plurality of optical arithmetic units of adjacent optical arithmetic units and is arranged so that arithmetic operations can be executed between the optical arithmetic units of adjacent optical arithmetic units.

(作用) 第4図に、この光計算機の基本となる構成の概念図を示
す。この光計算機は光を用いて2次元面内並列に演算を
行う光演算装置51、面内のデータを空間的並列にスイ
ッチングする光スイッチ52、並列データを2値化して
記憶する光メモリ53を直列に接続したセルを複数配置
したものである。光演算装置は隣接するセルのデータ間
の演算とデータを他のセルに分岐するスイッチの役割を
持つ。セルは独立にデータを処理できるため、セル内の
2次元並列演算をシステム内で並列に実行できる。
(Function) Figure 4 shows a conceptual diagram of the basic configuration of this optical computer. This optical computer has an optical arithmetic unit 51 that uses light to perform calculations in parallel in a two-dimensional plane, an optical switch 52 that switches data in the plane in spatial parallelism, and an optical memory 53 that binarizes and stores the parallel data. This is an arrangement of multiple cells connected to each other. The optical processing device functions as a switch that performs calculations between data in adjacent cells and branches the data to other cells. Since the cells can process data independently, two-dimensional parallel operations within the cells can be executed in parallel within the system.

次に、光演算装置51、光スイッチ52、光メモリ53
について個々に説明する。
Next, an optical arithmetic unit 51, an optical switch 52, an optical memory 53
I will explain each of them individually.

光演算装置51の原理の一例を、第5図〜第8図を参照
して説明する。演算させる2次元2値入力データ101
とそれらの入力データを反転させたデータを第5図に示
すようなアレイ状に配置させて入力面102とする。第
6図に示すように2組の入力面103.104の一方を
90°回転させ、ハーフミラ−105を用いて重ね合わ
せると出力面102に2組の入カバターンの重なったパ
ターンが得られる。第7図にパターンの一例を示す。同
図(a)に示すように入力面103の。
An example of the principle of the optical calculation device 51 will be explained with reference to FIGS. 5 to 8. Two-dimensional binary input data 101 to be operated
and data obtained by inverting these input data are arranged in an array as shown in FIG. 5 to form the input surface 102. As shown in FIG. 6, when one of the two sets of input surfaces 103 and 104 is rotated by 90 degrees and overlapped using a half mirror 105, two sets of overlapping input patterns are obtained on the output surface 102. FIG. 7 shows an example of the pattern. of the input surface 103 as shown in FIG.

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。(b)、 (c)、 (d)、
 (e)において、斜線部分は光の照射されていない部
分を示しくb)、 (c)、 (d)。
Data 108 is shown at the top left of the diagram, its inverted data 109 is shown at the top right, data 110 on the input surface 104 is shown at the bottom left, and its inverted data 111 is shown at the bottom right. (b), (c), (d),
In (e), the shaded area indicates the area that is not irradiated with light. b), (c), (d).

(e)はそれぞれ入力データ(103,104)が(0
,0)、 (0,1)。
In (e), the input data (103, 104) is (0
,0), (0,1).

(1,O)、 (1,1)の場合に相当する。この時マ
スク106のパターンは第8図(a)に示すように、4
個のパターン112、113.114.115から構成
されおのおのの光の透過率を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のいづ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、1
14.115透過後の光強度は、第1表のレベル欄に示
すようにもっとも強いものを100%として、0゜50
、75.100%で表わされる。出カバターン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O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
例えば、第8図(b)に示すように、マスク112.1
14の透過率を1/2、マスク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。
This corresponds to the case of (1, O) and (1, 1). At this time, the pattern of the mask 106 is 4 as shown in FIG. 8(a).
It is composed of patterns 112, 113, 114, and 115, each with a light transmittance of 0.1/4.1/2.3/
4.1. Input data 108.
Since either one of the lights 110 and 109.111 is irradiated, the mask pattern 112°113, 1
14.115 The light intensity after passing through is 0°50, with the strongest being 100% as shown in the level column of Table 1.
, 75.100%. If the transmitted light of one set of output patterns is collected and the light intensity is 1.0 or 50% when the light intensity is 100 or 75%, then two sets can be collected by changing the transmittance of the mask pattern. For example, as shown in FIG. 8(b), the input surface of the mask 112.1
If the transmittance of mask 14 is set to 1/2 and the transmittance of masks 113 and 115 is set to 0, the result of the AND operation is obtained on the output surface.

また、(C)に示すようにマスク112.114の透過
率を1/4、マスク113.115の透過率を374と
すれば、出力面にOR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
過率を表わす。
Further, as shown in (C), if the transmittance of the masks 112 and 114 is set to 1/4 and the transmittance of the masks 113 and 115 is set to 374, the result of the OR operation is obtained on the output surface. In this way, the partial transmittance of the mask is set to 0.1/4.1/2.3/
By setting the value to 4.1, 14 types of logical operations shown in Table 1 can be executed. The numbers in the pattern column in the table represent transmittance.

入力する各2次元データに対して第8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。例えば、入力面103に(0011)のデータ
を入力し、入力面104に(0101)のデータを入力
した場合の演算結果を第1表左横に示す。
By combining the four mask patterns shown in FIG. 8 for each input two-dimensional data, logical operations can be executed in parallel. For example, the calculation results when data (0011) is input to the input screen 103 and data (0101) is input to the input screen 104 are shown on the left side of Table 1.

次に、光スイッチの原理の一例を、第9図、第10図を
参照して説明する。
Next, an example of the principle of an optical switch will be explained with reference to FIGS. 9 and 10.

第9図に示すように、2次元2値入力データに対応させ
て入力面201の光源を発光させ、ホログラム204に
よって、出力面203の所望の位置へ光が集光するよう
に、パターンマスク202の開口の位置を設定する。
As shown in FIG. 9, a pattern mask 202 is used to cause the light source on the input surface 201 to emit light in accordance with two-dimensional binary input data, and to focus the light onto a desired position on the output surface 203 by the hologram 204. Set the position of the opening.

第10図は、2×2の入力データに対する第9図の入力
面201、パターンマスク202、出力面203の構造
を示したものである。(a)は入力面201の光源の位
置、(b)はパターンマスク202の構造、(C)は出
力面203の光検出器の位置を示す。入力面201の光
源11.12.21゜22は、等間隔の格子の交点に2
×2の配列で並ぶように2次元的に配置されている。パ
ターンマスク202は、入力面201の光源の数(この
場合、4個)の2乗倍である16個の分解点(パターン
)aa、 ab、 ba、 bb、 ac。
FIG. 10 shows the structures of the input surface 201, pattern mask 202, and output surface 203 of FIG. 9 for 2×2 input data. (a) shows the position of the light source on the input surface 201, (b) shows the structure of the pattern mask 202, and (C) shows the position of the photodetector on the output surface 203. The light sources 11, 12, 21° 22 on the input surface 201 are located at the intersections of equally spaced grids.
They are arranged two-dimensionally in a ×2 array. The pattern mask 202 has 16 decomposition points (patterns) aa, ab, ba, bb, ac, which is the square of the number of light sources on the input surface 201 (four in this case).

ad、 be、 bd、 ca、 cb、 da、 d
b、 cc、 cd、 dc、 ddを有している。
ad, be, bd, ca, cb, da, d
It has b, cc, cd, dc, and dd.

出力面203は、入力面201の光源の個数と同数の分
解点(検出器)AA、 AB、 BA、 BBを有して
いる。
The output surface 203 has the same number of decomposition points (detectors) AA, AB, BA, BB as the number of light sources on the input surface 201.

この時、11.12.21.22から出射した光が、そ
れぞれAA、 AB、 BA、 BBに集光するように
、ホログラム204を製作する。ホログラムに入射した
光は4つに分離し、それぞれパターンaa、 ab、 
ba、 bbに入射する。従って、パターンマスクの透
過率を変化させれば、2×2の入力データを並列、独立
に2X2の出刃先へスイッチングできる。第2表に、入
力と出力の関係を決めるパターンマスクの開口位置を示
す。
At this time, the hologram 204 is manufactured so that the light emitted from 11.12.21.22 is focused on AA, AB, BA, and BB, respectively. The light incident on the hologram is separated into four parts, each with patterns aa, ab,
enters ba and bb. Therefore, by changing the transmittance of the pattern mask, 2×2 input data can be switched in parallel and independently to the 2×2 cutting edge. Table 2 shows the opening positions of the pattern mask that determine the relationship between input and output.

第2表 以上、入力データが2×2の場合について述べたが、例
えば4X4の場合には、入力面201は4×4個の光源
を、パターンマスク202は16X16個のパターンを
、出力面203は4×4個の光検出器を有し、ホログラ
ム204によって、入力面の光源と出力面の光検出器が
それぞれ1対16に対応している。一般に、入力データ
がnXnの場合には、パターンの数は少くともn2X 
n2、出力面の光検出器の数はnXnであれば、本発明
の光スイッチを実現できる。
In Table 2 and above, we have described the case where the input data is 2 x 2. For example, in the case of 4 x 4, the input surface 201 has 4 x 4 light sources, the pattern mask 202 has 16 x 16 patterns, and the output surface 203 has 4×4 photodetectors, and the light source on the input surface and the photodetector on the output surface correspond to 1:16, respectively, by the hologram 204. Generally, if the input data is nXn, the number of patterns is at least n2X
If n2 and the number of photodetectors on the output surface is nXn, the optical switch of the present invention can be realized.

これらに面発光双安定半導体レーザなどの光メーモリを
直列に接続し、演算、スイッチングしたデータを一部ラ
ッチすることができる構成になっている。さらに、ラッ
チしたデータは、再び光演算装置に帰還され、所望の演
算を繰り返すことができる。所望の結果が得られた時点
で、演算結果が出力される。光演算装置の演算の種類お
よび光スイッチのスイッチング先のアドレスは高速に変
化させることができ繰り返し演算することによって、デ
ータフローマシンや画像処理装置を実現できる。
An optical memory such as a surface-emitting bistable semiconductor laser is connected in series to these, and a portion of the calculated and switched data can be latched. Furthermore, the latched data is fed back to the optical arithmetic device again, allowing the desired arithmetic operation to be repeated. The calculation result is output when the desired result is obtained. The type of calculation of the optical calculation device and the switching address of the optical switch can be changed at high speed, and by performing calculations repeatedly, a data flow machine or an image processing device can be realized.

(実施例) 第1図は本発明の光計算機の一実施例を示す斜視メーテ
ィングレンズアレイ8によってコリメートされた後、光
スイッチ5によって処理され、光メモリ6にラッチされ
ているデータと並列に演算するため光演算装置9に入射
する。光演算装置と光スイッチについての詳細は後述す
る。演算結果は光スイッチ10によってスイッチングさ
れ、光メモリ11にラッチされる。ラッチされたデータ
の一部は隣接するセルのデータと光演算装置1によって
演算され、光スイッチ2、光メモリ3で処理される。ま
た、ラッチされたデータの一部は、隣接するセルに送ら
れて処理される。
(Embodiment) FIG. 1 shows an embodiment of the optical computer of the present invention. After being collimated by a perspective metering lens array 8, the data is processed by an optical switch 5 and calculated in parallel with data latched in an optical memory 6. In order to do this, the light enters the optical calculation device 9. Details of the optical processing device and the optical switch will be described later. The calculation result is switched by the optical switch 10 and latched in the optical memory 11. A part of the latched data is calculated by the optical calculation device 1 with the data of the adjacent cell, and processed by the optical switch 2 and the optical memory 3. Also, some of the latched data is sent to adjacent cells for processing.

第2図は光源部および光演算部の実施例を示す斜視図で
ある。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11.12を点滅させ。
FIG. 2 is a perspective view showing an embodiment of the light source section and the optical calculation section. For example, array light sources 11 and 12 made up of light sources capable of high-speed modulation such as LEDs are blinked.

る入力データは、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18.19によって制御される
。アレイ状光源11.12から出射した光束はレンズア
レイ13.14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−光変調器枦を透過する
。制御装置20によって空間光変調器の開口を論理演算
の種類によって定められた位置に置くことにより1、所
望の演算を実行できる。空間光変調器を透過した光は、
洞見ば2次元CCDなどのディテクタアレイ17によっ
て受光され、ん0コンバータ21によりデジタル化して
2値化する。
The input data is controlled by a drive device 18, 19 consisting of a circuit that applies a voltage to each light source. The light flux emitted from the array light source 11.12 is collimated by the lens array 13.14. These plurality of collimated lights are transmitted through the half-mirror light modulator frame. By placing the aperture of the spatial light modulator at a position determined by the type of logic operation using the control device 20, a desired operation can be executed. The light transmitted through the spatial light modulator is
The light is received by a detector array 17 such as a two-dimensional CCD, and is digitized and binarized by a zero converter 21.

第3図は、光スイッチの一実施例を示す斜視図である。FIG. 3 is a perspective view showing an embodiment of the optical switch.

本実施例では、入力面、パターンマスク、出力面の構成
が、第10図に示したものに相当している。したがって
、対応する要素には第10図と同一の符号を用いる。
In this embodiment, the configurations of the input surface, pattern mask, and output surface correspond to those shown in FIG. 10. Therefore, the same reference numerals as in FIG. 10 are used for corresponding elements.

この光スイッチは、等間隔の格子の交点に配置された2
×2個の例えば半導体レーザである高速変調可能な発散
光源から構成されるアレイ状光源31と、それぞれの発
散光源に電圧を印加する回路より構成され、発散光源を
点滅させる入力データを制御する駆動装置34と、アレ
イ状光源1から出射した光を4個のディテクタに分岐す
るアレイ状ホログラムと、ホログラムで分岐された発散
光を透過する4×4個の分解点を有する例えば液晶TV
などの空間光変調器32と、出射光が所望の出力光へ分
岐するように、°空間光変調器32の開口の位置を制御
する制御装置35と、空間光変調器32を透過した光を
集光する例えば4X4個の次元CODなどのディテクタ
アレイ33と、ディテクタアレイ33の出力を2値化し
て出力するしきい素子ここでは例えばんっコンバータ3
6とから構成されている。
This optical switch consists of two
An array light source 31 consisting of two diverging light sources that can be modulated at high speed, such as semiconductor lasers, and a circuit that applies voltage to each diverging light source, and a drive that controls input data to blink the diverging light sources. For example, a liquid crystal TV having a device 34, an array hologram that branches the light emitted from the array light source 1 into four detectors, and 4×4 decomposition points that transmit the divergent light branched by the hologram.
A spatial light modulator 32 such as the above, a control device 35 that controls the position of the aperture of the spatial light modulator 32 so that the emitted light is branched into a desired output light, and a control device 35 that controls the position of the aperture of the spatial light modulator 32, A detector array 33 such as a 4×4 dimensional COD that collects light, and a threshold element that binarizes and outputs the output of the detector array 33. Here, for example, a converter 3
It consists of 6.

次に、この光分岐装置の動作を、光源11がらの光が空
間光変調器32のパターンbbを通り検出器BBへ分岐
される場合について説明する。駆動装置4によりアレイ
状光源1の光源11を点灯させる。光源11から出射し
た光は、アレイ状ホログラムのホログラムIIに入射す
る。この時、入射光は4つに分離され、パターンaa、
 ab、 ba、 bbに入射する。制御装置35によ
って、出射光がディテクタアレイ33の所望の出力光B
Bへ分岐するように、パターンaa、 ab、 baの
振幅透過率をo、 bbの透過率を1にする。パターン
bbを透過した光は、ディテクタアレイ3の光検出器B
Bによって受光され、しきい素子36により2値化され
る。
Next, the operation of this optical branching device will be described in the case where the light from the light source 11 passes through the pattern bb of the spatial light modulator 32 and is branched to the detector BB. The light source 11 of the array light source 1 is turned on by the driving device 4. The light emitted from the light source 11 enters the hologram II of the arrayed hologram. At this time, the incident light is separated into four parts, patterns aa,
enters ab, ba, and bb. The control device 35 controls the output light to match the desired output light B of the detector array 33.
In order to branch to B, the amplitude transmittance of patterns aa, ab, and ba is set to o, and the transmittance of pattern bb is set to 1. The light transmitted through pattern bb is transmitted to photodetector B of detector array 3.
The light is received by B, and is binarized by the threshold element 36.

光メモリは、例えば面発光双安定レーザをアレイ状に配
置したもので、外部入力光の有無によって、一定時間デ
ータを保持できる。
An optical memory is, for example, a surface-emitting bistable laser arranged in an array, and can hold data for a certain period of time depending on the presence or absence of external input light.

第11図は、この光計算機を用いて、第12図に示す半
加算器を光学的に実現した一例である。光演算装置40
1によって、入力Aの反転信号Aが作られる。この信号
は光演算装置403に入力され、一方、光演算装置40
1の他方の出力Aは光演算装置402に入力され、信号
Bとの間で演算を行う。入力Bは光メモリ405によっ
て信号Aとの間の同期をとった後に光演算装置402に
入力される。ここで信号Bの反転信号Bをおよび信号A
と信号BのNOR信号AUBが作られ信号Bの反転信号
は光演算装置403に入力され、信号AUBは光メモリ
406によって同期をとった後に光演算装置404に入
力される。光演算装置403によって信号Aと信号Bの
NOR信号AnBが作られ、一方は出力C(キャリ)と
なり、他方は光演算装置404に入力され、(S、号A
UBとの間のAND演算を行って出力S(和)となる。
FIG. 11 shows an example of optically realizing the half adder shown in FIG. 12 using this optical computer. Optical calculation device 40
1 creates the inverted signal A of input A. This signal is input to the optical calculation device 403, while the optical calculation device 40
The other output A of 1 is input to the optical arithmetic unit 402, and an arithmetic operation is performed between it and the signal B. Input B is synchronized with signal A by optical memory 405 and then input to optical arithmetic unit 402 . Here, the inverted signal B of signal B and the signal A
A NOR signal AUB of signal B and signal B is generated, and an inverted signal of signal B is input to optical arithmetic unit 403. Signal AUB is synchronized by optical memory 406 and then input to optical arithmetic unit 404. A NOR signal AnB of the signal A and the signal B is created by the optical calculation device 403, one becomes the output C (carry), and the other is input to the optical calculation device 404, and the signal (S, signal A
An AND operation with UB is performed to obtain the output S (sum).

これらの出力CおよびSは、ディテクタなどの光観測部
により、電気信号に変換される。もしくは、光信号のま
ま次の演算装置の入力となる。光演算装置40fは第1
2図のインバータ502、光演算装置402はNORゲ
ート501およびインバー、夕503、光演算装置40
3は、NORゲート504、光演算装置404はAND
ゲート505に相当する。
These outputs C and S are converted into electrical signals by an optical observation unit such as a detector. Alternatively, the optical signal remains as an input to the next arithmetic unit. The optical calculation device 40f is the first
The inverter 502 and optical operation device 402 in FIG.
3 is a NOR gate 504, and an optical operation device 404 is an AND
This corresponds to gate 505.

以上のように、電気的に構成できる回路は、この光計算
機によって容易に作ることができ、さらに、電気的に難
しい超並列演算を簡単に実現できる。
As described above, electrically configurable circuits can be easily created using this optical computer, and furthermore, electrically difficult massively parallel operations can be easily realized.

(発明の効果) 以上詳述したように、本発明の光計算機を用い第1図は
、この発明の光計算機の実施例を示す斜視図、第2図は
光演算装置の実施例を示す斜視図、第3図は光スイッチ
の実施例を示す斜視図、第4図は光計算機の原理を示す
概念図、第5図は、光演算装置の入力データと入力面の
関係を示す図、第6図は光演算法の原理を示す図、第7
図は(a)〜(e)は光演算装置の出カバターンを示す
図、第8図は(a)〜(e)はマスクパターンを示す図
、第9図は光スイッチ、第10図(a)〜(C)は、入
力面、パターンマスク、出力面を示す図である。
(Effects of the Invention) As described above in detail, using the optical computer of the present invention, FIG. 1 is a perspective view showing an embodiment of the optical computer of the invention, and FIG. 2 is a perspective view showing an embodiment of the optical computing device. 3 is a perspective view showing an embodiment of an optical switch, FIG. 4 is a conceptual diagram showing the principle of an optical computer, and FIG. 5 is a diagram showing the relationship between input data and an input surface of an optical calculation device. Figure 6 shows the principle of optical calculation method, Figure 7
In the figures, (a) to (e) are diagrams showing the output pattern of the optical processing device, Figure 8 (a) to (e) are diagrams showing the mask pattern, Figure 9 is the optical switch, and Figure 10 (a) ) to (C) are diagrams showing an input surface, a pattern mask, and an output surface.

第11図は半加算器を実現する光回路を示す図、第12
図は半加算器の回路図である′。
Figure 11 is a diagram showing an optical circuit realizing a half adder;
The figure is a circuit diagram of a half adder.

図において 1、9.51・・・光演算装置  2.5.10.52
・・・光スイッチ3、6.11・・・光メモリ   4
・・・ハーフミラ−701,アレイ状光源 8・・・コリメーティングレンズアレイ11、12・・
・アレイ状光源 ’13.14・・ルンズアレイ15・
・・ハーフミラ−16・・・空間光変調器17・・・デ
ィテクタアレイ 18.19・・・駆動装置20・・・
制御装置     21・・−A/Dコンバータ31・
・・アレイ状光源   32・・・空間光変調器33・
・・ディテクタアレイ 34・・・駆動装置35・・・
制御装置     36・・・しきい素子37・・・ア
レイ状ホログラム
In the figure, 1, 9.51... Optical calculation device 2.5.10.52
... Optical switch 3, 6.11 ... Optical memory 4
...Half mirror 701, array light source 8...Collimating lens array 11, 12...
・Array light source '13.14...Luns array 15・
...Half mirror 16...Spatial light modulator 17...Detector array 18.19...Drive device 20...
Control device 21...-A/D converter 31...
...Array light source 32...Spatial light modulator 33.
...Detector array 34...Drive device 35...
Control device 36... Threshold element 37... Array hologram

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 面状に配置した複数の光源から形成される発光面と複数
の入力信号によって前記光源を発光せしめる複数の光源
駆動手段とから構成される光源部と、前記発光面から出
射した光の透過率を変化させて光学的に演算を行う光演
算装置と前記光演算装置から出射した複数の光束を並列
同時にスイッチングする光スイッチと前記光スイッチを
制御する光スイッチ制御手段と前記光スイッチから出射
した複数の光束を並列に2値化する光しきい手段と、前
記光しきい手段から出射した2値の光信号を記憶せしめ
る光メモリと前記光メモリを制御する光メモリ制御手段
とから構成される光演算部と、前記光演算部から出射し
た光の強度を観測する光観測部を有し、前記光源部、前
記光演算部、前記光観測部を複数個有し、隣接する光演
算部の光演算装置間で演算を実行できるように配置せし
めることを特徴とする光計算機。
A light source section comprising a light emitting surface formed from a plurality of light sources arranged in a planar manner and a plurality of light source driving means for causing the light sources to emit light in response to a plurality of input signals; an optical arithmetic device that optically performs calculations by changing the light flux; an optical switch that simultaneously switches a plurality of light beams emitted from the optical arithmetic device in parallel; an optical switch control means that controls the optical switch; and a plurality of light beams emitted from the optical switch. an optical calculation section comprising an optical threshold means for binarizing the luminous flux in parallel, an optical memory for storing the binary optical signal emitted from the optical threshold means, and an optical memory control means for controlling the optical memory; It has a light observation section that observes the intensity of the light emitted from the light operation section, and has a plurality of the light source section, the light operation section, and the light observation section, and has a plurality of light operation devices of adjacent light operation sections. An optical computer characterized by being arranged so as to be able to perform calculations.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US5327274A (en) * 1991-08-13 1994-07-05 Sharp Kabushiki Kaisha Optical calculating apparatus
US6047793A (en) * 1996-03-19 2000-04-11 Komatsu Ltd. Device for detecting abrasion of brake for vehicle

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JPS61179424A (en) * 1984-12-28 1986-08-12 Nec Corp Parallel optical operator

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