JPH0285831A - Parallel light arithmetic unit - Google Patents

Parallel light arithmetic unit

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JPH0285831A
JPH0285831A JP23810988A JP23810988A JPH0285831A JP H0285831 A JPH0285831 A JP H0285831A JP 23810988 A JP23810988 A JP 23810988A JP 23810988 A JP23810988 A JP 23810988A JP H0285831 A JPH0285831 A JP H0285831A
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JP
Japan
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liquid crystal
data
program
light
crystal panel
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Application number
JP23810988A
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Japanese (ja)
Inventor
Seiji Fukushima
誠治 福島
Takashi Kurokawa
隆志 黒川
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Nippon Telegraph and Telephone Corp
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To execute high speed processing by laminating a data liquid crystal panel and a program liquid crystal panel whose optical property is switched by an applied electric signal in the advance direction of a beam light and executing simultaneously the processings of plural pieces of data. CONSTITUTION:From an electronic control part 5a, an electric signal corresponding to program data and input data is outputted, and supplied to each transparent electrode of program liquid crystal panels 17a - 17c and data liquid crystal panels 16a, 16b of a liquid crystal arithmetic part 1a. The optical property of these liquid crystal panels is switched by the inputted electric signal, and as a result, plural light beams from a light source part 2a are allowed to transmit or cut off. Subsequently, the light beam which transmits through is made incident on a photoelectric converting part 3, converted to an electric signal by a CCD sensor array 31, and this electric signal is inputted to the electronic control part 5a and a large capacity memory 8 as a result of operation. In such a way, since the processings of plural pieces of data are executed simultaneously against array data of a large capacity, high speed processing can be executed.

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 この発明は、画像のような配列データを、それぞれの演
算素子毎に並列に光を用いて演算処理できるようにした
並列光演算装置に関するものである。
[Detailed Description of the Invention] "Industrial Application Field" This invention relates to a parallel optical arithmetic device that is capable of processing array data such as images in parallel using light for each arithmetic element. It is.

「従来の技術」 従来、電子計算機における配列データ処理では、配列デ
ータは!データずつ時系列に処理される。
"Conventional technology" Conventionally, in array data processing in electronic computers, array data is... Data is processed in chronological order.

すなわち、まず、大容量メモリー内に記憶された配列デ
ータの中の1組のデータが、プロセッサからアクセスさ
れ、データバスを経由して読み出される。そして、この
データは、プロセッサ内でプログラムに従って処理され
た後、再度データバスを経由して大容量メモリーに書き
込まれる。このようにして、1組のデータに関する処理
が行われ、この処理が配列データの全組に対して実施さ
れることを以て、配列処理が完了する。このような方法
においては、電子計算機における処理回数は配列データ
数と比例して大きくなり、それに伴って全処理時間が増
大する。多次元のシミュレーションや画像処理において
は、1個から100個程変のCPU(中央処理装置)、
あるいはレジスタを使用して、必要な回数だけ上記処理
を繰り返して演算を行っている。
That is, first, one set of data in the array data stored in the mass memory is accessed by the processor and read out via the data bus. After this data is processed within the processor according to the program, it is written to the large-capacity memory again via the data bus. In this way, processing is performed on one set of data, and when this processing is performed on all sets of array data, the array processing is completed. In such a method, the number of times the computer processes the data increases in proportion to the number of array data, and the total processing time increases accordingly. In multidimensional simulation and image processing, CPUs (central processing units), which vary from 1 to 100, are used.
Alternatively, registers are used to perform calculations by repeating the above process as many times as necessary.

「発明が解決しようとする課題」 ところで、上述した従来の演算装置においては、次のよ
うな欠点があった。
"Problem to be Solved by the Invention" By the way, the above-mentioned conventional arithmetic device has the following drawbacks.

(1)処理されるデータの記憶装置からの取り込み、演
算、演算結果の記憶装置への書き込み処理が、時系列に
行われるので、配列のデータ数が増加すると、処理に必
要な時間はデータ数に比例して長くなる。従って、大容
量のデータの演算を行う場合、所要時間は膨大なものと
なる。
(1) The process of importing the data to be processed from the storage device, performing calculations, and writing the calculation results to the storage device is performed in chronological order, so as the number of data in the array increases, the time required for processing increases depending on the number of data. becomes longer in proportion to Therefore, when calculating a large amount of data, the time required is enormous.

(2)上記問題(1)の対策として、半導体LS I(
大規模集積回路)によるプロセッサを複数段たり、ある
いはプロセッサ内の演算用のレジスタを複数段たりする
ことによって、処理の高速化が図られているが、配線な
どの実装上の問題により、従来の電子回路の技術ではそ
の数の限界は低い。
(2) As a countermeasure for the above problem (1), semiconductor LSI (
Processing speed has been increased by using multiple stages of processors (large-scale integrated circuits) or multiple stages of registers for arithmetic operations within the processor, but due to implementation issues such as wiring, conventional In electronic circuit technology, the limit is low.

(3)半導体LSIのプロセッサと記憶装置は、双方向
の通信を行うデータバスで接続されているため、半導体
LSIのプロセッサと記憶装置の時間的な利用率が低く
、処理の効率が悪い。
(3) Since the semiconductor LSI processor and storage device are connected by a data bus that performs bidirectional communication, the time utilization rate of the semiconductor LSI processor and storage device is low, resulting in poor processing efficiency.

本発明は、このような背景の下になされたしので、大容
量の配列データに対して、複数個のデータの処理を同時
に行うことにより、高速な処理が可能で、かつ構成が簡
単な並列光演算装置を提供することを目的とする。
The present invention was made against this background, and therefore enables high-speed processing and easy-to-configure parallel processing by simultaneously processing multiple pieces of data for a large amount of array data. The purpose of the present invention is to provide an optical processing device.

「課題を解決するための手段」 この発明は、複数のデジタルデータを光学的手段により
並列に処理する並列光演算装置において、光源およびレ
ンズ系からなり、1回の処理で並列に実行する演算の数
と対応する複数のビーム光を発する光源部と、 前記複数のビーム光の進行経路に配置された液晶演算部
であって、 偏光板と、 2枚のガラス基板間に液晶材料が封入され、かつ、該ガ
ラス基板には該複数のビーム光の通過位置と対応して透
明電極が形成され、 ■入射ビーム光の中の特定の偏光成分のみを透過する性
質、あるいは、 ■入射ビーム光の偏光面を回転して透過する性質 といった光学的性質が、該透明電極に印加される電気信
号によって切り換えられるデータ液晶パネルおよびプロ
グラム液晶パネルと を該ビーム光の進行方向に積層してなる液晶演算部と、 前記光源部から放たれた各ビーム光が前記液晶演算部を
通過して出力された場合に、これを検出する検出手段と
、 複数の人力データと対応する電気信号を前記データ液晶
パネルの透明電極に供給すると共に、これらの入力デー
タに作用させる演算子を指定するプログラムデータを電
気信号に変換して前記プログラム液晶パネルの透明電極
に供給する電子制御部と を具備することを特徴としている。
"Means for Solving the Problems" The present invention provides a parallel optical arithmetic device that processes a plurality of digital data in parallel using optical means. a light source unit that emits a plurality of light beams corresponding to the number of light beams; a liquid crystal operation unit disposed in a traveling path of the plurality of light beams, the liquid crystal material being sealed between a polarizing plate and two glass substrates; In addition, transparent electrodes are formed on the glass substrate corresponding to the passage positions of the plurality of light beams, and have the property of (1) transmitting only a specific polarized component of the incident beam, or (2) polarization of the incident beam. A liquid crystal operation section comprising a data liquid crystal panel and a program liquid crystal panel, whose optical properties such as the property of transmitting the light by rotating the surface thereof, are switched by an electric signal applied to the transparent electrodes, stacked in the direction in which the beam light travels. , detection means for detecting each beam light emitted from the light source section when it passes through the liquid crystal calculation section and is output; The present invention is characterized by comprising an electronic control unit that converts program data specifying an operator to be applied to the input data into an electrical signal and supplies the electrical signal to the transparent electrode of the program liquid crystal panel.

「作用」 電子制御部から、プログラムデータおよび入力データに
対応する電気信号か出力され、これらが液晶演算部のプ
ログラム液晶パネルおよびデータ液晶パネルの透明電極
に供給される。そして、これら液晶パネルの光学的性質
が該電気信号によって切り換えられろ。この結果、光源
部から発せられた複数のビーム光の各々は、これらと対
応して供給された入力データおよびプログラムデータの
組み合わせによって、透過あるいは遮断される。
"Operation" The electronic control section outputs electrical signals corresponding to the program data and input data, and these are supplied to the transparent electrodes of the program liquid crystal panel and the data liquid crystal panel of the liquid crystal operation section. The optical properties of these liquid crystal panels are then switched by the electrical signals. As a result, each of the plurality of light beams emitted from the light source section is transmitted or blocked depending on the combination of input data and program data supplied correspondingly.

そして、検出手段によって、液晶演算部からの透過ビー
ム光の有無が検出され、演算結果が求められる。ここで
、各液晶パネルの透明電極は光源部から供給される複数
のビーム光に対応して設けられており、各透明電極毎に
独立した電気信号を供給することができる。従って、各
ビーム光と対応する透明電極にデータデ5よびプログラ
ムに応じた電気信号を供給すると共に、各ビーム光の透
過/遮断を判定することにより、複数の演算を同時に並
行して実施することができる。
Then, the detection means detects the presence or absence of the transmitted beam light from the liquid crystal calculation unit, and obtains the calculation result. Here, the transparent electrodes of each liquid crystal panel are provided corresponding to a plurality of beams of light supplied from the light source section, and an independent electrical signal can be supplied to each transparent electrode. Therefore, by supplying electrical signals according to the data data 5 and the program to the transparent electrodes corresponding to each beam light, and determining whether each beam light is transmitted/blocked, multiple calculations can be performed simultaneously in parallel. can.

「実施例」 以下、図面を参照して本発明の詳細な説明する。"Example" Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

実施例1 第1図は本発明の第1の実施例による並列光演算装置の
構成図である。第1図においてlaは液晶演算部であり
、データ液晶パネル16aおよび16b、プログラム液
晶パネル17a〜17cを存する。この液晶演算部1a
については、後でさらに詳述する。2aは光源部であり
、レーザーダイオード21と、レンズ22a、および2
2a、とからなる。ここで、レーザーダイオード21か
ら放たれた光線はレンズ22a、および22a、−によ
って平行ビーム光となり、液晶演算部1aに入射するよ
うになっている。なお、光源としては、レーザーダイオ
ードの他、大出力発光ダイオードを使用してら良い。3
は光電変換部であり、レンズ22bとC0D(電荷結合
素子)センサアレイ31とからなる。4aは国体であり
、光源部2a、液晶演算部laおよび光電変換部3が搭
載されろ。5aは電子制御部である。また、8は大容量
メモリーである。
Embodiment 1 FIG. 1 is a block diagram of a parallel optical arithmetic device according to a first embodiment of the present invention. In FIG. 1, la is a liquid crystal calculation section, which includes data liquid crystal panels 16a and 16b and program liquid crystal panels 17a to 17c. This liquid crystal calculation section 1a
This will be explained in more detail later. 2a is a light source section, which includes a laser diode 21, a lens 22a, and 2a.
2a, and consists of. Here, the light beam emitted from the laser diode 21 is turned into a parallel beam by the lenses 22a and 22a, -, and is made to enter the liquid crystal calculation section 1a. In addition to the laser diode, a high output light emitting diode may be used as the light source. 3
is a photoelectric conversion section, which is composed of a lens 22b and a C0D (charge coupled device) sensor array 31. 4a is a national polity, on which a light source section 2a, a liquid crystal calculation section la, and a photoelectric conversion section 3 are mounted. 5a is an electronic control section. Further, 8 is a large capacity memory.

大容量メモリー8と電子制御部5aとの間のデータの入
出力はメモリーバス9を介して行われる。
Data input/output between the large-capacity memory 8 and the electronic control section 5a is performed via a memory bus 9.

また、電子制御部5aから出力されるデータ信号DI、
D2とプログラム信1号P1〜P3は、各々データバス
7aおよびプログラムバス6を介して、データ液晶パネ
ル16aS 16bおよびプログラム液晶パネル17a
=17cに供給される。また、CODセンサ31におけ
る出力信号はデータバス71〕を介して電子制御部5a
に取り込まれろようになっている。
Further, the data signal DI output from the electronic control unit 5a,
D2 and program signals P1 to P3 are sent to data liquid crystal panels 16aS to 16b and program liquid crystal panel 17a via data bus 7a and program bus 6, respectively.
=17c. Further, the output signal from the COD sensor 31 is transmitted to the electronic control unit 5a via the data bus 71.
It's about to be taken in by

第2図は、液晶演算部1aの詳細図である。同図におい
て、llaおよびIlbは偏光板である。
FIG. 2 is a detailed diagram of the liquid crystal calculation section 1a. In the figure, lla and Ilb are polarizing plates.

ここで、偏光板11aおよびllbの偏光面は、図中、
矢印で示したように、Ilaにあってはp偏光、またz
bにあってはS偏光となっている。12a〜+2dは強
誘電性液晶層、13はゲストホスト液晶層、14a〜1
4fはガラス基板、15a−15jは透明電極である。
Here, the polarization planes of the polarizing plates 11a and llb are as shown in the figure.
As shown by the arrow, Ila has p-polarized light, and z
In b, the light is S polarized. 12a to +2d are ferroelectric liquid crystal layers, 13 is a guest host liquid crystal layer, 14a to 1
4f is a glass substrate, and 15a-15j are transparent electrodes.

ここで、強誘電性液晶層12a−12dに隣接するガラ
ス基板は、右上から左下にかけてガラス基板の端より2
2.5度の方向(図中、2本線)へラビング処理されて
いる。また、ゲストホスト液晶層13を封入しているガ
ラス基板14c、14dは、どちらも上下方向にラビン
グ処理されている。
Here, the glass substrates adjacent to the ferroelectric liquid crystal layers 12a to 12d are separated from the edge of the glass substrate from the upper right to the lower left.
Rubbing processing is performed in the direction of 2.5 degrees (two lines in the figure). Further, both of the glass substrates 14c and 14d enclosing the guest-host liquid crystal layer 13 are subjected to a rubbing treatment in the vertical direction.

透明電極の内、15a、l 5c、I 5e、15g、
151は水平方向のストライブ状に形成され、また、1
5b、I 5d、I 5r、15h、15jは垂直方向
のストライプ状に形成されており、水平方向の電極と垂
直方向の電極とでマトリックス電極が構成されている。
Among the transparent electrodes, 15a, 15c, 15e, 15g,
151 is formed in a horizontal stripe shape, and 1
5b, I5d, I5r, 15h, and 15j are formed in a vertical stripe shape, and a matrix electrode is constituted by a horizontal electrode and a vertical electrode.

また、各液晶パネル16a% t6b、t7a〜17c
において、水平方向の電極と垂直方向の電極との交差部
は各々1つの画素を構成している。そして、水平方向電
極と垂直方向電極に所定の極性で電圧を印加することに
より、画電極の交差部の画素に信号“l”あるいは“0
”が書き込まれる。また、各液晶パネルの画素の内、光
源部2aから入射される1本のビーム光の進行経路上に
並ぶ一連の画素によって、lっの演算器が構成される。
In addition, each liquid crystal panel 16a% t6b, t7a to 17c
, each intersection of a horizontal electrode and a vertical electrode constitutes one pixel. By applying a voltage with a predetermined polarity to the horizontal electrode and the vertical electrode, a signal "l" or "0" is applied to the pixel at the intersection of the picture electrodes.
” is written. Also, among the pixels of each liquid crystal panel, a series of pixels lined up on the travel path of one beam of light incident from the light source section 2a constitute one arithmetic unit.

すなわち、この液晶演算部1aは、液晶パネル1枚当た
りの画素数と対応した数の演算器を有する。
That is, this liquid crystal calculation section 1a has a number of calculation units corresponding to the number of pixels per liquid crystal panel.

さて、ここで、液晶演算部1aの動作原理について説明
する。まず、この液晶演算部1aの動作原理は、従来の
演算概念を変革することによって得られる全く新しい演
算概念に基づいているので、そのことについて説明する
。従来の演算概念によれば、例えば論理積演算の場合、
「データA、 Bに論理積演算子ANDを作用させると
論理積演算結果Cが得られる」といった具合に演算子は
データに作用ずろ関係にある。従来の電子回路による論
理演算回路の動作は、この演算概念と整合するものであ
り、人力データA、Hの状態によって回路を構成する各
トランジスタがON10 F F切り換えられ、入力状
態と対応した出力信号が得られるものである。しかしな
がら、上記論理積演算において、データASBら演算子
ANDも、共に演算結果Cを左右するという点で、同格
に扱うことら可能なはずである。従って、この立場から
、「データと演算子との組み合わせによって演算結果が
決定される」という新しい演算概念が導かれる。
Now, the operating principle of the liquid crystal calculation section 1a will be explained. First, the operating principle of this liquid crystal calculation section 1a is based on a completely new calculation concept obtained by changing the conventional calculation concept, so this will be explained. According to the conventional concept of operation, for example, in the case of logical product operation,
Operators have an operation/sequence relationship on data, such as ``If the logical product operator AND is applied to data A and B, a logical product operation result C is obtained.'' The operation of a logic operation circuit using a conventional electronic circuit is consistent with this operation concept, and each transistor constituting the circuit is switched ON10FF depending on the state of human data A and H, and an output signal corresponding to the input state is generated. is obtained. However, in the above-mentioned logical product operation, it should be possible to treat the data ASB and the operator AND in the same way in that they both influence the operation result C. Therefore, from this standpoint, a new concept of computation is derived in which "the computation result is determined by the combination of data and operators."

本願発明における液晶演算部1aは、この新しい演算概
念に立脚した演算原理によって動作するものである。そ
して、その動作原理の概要は、入力データによって液晶
パネルの画素の光学的性質を切り換えると共に、適用す
る演算子の種類によって別の液晶パネルの画素の光学的
性質を切り換え、これらの画素をビーム光が透過する否
かを検出することによって演算結果を得るものであり、
このようにすることで、データと演算子との組み合わせ
に対応した演算結果が得られる演算器を実現している。
The liquid crystal calculation section 1a according to the present invention operates on a calculation principle based on this new calculation concept. The outline of its operating principle is that the optical properties of the pixels of the liquid crystal panel are switched depending on the input data, and the optical properties of the pixels of another liquid crystal panel are switched depending on the type of operator applied, and these pixels are connected to the beam of light. The calculation result is obtained by detecting whether or not the
By doing so, an arithmetic unit that can obtain an arithmetic result corresponding to a combination of data and an operator is realized.

次に、この並列光演算装置の動作を説明する。Next, the operation of this parallel optical arithmetic device will be explained.

大容量メモリー8に記憶されている1組2ビツトからな
る複数組のデジタルデータは、電子制御部5aによって
読み出され、各組、第1ピツトはデータ信号DIとして
、第2ビツトはデータ信号D2として、メモリーバス9
とデータバス7aを介してデータ液晶パネル16a、1
6bへ書き込まれる。各組のデータに対する演算を決定
するプログラムは、プログラム信号PI−P3としてプ
ログラムバス6を介してプログラム液晶パネル17a〜
17cへ書き込まれる。
A plurality of sets of digital data each consisting of 2 bits stored in the large capacity memory 8 are read out by the electronic control unit 5a, and the first pit of each set is used as the data signal DI, and the second bit is used as the data signal D2. As, memory bus 9
and the data liquid crystal panels 16a, 1 via the data bus 7a.
6b. A program that determines an operation for each set of data is transmitted via the program bus 6 as a program signal PI-P3 to the program liquid crystal panels 17a to 17a.
17c.

光源部2aから出力された各ビーム光は、液晶演算部1
aにおいて、データ信号D1、p2およびプログラム信
号P1〜P3の組み合わせによって透過あるいは遮断さ
れる。そして、液晶演算部1aを透過して出力される平
行ビーム光は、光電変換部3に入射すると、レンズ22
bで屈折され、CODセンサアレイ31上で結像する。
Each beam of light output from the light source section 2a is sent to the liquid crystal calculation section 1.
At point a, it is transmitted or blocked depending on the combination of data signals D1, p2 and program signals P1 to P3. When the parallel beam of light transmitted through the liquid crystal calculation section 1a and outputted enters the photoelectric conversion section 3, it enters the lens 22.
b, and an image is formed on the COD sensor array 31.

そして、CCI)センサアレイ31により、電気信号に
変換され、この電気信号が演算結果として、データバス
7b、電子制御部5a、メモリーバス9を介して、大容
量メモリー8に記憶される。
Then, it is converted into an electrical signal by the CCI sensor array 31, and this electrical signal is stored in the large capacity memory 8 via the data bus 7b, electronic control unit 5a, and memory bus 9 as a calculation result.

次に、第2図を用い、液晶演算部1aの動作についてさ
らに詳述する。光源部からの平行ビーム光は、偏光板1
1aによりp偏光成分のみ取り出される。そして、p偏
光成分のみからなる平行ビーム光は、液晶演算部1内に
配置されたプログラム液晶パネル17aの各画素に入射
される。ここで、プログラム液晶パネル17aに入射し
た平行ビーム光は、その画素に信号“1”が書き込まれ
ているときには、その偏光面が90度回転してプログラ
ム液晶パネル17aを透過し、信号“0”が書き込まれ
ているときには、偏光面が保持された状態で透過する。
Next, the operation of the liquid crystal calculation section 1a will be described in further detail using FIG. The parallel beam light from the light source is passed through the polarizing plate 1
Only the p-polarized light component is extracted by 1a. Then, the parallel beam light consisting only of the p-polarized light component is incident on each pixel of the program liquid crystal panel 17a disposed within the liquid crystal calculation section 1. Here, when the parallel beam light incident on the program liquid crystal panel 17a has a signal "1" written in that pixel, its polarization plane is rotated 90 degrees and passes through the program liquid crystal panel 17a, and the signal "0" is transmitted. is written, the light passes through with the plane of polarization maintained.

データ液晶パネル16a、16bおよびプログラム液晶
パネル17cもプログラム液晶パネル17aと同様の構
造であり、同様の動作を行う。
The data liquid crystal panels 16a, 16b and the program liquid crystal panel 17c have the same structure as the program liquid crystal panel 17a, and operate in the same way.

次に、プログラム液晶パネル17bの動作を説明する。Next, the operation of the program liquid crystal panel 17b will be explained.

プログラム液晶パネル+7bにおけるゲストホスト液晶
層13は、ホスト液晶にはネマティック液晶を、ゲスト
材料には可視光全域に吸収をもつ黒色色素が用いられて
いる。従って、プログラム液晶パネル17bの各画素に
おいて、信号“l“が書き込まれている場合は、p波あ
るいはS波いずれのビーム光もプログラム液晶パネル1
7bを透過し、信号“0”が書き込まれている場合は、
p波のみが透過する。
In the guest-host liquid crystal layer 13 in the program liquid crystal panel +7b, a nematic liquid crystal is used as the host liquid crystal, and a black dye having absorption in the entire visible light range is used as the guest material. Therefore, when the signal "l" is written in each pixel of the program liquid crystal panel 17b, either the p-wave or the S-wave beam light is applied to the program liquid crystal panel 17b.
7b and if the signal “0” is written,
Only p-waves are transmitted.

液晶演算部1aでは、以上説明した各液晶パネルの画素
で構成される各演算器毎に、データ信号D!、D2およ
びプログラム信号PI−P3が各々供給され、これらの
信号の組み合わせによって、光源部1aからの各ビーム
光が透過あるいは遮断される。そして、各ビーム光が透
過したかあるいは遮断されたかが、谷演算結果として光
電変換部3によって検出される。
In the liquid crystal calculation unit 1a, data signals D! , D2 and program signals PI-P3 are respectively supplied, and depending on the combination of these signals, each beam of light from the light source section 1a is transmitted or blocked. Then, whether each beam light is transmitted or blocked is detected by the photoelectric conversion unit 3 as a valley calculation result.

第3図は、液晶演算部1aにおける演算過程を示したも
ので、8つの画素位置におけろ演算例が示されている。
FIG. 3 shows the calculation process in the liquid crystal calculation section 1a, and shows examples of calculations at eight pixel positions.

第3図中、横棒(−)はその画素からp偏光波か出力さ
れていることを、縦棒(1)はS偏光波が出力されてい
ることを示す。また、ビーム光が遮断されて出力されな
い場合は斜線表示で示されている。以下、これらの演算
例の中から代表を選び、説明する。
In FIG. 3, a horizontal bar (-) indicates that a p-polarized light wave is output from the pixel, and a vertical bar (1) indicates that an s-polarized light wave is output. Further, cases in which the beam light is blocked and not output are indicated by diagonal lines. Hereinafter, a representative one will be selected from among these calculation examples and explained.

画素位置lの各画素からなる演算器は、プログラム信号
(Pi、P2、P3)として(1,I、l)が供給され
ており、演算子としては排他的論理和か指定されている
。そして、データ信号はDI=0、D2−1が供給され
ている。画素位置lに入射したビーム光は偏光板11a
によって、p偏光され、プログラム液晶パネル17aに
入射する。ここで、プログラム液晶パネル17aにおけ
る画素には信号“I”が書き込まれているので、p偏光
波は偏光面が90度回転され、S偏光波となって、デー
タ液晶パネル16aに供給される。次に、データ液晶パ
ネル16aの画素の信号は“0”であるので、入射した
S偏光波はそのままプログラム液晶パネル17bに供給
される。プログラム液晶パネル17bの画素の信号は“
l”であるので、S偏光波はそのままデータ液晶パネル
16bに供給される。
The arithmetic unit consisting of each pixel at pixel position l is supplied with (1, I, l) as a program signal (Pi, P2, P3), and exclusive OR is specified as the operator. As data signals, DI=0 and D2-1 are supplied. The beam light incident on the pixel position l is polarized by the polarizing plate 11a.
The light is p-polarized and enters the program liquid crystal panel 17a. Here, since the signal "I" is written in the pixels in the program liquid crystal panel 17a, the plane of polarization of the p-polarized light wave is rotated by 90 degrees to become an s-polarized light wave, which is supplied to the data liquid crystal panel 16a. Next, since the pixel signal of the data liquid crystal panel 16a is "0", the incident S-polarized light wave is directly supplied to the program liquid crystal panel 17b. The pixel signal of the program liquid crystal panel 17b is “
1'', the S-polarized light wave is supplied as is to the data liquid crystal panel 16b.

データ液晶パネル16bの画素の信号は“l”なので、
S偏光波は偏光面が回転され、p偏光波となってプログ
ラム液晶パネル17cに供給される。プログラム液晶パ
ネル17cの画素には信号“1”が印加されているので
、さらに偏光面が回転され、S偏光波が出力される。そ
して、このS偏光波は偏光板11bを透過して光電変換
部3によって検出される。二のよう1こして、データD
I=OとD2−1との排他的論理和の演算が行われ、演
算結果“l”が得られる。
Since the pixel signal of the data liquid crystal panel 16b is "l",
The polarization plane of the S-polarized light is rotated, and the polarized light is turned into a p-polarized light and supplied to the program liquid crystal panel 17c. Since the signal "1" is applied to the pixels of the program liquid crystal panel 17c, the plane of polarization is further rotated and an S-polarized wave is output. Then, this S-polarized light wave is transmitted through the polarizing plate 11b and detected by the photoelectric conversion section 3. 2, 1, data D
The exclusive OR operation of I=O and D2-1 is performed, and the operation result "l" is obtained.

次に、画素位置4の各画素からなる演算器は、プログラ
ム信号(P l、P2、P3)として(l、0.0)が
供給されており、演算子としては論理積が指定されてい
る。そして、データはpl−〇、D2=1が供給されて
いる。画素位置4に入射したビーム光は偏光板11aに
よって、p偏光され、プログラム液晶パネル17aに入
射する。ここで、プログラム液晶パネル17aにおけろ
画素には信号“l”が書き込まれているので、p偏光波
はS偏光波となってデータ液晶パネル16aに供給され
る。
Next, the arithmetic unit consisting of each pixel at pixel position 4 is supplied with (l, 0.0) as the program signal (Pl, P2, P3), and AND is specified as the operator. . The data pl-〇 and D2=1 are supplied. The beam light incident on the pixel position 4 is p-polarized by the polarizing plate 11a, and enters the program liquid crystal panel 17a. Here, since the signal "l" is written in the pixel of the program liquid crystal panel 17a, the p-polarized light wave becomes an s-polarized light wave and is supplied to the data liquid crystal panel 16a.

次に、データ液晶パネル16aの画素の信号は“0”で
あるので、入射したS偏光波はそのままプログラム液晶
パネル171)に供給されろ。そして、プログラム液晶
パネル17bの画素の信号は“0“であるので、S偏光
波は遮断され、後段の液晶パネルへはビーム光が供給さ
れない。従って、光電変換部3ではビーム光が検出され
ない。このようにして、データDI=0とD2=1との
論理積の演算が行われ、演算結果“0”が得られる。
Next, since the pixel signal of the data liquid crystal panel 16a is "0", the incident S-polarized light wave is supplied as is to the program liquid crystal panel 171). Since the pixel signal of the program liquid crystal panel 17b is "0", the S-polarized light wave is blocked and no beam light is supplied to the subsequent liquid crystal panel. Therefore, the photoelectric conversion unit 3 does not detect the beam light. In this way, the AND operation of the data DI=0 and D2=1 is performed, and the operation result "0" is obtained.

このようにして、この液晶演算部1aでは、各画素位置
毎に、設定されたプログラムおよびデータによって演算
が行われ、各画素位置における透過光の有無によって、
各演算結果が得られる。また、上記例でも示したように
、プログラム液晶パネル17a=17cに供給するプロ
グラム信号P1〜P3の組み合わせを切り換えることに
よって、データDI、D2に作用させる演算子を切り換
えることができるー。第4図は、この液晶演算部L a
において実現される演算種類およびその演算過程を示し
たものであり、各演算種類毎に、対応するプログラム信
号P1〜P3の組み合わせが示されると共に、データD
I、D2の各組み合わせ毎の各液晶パネルの動作が示さ
れている。同図において、偏光板あるいはデータ液晶パ
ネル、プログラム液晶パネルを通過した光の偏光面をp
/sで、また、透過しない場合をOで示した。
In this way, in this liquid crystal calculation unit 1a, calculations are performed for each pixel position according to the set program and data, and depending on the presence or absence of transmitted light at each pixel position,
Each calculation result is obtained. Further, as shown in the above example, by switching the combination of the program signals P1 to P3 supplied to the program liquid crystal panels 17a and 17c, it is possible to switch the operators that act on the data DI and D2. FIG. 4 shows this liquid crystal calculation section L a
It shows the types of calculations realized in and the calculation process thereof, and for each type of calculation, the corresponding combination of program signals P1 to P3 is shown, and the data D
The operation of each liquid crystal panel for each combination of I and D2 is shown. In the same figure, p is the polarization plane of light that has passed through the polarizing plate, data LCD panel, and program LCD panel.
/s, and O indicates no transmission.

なお、以上説明した本実施例において用いられる強誘電
性液晶は、材料自身にメモリー性を存する。従って、デ
ータ液晶パネル16a116bあるいはプログラム液晶
パネル17a、17cは、1度データ信号あるいはプロ
グラム信号が書き込まれると、新たな別の信号が書き込
まれない限り、その状態が保持される。また、データ液
晶パネルあるいはプログラム液晶パネルには、強誘電性
液晶のほかツイストネマティック液晶を使用することが
できるが、この場合、材料にはメモリー性はないので、
データあるいはプログラムが変わらない場合でも、随時
データ信号あるいはプログラム信号を供給する必要があ
る。
Note that the ferroelectric liquid crystal used in this embodiment described above has memory properties in its own material. Therefore, once a data signal or a program signal is written to the data liquid crystal panel 16a116b or the program liquid crystal panel 17a, 17c, that state is maintained unless another new signal is written. In addition to ferroelectric liquid crystals, twisted nematic liquid crystals can also be used for data liquid crystal panels or program liquid crystal panels, but in this case, the material does not have memory properties, so
Even if the data or program does not change, it is necessary to supply the data signal or program signal from time to time.

また、本実施例にあっては、プログラム液晶パネル+7
a=17cにストライブ状の透明電極15a、I 5b
、I 5e、I 5r、l 5i、15jを用い各画素
毎に独立にプログラムできるように構成したが、マトリ
ックス電極の代わりに全面において均一な電極を使用す
れば、全画素において同一の演算を行う液晶演算部を構
成することができる。
In addition, in this embodiment, the program liquid crystal panel +7
Striped transparent electrode 15a, I 5b at a=17c
, I 5e, I 5r, l 5i, and 15j, so that each pixel can be programmed independently. However, if uniform electrodes are used over the entire surface instead of matrix electrodes, the same calculation can be performed for all pixels. A liquid crystal calculation section can be configured.

また、本実施例において、液晶演算部1aからプログラ
ム液晶パネル17cと偏光板11bを除去すると共に、
光電変換部3内に偏光ビームスプリッタ−を配置し、p
偏光とS偏光の出力光を2つのCCDセンサアレイで別
々に光電変換するようにして乙、本実施例と同様の機能
か実現できる。
In addition, in this embodiment, the program liquid crystal panel 17c and the polarizing plate 11b are removed from the liquid crystal calculation unit 1a, and
A polarizing beam splitter is arranged inside the photoelectric conversion section 3, and p
By separately photoelectrically converting the output light of polarized light and S-polarized light using two CCD sensor arrays, a function similar to that of this embodiment can be realized.

実施例2 第5図は、本発明の第2の実施例を示す図である。なお
、同図において、前述した第1図と対応する部分には同
一の符号を付し、その説明を省略する。この並列光演算
装置では、第1図における光電変換部3に代えて、拡散
板18を液晶演算部1aの出力側に配置し、演算結果を
この拡散板18に画像として映し出すものである。また
、データ信号DIおよびD2として、CCDカメラIO
aおよびtobによって得られた画像信号が、液晶演算
部!aに送られるようになっている。
Embodiment 2 FIG. 5 is a diagram showing a second embodiment of the present invention. In this figure, the same reference numerals are given to the parts corresponding to those in FIG. In this parallel optical calculation device, a diffusion plate 18 is arranged on the output side of the liquid crystal calculation unit 1a in place of the photoelectric conversion unit 3 in FIG. Also, as data signals DI and D2, CCD camera IO
The image signals obtained by a and tob are sent to the liquid crystal calculation section! It is configured to be sent to a.

次に、この装置の動作を説明する。演算を行う2つの画
像AおよびBは、CCDカメラIOaおよびtobに上
り光電変換され、さらに電子制御1115b内でデジタ
ル信号化され、各々データ信号DI(画像A)およびD
2(画像B)として、液晶演算部1aへ書き込まれる。
Next, the operation of this device will be explained. The two images A and B on which calculations are performed go up to the CCD cameras IOa and tob, undergo photoelectric conversion, and are further converted into digital signals within the electronic control 1115b, resulting in data signals DI (images A) and D, respectively.
2 (image B) is written to the liquid crystal calculation section 1a.

両画像に対する演算は、電子制御部5aによりプログラ
ムされる。
The calculations for both images are programmed by the electronic control section 5a.

液晶演算部1aには光源部2aからの平行ビーム光が照
射されており、画像Aおよび画像Bの演算が液晶演算部
1aによって各画素毎に行われる。
The liquid crystal calculation unit 1a is irradiated with parallel beam light from the light source unit 2a, and calculations for images A and B are performed for each pixel by the liquid crystal calculation unit 1a.

そして、各演算の結果と対応してビーム光の透過/遮断
が行われ、透過光は拡散板!8に到達する。
Then, the beam light is transmitted/blocked in accordance with the results of each calculation, and the transmitted light is sent to the diffuser! Reach 8.

この結果、拡散板18に画像Aと画像Bの演算結果か映
し出される。1−なわち、本構成によれば、2画像間の
演算処理を短時間で行い、さらに演算結果を表示するこ
とができる。
As a result, the calculation results of images A and B are displayed on the diffuser plate 18. 1- That is, according to this configuration, calculation processing between two images can be performed in a short time, and the calculation results can be displayed.

「発明の効果」 以上説明したように、本発明によれば、画像のように配
列データを、それぞれの演算素子毎に並列に処理し、ま
た各演算素子毎にプログラム可能なので、大容遣データ
の演算を高速に実行することができる。本発明は、画像
処理システムや科学計算用計算機などに組み込むことが
でき、高速なデータ処理を行わせることができる。
"Effects of the Invention" As explained above, according to the present invention, array data such as images can be processed in parallel for each arithmetic element, and each arithmetic element can be programmed. calculations can be executed at high speed. INDUSTRIAL APPLICATION This invention can be incorporated into an image processing system, a scientific computer, etc., and can perform high-speed data processing.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明の第1の実施例による並列光演算装置の
構成図、第2図は同実施例における液晶演算部1aの詳
細図、第3図は同実施例における液晶演算部【aの動作
例を示す図、第4図は同実施例における液晶演算部1a
において可能な演算種類とその演算過程を示す図、第5
図は本発明の第2の実施例による並列光演算装置の構成
図である。 1a・・・・・・液晶演算部、2a・・・・・・光源部
、3・・・・・・光電変換部、5a、5b・・・・・・
電子制御部、10a、job・・・・・・CCDカメラ
、 11a、Ilb・・・・・・偏光板、12a〜!2d・
・・・・・強誘電性液晶層、I3・・・・・・ゲストホ
スト液晶層、14a=14r・・・・・・ガラス基板、
15a−15j・・・・・・透明電極、16a、16b
・・・・・・データ液晶パネル、17a=17c・・・
・・・プログラム液晶パネル、18・・・・・・拡散板
、21・・・・・・レーザーダイオード、22a+q2
2a、・・・・・・レンズ、31・・・・・・CCDセ
ンサアレイ、pt−pa・・・・・・プログラム信号、
Dl、D2・・・・・・データ信号。 出願人  日本電信電話株式会社 第3r1!J 第4図
FIG. 1 is a block diagram of a parallel optical arithmetic unit according to a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a detailed diagram of a liquid crystal arithmetic unit 1a in the same embodiment, and FIG. FIG. 4 is a diagram showing an example of the operation of the liquid crystal calculation unit 1a in the same embodiment.
Figure 5 shows possible types of operations and their operation processes.
The figure is a configuration diagram of a parallel optical arithmetic device according to a second embodiment of the present invention. 1a...Liquid crystal calculation section, 2a...Light source section, 3...Photoelectric conversion section, 5a, 5b...
Electronic control unit, 10a, job... CCD camera, 11a, Ilb... polarizing plate, 12a~! 2d・
...Ferroelectric liquid crystal layer, I3...Guest host liquid crystal layer, 14a=14r...Glass substrate,
15a-15j...Transparent electrode, 16a, 16b
...Data liquid crystal panel, 17a=17c...
...Program liquid crystal panel, 18...Diffusion plate, 21...Laser diode, 22a+q2
2a... Lens, 31... CCD sensor array, pt-pa... Program signal,
Dl, D2...Data signals. Applicant: Nippon Telegraph and Telephone Corporation No. 3r1! J Figure 4

Claims (1)

【特許請求の範囲】 複数のデジタルデータを光学的手段により並列に処理す
る並列光演算装置において、 光源およびレンズ系からなり、1回の処理で並列に実行
する演算の数と対応する複数のビーム光を発する光源部
と、 前記複数のビーム光の進行経路に配置された液晶演算部
であって、 偏光板と、 2枚のガラス基板間に液晶材料が封入され、かつ、該ガ
ラス基板には該複数のビーム光の通過位置と対応して透
明電極が形成され、 [1]入射ビーム光の中の特定の偏光成分のみを透過す
る性質、あるいは、 [2]入射ビーム光の偏光面を回転して透過する性質 といった光学的性質が、該透明電極に印加される電気信
号によって切り換えられるデータ液晶パネルおよびプロ
グラム液晶パネルと を該ビーム光の進行方向に積層してなる液晶演算部と、 前記光源部から放たれた各ビーム光が前記液晶演算部を
通過して出力された場合に、これを検知する検出手段と
、 複数の入力データと対応する電気信号を前記データ液晶
パネルの透明電極に供給すると共に、これらの入力デー
タに作用させる演算子を指定するプログラムデータを電
気信号に変換して前記プログラム液晶パネルの透明電極
に供給する電子制御部と を具備することを特徴とする並列光演算装置。
[Claims] A parallel optical processing device that processes a plurality of digital data in parallel by optical means, comprising a light source and a lens system, and a plurality of beams corresponding to the number of operations to be executed in parallel in one processing. a light source unit that emits light; and a liquid crystal operation unit disposed in the traveling path of the plurality of light beams, the liquid crystal material being sealed between a polarizing plate and two glass substrates; A transparent electrode is formed corresponding to the passing position of the plurality of light beams, and has the property of [1] transmitting only a specific polarized component of the incident beam, or [2] rotating the plane of polarization of the incident beam. a liquid crystal operation section formed by stacking a data liquid crystal panel and a program liquid crystal panel in the traveling direction of the beam light, whose optical properties such as the property of transmitting the light beam are switched by an electric signal applied to the transparent electrode; and the light source. a detection means for detecting each beam emitted from the unit when it passes through the liquid crystal calculation unit and is output; and a detection unit that supplies electrical signals corresponding to the plurality of input data to the transparent electrodes of the data liquid crystal panel. and an electronic control unit that converts program data specifying operators to be applied to these input data into electrical signals and supplies the electrical signals to the transparent electrodes of the program liquid crystal panel. .
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