JPH04216114A - Method and device for optical parallel arithmetic processing - Google Patents

Method and device for optical parallel arithmetic processing

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Publication number
JPH04216114A
JPH04216114A JP40294390A JP40294390A JPH04216114A JP H04216114 A JPH04216114 A JP H04216114A JP 40294390 A JP40294390 A JP 40294390A JP 40294390 A JP40294390 A JP 40294390A JP H04216114 A JPH04216114 A JP H04216114A
Authority
JP
Japan
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light
optical
input
modulator
encoded
Prior art date
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Application number
JP40294390A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hitoshi Hashimoto
仁 橋本
Yukio Fukuda
幸夫 福田
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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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Publication of JPH04216114A publication Critical patent/JPH04216114A/en
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Abstract

PURPOSE:To enable the title device to execute complicated arithmetic operations even when the device has a simple constitution and, in addition, to make the device usable as a semi-general purpose processor by utilizing its fast processing speed and its ability of carrying out various kinds of operations. CONSTITUTION:Input digital information is encoded to a light intensity at a spatial position by means of an encoding section 6-2. An optical mask 6-3 for executing logical operations performs a prescribed logical operation on encoded light and supplies the encoded light to a optically writing type space light modulator 6-4. The modulator 6-4 performs a modulating or non-modulating process on the input light in accordance with a prefixed threshold. When the modulator 6-4 performs the process, operations are performed plural times by means of the encoding section 6-2 and optical mask 6-3 during the writing time to the modulator 6-4 and operated results are inputted to the modulator 6-4 for arithmetic processing. Then the modulator 6-4 is irradiated with the light of a light source 6-5 through a polarization beam splitter 6-6 and an arithmetic output is read out.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

【0001】0001

【産業上の利用分野】この発明は、複数ディジタルパタ
ーン情報間の論理演算、例えば、画像処理や各種記号間
の論理演算を光学的に行う場合に用いて好適な光並列演
算処理方法および装置に関する。
[Field of Industrial Application] The present invention relates to an optical parallel processing method and apparatus suitable for optically performing logical operations between multiple pieces of digital pattern information, such as image processing and logical operations between various symbols. .

【0002】0002

【従来の技術】従来の光並列演算処理装置の概略構成を
図6に示す。図において、1−1は処理を行うための入
射光の光源、1−2は入力ディジタル情報を光強度で符
号化する符号化部、1−3は論理演算実行用の光学マス
ク(演算カーネルと呼ばれている)、1−4は演算出力
、1−5は出力用のラッチメモリ(または遅延手段)を
含むデータ経路である。この構成は、光ディジタルコン
ピューティングシステムによく用いられる形態であり、
例えば、OPTICAL PARALLEL ARRA
Y LOGIC SYSTEM(15 MAY 198
6/Vol.25,No.10/APPLIED OP
TICS)などに示されている。
2. Description of the Related Art FIG. 6 shows a schematic configuration of a conventional optical parallel arithmetic processing device. In the figure, 1-1 is a light source of incident light for processing, 1-2 is an encoding unit that encodes input digital information with light intensity, and 1-3 is an optical mask (computation kernel and 1-4 is a calculation output, and 1-5 is a data path including a latch memory (or delay means) for output. This configuration is commonly used in optical digital computing systems;
For example, OPTICAL PARALLEL ARRA
Y LOGIC SYSTEM (15 MAY 198
6/Vol. 25, No. 10/APPLIED OP
TICS) etc.

【0003】上記構成によれば、光源1−1からの光は
、符号化部1−2により入力に応じて符号化される。 入力は、二次元パターンなどの並列情報が普通であり、
符号化部1−2は演算の対象となる入力の数だけ同時に
符号化する。例えば、AというパターンとBというパタ
ーンとの間で論理演算を行うのであれば、符号化部1−
2はこれらAおよびBのパターンを同時に符号化する。 したがって、符号化部1−2は演算対象となる入力数を
同時に符号化できるように構成される。符号化について
は、入力(複数の画素から構成された論理値を持つ)の
論理値に応じて空間的に異なる位置に光が当たる場合を
例にとる。
According to the above configuration, the light from the light source 1-1 is encoded by the encoder 1-2 according to the input. The input is usually parallel information such as a two-dimensional pattern,
The encoding unit 1-2 simultaneously encodes as many inputs as the operation targets. For example, if a logical operation is to be performed between a pattern A and a pattern B, the encoding unit 1-
2 encodes these A and B patterns simultaneously. Therefore, the encoding unit 1-2 is configured to be able to simultaneously encode the number of inputs to be calculated. Regarding encoding, we will take as an example the case where light hits spatially different positions depending on the logical value of an input (having a logical value made up of a plurality of pixels).

【0004】光学マスク1−3は、指定された論理値に
対応する位置の光路を符号化光から取り出すようになっ
ており、このマスクによって論理演算が実行されること
になる。論理演算の種類をプログラムするには、このマ
スクを代えて行っても良いし、実行したい論理に応じて
マスク内の透過部に光が来るよう符号化部を可変にして
も良い。上述した構成要素1−1〜1−4において、入
力間の論理演算が実行される。
[0004] The optical mask 1-3 is designed to extract from the encoded light an optical path at a position corresponding to a designated logical value, and a logical operation is executed using this mask. In order to program the type of logical operation, this mask may be changed, or the encoding section may be made variable so that light reaches the transparent portion within the mask depending on the logic desired to be executed. In the above-mentioned components 1-1 to 1-4, logical operations between inputs are executed.

【0005】データ経路1−5は、必要な場合に出力を
入力側に戻す帰還経路であり、逐次演算が可能になって
いる。このデータ経1−5路は、例えば、2入力処理系
で4入力処理を実現するために設けられている。一例を
挙げると、積和形式で表されたA・B+C・D(論理積
AND+論理和OR)を実行する際に、入力数4(A〜
D)に対応して4つの入力系を作るのではなく、2入力
の処理系によって順次演算が実行される。
The data path 1-5 is a feedback path that returns the output to the input side when necessary, and enables sequential calculation. The data paths 1-5 are provided, for example, to realize 4-input processing in a 2-input processing system. To give an example, when executing A, B + C, D (logical product AND + logical sum OR) expressed in product-sum format, the number of inputs is 4 (A ~
Instead of creating four input systems corresponding to D), operations are performed sequentially by a two-input processing system.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来の光演算処理装置にあっては、光メモリやラッチ等を
含むデータ経路1−5を必要とするので構成が複雑化す
るという問題があった。また、演算の処理が帰還系のた
めデータの帰還が繰り返し行われ、これにより、演算時
間が長くかかるとともに、誤差が蓄積し易いという欠点
があった。
[Problems to be Solved by the Invention] However, the above-mentioned conventional optical arithmetic processing device has a problem in that the configuration becomes complicated because it requires data paths 1-5 that include optical memory, latches, etc. . Furthermore, since the calculation process is a feedback system, data is repeatedly fed back, which has the disadvantage that calculation time is long and errors tend to accumulate.

【0007】また、従来の処理系では空間的に連続な情
報(例えば、パターン情報)であっても、これを空間的
にディジタル化して画素単位にし、さらに、符合化する
ことによって論理演算を表してきた。これは空間(通常
平面)を利用した符合化が、符合化として極めて有用で
あったためであるが、空間的な並列性や情報量という観
点からは不十分な処理内容となった。この問題点は、結
果として空間を冗長に使用してしまうことに起因する。 しかし、各画素の論理値に応じて空間的な選択をする従
来の論理演算方法では、論理値がそもそも空間的に展開
されているので、その回避が困難であった。
Furthermore, in conventional processing systems, even if the information is spatially continuous (for example, pattern information), it is spatially digitized into pixel units, and then encoded to represent logical operations. I've done it. This is because encoding using space (usually a plane) is extremely useful as encoding, but the processing content is insufficient from the viewpoint of spatial parallelism and amount of information. This problem arises from the fact that space is used redundantly as a result. However, in the conventional logical operation method in which spatial selection is made according to the logical value of each pixel, since the logical values are expanded spatially in the first place, it is difficult to avoid this problem.

【0008】この発明は、上述した事情に鑑みてなされ
たもので、データ帰還路を必要とせず構成を簡単にし、
かつ、誤差の蓄積を回避することができ、しかも、空間
的な並列性および情報量の豊富化を図ることができる光
並列演算処理方法および装置を提供することを目的とし
ている。
The present invention was made in view of the above-mentioned circumstances, and it simplifies the configuration without requiring a data return path.
Another object of the present invention is to provide an optical parallel arithmetic processing method and apparatus that can avoid accumulation of errors, and can also achieve spatial parallelism and enrich the amount of information.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項1に記載の発明にあっては、一次元または二
次元ディジタル情報を光強度を用いて符号化して符号化
光を作成する符号化過程と、光強度と照射時間で定まる
しきい値(Pth)を予め定め、有限時間内に入射され
る1または複数の光入力の光強度、照射時間、波長等か
ら定まる定数が前記きい値(Pth)を超えるか否かに
より変調の有無を決定し、この決定に従って変調もしく
は無変調の出力光を送出する変調過程と、前記符号化光
または前記符号化光に対して光マスク等による論理演算
を実行した後の光を前記変調過程に対し光入力として供
給する供給過程とを具備することを特徴とする。
[Means for Solving the Problems] In order to solve the above problems, in the invention according to claim 1, coded light is created by coding one-dimensional or two-dimensional digital information using light intensity. A threshold value (Pth) determined by the encoding process, the light intensity and the irradiation time is determined in advance, and the constant determined from the light intensity, irradiation time, wavelength, etc. of one or more light inputs incident within a finite time is determined in advance. A modulation process in which the presence or absence of modulation is determined depending on whether or not the threshold value (Pth) is exceeded, and modulated or unmodulated output light is sent out according to this determination, and an optical mask or the like is applied to the coded light or the coded light. and a supply step of supplying the light after the logical operation has been performed to the modulation process as an optical input.

【0010】また、請求項2に記載の発明にあっては、
一次元または二次元ディジタル情報を光強度を用いて符
号化して符号化光を作成する符号化手段と、光強度と照
射時間で定まるしきい値(Pth)を有し、有限時間内
に入射される1または複数の光入力の光強度、照射時間
、波長等から定まる定数が前記しきい値(Pth)を超
えるか否かにより変調の有無が選択され、これにより変
調もしくは無変調の出力光を送出する光書き込み型空間
光変調器とを具備し、前記符号化光を前記光書き込み型
空間光変調器へ光入力として供給することを特徴とする
[0010] Furthermore, in the invention according to claim 2,
It has an encoding means that creates encoded light by encoding one-dimensional or two-dimensional digital information using light intensity, and a threshold value (Pth) determined by the light intensity and irradiation time, and has a threshold value (Pth) determined by the light intensity and irradiation time. The presence or absence of modulation is selected depending on whether a constant determined from the light intensity, irradiation time, wavelength, etc. of one or more optical inputs exceeds the threshold value (Pth), and thereby modulated or unmodulated output light is selected. and an optically written spatial light modulator for transmitting data, and the encoded light is supplied to the optically written spatial light modulator as an optical input.

【0011】請求項3に記載の発明にあっては、前記符
号化光から所定の論理演算出力を取り出す空間光変調器
または光マスクを具備し、取り出された論理演算出力を
前記光書き込み型空間光変調器へ供給することを特徴と
する。請求項4に記載の発明にあっては、前記符号化と
前記論理演算出力の取り出しタイミングを制御する第1
の制御手段と、この第1の制御手段による取り出しタイ
ミングを前記光書き込み型空間光変調器の光入力タイミ
ングとする第2の制御手段とを具備することを特徴とす
る。
[0011] The invention according to claim 3 is provided with a spatial light modulator or an optical mask for extracting a predetermined logic operation output from the coded light, and the extracted logic operation output is transferred to the optical writing type space. It is characterized in that it is supplied to an optical modulator. In the invention set forth in claim 4, a first
and a second control means that sets the timing of extraction by the first control means as the light input timing of the optical writing type spatial light modulator.

【0012】請求項5に記載の発明にあっては、前記光
書き込み型空間光変調器として入力面をGaAsのPI
N構造とし、光変調部を強誘電性液晶としたことを特徴
とする。
In the invention as set forth in claim 5, the input surface of the optical writing type spatial light modulator is made of GaAs PI.
It is characterized by having an N structure and using a ferroelectric liquid crystal as the light modulation part.

【0013】[0013]

【作用】入射光が、光書き込み型空間光変調器のしきい
値を超えるか否かにより、変調の有無が決定されるので
、しきい値と入射光との関係を適切に設定しておくこと
により、所望の論理演算が実行される。
[Operation] The presence or absence of modulation is determined depending on whether or not the incident light exceeds the threshold of the optical writing type spatial light modulator, so the relationship between the threshold and the incident light should be set appropriately. By doing so, the desired logical operation is executed.

【0014】[0014]

【実施例】次に、図面を参照してこの発明の実施例につ
いて説明する。図1は、この発明の第1の実施例の構成
を示すブロック図であり、図2と図3はその動作を説明
するための図である。
Embodiments Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a first embodiment of the present invention, and FIGS. 2 and 3 are diagrams for explaining its operation.

【0015】図1において、光源3−1からの光は符号
化部3−2に入射される。入力符合化部3−2は入力部
3−3からの入力データを符号化する。ここでは、単に
入力データ(例えば二次元のディジタルパターン)を光
の明暗により二次元で変調する空間光変調器の様なもの
を想定している。符合化部3−2及び入力部3−3は適
当な制御部を有しており、必要なタイミングにおいて特
定のパターンデータにより光を符号化(あるいは変調)
する。パターンデータによって明暗に変調された光は、
蓄積及び閾値機能を有する光書き込み型の空間光変調器
3−4の書き込み面に入射される。空間光変調器3−4
は専用の駆動部3−5を有しており、所定のタイミング
で書き込み、読み出しが行われる。光源3−6は空間光
変調器3−4の読み出し用の光源である。この実施例に
おいては、空間光変調器3−4に反射読み出し型のもの
を採用しているので、書き込み面と反対の読み出し面か
ら偏光ビームスプリッタを介して入射している。空間光
変調器3−4はその入力光の状態に応じて読み出し光の
偏光を変調するので、偏光ビームスプリッタの出力3−
8は空間光変調器3−4によって変調された明暗の光パ
ターン出力となる。
In FIG. 1, light from a light source 3-1 is incident on an encoding section 3-2. The input encoding section 3-2 encodes input data from the input section 3-3. Here, we assume something like a spatial light modulator that simply modulates input data (for example, a two-dimensional digital pattern) two-dimensionally depending on the brightness of light. The encoding unit 3-2 and the input unit 3-3 have appropriate control units, and encode (or modulate) the light with specific pattern data at the necessary timing.
do. The light modulated brightly and darkly by the pattern data is
The light is incident on the writing surface of an optical writing type spatial light modulator 3-4 having storage and threshold functions. Spatial light modulator 3-4
has a dedicated drive section 3-5, and writing and reading are performed at predetermined timing. The light source 3-6 is a light source for reading out the spatial light modulator 3-4. In this embodiment, since a reflective readout type spatial light modulator 3-4 is adopted, the light enters from the readout surface opposite to the writing surface via the polarization beam splitter. Since the spatial light modulator 3-4 modulates the polarization of the readout light according to the state of the input light, the output 3-4 of the polarization beam splitter
8 is a bright and dark light pattern output modulated by the spatial light modulator 3-4.

【0016】次に図1に示す実施例の演算動作について
説明する。図2は動作の一例を示す図であり、2入力間
のAND演算とOR演算を行なう場合を示している。
Next, the calculation operation of the embodiment shown in FIG. 1 will be explained. FIG. 2 is a diagram showing an example of the operation, and shows a case where an AND operation and an OR operation are performed between two inputs.

【0017】図2(イ)は、入力光と出力光のタイミン
グを示している。この図に示すように、空間光変調器3
−4の状態には書き込みタイミングと読み出しタイミン
グがある。通常はこれが周期的に存在し、必要な場合は
さらに空間光変調器3−4全体を消去する消去タイミン
グが含まれる。この書き込みタイミングにおいて、入力
部3−3の信号によって符合化部3−2に符号化された
光源3−1からの光が入射される。この光は時間的には
パルス状であり、空間光変調器3−4の書き込みタイミ
ングの最初に入力光パルス1が、次に入力光パルス2が
各々入射される。そして、空間光変調器3−4の読み出
しタイミングにおいて出力が得られる。図2(ロ)〜(
ニ)は、2入力間の論理積ANDができるようすを示し
ている。すなわち、入力1が円のパターンであれば、光
源3−1のからの光は符合化部3−2を通過した後、同
図(ロ)に示すように、円の明暗(斜線の部分が明るく
、白い部分が暗いとする)のパターンとなり、これが書
き込みタイミング状態である空間光変調器3−4に入射
される。同様に、入力2の右半分のパターンが符合化部
3−2により明暗に符号化され(同図(ハ)参照)、空
間光変調器3−4に入射される。空間光変調器3−4は
その書き込みタイミング時間内の入射光の総光量に対し
て所定のしきい値特性を有しており、2つの入力光が両
方とも入射されるとそのしきい値を越え、どちらか一つ
だけでは越えないように入力光パルスの強度やパルス幅
を設定しておく。この結果、空間光変調器3−4におい
ては、入力光パルス1、2の重なった部分だけが変調さ
れるので、空間光変調器3−4の読み出しタイミングで
は入力1、2の論理積ANDが出力される(同図(ニ)
参照)。
FIG. 2A shows the timing of input light and output light. As shown in this figure, the spatial light modulator 3
The -4 state has write timing and read timing. Normally, this exists periodically, and if necessary, further includes an erasing timing for erasing the entire spatial light modulator 3-4. At this writing timing, the light from the light source 3-1 encoded by the signal from the input section 3-3 enters the encoding section 3-2. This light is in the form of a pulse in terms of time, and the input optical pulse 1 is inputted at the beginning of the writing timing of the spatial light modulator 3-4, and the input optical pulse 2 is inputted next. Then, an output is obtained at the read timing of the spatial light modulator 3-4. Figure 2 (b) - (
D) shows how logical product AND is performed between two inputs. That is, if the input 1 is a circular pattern, the light from the light source 3-1 passes through the encoding unit 3-2 and then changes the brightness of the circle (the shaded part is This pattern is bright and the white part is dark), and this pattern is input to the spatial light modulator 3-4 which is in the writing timing state. Similarly, the right half pattern of input 2 is encoded into brightness and darkness by the encoding unit 3-2 (see (c) in the same figure), and is input to the spatial light modulator 3-4. The spatial light modulator 3-4 has a predetermined threshold characteristic with respect to the total amount of incident light within its write timing time, and when both input lights are incident, the threshold value is exceeded. The intensity and pulse width of the input optical pulse are set so that only one of them exceeds the threshold. As a result, in the spatial light modulator 3-4, only the overlapping portion of the input optical pulses 1 and 2 is modulated, so the logical product AND of the inputs 1 and 2 is performed at the readout timing of the spatial light modulator 3-4. Output ((d) in the same figure)
reference).

【0018】同図(ホ)〜(ト)は、2入力間で論理和
ORができる場合を示している。この場合は、2つの入
力光の内どちらか一方でも入射されると空間光変調器3
−4の閾値を越えように入力光パルスの強度やパルス幅
を設定しておく。このように設定することにより、入力
1と入力2との論理和が出力される(同図(ト)参照)
[0018] Figures (e) to (g) show cases in which logical OR can be performed between two inputs. In this case, if either one of the two input lights is incident, the spatial light modulator 3
The intensity and pulse width of the input optical pulse are set so as to exceed the threshold value of −4. By setting like this, the logical sum of input 1 and input 2 is output (see figure (G)).
.

【0019】図3は図1に示す実施例の他の動作例を説
明する図である。ここでは、3入力間のAND演算とO
R演算を行なう場合を示している。
FIG. 3 is a diagram illustrating another example of the operation of the embodiment shown in FIG. Here, AND operation between three inputs and O
This shows a case where an R operation is performed.

【0020】同図(イ)は、タイミングについての説明
であり、前述した第2図(イ)と同様である。図示の書
き込みタイミングでは、入力部3−3の信号によって符
号化された光源3−1からの光が空間光変調器3−4に
入射される。この光は時間的にはパルス状であり、空間
光変調器3−4の書き込みタイミングの最初に入力光パ
ルス1が、次に入力光パルス2が、続いて入力光パルス
3が各々入射される。そして、空間光変調器3−4の読
み出しタイミングにおいて出力が得られる。
FIG. 2(A) explains the timing, and is similar to FIG. 2(A) described above. At the illustrated write timing, light from the light source 3-1 encoded by the signal from the input section 3-3 is input to the spatial light modulator 3-4. This light is in the form of a pulse in terms of time, and the input optical pulse 1 is input at the beginning of the writing timing of the spatial light modulator 3-4, then the input optical pulse 2 is input, and then the input optical pulse 3 is input. . Then, an output is obtained at the read timing of the spatial light modulator 3-4.

【0021】同図(ロ)〜(ホ)は、3入力間の論理積
ANDができるようすを示している。入力1が円のパタ
ーンであれば、光源3−1のからの光は符合化部3−2
を通過した後、同図(ロ)に示すように、円の明暗のパ
ターンとなり、これが書き込みタイミング状態である空
間光変調器3−4に入射される。同様に、入力2の右半
分のパターンが符合化部3−2により明暗に符号化され
て(同図(ハ)参照)、空間光変調器3−4に入射され
、さらに、入力3の上半分のパターンが符合化部3−2
により明暗に符号化されて(同図(ニ)参照)、空間光
変調器3−4に入射される。この場合、3つの入力光パ
ルスが全部入射されると空間光変調器3−4のしきい値
を越えるが、どれか二つだけでは越えないように入力光
パルスの強度やパルス幅を設定しておく。この結果、空
間光変調器3−4においては、入力光パルス1、2、3
の重なった部分だけが変調されるので、読み出しタイミ
ングでは入力1、2、3の論理積ANDが出力される。
[0021] Figures (B) to (E) show how logical product AND is performed between three inputs. If the input 1 is a circular pattern, the light from the light source 3-1 is transmitted to the encoder 3-2.
After passing through, the light becomes a circular light and dark pattern as shown in FIG. Similarly, the right half pattern of input 2 is encoded brightly and darkly by the encoding unit 3-2 (see (c) in the same figure), inputted to the spatial light modulator 3-4, and then input to the spatial light modulator 3-4. Half of the pattern is encoded part 3-2
The light is encoded brightly and darkly (see (d) in the same figure) and input to the spatial light modulator 3-4. In this case, the intensity and pulse width of the input optical pulses are set so that the threshold value of the spatial light modulator 3-4 is exceeded when all three input optical pulses are input, but the threshold value of the spatial light modulator 3-4 is not exceeded when only two of them are input. I'll keep it. As a result, in the spatial light modulator 3-4, the input optical pulses 1, 2, 3
Since only the overlapped portion is modulated, the AND of inputs 1, 2, and 3 is output at the read timing.

【0022】図3(ヘ)〜(リ)は論理ORを行う場合
を示している。この場合は、3つの入射光の内どちらか
一方でも入射されると空間光変調器3−4のしきい値を
越えるように入力光パルスの強度やパルス幅を設定して
おく。この結果、入力1で明のところと入力2で明のと
ころと入力3で明のところの論理和が出力される。
FIGS. 3(F) to 3(R) show cases in which logical OR is performed. In this case, the intensity and pulse width of the input light pulse are set so that the threshold value of the spatial light modulator 3-4 is exceeded when any one of the three incident lights is incident. As a result, the logical sum of the bright part of input 1, the bright part of input 2, and the bright part of input 3 is output.

【0023】次に、第2の実施例について説明する。図
4は、第2の実施例の構成を示すブロック図であり、図
5は図4の動作を説明する図である。図4に示す構成は
、基本的に図1に示す実施例とほぼ同様であるが、論理
演算実行用光学マスク6−3が設けられている点が異な
っている。なお、この実施例は、系内に2入力の論理演
算系を有する場合の実施例である。
Next, a second embodiment will be explained. FIG. 4 is a block diagram showing the configuration of the second embodiment, and FIG. 5 is a diagram explaining the operation of FIG. 4. The configuration shown in FIG. 4 is basically similar to the embodiment shown in FIG. 1, except that an optical mask 6-3 for executing logical operations is provided. Note that this embodiment is an embodiment in which the system includes a two-input logical operation system.

【0024】図4において、光源6−1からの光が符号
化部6−2に入射される。この場合、符合化部6−2は
2つの入力データを同時に符号化するようになっている
。また、入力データ(例えば2次元のディジタルパター
ン)の各画素の論理値に応じて光の位置を異ならせる符
号化を想定する。符合化部6−2は適当な制御部を有し
ており必要なタイミングに特定の入力パターンで光を変
調する。
In FIG. 4, light from a light source 6-1 is incident on an encoding section 6-2. In this case, the encoding unit 6-2 encodes two input data simultaneously. Furthermore, we assume encoding in which the position of light is varied depending on the logical value of each pixel of input data (for example, a two-dimensional digital pattern). The encoding unit 6-2 has a suitable control unit and modulates the light with a specific input pattern at a necessary timing.

【0025】2つの入力パターンデータに符号化された
光は、論理演算実行用光学マスク(通常カーネルと呼ば
れる)6−3に入る。なお、光源の照射パターンを変え
て論理演算をプログラムする場合は光源パターンをカー
ネルという。論理演算実行用光学マスク6−3において
、適当な空間フィルタリングが行われ論理演算出力が得
られる。ここまでは、図6におけるデータメモリ1−5
が無い系と同一である。論理演算が実行されることによ
って明暗で表された光は、光書き込み型の空間光変調器
6−4の書き込み面に入射される。空間光変調器6−4
は専用の駆動部を有しており、所定のタイミングで書き
込み、読み出しが行われる。光源6−5は空間光変調器
6−4の読み出し用の光源である。ここでは、空間光変
調器6−4に反射読み出し型のものを採用しているので
、書き込み面と反対の読み出し面から偏光ビームスプリ
ッタを介して入射している。空間光変調器6−4はその
入力光の状態に応じて読み出し光の編光を変調するので
偏光ビームスプリッタの出力6−7は空間光変調器6−
4によって変調された明暗の光パターン出力となる。
The light encoded into the two input pattern data enters an optical mask (usually called a kernel) 6-3 for performing logical operations. Note that when a logical operation is programmed by changing the illumination pattern of the light source, the light source pattern is called a kernel. Appropriate spatial filtering is performed in the logical operation execution optical mask 6-3, and a logical operation output is obtained. Up to this point, data memory 1-5 in FIG.
is the same as the system without . The light expressed as bright and dark by executing the logical operation is incident on the writing surface of the optical writing type spatial light modulator 6-4. Spatial light modulator 6-4
has a dedicated drive unit, and writing and reading are performed at predetermined timings. The light source 6-5 is a light source for reading out the spatial light modulator 6-4. Here, since the spatial light modulator 6-4 is of a reflective readout type, the light enters from the readout surface opposite to the writing surface via the polarization beam splitter. Since the spatial light modulator 6-4 modulates the readout light according to the state of the input light, the output 6-7 of the polarizing beam splitter is transmitted to the spatial light modulator 6-4.
A bright and dark light pattern output is modulated by 4.

【0026】次に、動作について説明する。図5におい
ては、4入力間の積和演算と和積演算を行なう場合の例
を示している。
Next, the operation will be explained. FIG. 5 shows an example in which a product-sum operation and a sum-product operation are performed between four inputs.

【0027】同図(イ)は入出力タイミングを示してい
る。空間光変調器6−4は書き込みタイミングと読み出
しタイミングを有しているが、これは前述した実施例の
場合と同様である。図示の書き込みタイミングにおいて
、論理演算用光学マスク6−3通過後の光が入射される
。この光は時間的にはパルス状であり、空間光変調器6
−4の書き込みタイミングの最初に入力光パルス1が、
次に入力光パルス2が入射され、その後の読み出しタイ
ミングにおいて出力が得られる。同図(ロ)〜(ホ)は
2入力間の積和(A  AND  B),OR(C  
AND  D)ができるようすを示している(A,B,
C,Dは入力を示している)。
FIG. 3A shows input/output timing. The spatial light modulator 6-4 has a write timing and a read timing, which are the same as in the embodiment described above. At the illustrated write timing, the light after passing through the logical operation optical mask 6-3 is incident. This light is temporally pulsed, and the spatial light modulator 6
At the beginning of the write timing of −4, input optical pulse 1 is
Next, an input optical pulse 2 is input, and an output is obtained at the subsequent read timing. Figures (B) to (E) show the sum of products (A AND B) and OR (C
AND D) is shown (A, B,
C and D indicate input).

【0028】まず、円の入力1(パルス1)と上半分の
入力2(パルス1)とが入力されると(図5(ロ)参照
)、論理演算用光マスク6−3の設定によってANDが
実行され、パルス1(入力1AND入力2)を得る(同
図(ニ)の上部参照)。これは(A  AND  B)
に対応する。パルス2に関しても同様であり、例えば、
三角と四角の論理積が得られる(同図(ハ)および同図
(ニ)の下部参照)。これは(C  AND  D)に
対応する。これらの論理積の結果は明暗のパターンなの
であとは前述の実施例と同様に、空間光変調器6−4で
論理和を実行することができ、最終出力(同図(ホ)参
照)を得る。
First, when input 1 (pulse 1) of the circle and input 2 (pulse 1) of the upper half are input (see FIG. 5 (b)), AND is performed by setting the optical mask 6-3 for logical operation. is executed, and pulse 1 (input 1 AND input 2) is obtained (see the upper part of the same figure (d)). This is (A AND B)
corresponds to The same applies to pulse 2, for example,
The logical product of a triangle and a square can be obtained (see the bottom of the same figure (c) and the same figure (d)). This corresponds to (C AND D). Since the result of these logical products is a pattern of light and dark, the rest can be logically summed by the spatial light modulator 6-4 in the same manner as in the previous embodiment, and the final output (see (e) in the same figure) is obtained. .

【0029】次に、カーネルを論理和に設定し、空間光
変調器6−4で論理積を実行するように設定すれば、和
積(A  OR  B)AND(C  OR  D)が
実行される。同図(ヘ)および(ト)は、この過程を示
している。
Next, if the kernel is set to logical sum and the spatial light modulator 6-4 is set to perform logical product, sum product (A OR B) AND (C OR D) will be performed. . Figures (F) and (G) show this process.

【0030】なお、光書き込み型空間光変調器として、
例えば、入力面をGaAsのPIN構造とし、光変調部
を強誘電性液晶によって構成するとよい。
Note that as an optical writing type spatial light modulator,
For example, it is preferable that the input surface has a GaAs PIN structure and the light modulation section is made of ferroelectric liquid crystal.

【0031】[0031]

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれば
、データ帰還路を必要とせず構成を簡単にすることがで
き、かつ、誤差の蓄積を回避することができる。したが
って、複雑な処理内容でも簡単な構成の処理装置で実行
することができ、処理速度も充分なものとすることがで
きる。しかも、空間的な並列性および情報量の豊富化を
図ることができる。
As described above, according to the present invention, the configuration can be simplified without requiring a data return path, and accumulation of errors can be avoided. Therefore, even complex processing contents can be executed by a processing device with a simple configuration, and the processing speed can be made sufficient. Moreover, it is possible to achieve spatial parallelism and enrich the amount of information.

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

【図1】この発明の第1の実施例の構成を示すブロック
図である。
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a first embodiment of the present invention.

【図2】第1の実施例の動作を説明するための図である
FIG. 2 is a diagram for explaining the operation of the first embodiment.

【図3】第1の実施例の他の動作を説明するための図で
ある。
FIG. 3 is a diagram for explaining another operation of the first embodiment.

【図4】この発明の第2の実施例の構成を示すブロック
図である。
FIG. 4 is a block diagram showing the configuration of a second embodiment of the invention.

【図5】第2の実施例の動作を説明するための図である
FIG. 5 is a diagram for explaining the operation of the second embodiment.

【図6】従来の光並列演算処理装置の概略構成を示すブ
ロック図である。
FIG. 6 is a block diagram showing a schematic configuration of a conventional optical parallel processing device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

3−2  符合化部 3−4  空間光変調器 6−2  符合化部 6−3  論理演算用光マスク 6−4  空間光変調器 3-2 Encoding section 3-4 Spatial light modulator 6-2 Encoding section 6-3 Optical mask for logical operations 6-4 Spatial light modulator

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】  一次元または二次元ディジタル情報を
光強度を用いて符号化して符号化光を作成する符号化過
程と、光強度と照射時間で定まるしきい値(Pth)を
予め定め、有限時間内に入射される1または複数の光入
力の光強度、照射時間、波長等から定まる定数が前記き
い値(Pth)を超えるか否かにより変調の有無を決定
し、この決定に従って変調もしくは無変調の出力光を送
出する変調過程と、前記符号化光または前記符号化光に
対して光マスク等による論理演算を実行した後の光を前
記変調過程に対し光入力として供給する供給過程とを具
備することを特徴とする光並列演算処理方法。
Claim 1: An encoding process in which one-dimensional or two-dimensional digital information is encoded using light intensity to create coded light, and a threshold value (Pth) determined by the light intensity and irradiation time is predetermined, and a finite The presence or absence of modulation is determined depending on whether or not a constant determined from the light intensity, irradiation time, wavelength, etc. of one or more light inputs incident within the time exceeds the threshold value (Pth), and modulation or non-modulation is determined according to this determination. a modulation process for transmitting modulated output light; and a supply process for supplying the coded light or light after performing a logical operation on the coded light using an optical mask or the like to the modulation process as an optical input. An optical parallel processing method comprising:
【請求項2】  一次元または二次元ディジタル情報を
光強度を用いて符号化して符号化光を作成する符号化手
段と、光強度と照射時間で定まるしきい値(Pth)を
有し、有限時間内に入射される1または複数の光入力の
光強度、照射時間、波長等から定まる定数が前記しきい
値(Pth)を超えるか否かにより変調の有無が選択さ
れ、これにより変調もしくは無変調の出力光を送出する
光書き込み型空間光変調器と、を具備し、前記符号化光
を前記光書き込み型空間光変調器へ光入力として供給す
ることを特徴とする光並列演算処理装置。
2. Encoding means for creating encoded light by encoding one-dimensional or two-dimensional digital information using light intensity, and a threshold value (Pth) determined by the light intensity and irradiation time, and a finite amount of light. The presence or absence of modulation is selected depending on whether a constant determined from the light intensity, irradiation time, wavelength, etc. of one or more light inputs incident within a time exceeds the threshold value (Pth), and this determines whether or not modulation is required. An optical parallel arithmetic processing device comprising: an optical writing type spatial light modulator that sends out modulated output light, and supplying the encoded light to the optical writing type spatial light modulator as an optical input.
【請求項3】  前記符号化光から所定の論理演算出力
を取り出す空間光変調器または光マスクを具備し、取り
出された論理演算出力を前記光書き込み型空間光変調器
へ供給することを特徴とする請求項2記載の光並列演算
処理装置。
3. The optical system comprises a spatial light modulator or an optical mask for extracting a predetermined logic operation output from the encoded light, and supplies the extracted logic operation output to the optical writing type spatial light modulator. 3. The optical parallel processing device according to claim 2.
【請求項4】  前記符号化と前記論理演算出力の取り
出しタイミングを制御する第1の制御手段と、この第1
の制御手段による取り出しタイミングを前記光書き込み
型空間光変調器の光入力タイミングとする第2の制御手
段とを具備することを特徴とする請求項2記載の光並列
演算処理装置。
4. A first control means for controlling the timing of the encoding and the output of the logical operation;
3. The optical parallel arithmetic processing device according to claim 2, further comprising a second control means that sets the take-out timing by the control means as the optical input timing of the optical writing type spatial light modulator.
【請求項5】  前記光書き込み型空間光変調器として
入力面をGaAsのPIN構造とし、光変調部を強誘電
性液晶としたことを特徴とする請求項2〜4いずれかの
項記載の光並列演算処理装置。
5. The optical device according to claim 2, wherein the optical writing type spatial light modulator has an input surface having a GaAs PIN structure and a light modulating portion made of ferroelectric liquid crystal. Parallel processing unit.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016090576A (en) * 2014-10-29 2016-05-23 パナソニックIpマネジメント株式会社 Imaging apparatus, spectroscopy system, and spectroscopy method

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