JPH0610705B2 - 並列光論理演算素子及び装置 - Google Patents
並列光論理演算素子及び装置Info
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- JPH0610705B2 JPH0610705B2 JP27150887A JP27150887A JPH0610705B2 JP H0610705 B2 JPH0610705 B2 JP H0610705B2 JP 27150887 A JP27150887 A JP 27150887A JP 27150887 A JP27150887 A JP 27150887A JP H0610705 B2 JPH0610705 B2 JP H0610705B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、並列光論理演算素子及び装置に関するもので
ある。
ある。
近年、光の高速性・並列性を利用した光情報処理が、大
容量の情報を高速で処理するための手段として、さらに
光コンピュータの実現を可能にするものとして、注目を
集めている。
容量の情報を高速で処理するための手段として、さらに
光コンピュータの実現を可能にするものとして、注目を
集めている。
光情報処理の重要な基本技術の一つとして、光演算があ
るが、この光演算は、大別して並列アナログ光演算，時
系列光デジタル演算及び並列デジタル光演算の３種類に
分けられる。これらのうち並列デジタル光演算は、並列
アナログ光演算における汎用性の無さ及び制度の悪さの
点での欠点を排除して、光の並列性を有効に利用し得る
ことから、特に期待されている。
るが、この光演算は、大別して並列アナログ光演算，時
系列光デジタル演算及び並列デジタル光演算の３種類に
分けられる。これらのうち並列デジタル光演算は、並列
アナログ光演算における汎用性の無さ及び制度の悪さの
点での欠点を排除して、光の並列性を有効に利用し得る
ことから、特に期待されている。
従来、この並列デジタル光演算を行うものとして、種々
の並列光論理演算素子や演算装置が提案されているが、
これらの演算素子及び装置は、演算を行うに際して入力
情報に対して複雑な符号化が必要であることから、構成
が複雑なものとなったり、複数種類の論理演算を同時に
実行することができなかったりするという問題があっ
た。
の並列光論理演算素子や演算装置が提案されているが、
これらの演算素子及び装置は、演算を行うに際して入力
情報に対して複雑な符号化が必要であることから、構成
が複雑なものとなったり、複数種類の論理演算を同時に
実行することができなかったりするという問題があっ
た。
本発明は、以上の点に鑑み、簡単な構成により複数種類
の論理演算を同時に実行することが可能な並列光論理演
算素子及び演算装置を提供することを目的としている。
の論理演算を同時に実行することが可能な並列光論理演
算素子及び演算装置を提供することを目的としている。
上記目的は、本発明によれば、マトリツクス構造のＴＮ
（ねじれネマティック型）液晶セルのマトリックスを構
成する各画素がそれぞれ対応するように、二層に積層さ
れた二つのＴＮ液晶セルと、このＴＮ液晶セルを上下か
ら挟むように配設された二枚のカラー偏光子とを含んで
おり、上記ＴＮ液晶セルの液晶中に二色性色素が混入さ
れていることにより、上記二つのＴＮ液晶セルの各画素
に与えられる２値画素情報が、各画素のオンオフ状態に
変換され、該ＴＮ液晶セルによる偏光回転及び二色性色
素の吸収特性に基づいて各画素に関する出力光の明暗情
報として並列デジタル光演算が行なわれるようにした並
列光論理演算素子によって達成される。
（ねじれネマティック型）液晶セルのマトリックスを構
成する各画素がそれぞれ対応するように、二層に積層さ
れた二つのＴＮ液晶セルと、このＴＮ液晶セルを上下か
ら挟むように配設された二枚のカラー偏光子とを含んで
おり、上記ＴＮ液晶セルの液晶中に二色性色素が混入さ
れていることにより、上記二つのＴＮ液晶セルの各画素
に与えられる２値画素情報が、各画素のオンオフ状態に
変換され、該ＴＮ液晶セルによる偏光回転及び二色性色
素の吸収特性に基づいて各画素に関する出力光の明暗情
報として並列デジタル光演算が行なわれるようにした並
列光論理演算素子によって達成される。
本発明による並列光論理演算素子は、好ましくは、前記
カラー偏光子及びＴＮ液晶セルの間、そして前記二つの
ＴＮ液晶セルの間のうち、少なくとも一か所に、光を９
０度だけ回転させる液晶セルが配設されている。
カラー偏光子及びＴＮ液晶セルの間、そして前記二つの
ＴＮ液晶セルの間のうち、少なくとも一か所に、光を９
０度だけ回転させる液晶セルが配設されている。
さらに、本発明による並列光論理演算素子は、好ましく
は、前記カラー偏光子のうち少なくとも一方が、ホモジ
ニアス配向のＧＨ液晶セルから構成されていた。
は、前記カラー偏光子のうち少なくとも一方が、ホモジ
ニアス配向のＧＨ液晶セルから構成されていた。
この発明によれば、二組の２値情報の論理演算が、二層
に積層されたＧＨ（ゲスト・ホスト型）−ＴＮ液晶セル
のそれぞれのマトリックスを構成する各画素のオンオフ
状態に変換され、該ＧＨ−ＴＮ液晶セルの各画素のオン
オフ状態により、入射偏光に対する偏光方向の回転及び
二色性色素による吸収と、該ＴＮ液晶セルの前後に配置
されたカラー偏光子による吸収に基づいて、上記吸収に
おける吸収波長及び非吸収波長と偏光方向の適宜の選択
により同時に並列的な複数の論理演算が行なわれ得るこ
ととなり、入力される２値画像情報に対して特別の複雑
な符号化を必要とせずに、極めて簡単な演算素子構成に
よって、複数の異なる種類の論理演算を同時に実行する
ことができる。
に積層されたＧＨ（ゲスト・ホスト型）−ＴＮ液晶セル
のそれぞれのマトリックスを構成する各画素のオンオフ
状態に変換され、該ＧＨ−ＴＮ液晶セルの各画素のオン
オフ状態により、入射偏光に対する偏光方向の回転及び
二色性色素による吸収と、該ＴＮ液晶セルの前後に配置
されたカラー偏光子による吸収に基づいて、上記吸収に
おける吸収波長及び非吸収波長と偏光方向の適宜の選択
により同時に並列的な複数の論理演算が行なわれ得るこ
ととなり、入力される２値画像情報に対して特別の複雑
な符号化を必要とせずに、極めて簡単な演算素子構成に
よって、複数の異なる種類の論理演算を同時に実行する
ことができる。
また、上記目的は、本発明によれば、上述した並列光論
理演算素子と、この並列光論理演算素子の後方に配設さ
れていて該並列光論理演算素子からの出力光を受光する
受光素子とから構成され、この受光素子によって検出さ
れた検出信号が、上記並列光論理演算素子の液晶セルを
駆動するためのドライブ回路にフィードバックされるよ
うにした光論理演算装置によって達成される。
理演算素子と、この並列光論理演算素子の後方に配設さ
れていて該並列光論理演算素子からの出力光を受光する
受光素子とから構成され、この受光素子によって検出さ
れた検出信号が、上記並列光論理演算素子の液晶セルを
駆動するためのドライブ回路にフィードバックされるよ
うにした光論理演算装置によって達成される。
この構成によれば、入射光は、適宜にオンオフされた並
列光論理演算素子の液晶セルを通って、２値画像情報に
基づいてオンオフされた並列光論理演算素子を通過し、
好ましくは、さらに適宜にオンオフされた液晶セルを通
った後、受光素子によって検出され、この検出信号がド
ライブ回路にフィードバックされることにより、時系列
電気信号である２値画像情報の光演算を行うことができ
る。
列光論理演算素子の液晶セルを通って、２値画像情報に
基づいてオンオフされた並列光論理演算素子を通過し、
好ましくは、さらに適宜にオンオフされた液晶セルを通
った後、受光素子によって検出され、この検出信号がド
ライブ回路にフィードバックされることにより、時系列
電気信号である２値画像情報の光演算を行うことができ
る。
以下、図面に示した実施例に基づいて本発明をさらに説
明する。
明する。
第１図は本発明による並列光論理演算素子１０の一実施
例を示している。
例を示している。
この並列光論理演算素子１０は、光の入射側から順に、
垂直な偏光方向を有するカラー偏光子11と、それぞれマ
トリックス構造を有し且つこのマトリックスを構成する
各画素がそれぞれ対応するように二層に積層された二つ
のＴＮ液晶セル１２，１３と、水平な偏光方向を有する
カラー偏光子14とから構成されている。
垂直な偏光方向を有するカラー偏光子11と、それぞれマ
トリックス構造を有し且つこのマトリックスを構成する
各画素がそれぞれ対応するように二層に積層された二つ
のＴＮ液晶セル１２，１３と、水平な偏光方向を有する
カラー偏光子14とから構成されている。
上記ＴＮ液晶セル１２，１３は、それぞれ液晶中に二色
性色素が混入されており、所謂ＧＨ−ＴＮ液晶セルとな
っている。各ＴＮ液晶セル１２，１３のマトリックスを
構成する各画素には、それぞれ２値画像情報Ａ，Ｂが与
えられることにより、各画素のオン状態が２値画像情報
の０、オフ状態が２値画像情報の１に対応する。
性色素が混入されており、所謂ＧＨ−ＴＮ液晶セルとな
っている。各ＴＮ液晶セル１２，１３のマトリックスを
構成する各画素には、それぞれ２値画像情報Ａ，Ｂが与
えられることにより、各画素のオン状態が２値画像情報
の０、オフ状態が２値画像情報の１に対応する。
本発明による並列光論理演算素子１０は以上のように構
成されており、入射光が、並列光論理演算素子１０を通
過する際に、二つのＧＨ−ＴＮ液晶セル１２，１３の対
応する各画素に関して、上記２値画像情報Ａ，Ｂの演算
結果としての出力光となり、各画素毎にＡ，Ｂの演算が
行なわれることにより、並列デジタル光演算が行なわれ
得る。
成されており、入射光が、並列光論理演算素子１０を通
過する際に、二つのＧＨ−ＴＮ液晶セル１２，１３の対
応する各画素に関して、上記２値画像情報Ａ，Ｂの演算
結果としての出力光となり、各画素毎にＡ，Ｂの演算が
行なわれることにより、並列デジタル光演算が行なわれ
得る。
以下に、上記演算の過程を詳細に説明する。
第１図に示すように、入射光及び出力光の垂直偏光成分
をＶｉ及びＶｏ、水平偏光成分をＨｉ及びＨｏとすれ
ば、各成分は明状態である０又は暗状態である１の値を
とる。ここで、通常のＴＮ液晶セルの場合には、オフ状
態、即ちＡ＝０では第２図（Ａ）に示すように、ＴＮ液
晶セル内の液晶セルが９０度捩られているので、入射光
はその偏光成分が９０度回転されるため、入射光と出力
光の偏光成分の関係は、式 で表わされ、また、オン状態、即ちＡ＝１では第２図
（Ｂ）に示すように、入射光はそのまま透過するので、
入射光と出力光の偏光成分の関係は、式 で表わされる。従って、式（１）及び（２）を一般式で
表わせば、式 が得られる。ここで、は ＮＯＴ Ａを表わす。
をＶｉ及びＶｏ、水平偏光成分をＨｉ及びＨｏとすれ
ば、各成分は明状態である０又は暗状態である１の値を
とる。ここで、通常のＴＮ液晶セルの場合には、オフ状
態、即ちＡ＝０では第２図（Ａ）に示すように、ＴＮ液
晶セル内の液晶セルが９０度捩られているので、入射光
はその偏光成分が９０度回転されるため、入射光と出力
光の偏光成分の関係は、式 で表わされ、また、オン状態、即ちＡ＝１では第２図
（Ｂ）に示すように、入射光はそのまま透過するので、
入射光と出力光の偏光成分の関係は、式 で表わされる。従って、式（１）及び（２）を一般式で
表わせば、式 が得られる。ここで、は ＮＯＴ Ａを表わす。
また、二色性色素を混入したＧＨ−ＴＮ液晶セル１２，
１３の場合には、二色性色素による吸収波長における色
素分子の長軸方向の吸収率を100％、それに垂直な方向
の吸収率を０％とすれば、該ＧＨ−ＴＮ液晶セル１２，
１３の二色性色素の吸収波長以外の非吸収波長において
は、該ＧＨ−ＴＮ液晶セル１２，１３による演算結果
は、通常のＴＮ液晶セルの場合と同様に、式（３）で表
わされるが、二色性色素の吸収波長においては、オフ状
態、即ちＡ＝０では、入射光のうち、ＧＨ−ＴＮ液晶セ
ル１２，１３の入射面の液晶配向方向に平行な偏光成分
は、第３図（Ａ）に示すように該二色性色素により吸収
され、それに垂直な偏光成分は第３図（Ｂ）に示すよう
に９０度回転されて出力されるもので、入射光と偏光成
分の関係は、式 で表わされ、また、オン状態、即ちＡ＝１では通常のＴ
Ｎ液晶セルの場合と同様に式（２）で表わされる。従っ
て、式（２）及び（４）を一般式で表わせば、式 が得られる。ここで、二色性色素の吸収を、二色性色素
の非吸収波長では１（透過）、吸収波長では０（吸収）
の値をとる符号でＤで表わせば、二色性色素を混入した
ＴＮ液晶セル、即ちＧＨ−ＴＮ液晶セルについての関係
式（３）及び（５）は、式 なる一般式で表わされる。
１３の場合には、二色性色素による吸収波長における色
素分子の長軸方向の吸収率を100％、それに垂直な方向
の吸収率を０％とすれば、該ＧＨ−ＴＮ液晶セル１２，
１３の二色性色素の吸収波長以外の非吸収波長において
は、該ＧＨ−ＴＮ液晶セル１２，１３による演算結果
は、通常のＴＮ液晶セルの場合と同様に、式（３）で表
わされるが、二色性色素の吸収波長においては、オフ状
態、即ちＡ＝０では、入射光のうち、ＧＨ−ＴＮ液晶セ
ル１２，１３の入射面の液晶配向方向に平行な偏光成分
は、第３図（Ａ）に示すように該二色性色素により吸収
され、それに垂直な偏光成分は第３図（Ｂ）に示すよう
に９０度回転されて出力されるもので、入射光と偏光成
分の関係は、式 で表わされ、また、オン状態、即ちＡ＝１では通常のＴ
Ｎ液晶セルの場合と同様に式（２）で表わされる。従っ
て、式（２）及び（４）を一般式で表わせば、式 が得られる。ここで、二色性色素の吸収を、二色性色素
の非吸収波長では１（透過）、吸収波長では０（吸収）
の値をとる符号でＤで表わせば、二色性色素を混入した
ＴＮ液晶セル、即ちＧＨ−ＴＮ液晶セルについての関係
式（３）及び（５）は、式 なる一般式で表わされる。
さらに、ＧＨ−ＴＮ液晶セルを挟む偏光子をそのままに
して、該ＧＨ−ＴＮ液晶セルをそのセル法線の周りに９
０度回転させた場合には、式（６）の代わりに、式 が得られる。
して、該ＧＨ−ＴＮ液晶セルをそのセル法線の周りに９
０度回転させた場合には、式（６）の代わりに、式 が得られる。
カラー偏光子１１，１４については、該カラー偏光子１
１，１４の非吸収波長では、偏光成分に対して吸収が行
なわれたいため、入射光と出力光との関係は、式（２）
で表わされるが、吸収波長においては、透過する偏光方
向を垂直方向としたとき、入射光と出力光との関係は、
一般の偏光子と同様に、式 で表わされる。ここで、カラー偏光子の吸収を、カラー
偏光子の非吸収波長では１（透過）、吸収波長では０
（吸収）の値をとる符号Ｐで表わせば、カラー偏光子に
ついての関係式（２）及び（８）は、式 なる一般式で表わされる。また、透過する偏光方向を水
平方向としたときには、同様にして式（９）の代わり
に、式 が得られる。
１，１４の非吸収波長では、偏光成分に対して吸収が行
なわれたいため、入射光と出力光との関係は、式（２）
で表わされるが、吸収波長においては、透過する偏光方
向を垂直方向としたとき、入射光と出力光との関係は、
一般の偏光子と同様に、式 で表わされる。ここで、カラー偏光子の吸収を、カラー
偏光子の非吸収波長では１（透過）、吸収波長では０
（吸収）の値をとる符号Ｐで表わせば、カラー偏光子に
ついての関係式（２）及び（８）は、式 なる一般式で表わされる。また、透過する偏光方向を水
平方向としたときには、同様にして式（９）の代わり
に、式 が得られる。
第１図の実施例において、入射光と出力光との関係は、
上述のように、各ＧＨ−ＴＮ液晶セル12，１３では、式
（６）又は（７）により、各カラー偏光子１１，１４で
は、式（９）又は（１０）により表わされるので、ＧＨ
−ＴＮ液晶セル１２，１３の吸収をそれぞれＤ１，Ｄ２
で、またカラー偏光子１１，１４の吸収をそれぞれ
Ｐ１，Ｐ２とすれば、並列光論理演算素子１０全体の入
射光と出力光との関係は、各画素について、それぞれカ
ラー偏光子１１，ＧＨ−ＴＮ液晶セル１２，１３及びカ
ラー偏光子１４についての行列式の積で与えられるか
ら、式 となる。
上述のように、各ＧＨ−ＴＮ液晶セル12，１３では、式
（６）又は（７）により、各カラー偏光子１１，１４で
は、式（９）又は（１０）により表わされるので、ＧＨ
−ＴＮ液晶セル１２，１３の吸収をそれぞれＤ１，Ｄ２
で、またカラー偏光子１１，１４の吸収をそれぞれ
Ｐ１，Ｐ２とすれば、並列光論理演算素子１０全体の入
射光と出力光との関係は、各画素について、それぞれカ
ラー偏光子１１，ＧＨ−ＴＮ液晶セル１２，１３及びカ
ラー偏光子１４についての行列式の積で与えられるか
ら、式 となる。
式（１１）において、入射光と出力光の偏光方向、二つ
のＧＨ−ＴＮ液晶セル１２，１３の二色性色素の吸収波
長、二つのカラー偏光子１１，14の吸収波長、及び出力
光の検出すべき波長を適宜に選択し組み合わせることに
よって、各画素におけるＧＨ−ＴＮ液晶セル１２，１３
に与えられた２値画素情報Ａ，Ｂの論理演算が、第４図
の図表に示すように行なわれ得る。即ち、０，Ａ・Ｂ，
Ａ・，・Ｂ，Ａ，Ｂ， Ａ＋Ｂ，＋Ｂ，Ａ＋，１という１２種類の論理演算
が行なわれ得る。例えば、入射光として垂直・水平偏光
成分を利用し（Ｖｉ＝Ｈｉ＝１）、出力光のうち水平偏
光成分（Ｈ０）のみを検出するとすれば、式（１１）よ
り、式 H0＝（D2Ａ・＋D1・Ｂ）Ｖi＋P1（Ａ・Ｂ＋D2・Ｂ）Ｈi (12) となる。ここで、カラー偏光子１１，１４及び二色性色
素の吸収を、ある波長λ１にてＰ１＝１，Ｄ１＝Ｄ２＝
０となり、また他の波長λ２にてＰ１＝０，Ｄ１＝Ｄ２
＝１となるように設定しておけば、波長λ１では第４図
の図表における組合せ(37)または(45)に示すようにＨ０
＝Ａ・Ｂ，波長λ２では第４図の図表における組合せ(3
6)または(44)に示すように となり、二つの波長λ１及びλ２においてそれぞれ別個
の二種類の論理演算が同時に行なわれることになり、そ
の演算結果は、出力光の検出波長を波長λ１又はλ２に
適宜選択することによって独立して取り出され得る。
尚、この場合、Ａ・Ｂは半加算器の出力Ｃ（キャリー）
に、 は出力Ｓ（サム）に相当するので、各画素毎に半加算器
の演算を実行することが可能となる。
のＧＨ−ＴＮ液晶セル１２，１３の二色性色素の吸収波
長、二つのカラー偏光子１１，14の吸収波長、及び出力
光の検出すべき波長を適宜に選択し組み合わせることに
よって、各画素におけるＧＨ−ＴＮ液晶セル１２，１３
に与えられた２値画素情報Ａ，Ｂの論理演算が、第４図
の図表に示すように行なわれ得る。即ち、０，Ａ・Ｂ，
Ａ・，・Ｂ，Ａ，Ｂ， Ａ＋Ｂ，＋Ｂ，Ａ＋，１という１２種類の論理演算
が行なわれ得る。例えば、入射光として垂直・水平偏光
成分を利用し（Ｖｉ＝Ｈｉ＝１）、出力光のうち水平偏
光成分（Ｈ０）のみを検出するとすれば、式（１１）よ
り、式 H0＝（D2Ａ・＋D1・Ｂ）Ｖi＋P1（Ａ・Ｂ＋D2・Ｂ）Ｈi (12) となる。ここで、カラー偏光子１１，１４及び二色性色
素の吸収を、ある波長λ１にてＰ１＝１，Ｄ１＝Ｄ２＝
０となり、また他の波長λ２にてＰ１＝０，Ｄ１＝Ｄ２
＝１となるように設定しておけば、波長λ１では第４図
の図表における組合せ(37)または(45)に示すようにＨ０
＝Ａ・Ｂ，波長λ２では第４図の図表における組合せ(3
6)または(44)に示すように となり、二つの波長λ１及びλ２においてそれぞれ別個
の二種類の論理演算が同時に行なわれることになり、そ
の演算結果は、出力光の検出波長を波長λ１又はλ２に
適宜選択することによって独立して取り出され得る。
尚、この場合、Ａ・Ｂは半加算器の出力Ｃ（キャリー）
に、 は出力Ｓ（サム）に相当するので、各画素毎に半加算器
の演算を実行することが可能となる。
さらに、カラー偏光子１１，１４やＧＨ−ＴＮ液晶セル
１２，１３をそれぞれ９０度回転させた場合には、式
（１１）は、第５図の図表に示すように、変更されるこ
ととなる。従って、第１図の実施例において、並列光論
理演算素子１０を構成するカラー変更子１１，ＧＨ−Ｔ
Ｎ液晶セル１２，１３及びカラー偏光子１４の間に、第
６図に示すようにそれぞれＴＮ液晶セル１５，１６及び
１７を挿入しておけば、各ＴＮ液晶セル１５，１６，１
７を適宜にオンオフさせることにより、それぞれのＴＮ
液晶セル１５，１６，１７の後方に配置されているＧＨ
−ＴＮ液晶セル１２，１３及びカラー偏光子１４への入
射光が選択的に９０度回転されるので、第５図の図表に
示した組合せが任意に選択され得ることとなり、並列光
論理演算素子１０の論理演算の組合せがさらに幅広いも
のとなる。
１２，１３をそれぞれ９０度回転させた場合には、式
（１１）は、第５図の図表に示すように、変更されるこ
ととなる。従って、第１図の実施例において、並列光論
理演算素子１０を構成するカラー変更子１１，ＧＨ−Ｔ
Ｎ液晶セル１２，１３及びカラー偏光子１４の間に、第
６図に示すようにそれぞれＴＮ液晶セル１５，１６及び
１７を挿入しておけば、各ＴＮ液晶セル１５，１６，１
７を適宜にオンオフさせることにより、それぞれのＴＮ
液晶セル１５，１６，１７の後方に配置されているＧＨ
−ＴＮ液晶セル１２，１３及びカラー偏光子１４への入
射光が選択的に９０度回転されるので、第５図の図表に
示した組合せが任意に選択され得ることとなり、並列光
論理演算素子１０の論理演算の組合せがさらに幅広いも
のとなる。
尚、カラー偏光子１１，１４の代わりに、ホモジニアス
配向のＧＨ液晶セルを使用し、又はＧＨ液晶セル及び該
ＧＨ液晶セルと吸収波長の異なるカラー偏光子を組み合
わせることによって、ＧＨ液晶セルのオンオフに従っ
て、並列光論理演算素子１０の吸収波長を選択的に切換
えることが可能となり、該並列光論理演算素子１０の論
理演算の種類が一層幅広いものとなる。
配向のＧＨ液晶セルを使用し、又はＧＨ液晶セル及び該
ＧＨ液晶セルと吸収波長の異なるカラー偏光子を組み合
わせることによって、ＧＨ液晶セルのオンオフに従っ
て、並列光論理演算素子１０の吸収波長を選択的に切換
えることが可能となり、該並列光論理演算素子１０の論
理演算の種類が一層幅広いものとなる。
実験例として、二枚のカラー偏光子１１，１４の代わり
に二枚のホモジニアス配向のＧＨ液晶セルを利用した一
画素分の光論理演算素子を製作し、このＧＨ液晶セルの
二色性色素として、４５０ｎｍ付近にてＰ１＝１，Ｐ２
＝Ｄ２＝０となり、また７００ｎｍ付近にてＰ１＝Ｐ２
＝０，Ｄ１＝Ｄ２＝１となるようなものを選択して、上
述の半加算器の演算を行なったところ、第７図に示すよ
うに、４５０ｎｍでは（Ａ，Ｂ）＝（１，１）の場合の
み透過率が高く、これによりＡ・Ｂ、即ち半加算器の出
力Ｃ演算が行なわれ、７００ｎｍでは（Ａ，Ｂ）＝
（０，１）又は（１，０）の場合に透過率が高く、これ
により 即ち半加算器の出力Ｓの演算が行なわれることが確認さ
れた。
に二枚のホモジニアス配向のＧＨ液晶セルを利用した一
画素分の光論理演算素子を製作し、このＧＨ液晶セルの
二色性色素として、４５０ｎｍ付近にてＰ１＝１，Ｐ２
＝Ｄ２＝０となり、また７００ｎｍ付近にてＰ１＝Ｐ２
＝０，Ｄ１＝Ｄ２＝１となるようなものを選択して、上
述の半加算器の演算を行なったところ、第７図に示すよ
うに、４５０ｎｍでは（Ａ，Ｂ）＝（１，１）の場合の
み透過率が高く、これによりＡ・Ｂ、即ち半加算器の出
力Ｃ演算が行なわれ、７００ｎｍでは（Ａ，Ｂ）＝
（０，１）又は（１，０）の場合に透過率が高く、これ
により 即ち半加算器の出力Ｓの演算が行なわれることが確認さ
れた。
尚、２値画像情報が一般的な時系列電気信号で与えられ
る場合には、上述した並列光論理演算素子１０を利用し
て、第８図に示すように、論理演算システム２０を構成
することにより、並列デジタル光演算が行なわれ得る。
る場合には、上述した並列光論理演算素子１０を利用し
て、第８図に示すように、論理演算システム２０を構成
することにより、並列デジタル光演算が行なわれ得る。
即ち、論理演算システム２０は、第１図に示した並列光
論理演算素子１０の前後にそれぞれＧＨ液晶セル２１，
２２とＴＮ液晶セル２３，２４とを配置し、その後方に
斜めにハーフミラー２５を配置して、さらにその後方に
該並列光論理演算素子１０からの出力光を受光するため
のフォトディテクタアレイ２６を設け、また時系列電気
信号である２値画像情報Ａ，Ｂを、それぞれＧＨ−ＴＮ
液晶セル１２，１３の各画素の駆動信号に変換するドラ
イブ回路２７，２８を介して、ＧＨ−ＴＮ液晶セル１
２，１３の各画素に入力するようにしており、ドライブ
回路２８にはフォトディテクタアレイ２６の出力がフィ
ードバックされるようになっている。
論理演算素子１０の前後にそれぞれＧＨ液晶セル２１，
２２とＴＮ液晶セル２３，２４とを配置し、その後方に
斜めにハーフミラー２５を配置して、さらにその後方に
該並列光論理演算素子１０からの出力光を受光するため
のフォトディテクタアレイ２６を設け、また時系列電気
信号である２値画像情報Ａ，Ｂを、それぞれＧＨ−ＴＮ
液晶セル１２，１３の各画素の駆動信号に変換するドラ
イブ回路２７，２８を介して、ＧＨ−ＴＮ液晶セル１
２，１３の各画素に入力するようにしており、ドライブ
回路２８にはフォトディテクタアレイ２６の出力がフィ
ードバックされるようになっている。
この場合、入射光は、適宜にオンオフされたＧＨ液晶セ
ル２１及びＴＮ液晶セル２３を通って、２値画像情報に
基づいてオンオフされた並列光論理演算素子１０を通過
し、さらに適宜にオンオフされたＧＨ液晶セル２２及び
ＴＮ液晶セル２４を通った後、ハーフミラー２５を透過
した光は、フォトディテクタアレイ２６により検出さ
れ、該検出信号がドライブ回路２８にフィードバックさ
れると共に、該ハーフミラー２５により反射された光
は、出力光として外部に導かれ、かくして時系列電気信
号である２値画像情報の光論理演算が行なわれることに
なる。
ル２１及びＴＮ液晶セル２３を通って、２値画像情報に
基づいてオンオフされた並列光論理演算素子１０を通過
し、さらに適宜にオンオフされたＧＨ液晶セル２２及び
ＴＮ液晶セル２４を通った後、ハーフミラー２５を透過
した光は、フォトディテクタアレイ２６により検出さ
れ、該検出信号がドライブ回路２８にフィードバックさ
れると共に、該ハーフミラー２５により反射された光
は、出力光として外部に導かれ、かくして時系列電気信
号である２値画像情報の光論理演算が行なわれることに
なる。
以上述べたように、本発明に係る並列光論理演算素子に
よれば、二組の２値情報の論理演算が、二層に積層され
たＧＨ−ＴＮ液晶セルのそれぞれのマトリックスを構成
する各画素のオンオフ状態に変換され、該ＧＨ−ＴＮ液
晶セルの各画素のオンオフ状態により、入射偏光に対す
る偏光方向の回転及び二色性色素による吸収と、該ＴＮ
液晶セルの前後に配置されたカラー偏光子による吸収に
基づいて、上記吸収における吸収波長及び非吸収波長と
偏光方向の適宜の選択により同時並列的な複数の論理演
算が行なわれることとなる。
よれば、二組の２値情報の論理演算が、二層に積層され
たＧＨ−ＴＮ液晶セルのそれぞれのマトリックスを構成
する各画素のオンオフ状態に変換され、該ＧＨ−ＴＮ液
晶セルの各画素のオンオフ状態により、入射偏光に対す
る偏光方向の回転及び二色性色素による吸収と、該ＴＮ
液晶セルの前後に配置されたカラー偏光子による吸収に
基づいて、上記吸収における吸収波長及び非吸収波長と
偏光方向の適宜の選択により同時並列的な複数の論理演
算が行なわれることとなる。
さらに、本発明に係る光論理演算装置によれば、入射光
は、適宜にオンオフされた並列光論理演算素子の液晶セ
ルを通って、２値画像情報に基づいてオンオフされた並
列光論理演算素子を通過し、好ましくは、さらに適宜に
オンオフされた液晶セルを通った後受光素子によって検
出され、該検出信号がドライブ回路にフィードバックさ
れることにより、時系列電気信号である２値画像情報の
光論理演算が行われることになる。
は、適宜にオンオフされた並列光論理演算素子の液晶セ
ルを通って、２値画像情報に基づいてオンオフされた並
列光論理演算素子を通過し、好ましくは、さらに適宜に
オンオフされた液晶セルを通った後受光素子によって検
出され、該検出信号がドライブ回路にフィードバックさ
れることにより、時系列電気信号である２値画像情報の
光論理演算が行われることになる。
かくして、本発明によれば、入力される２値画像情報に
対して特別の複雑な符号化を必要とせずに、非常に簡単
な演算素子構成により、複数の異なる種類の論理演算を
同時に実行することが可能である、極めて優れた並列光
論理演算素子及び装置が提供される。
対して特別の複雑な符号化を必要とせずに、非常に簡単
な演算素子構成により、複数の異なる種類の論理演算を
同時に実行することが可能である、極めて優れた並列光
論理演算素子及び装置が提供される。
第１図は本発明による並列光論理演算素子の一実施例を
示す概略斜視図。 第２図（Ａ）は通常のＴＮ液晶セルのオフ状態を、また
第２図（Ｂ）は同オン状態を示す。 第３図（Ａ）はＧＨ−ＴＮ液晶セルのオフ状態のオフ状
態における垂直偏光成分を、また第３図（Ｂ）は同水平
偏光成分に対する動作を示す。 第４図は第１図の並列光論理演算素子による演算の組合
せを示す図表である。 第５図は第１図の並列光論理演算素子の構成要素を選択
的に９０度回転させた場合の入射光と出力光との関係式
を示す図表である。 第６図は本発明による並列光論理演算素子の他の実施例
を示す概略側面図。 第７図は第１図の並列光論理演算素子を実際に製作した
実験例における出力光の分光特性を示すグラフ。 第８図は第１図の並列光論理演算素子を利用して時系列
電気信号である２値画像情報の演算を行なうようにした
論理演算システムの構成例を示す概略側面図である。 １０……並列光論理演算素子；１１，１４……カラー偏
光子；１２，１３……ＧＨ−ＴＮ液晶セル；１５，１
６，１７……ＴＮ液晶セル；２０……論理演算システ
ム；２１，２２……ＧＨ液晶セル；２３，２４……ＴＮ
液晶セル；２５……ハーフミラー；２６……フォトディ
テクタ；２７，２８……ドライブ回路。
示す概略斜視図。 第２図（Ａ）は通常のＴＮ液晶セルのオフ状態を、また
第２図（Ｂ）は同オン状態を示す。 第３図（Ａ）はＧＨ−ＴＮ液晶セルのオフ状態のオフ状
態における垂直偏光成分を、また第３図（Ｂ）は同水平
偏光成分に対する動作を示す。 第４図は第１図の並列光論理演算素子による演算の組合
せを示す図表である。 第５図は第１図の並列光論理演算素子の構成要素を選択
的に９０度回転させた場合の入射光と出力光との関係式
を示す図表である。 第６図は本発明による並列光論理演算素子の他の実施例
を示す概略側面図。 第７図は第１図の並列光論理演算素子を実際に製作した
実験例における出力光の分光特性を示すグラフ。 第８図は第１図の並列光論理演算素子を利用して時系列
電気信号である２値画像情報の演算を行なうようにした
論理演算システムの構成例を示す概略側面図である。 １０……並列光論理演算素子；１１，１４……カラー偏
光子；１２，１３……ＧＨ−ＴＮ液晶セル；１５，１
６，１７……ＴＮ液晶セル；２０……論理演算システ
ム；２１，２２……ＧＨ液晶セル；２３，２４……ＴＮ
液晶セル；２５……ハーフミラー；２６……フォトディ
テクタ；２７，２８……ドライブ回路。
Claims (6)
- 【請求項１】マトリックス構造のＴＮ液晶セルのマトリ
ックスを構成する各画素がそれぞれ対応するように、二
層に積層された二つのＴＮ液晶セルと、該ＴＮ液晶セル
を上下から挟むように配設された二枚のカラー偏光子と
を含んでおり、上記ＴＮ液晶セルの液晶中に二色性色素
が混入されていることにより、上記二つのＴＮ液晶セル
の各画素に与えられる２値画像情報が、各画素のオンオ
フ状態に変換され、該ＴＮ液晶セルによる偏光回転及び
二色性色素の吸収特性に基づいて各画素に関する出力光
の明暗情報として並列デジタル光演算が行なわれること
を特徴とする並列光論理演算素子。 - 【請求項２】前記カラー偏光子及びＴＮ液晶セルの間、
そして前記二つのＴＮ液晶セルの間のうち、少なくとも
一か所に、光を９０度だけ回転させる液晶セルが配設さ
れていることを特徴とする、特許請求の範囲第１項に記
載の並列光論理演算素子。 - 【請求項３】前記カラー偏光子のうち少なくとも一方
が、ホモジニアス配向のＧＨ液晶セルから成ることを特
徴とする、特許請求の範囲第１項又は第２項に記載の並
列光論理演算素子。 - 【請求項４】マトリックス構造のＴＮ液晶セルのマトリ
ックスを構成する各画素がそれぞれ対応するように、二
層に積層された二つのＴＮ液晶セルと、該ＴＮ液晶セル
を上下から挟むように配設された二枚のカラー偏光子と
を含んでおり、上記ＴＮ液晶セルの液晶中に二色性色素
が混入されていることにより、上記二つのＴＮ液晶セル
の各画素に与えられる２値画像情報が、各画素のオンオ
フ状態に変換され、該ＴＮ液晶セルによる偏光回転及び
二色性色素の吸収特性に基づいて各画素に関する出力光
の明暗情報として並列デジタル光演算が行なわれる並列
光論理演算素子と、該並列光論理演算素子の後方に配設
されていて該並列光論理演算素子からの出力光を受光す
る受光素子とから構成される光論理演算装置であって、 上記受光素子によって検出された検出信号が、上記並列
光論理演算素子の液晶セルを駆動するためのドライブ回
路にフィードバックされることを特徴とする光論理演算
装置。 - 【請求項５】前記カラー偏光子及びＴＮ液晶セルの間、
そして前記二つのＴＮ液晶セルの間のうち、少なくとも
一か所に、光を９０度だけ回転させる液晶セルが配設さ
れていることを特徴とする、特許請求の範囲第４項に記
載の光論理演算装置。 - 【請求項６】前記カラー偏光子のうち少なくとも一方
が、ホモジニアス配向のＧＨ液晶セルから成ることを特
徴とする、特許請求の範囲第４項又は第５項に記載の光
論理演算装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27150887A JPH0610705B2 (ja) | 1987-10-26 | 1987-10-26 | 並列光論理演算素子及び装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27150887A JPH0610705B2 (ja) | 1987-10-26 | 1987-10-26 | 並列光論理演算素子及び装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01112227A JPH01112227A (ja) | 1989-04-28 |
| JPH0610705B2 true JPH0610705B2 (ja) | 1994-02-09 |
Family
ID=17501041
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27150887A Expired - Lifetime JPH0610705B2 (ja) | 1987-10-26 | 1987-10-26 | 並列光論理演算素子及び装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0610705B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101492047B1 (ko) * | 2013-11-11 | 2015-02-10 | 한국과학기술연구원 | Dna 기반 나노구조체를 이용한 광 논리 회로 및 논리 신호 생성 방법 |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04115240A (ja) * | 1990-09-05 | 1992-04-16 | Nec Ibaraki Ltd | 光学的論理演算装置 |
| EP2351876A1 (en) | 2008-11-25 | 2011-08-03 | JX Nippon Mining & Metals Corporation | Copper foil for printed circuit |
| JPWO2011078077A1 (ja) | 2009-12-24 | 2013-05-09 | Jx日鉱日石金属株式会社 | 表面処理銅箔 |
| EP2557204A1 (en) | 2010-05-07 | 2013-02-13 | JX Nippon Mining & Metals Corp. | Copper foil for printed circuit |
-
1987
- 1987-10-26 JP JP27150887A patent/JPH0610705B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101492047B1 (ko) * | 2013-11-11 | 2015-02-10 | 한국과학기술연구원 | Dna 기반 나노구조체를 이용한 광 논리 회로 및 논리 신호 생성 방법 |
| US9746750B2 (en) | 2013-11-11 | 2017-08-29 | Korea Institute Of Science And Technology | Optical logic gates and method for generating logic signals using DNA-based nanostructure |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01112227A (ja) | 1989-04-28 |
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