JPH06148710A - 光デジタル装置 - Google Patents
光デジタル装置Info
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- JPH06148710A JPH06148710A JP4294472A JP29447292A JPH06148710A JP H06148710 A JPH06148710 A JP H06148710A JP 4294472 A JP4294472 A JP 4294472A JP 29447292 A JP29447292 A JP 29447292A JP H06148710 A JPH06148710 A JP H06148710A
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- optical
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- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06E—OPTICAL COMPUTING DEVICES; COMPUTING DEVICES USING OTHER RADIATIONS WITH SIMILAR PROPERTIES
- G06E1/00—Devices for processing exclusively digital data
- G06E1/02—Devices for processing exclusively digital data operating upon the order or content of the data handled
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- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06E—OPTICAL COMPUTING DEVICES; COMPUTING DEVICES USING OTHER RADIATIONS WITH SIMILAR PROPERTIES
- G06E1/00—Devices for processing exclusively digital data
- G06E1/02—Devices for processing exclusively digital data operating upon the order or content of the data handled
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- Liquid Crystal (AREA)
- Optical Modulation, Optical Deflection, Nonlinear Optics, Optical Demodulation, Optical Logic Elements (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 光を情報媒体とし、カスケード接続が容易で
あり、かつ、高速演算可能であり、構造が単純で大規模
並列化の製造が容易な光デジタル装置を提供する。 【構成】 あらかじめ演算対象である１つまたは複数の
入力光信号値の全組み合わせに対する演算結果を求めて
おき、この全組み合わせに対する演算結果を反映する互
いに略平行な光線束を生成する。この光線束を使用し
て、入力光信号の個別の光信号ごとに設置され、個別の
光信号を受光して該個別の光信号が担ったデジタル情報
に応じて受光光線束の透過部分を選択する選択器を、光
線束の進行方向に段階的に配置し、論理的にカスケード
接続した選択器群を経由させることにより、全組み合わ
せに関する演算結果から、その時点の入力光信号の値の
組み合わせに応じた光信号を選択して出力する。
あり、かつ、高速演算可能であり、構造が単純で大規模
並列化の製造が容易な光デジタル装置を提供する。 【構成】 あらかじめ演算対象である１つまたは複数の
入力光信号値の全組み合わせに対する演算結果を求めて
おき、この全組み合わせに対する演算結果を反映する互
いに略平行な光線束を生成する。この光線束を使用し
て、入力光信号の個別の光信号ごとに設置され、個別の
光信号を受光して該個別の光信号が担ったデジタル情報
に応じて受光光線束の透過部分を選択する選択器を、光
線束の進行方向に段階的に配置し、論理的にカスケード
接続した選択器群を経由させることにより、全組み合わ
せに関する演算結果から、その時点の入力光信号の値の
組み合わせに応じた光信号を選択して出力する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、デジタル情報を担った
光信号に対してデジタル演算を行う光デジタル装置に関
するものである。
光信号に対してデジタル演算を行う光デジタル装置に関
するものである。
【０００２】
【従来の技術】電子計算機を頂点とするデジタル電子技
術に対して、情報伝達媒体を電子から光に置き換えた、
演算を高速実行可能なデジタル光技術が注目されてい
る。このデジタル光技術は、当面の目標をデジタル光コ
ンピュータとして、その構築の基礎となる光デジタル演
算器に対して、現在、様々な方式・装置の提案・試作が
なされている。
術に対して、情報伝達媒体を電子から光に置き換えた、
演算を高速実行可能なデジタル光技術が注目されてい
る。このデジタル光技術は、当面の目標をデジタル光コ
ンピュータとして、その構築の基礎となる光デジタル演
算器に対して、現在、様々な方式・装置の提案・試作が
なされている。
【０００３】こうした演算器の第１の例が、ＯＰＡＬＳ
（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｐａｒａｌｌｅｌ Ａｒｒａｙ Ｌ
ｏｇｉｃ Ｓｙｓｔｅｍ：Ｊ．Ｔａｎｉｄａ ｅｔ ａ
ｌ．，Ａｐｐｌｉｅｄ Ｏｐｔｉｃｓ ２５（２０），
Ｍａｙ １９８６，ｐｐ．１５６５−１５７０）に代表
される空間符号化演算法を使用した光デジタル装置であ
る。この演算法は、まず、第１の演算対象光信号に対し
て空間の第１の方向でコード化された「０」、「１」の
情報と、この第２の演算対象光信号に対して第１の方向
に垂直な第２の方向でコード化された「０」、「１」の
情報とを重ね合わせて平面状のマスクパターンを形成す
る。ついで、第１および第２の方向に垂直な第３の方向
の空間に配置された複数の点光源から光を出射させ、マ
スクパターンを経由した各光の合成像の特定領域に演算
結果を反映させる。
（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｐａｒａｌｌｅｌ Ａｒｒａｙ Ｌ
ｏｇｉｃ Ｓｙｓｔｅｍ：Ｊ．Ｔａｎｉｄａ ｅｔ ａ
ｌ．，Ａｐｐｌｉｅｄ Ｏｐｔｉｃｓ ２５（２０），
Ｍａｙ １９８６，ｐｐ．１５６５−１５７０）に代表
される空間符号化演算法を使用した光デジタル装置であ
る。この演算法は、まず、第１の演算対象光信号に対し
て空間の第１の方向でコード化された「０」、「１」の
情報と、この第２の演算対象光信号に対して第１の方向
に垂直な第２の方向でコード化された「０」、「１」の
情報とを重ね合わせて平面状のマスクパターンを形成す
る。ついで、第１および第２の方向に垂直な第３の方向
の空間に配置された複数の点光源から光を出射させ、マ
スクパターンを経由した各光の合成像の特定領域に演算
結果を反映させる。
【０００４】また、第２の例は、ホログラフィックＬｏ
ｏｋ−ｕｐ ｔａｂｌｅ法（Ｃ．Ｃ．Ｇｕｅｓｔ ｅｔ
ａｌ．，Ａｐｐｌｉｅｄ Ｏｐｔｉｃｓ ２３（１
９），Ｏｃｔ １９８４，ｐｐ．３４４４−３４５４）
を使用した光デジタル装置である。この方法は、所定の
入力信号に対する所定の演算に関して、入力信号値の全
組み合わせに対応した結果をホログラムに記録してお
く。演算実施時に入力信号の値に応じたコヒーレント光
をホログラムに照射して、再生された像から演算実施時
の入力信号の値に対する演算結果を得る。この方法によ
れば、任意の演算をその複雑さや入力の数に無関係に必
ず構成可能であり、ホログラム形成にどれほどの時間を
要したかにかかわらず演算時間はほとんど一定であり、
かつ、充分に短くできる。
ｏｋ−ｕｐ ｔａｂｌｅ法（Ｃ．Ｃ．Ｇｕｅｓｔ ｅｔ
ａｌ．，Ａｐｐｌｉｅｄ Ｏｐｔｉｃｓ ２３（１
９），Ｏｃｔ １９８４，ｐｐ．３４４４−３４５４）
を使用した光デジタル装置である。この方法は、所定の
入力信号に対する所定の演算に関して、入力信号値の全
組み合わせに対応した結果をホログラムに記録してお
く。演算実施時に入力信号の値に応じたコヒーレント光
をホログラムに照射して、再生された像から演算実施時
の入力信号の値に対する演算結果を得る。この方法によ
れば、任意の演算をその複雑さや入力の数に無関係に必
ず構成可能であり、ホログラム形成にどれほどの時間を
要したかにかかわらず演算時間はほとんど一定であり、
かつ、充分に短くできる。
【０００５】また、第３の例は、非線形光効果を有する
非線形素子を使用した光ゲート論理素子である。この素
子では、非線形素子に複数の光の和を入射させ、非線形
光効果による非線形素子から出射される相互作用光を演
算結果として得ている。この素子は、複数の組み合わせ
が原理的に可能である。
非線形素子を使用した光ゲート論理素子である。この素
子では、非線形素子に複数の光の和を入射させ、非線形
光効果による非線形素子から出射される相互作用光を演
算結果として得ている。この素子は、複数の組み合わせ
が原理的に可能である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】従来の光デジタル装置
は、以上のように構成されるので、各方式について以下
のような問題点があった。
は、以上のように構成されるので、各方式について以下
のような問題点があった。
【０００７】（１） 空間符号化演算法 ＯＰＡＬＳに代表されるこの演算法は、演算対象である
入力信号の担った情報に応じて「０」あるいは「１」に
対応する空間符号化を都度実施しなければならないの
で、この演算法を使用した光デジタル装置をカスケ−ド
接続できない。また、１回の演算対象となる入力光信号
の数が２つまでに限定され、３つ以上の光信号に関する
演算を１回で実行することができず、２入力演算実
行、その結果を空間符号化、という過程を繰り返す必
要があり、ｎ入力１出力演算の場合には、（ｎ−１）個
の演算器を用意しなければならない。
入力信号の担った情報に応じて「０」あるいは「１」に
対応する空間符号化を都度実施しなければならないの
で、この演算法を使用した光デジタル装置をカスケ−ド
接続できない。また、１回の演算対象となる入力光信号
の数が２つまでに限定され、３つ以上の光信号に関する
演算を１回で実行することができず、２入力演算実
行、その結果を空間符号化、という過程を繰り返す必
要があり、ｎ入力１出力演算の場合には、（ｎ−１）個
の演算器を用意しなければならない。
【０００８】（２） ホログラフィックＬｏｏｋ−ｕｐ
ｔａｂｌｅ法 この演算法を使用した装置では、演算結果の得られる位
置が特定されること、出力光波面とその方向が乱れる、
および出力光が減衰しやすいので出力光の回復を実施す
る必要があるので、この方法を使用した演算器をカスケ
ード接続することができない。
ｔａｂｌｅ法 この演算法を使用した装置では、演算結果の得られる位
置が特定されること、出力光波面とその方向が乱れる、
および出力光が減衰しやすいので出力光の回復を実施す
る必要があるので、この方法を使用した演算器をカスケ
ード接続することができない。
【０００９】（３） 非線形素子を使用した光ゲート論
理素子 異なった機能を有する複数の論理素子を組み合わせて、
様々な演算を実行することは可能であるが、異なった機
能の論理素子を異なった場所に配置する必要があり、組
み合わせ演算を実行する光デジタル装置を構成すると構
造が複雑になってしまい製造上の問題が発生する。
理素子 異なった機能を有する複数の論理素子を組み合わせて、
様々な演算を実行することは可能であるが、異なった機
能の論理素子を異なった場所に配置する必要があり、組
み合わせ演算を実行する光デジタル装置を構成すると構
造が複雑になってしまい製造上の問題が発生する。
【００１０】本発明は、以上のような問題点を解消する
ためになされたものであり、光を情報媒体とし、カスケ
ード接続が容易であり、高速演算可能な、構造が単純で
大規模並列化の製造が容易な光デジタル装置を提供する
ことを目的とする。
ためになされたものであり、光を情報媒体とし、カスケ
ード接続が容易であり、高速演算可能な、構造が単純で
大規模並列化の製造が容易な光デジタル装置を提供する
ことを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明の２を法とするデ
ジタル情報を担った第１の数の光信号を入力して、所定
の演算の結果を２を法とする第２の数の光信号として出
力する光デジタル装置は、（ａ）第１の数の光信号の値
の全組み合わせについて所定の演算対する演算結果を反
映した、互いに略平行な進行方向を有する第１の数の光
信号の値の全組み合わせ数の光信号からなる光線束を生
成する演算結果生成手段と、（ｂ）演算結果生成手段の
出射した光線束を受光し、第１の数の光信号の個別の光
信号ごとに設置され、個別の光信号を受光して該個別の
光信号が担ったデジタル情報に応じて受光光線束の透過
部分を選択する選択器を、光線束の進行方向に段階的に
配置した選択器群と、を含んで構成され、第１の数の光
信号の値の全組み合わせに関する演算結果の光線束か
ら、第１の数の光信号の値の組み合わせに応じた光信号
を選択し、出力することを特徴とする。ここで、演算結
果生成手段は、レーザ発振器と、レーザ発振器の出
射したレーザ光を空間的に広げる第１の凸レンズと、
第１の凸レンズで空間的に広げられたレーザ光を平行ビ
ーム化する第２の凸レンズと、第２のレンズの出射す
る平行ビームを受光し、第１の数の光信号の値の全組み
合わせに関する演算結果に応じて、各演算結果に対応す
る空間領域における受光した光の透過／被透過が設定さ
れた選択マスク板と、から構成してもよいし、また、演
算結果生成手段は、互いに平行なビームを出射する、２
次元的に配置された前記第１の数の光信号の数の値の全
組み合わせの数の独立駆動可能なＬＥＤまたはレーザダ
イオードから構成され、前記第１の数の光信号の個々の
組み合わせに関する演算結果に応じて各ＬＥＤまたは各
レーザダイオードの点灯あるいは消灯を行うことによ
り、前記第１の数の光信号の値の全組み合わせに関する
演算結果の値を反映した光線束を得てもよい。
ジタル情報を担った第１の数の光信号を入力して、所定
の演算の結果を２を法とする第２の数の光信号として出
力する光デジタル装置は、（ａ）第１の数の光信号の値
の全組み合わせについて所定の演算対する演算結果を反
映した、互いに略平行な進行方向を有する第１の数の光
信号の値の全組み合わせ数の光信号からなる光線束を生
成する演算結果生成手段と、（ｂ）演算結果生成手段の
出射した光線束を受光し、第１の数の光信号の個別の光
信号ごとに設置され、個別の光信号を受光して該個別の
光信号が担ったデジタル情報に応じて受光光線束の透過
部分を選択する選択器を、光線束の進行方向に段階的に
配置した選択器群と、を含んで構成され、第１の数の光
信号の値の全組み合わせに関する演算結果の光線束か
ら、第１の数の光信号の値の組み合わせに応じた光信号
を選択し、出力することを特徴とする。ここで、演算結
果生成手段は、レーザ発振器と、レーザ発振器の出
射したレーザ光を空間的に広げる第１の凸レンズと、
第１の凸レンズで空間的に広げられたレーザ光を平行ビ
ーム化する第２の凸レンズと、第２のレンズの出射す
る平行ビームを受光し、第１の数の光信号の値の全組み
合わせに関する演算結果に応じて、各演算結果に対応す
る空間領域における受光した光の透過／被透過が設定さ
れた選択マスク板と、から構成してもよいし、また、演
算結果生成手段は、互いに平行なビームを出射する、２
次元的に配置された前記第１の数の光信号の数の値の全
組み合わせの数の独立駆動可能なＬＥＤまたはレーザダ
イオードから構成され、前記第１の数の光信号の個々の
組み合わせに関する演算結果に応じて各ＬＥＤまたは各
レーザダイオードの点灯あるいは消灯を行うことによ
り、前記第１の数の光信号の値の全組み合わせに関する
演算結果の値を反映した光線束を得てもよい。
【００１２】上記のデジタル光演算を実行する光デジタ
ル装置に使用する選択器である光デジタル装置は、独立
に駆動可能で、駆動態様によって受光した光の透過ある
いは非透過を制御可能な、２つの透過率可変素子または
反射率可変素子と、これら２つの透過率可変素子または
反射率可変素子を、入力した２を法とする情報を担った
演算対象光信号の情報値に応じて、排他的に駆動するす
る駆動回路と、を含んで構成され、２つの透過率可変素
子または反射率可変素子の一方に入射した光のみを選択
的に透過させる光デジタル装置であって、透過率可変素
子または反射率可変素子は、量子閉じ込めシュタルク効
果あるいはワニエ・シュタルク局在効果を有するととも
に、駆動回路は、電荷注入駆動用トランジスタと、電荷
放出用トランジスタとを含んで構成されることを特徴す
る。また、選択器である光デジタル装置は、ほぼ特定
の偏光方向を有する直線偏光受光し、偏光方向の回転不
実施および９０゜回転実施のいずれか一方を選択的に行
う第１の偏波面回転素子と、第１の偏波面回転素子を
介した直線偏光を受光し、偏光方向によって光路を変化
させる複屈折板と、複屈折板を出射した偏光を受光
し、偏光方向の回転不実施および９０゜回転実施のいず
れか一方を選択的に行い、第１の偏波面回転素子に入力
した光と同一の偏光方向を有する光を出力する第２の偏
波面回転素子と、２を法とする情報を担った制御光信
号を入力し、該制御光信号の担った情報値によって、前
記第１および第２の偏波面回転素子を回転不実施および
９０゜回転実施のいずれか一方の動作モードに設定する
偏波面回転制御器と、第２の偏波面回転素子の特定位
置から出射される光のみを通過させる光選択スリット板
と、を含んで構成され、情報を担った入力光信号の情報
値によって、第１の偏波面回転素子の特定領域に入射し
た光のみを選択的に出力することを特徴としてもよい。
ル装置に使用する選択器である光デジタル装置は、独立
に駆動可能で、駆動態様によって受光した光の透過ある
いは非透過を制御可能な、２つの透過率可変素子または
反射率可変素子と、これら２つの透過率可変素子または
反射率可変素子を、入力した２を法とする情報を担った
演算対象光信号の情報値に応じて、排他的に駆動するす
る駆動回路と、を含んで構成され、２つの透過率可変素
子または反射率可変素子の一方に入射した光のみを選択
的に透過させる光デジタル装置であって、透過率可変素
子または反射率可変素子は、量子閉じ込めシュタルク効
果あるいはワニエ・シュタルク局在効果を有するととも
に、駆動回路は、電荷注入駆動用トランジスタと、電荷
放出用トランジスタとを含んで構成されることを特徴す
る。また、選択器である光デジタル装置は、ほぼ特定
の偏光方向を有する直線偏光受光し、偏光方向の回転不
実施および９０゜回転実施のいずれか一方を選択的に行
う第１の偏波面回転素子と、第１の偏波面回転素子を
介した直線偏光を受光し、偏光方向によって光路を変化
させる複屈折板と、複屈折板を出射した偏光を受光
し、偏光方向の回転不実施および９０゜回転実施のいず
れか一方を選択的に行い、第１の偏波面回転素子に入力
した光と同一の偏光方向を有する光を出力する第２の偏
波面回転素子と、２を法とする情報を担った制御光信
号を入力し、該制御光信号の担った情報値によって、前
記第１および第２の偏波面回転素子を回転不実施および
９０゜回転実施のいずれか一方の動作モードに設定する
偏波面回転制御器と、第２の偏波面回転素子の特定位
置から出射される光のみを通過させる光選択スリット板
と、を含んで構成され、情報を担った入力光信号の情報
値によって、第１の偏波面回転素子の特定領域に入射し
た光のみを選択的に出力することを特徴としてもよい。
【００１３】
【作用】本発明の光演算を行う光デジタル装置の構成に
よれば、あらかじめ演算対象である１つまたは複数の入
力光信号値の全組み合わせに対する演算結果を求め、こ
の全組み合わせに対する演算結果を反映する互いに略平
行な光線束を生成しておく。この状態で、入力光信号の
個別の光信号ごとに設置され、個別の光信号を受光して
該個別の光信号が担ったデジタル情報に応じて受光光線
束の透過部分を選択する選択器を、光線束の進行方向に
段階的に配置し、論理的にカスケード接続した選択器群
によって全組み合わせに関する演算結果の光線束から、
その時点の入力光信号の値の組み合わせに応じた光信号
を選択して出力する。
よれば、あらかじめ演算対象である１つまたは複数の入
力光信号値の全組み合わせに対する演算結果を求め、こ
の全組み合わせに対する演算結果を反映する互いに略平
行な光線束を生成しておく。この状態で、入力光信号の
個別の光信号ごとに設置され、個別の光信号を受光して
該個別の光信号が担ったデジタル情報に応じて受光光線
束の透過部分を選択する選択器を、光線束の進行方向に
段階的に配置し、論理的にカスケード接続した選択器群
によって全組み合わせに関する演算結果の光線束から、
その時点の入力光信号の値の組み合わせに応じた光信号
を選択して出力する。
【００１４】また、本発明の特定領域で受光した光を選
択的に出力する一つの光デジタル装置の構成によれば、
量子閉じ込めシュタルク効果あるいはワニエ・シュタル
ク局在効果を有する透過率可変素子または反射率可変素
子を２つ組み合わせ、各素子における光の透過／非透過
を制御する素子の電荷の注入／放出に夫々駆動用トラン
ジスタを用意し、選択指示情報を担った入力光信号の情
報値に従って、一方が電荷注入モードであれば他方は電
荷放出モードとしたので、排他的に一方のみが透過状態
となるよう制御して、出力光を得る。
択的に出力する一つの光デジタル装置の構成によれば、
量子閉じ込めシュタルク効果あるいはワニエ・シュタル
ク局在効果を有する透過率可変素子または反射率可変素
子を２つ組み合わせ、各素子における光の透過／非透過
を制御する素子の電荷の注入／放出に夫々駆動用トラン
ジスタを用意し、選択指示情報を担った入力光信号の情
報値に従って、一方が電荷注入モードであれば他方は電
荷放出モードとしたので、排他的に一方のみが透過状態
となるよう制御して、出力光を得る。
【００１５】また、本発明の特定領域で受光した光を選
択的に出力する他の光デジタル装置の構成によれば、特
定方向に偏光した直線偏光を、選択指示情報を担った入
力信号光の情報値に従って、第１の偏波面回転素子にお
ける入射光に対する偏光方向の無回転／９０゜回転動作
を制御し、複屈折素子における入射光の常光／異常光を
切り替え、光路を変化させることにより、常光の場合に
は第１の特定領域で受光した光を、異常光の場合には第
２の特定領域で受光した光を光選択スリットによって出
力する。なお、出力光の偏光方向は、第２の偏波面回転
素子によって、入力光と同一の偏光方向となること保証
している。
択的に出力する他の光デジタル装置の構成によれば、特
定方向に偏光した直線偏光を、選択指示情報を担った入
力信号光の情報値に従って、第１の偏波面回転素子にお
ける入射光に対する偏光方向の無回転／９０゜回転動作
を制御し、複屈折素子における入射光の常光／異常光を
切り替え、光路を変化させることにより、常光の場合に
は第１の特定領域で受光した光を、異常光の場合には第
２の特定領域で受光した光を光選択スリットによって出
力する。なお、出力光の偏光方向は、第２の偏波面回転
素子によって、入力光と同一の偏光方向となること保証
している。
【００１６】
【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の
符号を付し、重複する説明を省略する。
する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の
符号を付し、重複する説明を省略する。
【００１７】（第１実施例）図１は、第１実施例に係わ
る２入力ＮＡＮＤ演算を実行する光デジタル装置の構成
図である。以後、演算対象である２つの入力光を入力光
Ａおよび入力光Ｂと呼ぶ。また、光の受光がないことを
「０」入力、光の受光があることを「１」入力、出力光
のないことを「０」出力、および出力光があることを
「１」出力とする。
る２入力ＮＡＮＤ演算を実行する光デジタル装置の構成
図である。以後、演算対象である２つの入力光を入力光
Ａおよび入力光Ｂと呼ぶ。また、光の受光がないことを
「０」入力、光の受光があることを「１」入力、出力光
のないことを「０」出力、および出力光があることを
「１」出力とする。
【００１８】この装置は、平行ビームを出射する面光源
１００と、面光源１００の出射する平行光を入力し、入
力光Ａと入力光Ｂのとる値の全組み合わせ数である４
（２2）種の２入力ＮＡＮＤ演算結果を反映した光線束
を出力する演算結果生成マスク２００（図２（ａ），
（ｂ）参照）と、光線束内の４種の演算結果から入力光
Ａと入力光Ｂとを入力し、入力値の組み合わせに応じて
光線束内の４種の演算結果から１つを選択する選択器群
３００とから構成される。ここで、面光源１００は、レ
ーザ発振器１０１と、レーザ発振器１０１が出射した光
を空間的に広げる凸レンズ１０２と、凸レンズ１０２の
出力する光の光路を制限するスリット１０３と、スリッ
ト１０３の出力する光を平行ビーム化する凸レンズ１０
４とから構成される。また、選択器群３００は、入力光
Ａを受光し、その値（すなわち、入力光Ａの有無）に応
じて演算結果生成スリット２００を介して受光した４種
の演算結果光から該当する２種の演算結果光のみを透過
させる選択器３１０（図３（ａ）参照）と、入力光Ｂを
受光し、その値（すなわち、入力光Ｂの有無）に応じて
選択器３１０を介して受光した２種の演算結果光から該
当する１種の演算結果光のみを透過させる選択器３２０
（図３（ｂ）参照）とから構成される。図４には、演算
結果生成スリット２００と、選択器３１０、および選択
器３２０の配置関係を示す。
１００と、面光源１００の出射する平行光を入力し、入
力光Ａと入力光Ｂのとる値の全組み合わせ数である４
（２2）種の２入力ＮＡＮＤ演算結果を反映した光線束
を出力する演算結果生成マスク２００（図２（ａ），
（ｂ）参照）と、光線束内の４種の演算結果から入力光
Ａと入力光Ｂとを入力し、入力値の組み合わせに応じて
光線束内の４種の演算結果から１つを選択する選択器群
３００とから構成される。ここで、面光源１００は、レ
ーザ発振器１０１と、レーザ発振器１０１が出射した光
を空間的に広げる凸レンズ１０２と、凸レンズ１０２の
出力する光の光路を制限するスリット１０３と、スリッ
ト１０３の出力する光を平行ビーム化する凸レンズ１０
４とから構成される。また、選択器群３００は、入力光
Ａを受光し、その値（すなわち、入力光Ａの有無）に応
じて演算結果生成スリット２００を介して受光した４種
の演算結果光から該当する２種の演算結果光のみを透過
させる選択器３１０（図３（ａ）参照）と、入力光Ｂを
受光し、その値（すなわち、入力光Ｂの有無）に応じて
選択器３１０を介して受光した２種の演算結果光から該
当する１種の演算結果光のみを透過させる選択器３２０
（図３（ｂ）参照）とから構成される。図４には、演算
結果生成スリット２００と、選択器３１０、および選択
器３２０の配置関係を示す。
【００１９】この装置では、２入力ＮＡＮＤ演算の４種
の演算結果を反映した光線束を面光源１００と演算結果
生成スリット２００によって、あらかじめ生成し、選択
器群３００に照射しておく。この状態で、選択器３１０
に入力光Ａを、選択器３２０に入力光Ｂを入射させ、各
入力光の値に対応して選択器の光透過領域を決定するこ
とにより、入力光Ａと入力光ＢとのＮＡＮＤ演算結果と
して出力光Ｚを得る。
の演算結果を反映した光線束を面光源１００と演算結果
生成スリット２００によって、あらかじめ生成し、選択
器群３００に照射しておく。この状態で、選択器３１０
に入力光Ａを、選択器３２０に入力光Ｂを入射させ、各
入力光の値に対応して選択器の光透過領域を決定するこ
とにより、入力光Ａと入力光ＢとのＮＡＮＤ演算結果と
して出力光Ｚを得る。
【００２０】以上の装置では、演算結果を反映した光線
束を、面光源１００と演算結果生成スリット２００とを
使用して得たが、２次元的に配列された個々のＬＥＤま
たはレーザダイオードに関して独立駆動可能なＬＥＤア
レイまたはレーザダイオードアレイを使用して、演算結
果を反映した光線束を生成してもよい。
束を、面光源１００と演算結果生成スリット２００とを
使用して得たが、２次元的に配列された個々のＬＥＤま
たはレーザダイオードに関して独立駆動可能なＬＥＤア
レイまたはレーザダイオードアレイを使用して、演算結
果を反映した光線束を生成してもよい。
【００２１】また、演算結果生成マスクのパターンのみ
を変更することで、ＮＡＮＤ演算以外の２入力１出力型
の演算結果を得ることが可能である。例えば、図５
（ａ）に示す演算結果生成マスク２０１を使用すれば２
入力ＡＮＤ演算結果を、図５（ｂ）に示す演算結果生成
マスク２０２を使用すれば２入力ＯＲ演算結果を、図５
（ｃ）に示す演算結果生成マスク２０３を使用すれば２
入力ＸＯＲ演算結果を、図５ （ｄ）に示す演算結果生
成マスク２０４を使用すれば２入力ＸＮＯＲ演算結果
を、夫々に得ることができる。
を変更することで、ＮＡＮＤ演算以外の２入力１出力型
の演算結果を得ることが可能である。例えば、図５
（ａ）に示す演算結果生成マスク２０１を使用すれば２
入力ＡＮＤ演算結果を、図５（ｂ）に示す演算結果生成
マスク２０２を使用すれば２入力ＯＲ演算結果を、図５
（ｃ）に示す演算結果生成マスク２０３を使用すれば２
入力ＸＯＲ演算結果を、図５ （ｄ）に示す演算結果生
成マスク２０４を使用すれば２入力ＸＮＯＲ演算結果
を、夫々に得ることができる。
【００２２】（第２実施例）図６は、第２実施例に係わ
る１ビット全加算演算（３入力２出力）を実行する光デ
ジタル装置の構成図である。以後、演算対象である３つ
の入力光を入力光Ａ、入力光Ｂおよび入力光ＣINと呼
び、２つの出力光を出力光ＳＵＭおよび出力光ＣOUT と
呼ぶ。また、光の受光がないことを「０」入力、光の受
光があることを「１」入力、出力光のないことを「０」
出力、および出力光があることを「１」出力とする。
る１ビット全加算演算（３入力２出力）を実行する光デ
ジタル装置の構成図である。以後、演算対象である３つ
の入力光を入力光Ａ、入力光Ｂおよび入力光ＣINと呼
び、２つの出力光を出力光ＳＵＭおよび出力光ＣOUT と
呼ぶ。また、光の受光がないことを「０」入力、光の受
光があることを「１」入力、出力光のないことを「０」
出力、および出力光があることを「１」出力とする。
【００２３】この装置は、平行ビームを出射する面光源
１００と、面光源１００の出射する平行光を入力し、３
つの入力光のとる値の全組み合わせ数である８（２3 ）
種の演算結果を２組分反映した光線束を出力する演算結
果生成マスク２２０（図７（ａ），（ｂ）参照）と、光
線束内の８種×２組の演算結果から入力光Ａと入力光Ｂ
と入力光ＣINとを入力し、入力値の組み合わせに応じて
光線束内の４種の演算結果から１つを選択する選択器群
４００から構成される。ここで、面光源１００は、第１
実施例と同様に構成される。また、選択器群４００は、
入力光Ａを受光し、その値（すなわち、入力光Ａの有
無）に応じて演算結果生成スリット２２０を介して受光
した８種×２組の演算結果光から該当する４種×２組の
演算結果光のみを透過させる選択器４１０（図８（ａ）
参照）と、入力光Ｂを受光し、その値（すなわち、入力
光Ｂの有無）に応じて選択器４１０を介して受光した４
種×２組の演算結果光から該当する２種×２組の演算結
果光のみを透過させる選択器４２０（図８（ｂ）参照）
と、入力光ＣINを受光し、その値（すなわち、入力光Ｃ
INの有無）に応じて選択器４２０を介して受光した２種
×２組の演算結果光から該当する１種×２組の演算結果
光のみを透過させる選択器４３０（図８（ｃ）参照）
と、から構成される。図９には、演算結果生成スリット
２２０と、選択器４１０、選択器４２０、および選択器
４３０の配置関係を示す。
１００と、面光源１００の出射する平行光を入力し、３
つの入力光のとる値の全組み合わせ数である８（２3 ）
種の演算結果を２組分反映した光線束を出力する演算結
果生成マスク２２０（図７（ａ），（ｂ）参照）と、光
線束内の８種×２組の演算結果から入力光Ａと入力光Ｂ
と入力光ＣINとを入力し、入力値の組み合わせに応じて
光線束内の４種の演算結果から１つを選択する選択器群
４００から構成される。ここで、面光源１００は、第１
実施例と同様に構成される。また、選択器群４００は、
入力光Ａを受光し、その値（すなわち、入力光Ａの有
無）に応じて演算結果生成スリット２２０を介して受光
した８種×２組の演算結果光から該当する４種×２組の
演算結果光のみを透過させる選択器４１０（図８（ａ）
参照）と、入力光Ｂを受光し、その値（すなわち、入力
光Ｂの有無）に応じて選択器４１０を介して受光した４
種×２組の演算結果光から該当する２種×２組の演算結
果光のみを透過させる選択器４２０（図８（ｂ）参照）
と、入力光ＣINを受光し、その値（すなわち、入力光Ｃ
INの有無）に応じて選択器４２０を介して受光した２種
×２組の演算結果光から該当する１種×２組の演算結果
光のみを透過させる選択器４３０（図８（ｃ）参照）
と、から構成される。図９には、演算結果生成スリット
２２０と、選択器４１０、選択器４２０、および選択器
４３０の配置関係を示す。
【００２４】この装置では、１ビット全加算演算の８種
×２組の演算結果を反映した光線束を面光源１００と演
算結果生成スリット２２０によって、あらかじめ生成
し、選択器群４００に照射しておく。この状態で、選択
器４１０に入力光Ａを、選択器４２０に入力光Ｂを、選
択器４３０に入力光ＣINを入射させ、各入力光の値に対
応して選択器の光透過領域を決定することにより、出力
光ＳＵＭおよび出力光ＣOUT を得る。
×２組の演算結果を反映した光線束を面光源１００と演
算結果生成スリット２２０によって、あらかじめ生成
し、選択器群４００に照射しておく。この状態で、選択
器４１０に入力光Ａを、選択器４２０に入力光Ｂを、選
択器４３０に入力光ＣINを入射させ、各入力光の値に対
応して選択器の光透過領域を決定することにより、出力
光ＳＵＭおよび出力光ＣOUT を得る。
【００２５】以上の装置では、演算結果を反映した光線
束を、面光源１００と演算結果生成スリット２２０とを
使用して得たが、第１実施例と同様に、２次元的に配列
された個々のＬＥＤまたはレーザダイオードに関して独
立駆動可能なＬＥＤアレイまたはレーザダイオードアレ
イを使用して、演算結果を反映した光線束を生成しても
よい。また、本装置も第１実施例と同様に演算結果生成
マスクのパターンのみを変更することで、ＮＡＮＤ演算
以外の３入力２出力型の演算結果を得ることが可能であ
る。
束を、面光源１００と演算結果生成スリット２２０とを
使用して得たが、第１実施例と同様に、２次元的に配列
された個々のＬＥＤまたはレーザダイオードに関して独
立駆動可能なＬＥＤアレイまたはレーザダイオードアレ
イを使用して、演算結果を反映した光線束を生成しても
よい。また、本装置も第１実施例と同様に演算結果生成
マスクのパターンのみを変更することで、ＮＡＮＤ演算
以外の３入力２出力型の演算結果を得ることが可能であ
る。
【００２６】（第３実施例）本実施例は、第１あるいは
第２実施例のようなデジタル光演算を構成するために必
要な、カスケード接続可能な、特定領域で受光した光を
選択的に出力する光デジタル装置の第１構成例である。
図１０は、この装置の構成図である。この装置は、量子
閉じ込めシュタルク効果またはワニエ・シュタルク局在
効果を有する透過率可変素子５１０、５２０と、これら
の素子と図示のように電気的に接続された透過率制御回
路５３０とから構成される。透過率制御回路５３０は、
入力光Ｉを受光するホトトランジスタ５３１と、トラン
ジスタ５３２、５３３と抵抗素子を図のように接続させ
て構成される。
第２実施例のようなデジタル光演算を構成するために必
要な、カスケード接続可能な、特定領域で受光した光を
選択的に出力する光デジタル装置の第１構成例である。
図１０は、この装置の構成図である。この装置は、量子
閉じ込めシュタルク効果またはワニエ・シュタルク局在
効果を有する透過率可変素子５１０、５２０と、これら
の素子と図示のように電気的に接続された透過率制御回
路５３０とから構成される。透過率制御回路５３０は、
入力光Ｉを受光するホトトランジスタ５３１と、トラン
ジスタ５３２、５３３と抵抗素子を図のように接続させ
て構成される。
【００２７】入力光Ｉが入射していないときは、トラン
ジスタ５３２はＯＮ状態であり、トランジスタ５３３は
ＯＦＦ状態となり、透過率可変素子５２０のみに電圧が
印加され、内部に電界が発生しているのでほとんど光を
透過しない。この時、透過率可変素子５３０の内部では
電界が発生していないので、ほとんど光を光透過度で透
過する。入力光Ｉが入射しているときは、一方、トラン
ジスタ５３２はＯＦＦ状態であり、トランジスタ５３３
はＯＮ状態となり、透過率可変素子５３０のみに電圧が
印加され、内部に電界が発生しているのでほとんど光を
透過しない。この時、透過率可変素子５２０の内部では
電界が発生していないので、ほとんど光を光透過度で透
過する。このようにして、カスケード接続可能な、特定
領域で受光した光を選択的に出力する光デジタル装置を
構成する。なお、透過させる光の受光領域の切り替えに
あたって、切り替え前に電圧が印加されていた素子に溜
まっていた電荷の放出のために、透過率可変素子５１０
に対してはトランジスタ５３２が、透過率可変素子５２
０に対してはトランジスタ５３３が用意されているの
で、透過率の切り替えを高速で実行できる。なお、以上
の装置では透過率可変素子を使用したが、反射率可変素
子を使用してもよい。
ジスタ５３２はＯＮ状態であり、トランジスタ５３３は
ＯＦＦ状態となり、透過率可変素子５２０のみに電圧が
印加され、内部に電界が発生しているのでほとんど光を
透過しない。この時、透過率可変素子５３０の内部では
電界が発生していないので、ほとんど光を光透過度で透
過する。入力光Ｉが入射しているときは、一方、トラン
ジスタ５３２はＯＦＦ状態であり、トランジスタ５３３
はＯＮ状態となり、透過率可変素子５３０のみに電圧が
印加され、内部に電界が発生しているのでほとんど光を
透過しない。この時、透過率可変素子５２０の内部では
電界が発生していないので、ほとんど光を光透過度で透
過する。このようにして、カスケード接続可能な、特定
領域で受光した光を選択的に出力する光デジタル装置を
構成する。なお、透過させる光の受光領域の切り替えに
あたって、切り替え前に電圧が印加されていた素子に溜
まっていた電荷の放出のために、透過率可変素子５１０
に対してはトランジスタ５３２が、透過率可変素子５２
０に対してはトランジスタ５３３が用意されているの
で、透過率の切り替えを高速で実行できる。なお、以上
の装置では透過率可変素子を使用したが、反射率可変素
子を使用してもよい。
【００２８】（第４実施例）本実施例は、第１あるいは
第２実施例のようなデジタル光演算を構成するために必
要な、カスケード接続可能な、特定領域で受光した光を
選択的に出力する光デジタル装置の第２構成例である。
図１１は、この装置の構成図である。この装置は、光路
上に順に配置された９０゜ＴＮ液晶からなる第１の偏波
面回転素子６１０と、第１の偏波面回転素子６１０から
出力される光を受光する方解石からなる複屈折素子６２
０と、複屈折素子６２０から出力される光を受光する９
０゜ＴＮ液晶からなる第２の偏波面回転素子６３０と、
第２の偏波面回転素子６３０から出力される光の一部を
透過させる光選択スリット６４０と、第１および第２の
偏波面回転素子６１０、６３０を同時に、受光した光に
対して偏光方向の無回転／９０゜回転動作を制御する偏
向制御器６５０とから構成される。この偏向制御器は、
入力光Ｉを受光しない場合には「ＯＮ」状態となり、偏
波面を回転しない。一方、入力光Ｉを受光した場合には
「ＯＦＦ」状態となり、偏波面を９０゜回転させる。
第２実施例のようなデジタル光演算を構成するために必
要な、カスケード接続可能な、特定領域で受光した光を
選択的に出力する光デジタル装置の第２構成例である。
図１１は、この装置の構成図である。この装置は、光路
上に順に配置された９０゜ＴＮ液晶からなる第１の偏波
面回転素子６１０と、第１の偏波面回転素子６１０から
出力される光を受光する方解石からなる複屈折素子６２
０と、複屈折素子６２０から出力される光を受光する９
０゜ＴＮ液晶からなる第２の偏波面回転素子６３０と、
第２の偏波面回転素子６３０から出力される光の一部を
透過させる光選択スリット６４０と、第１および第２の
偏波面回転素子６１０、６３０を同時に、受光した光に
対して偏光方向の無回転／９０゜回転動作を制御する偏
向制御器６５０とから構成される。この偏向制御器は、
入力光Ｉを受光しない場合には「ＯＮ」状態となり、偏
波面を回転しない。一方、入力光Ｉを受光した場合には
「ＯＦＦ」状態となり、偏波面を９０゜回転させる。
【００２９】この装置で、図のように直線偏光Ａおよび
Ｂが入力された場合を考える。入力光Ｉを偏光制御器６
５０が受光していないときは、偏光制御器６５０が「Ｏ
Ｎ」となり、第１および第２の偏波面回転素子６１０、
６３０は偏波面を回転しないモード状態にある。このと
き、入力直線偏光ＡおよびＢは、偏波面が変化しないで
複屈折素子６２０に入射するので、複屈折素子６２０に
とっては常光となり、直進して複屈折素子６２０を透過
する。この結果、第２の偏波面回転素子を透過した光の
内、Ｂのみが光選択スリットを通過して、図のように出
力される。
Ｂが入力された場合を考える。入力光Ｉを偏光制御器６
５０が受光していないときは、偏光制御器６５０が「Ｏ
Ｎ」となり、第１および第２の偏波面回転素子６１０、
６３０は偏波面を回転しないモード状態にある。このと
き、入力直線偏光ＡおよびＢは、偏波面が変化しないで
複屈折素子６２０に入射するので、複屈折素子６２０に
とっては常光となり、直進して複屈折素子６２０を透過
する。この結果、第２の偏波面回転素子を透過した光の
内、Ｂのみが光選択スリットを通過して、図のように出
力される。
【００３０】また、入力光Ｉを偏向制御器６５０が受光
しているときは、偏向制御器６５０が「ＯＦＦ」とな
り、第１および第２の偏波面回転素子６１０、６３０は
偏波面を９０゜回転させるモード状態にある。このと
き、入力直線偏光ＡおよびＢは、偏波面が変化して複屈
折素子６２０に入射するので、複屈折素子６２０にとっ
ては異常光となり、光路が変化して複屈折素子６２０を
透過する。この結果、第２の偏波面回転素子を透過して
偏波面方向が戻された光の内、Ａのみが光選択スリット
を通過して、図のように出力される。
しているときは、偏向制御器６５０が「ＯＦＦ」とな
り、第１および第２の偏波面回転素子６１０、６３０は
偏波面を９０゜回転させるモード状態にある。このと
き、入力直線偏光ＡおよびＢは、偏波面が変化して複屈
折素子６２０に入射するので、複屈折素子６２０にとっ
ては異常光となり、光路が変化して複屈折素子６２０を
透過する。この結果、第２の偏波面回転素子を透過して
偏波面方向が戻された光の内、Ａのみが光選択スリット
を通過して、図のように出力される。
【００３１】本発明は上記実施例に限定されるものでは
なく様々な変形が可能である。例えば、デジタル光演算
を実施する光デジタル装置では、演算結果生成マスクの
パターンおよび配置する選択器の数および選択パターン
を変更すれば、ほとんどあらゆる演算ができる。
なく様々な変形が可能である。例えば、デジタル光演算
を実施する光デジタル装置では、演算結果生成マスクの
パターンおよび配置する選択器の数および選択パターン
を変更すれば、ほとんどあらゆる演算ができる。
【００３２】
【発明の効果】以上、詳細に説明した通り、本発明の光
演算を行う光デジタル装置によれば、あらかじめ演算対
象である１つまたは複数の入力光信号値の全組み合わせ
に対する演算結果を求めておき、この全組み合わせに対
する演算結果を反映する互いに略平行な光線束を生成
し、入力光信号の個別の光信号ごとに設置された、個別
の光信号を受光して該個別の光信号が担ったデジタル情
報に応じて受光光線束の透過部分を選択する選択器を、
光線束の進行方向に段階的に配置し、論理的にカスケー
ド接続した選択器群によって全組み合わせに関する演算
結果の光線束から、その時点の入力光信号の値の組み合
わせに応じた光信号を選択して出力して演算結果を得る
ので、単純な構造で、高速演算可能な光デジタル装置を
提供できる。また、演算の種類による機能素子の配置・
組み合わせを考慮せずに装置を構成できるので設計工数
を低減できる。
演算を行う光デジタル装置によれば、あらかじめ演算対
象である１つまたは複数の入力光信号値の全組み合わせ
に対する演算結果を求めておき、この全組み合わせに対
する演算結果を反映する互いに略平行な光線束を生成
し、入力光信号の個別の光信号ごとに設置された、個別
の光信号を受光して該個別の光信号が担ったデジタル情
報に応じて受光光線束の透過部分を選択する選択器を、
光線束の進行方向に段階的に配置し、論理的にカスケー
ド接続した選択器群によって全組み合わせに関する演算
結果の光線束から、その時点の入力光信号の値の組み合
わせに応じた光信号を選択して出力して演算結果を得る
ので、単純な構造で、高速演算可能な光デジタル装置を
提供できる。また、演算の種類による機能素子の配置・
組み合わせを考慮せずに装置を構成できるので設計工数
を低減できる。
【００３３】また、本発明の特定領域で受光した光を選
択的に出力する一つの光デジタル装置によれば、量子閉
じ込めシュタルク効果あるいはワニエ・シュタルク局在
効果を有する透過率可変素子または反射率可変素子を２
つ組み合わせ、各素子における光の透過／非透過を制御
する素子の電荷の注入／放出に夫々駆動用トランジスタ
を用意し、選択指示情報を担った入力光信号の情報値に
従って、一方が電荷注入モードであれば他方は電荷放出
モードとしたので、排他的に一方のみが透過状態となる
よう制御が高速に切り替わるとともに、カスケード接続
が容易な光デジタル装置を提供できる。
択的に出力する一つの光デジタル装置によれば、量子閉
じ込めシュタルク効果あるいはワニエ・シュタルク局在
効果を有する透過率可変素子または反射率可変素子を２
つ組み合わせ、各素子における光の透過／非透過を制御
する素子の電荷の注入／放出に夫々駆動用トランジスタ
を用意し、選択指示情報を担った入力光信号の情報値に
従って、一方が電荷注入モードであれば他方は電荷放出
モードとしたので、排他的に一方のみが透過状態となる
よう制御が高速に切り替わるとともに、カスケード接続
が容易な光デジタル装置を提供できる。
【００３４】また、本発明の特定領域で受光した光を選
択的に出力する他の光デジタル装置の構成によれば、特
定方向に偏光した直線偏光を、選択指示情報を担った入
力信号光の情報値に従って、第１の偏波面回転素子にお
ける入射光に対する偏光方向の無回転／９０゜回転動作
を制御し、複屈折素子における入射光の常光／異常光を
切り替え、光路を変化させることにより、常光の場合に
は第１の特定領域で受光した光を、異常光の場合には第
２の特定領域で受光した光を光選択スリットによって出
力することとし、出力光の偏光方向を第２の偏波面回転
素子で入力光と同一になることが保証されるので、出力
光の選択を高速に実行できるとともに、カスケード接続
が容易な光デジタル装置を提供できる。
択的に出力する他の光デジタル装置の構成によれば、特
定方向に偏光した直線偏光を、選択指示情報を担った入
力信号光の情報値に従って、第１の偏波面回転素子にお
ける入射光に対する偏光方向の無回転／９０゜回転動作
を制御し、複屈折素子における入射光の常光／異常光を
切り替え、光路を変化させることにより、常光の場合に
は第１の特定領域で受光した光を、異常光の場合には第
２の特定領域で受光した光を光選択スリットによって出
力することとし、出力光の偏光方向を第２の偏波面回転
素子で入力光と同一になることが保証されるので、出力
光の選択を高速に実行できるとともに、カスケード接続
が容易な光デジタル装置を提供できる。
【図１】本発明の第１実施例の光デジタル装置の構成図
である。
である。
【図２】第１実施例の光デジタル装置の演算結果生成マ
スクの説明図である。
スクの説明図である。
【図３】第１実施例の光デジタル装置の選択器の説明図
である。
である。
【図４】第１実施例の光デジタル装置の要部の説明図で
ある。
ある。
【図５】２入力１出力演算用の演算結果生成マスクの説
明図である。
明図である。
【図６】本発明の第２実施例の光デジタル装置の構成図
である。
である。
【図７】第２実施例の光デジタル装置の演算結果生成マ
スクの説明図である。
スクの説明図である。
【図８】第２実施例の光デジタル装置の選択器の説明図
である。
である。
【図９】第２実施例の光デジタル装置の要部の説明図で
ある。
ある。
【図１０】本発明の第３実施例の光デジタル装置の構成
図である。
図である。
【図１１】本発明の第４実施例の光デジタル装置の構成
図である。
図である。
１００…面光源、２００，２０１，２０２，２０３，２
０４，２２０…演算結果生成マスク、３００，４００…
選択器群、３１０，３２０，４１０，４２０…選択器、
５１０，５２０…透過率可変素子、５３０…透過率制御
回路、６１０，６３０…偏波面回転素子、６２０…複屈
折素子、６４０…光選択スリット、６５０…偏向制御
器。
０４，２２０…演算結果生成マスク、３００，４００…
選択器群、３１０，３２０，４１０，４２０…選択器、
５１０，５２０…透過率可変素子、５３０…透過率制御
回路、６１０，６３０…偏波面回転素子、６２０…複屈
折素子、６４０…光選択スリット、６５０…偏向制御
器。
Claims (8)
- 【請求項１】 ２を法とするデジタル情報を担った第１
の数の光信号を入力して、所定の演算の結果を２を法と
する第２の数の光信号として出力する光デジタル装置に
おいて、 前記第１の数の光信号の値の全組み合わせについて前記
所定の演算対する演算結果を反映した、互いに略平行な
進行方向を有する前記第１の数の光信号の値の全組み合
わせ数の光信号からなる光線束を生成する演算結果生成
手段と、 前記演算結果生成手段の出射した光線束を受光し、前記
第１の数の光信号の個別の光信号ごとに設置され、前記
個別の光信号を受光して該個別の光信号が担ったデジタ
ル情報に応じて受光光線束の透過部分を選択する選択器
を、光線束の進行方向に段階的に配置した選択器群と、 から構成され、前記第１の数の光信号の値の全組み合わ
せに関する演算結果の光線束から、前記第１の数の光信
号の値の組み合わせに応じた光信号を選択し、出力する
光デジタル装置。 - 【請求項２】 前記演算結果生成手段は、 レーザ発振器と、 前記レーザ発振器の出射したレーザ光を空間的に広げる
第１の凸レンズと、 前記第１の凸レンズで空間的に広げられたレーザ光を平
行ビーム化する第２の凸レンズと、 前記第２のレンズの出射する平行ビームを受光し、前記
第１の数の光信号の値の全組み合わせに関する演算結果
に応じて、各演算結果に対応する空間領域における受光
した光の透過／被透過が設定された選択マスク板と、 から構成されることを特徴とする請求項１記載の光デジ
タル装置。 - 【請求項３】 前記演算結果生成手段は、 互いに平行なビームを出射する、２次元的に配置された
前記第１の数の光信号の数の値の全組み合わせの数の独
立駆動可能なＬＥＤ、 から構成され、前記第１の数の光信号の個々の組み合わ
せに関する演算結果に応じて各ＬＥＤの点灯あるいは消
灯を行うことにより、前記第１の数の光信号の値の全組
み合わせに関する演算結果の値を反映した光線束を得る
ことを特徴とする請求項１記載の光デジタル装置。 - 【請求項４】 前記演算結果生成手段は、 互いに平行なビームを出射する、２次元的に配置された
前記第１の数の光信号の数の値の全組み合わせの数の独
立駆動可能なレーザダイオード、 から構成され、前記第１の数の光信号の個々の組み合わ
せに関する演算結果に応じて各レーザダイオードの点灯
あるいは消灯を行うことにより、前記第１の数の光信号
の値の全組み合わせに関する演算結果の値を反映した光
線束を得ることを特徴とする請求項１記載の光デジタル
装置。 - 【請求項５】 前記所定の演算は、２入力ＮＡＮＤであ
り、前記第１の数が２および前記第２の数が１であるこ
とを特徴とする請求項１、請求項２、または請求項３の
いずれかに記載の光デジタル装置。 - 【請求項６】 前記所定の演算は、１ビット全加算であ
り、前記第１の数が３および前記第２の数が２であるこ
とを特徴とする請求項１、請求項２、または請求項３の
いずれかに記載の光デジタル装置。 - 【請求項７】 独立に駆動可能で、駆動態様よって受光
した光の透過あるいは非透過を制御可能な、２つの透過
率可変素子または反射率可変素子と、前記２つの透過率
可変素子または反射率可変素子を、２を法とする情報を
担った入力制御光信号の情報値に応じて、排他的に駆動
するする駆動回路と、を含んで構成され、２つの透過率
可変素子または反射率可変素子の一方に入射した光のみ
を選択的に透過させる光デジタル装置であって、 前記透過率可変素子または反射率可変素子は、量子閉じ
込めシュタルク効果あるいはワニエ・シュタルク局在効
果を有するとともに、 前記駆動回路は、前記透過率可変素子または反射率可変
素子への電荷注入駆動用トランジスタと、前記透過率可
変素子または反射率可変素子からの電荷放出用トランジ
スタとを含んで構成されることを特徴する光デジタル装
置。 - 【請求項８】 ほぼ特定の偏光方向を有する直線偏光受
光し、偏光方向の回転不実施および９０゜回転実施のい
ずれか一方を選択的に行う第１の偏波面回転素子と、 前記第１の偏波面回転素子を介した直線偏光を受光し、
偏光方向によって光路を変化させる複屈折板と、 前記複屈折板を出射した偏光を受光し、偏光方向の回転
不実施および９０゜回転実施のいずれか一方を選択的に
行い、前記第１の偏波面回転素子に入力した光と同一の
偏光方向を有する光を出力する第２の偏波面回転素子
と、 ２を法とする情報を担った制御光信号を入力し、該制御
光信号の担った情報値によって、前記第１および第２の
偏波面回転素子を回転不実施および９０゜回転実施のい
ずれか一方の動作モードに設定する偏波面回転制御器
と、 前記第２の偏波面回転素子の特定位置から出射される光
のみを通過させる光選択スリット板と、 を含んで構成され、前記情報を担った光信号の情報値に
よって、前記第１の偏波面回転素子の特定領域に入射し
た光のみを選択的に出力することを特徴とする光デジタ
ル装置。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4294472A JPH06148710A (ja) | 1992-09-18 | 1992-11-02 | 光デジタル装置 |
| AT93307315T ATE180584T1 (de) | 1992-09-18 | 1993-09-16 | Optische digitale vorrichtung |
| EP93307315A EP0588638B1 (en) | 1992-09-18 | 1993-09-16 | Optical digital apparatus |
| DE69325060T DE69325060T2 (de) | 1992-09-18 | 1993-09-16 | Optische digitale Vorrichtung |
| US08/121,901 US5442471A (en) | 1992-09-18 | 1993-09-16 | Optical digital apparatus |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24942392 | 1992-09-18 | ||
| JP4-249423 | 1992-09-18 | ||
| JP4294472A JPH06148710A (ja) | 1992-09-18 | 1992-11-02 | 光デジタル装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06148710A true JPH06148710A (ja) | 1994-05-27 |
Family
ID=26539281
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4294472A Pending JPH06148710A (ja) | 1992-09-18 | 1992-11-02 | 光デジタル装置 |
Country Status (5)
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| EP (1) | EP0588638B1 (ja) |
| JP (1) | JPH06148710A (ja) |
| AT (1) | ATE180584T1 (ja) |
| DE (1) | DE69325060T2 (ja) |
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| RU2451979C1 (ru) * | 2011-06-08 | 2012-05-27 | Михаил Александрович Аллес | Оптический наноселектор минимального сигнала |
| RU2751984C1 (ru) * | 2021-01-28 | 2021-07-21 | Ордена Трудового Красного Знамени федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Московский технический университет связи и информатики» (МТУСИ) | Оптоэлектронный селектор минимальных двоичных чисел |
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| JPH0391878A (ja) * | 1989-09-05 | 1991-04-17 | Hamamatsu Photonics Kk | １次処理を用いた光ニユーラルネツトワーク装置 |
| US5251052A (en) * | 1992-09-02 | 1993-10-05 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | System for solving boolean equations using optical lookup tables |
| US5317445A (en) * | 1992-12-16 | 1994-05-31 | General Electric Company | Optical device with spatial light modulators for switching polarized light |
-
1992
- 1992-11-02 JP JP4294472A patent/JPH06148710A/ja active Pending
-
1993
- 1993-09-16 AT AT93307315T patent/ATE180584T1/de not_active IP Right Cessation
- 1993-09-16 DE DE69325060T patent/DE69325060T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1993-09-16 US US08/121,901 patent/US5442471A/en not_active Expired - Fee Related
- 1993-09-16 EP EP93307315A patent/EP0588638B1/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
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| EP0588638A1 (en) | 1994-03-23 |
| DE69325060T2 (de) | 1999-11-11 |
| EP0588638B1 (en) | 1999-05-26 |
| ATE180584T1 (de) | 1999-06-15 |
| DE69325060D1 (de) | 1999-07-01 |
| US5442471A (en) | 1995-08-15 |
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