JPS6340123A - 情報処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 肢血立互 本発明は情報搬送放射エネルギー　ビーム　アレイ受信
器、受信されたアレイに対応するアレイを生成するため
の複数の情報搬送放射エネルギービーム　アレイ発生器
、個々の生成されたアレイ内の放射エネルギー　ビーム
のＩ旨定のパターンの発生を検出するためのデバイス、
該指定のパターンの個々の発生の検出に対応して個々の
アレイの放射エネルギー　ビームを修正するための手段
、及び修正された放射エネルギー　ビーム　アレイを結
合するためのデバイスを含む放射エネルギービームの形
式の情報を処理するための装置に関する。

考」Ｕ支虚 周知のごと（、高速コンピュータ及びデジタル処理シス
テムは、通常、相互接続された電子デバイスの装置を使
用する。しかし、エレクトロニクスの分野における進展
は、電子デバイス元来の特性及びこれらデバイスの相互
接続が制限要因となる段階に達している。オブティクス
はこれら電子システムに代わる高速処理システムとして
非常に有望である。データ機能を遂行するために光装置
を使用するシステムが当分野において知られている。合
衆国特許第３，８７２，２９３号は多次元フーリエ変換
光プロセッサを開示し、合衆国特許第３，９４４，８２
０号はアナログ処理技術を使用する高速光マトリ。

クス掛は算器システムを開示し、また合衆国特許第４，
１８７，０００号はアナログ　アドレサプル光コンピュ
ータ及びフィルタ装置を開示する。ただし、これら特許
はアナログ計算技術に依存し、情報のデジタル処理には
適用できない。

合衆国特許第４，４１８，３９４号は電界によって光経
路が決定されるプログラマブル　コンピユーチージョン
　モジュールを持つ光残留算術コンピュータを開示する
。光による方法は非常に高速動作が可能であるが、電界
の要求されるスイッチンク動作が遅く、この電界の使用
が放射エネルギーのみが使用された場合に達成される処
理速度から大きく後退される原因となる。

合衆国特許第３，９９６，４５５号はデジタル放射エネ
ルギー光信号要素の長方形アレイに関して平行して動作
する二次元放射エネルギー　アレイ　コンピュータ及び
計算デバイスを開示する。しかし、アレイに関する論理
演算は各種の電気、光、電気−光学及び光学−電気デバ
イスによって遂行される。問題はこの特許に開示される
放射エネルギーコンピュータの制御が複雑なことである
。

Ｊ、タニダ（Ｊ、　Ｔａｎ１ｄａ　）及びＹ、イチオカ
（Ｙ、　Ｉｃｈｉｏｋ　）によってジャー　ル　オブ　
ザオプティ力ル　ソサエティ　オブ　アメｉカ（Ｊｏｕ
ｒｎａｌ　ｏｆ　ｔｈｅ　０ｐｔｉｃａｌ　５ｏｃｉｅ
ｔｙ　ｏｆ　Ａｍｅｒｉｃａ）、Ｖｏｌ、　７３、Ｎ１
６．１９８３年、ページ８０〇−８０９に発表の論文「
シャドウグラムを使用する光論理アレイ　プロセッサ（
Ｏｐｔｉｃａｌ　Ｌｏｇｉｃ　ＡｒｒａｙＰｒｏｃｅｓ
ｓｏｒ　Ｕｓｉｎｇ　Ｓｈａｄｏｗｇｒａｍｓ　）　）
はレンズを使用しないシャドウ　カースティング技術に
基づいてデジタル論理ゲートを実現する方法を開示する
。

この方法においては、選択的に位置された光源からのシ
ャドウが論理機能を遂行するために指定のマスキング装
置に通される。このシャドウ装置は遂行されるべき論理
機能を定義するために非干渉性光源の厳密な位置決めを
必要とし、また入力情報を符号化し論理出力を検出する
ための専用のマスキング出力を使用する。このため、シ
ャドウグラム技術は専用の光処理を遂行することはでき
るが、この方法は汎用データ処理、及び異なるタイプの
光演算の反復を要求する計算機能には使用できない。

Ａ、バーン（Ａ、　Ｈｕａｎｇ）によって第土工鳳匡鴎
！、Ｉ　Ｅ　Ｅ　Ｅ　　（１０ｔｈ　Ｉｎｔｅｒｎａｔ
ｉｏｎａｌＯｐｔｉｃａｌ　Ｃｏｍｐｕｔｉｎｇ　Ｃｏ
ｎｆｅｒｅｎｃｅ、　ＩＥＥＥ）　　（Ｃａｔ、Ｎａ８
３ＣＨ１８８０−４）　、ページ１３−１７．４月６日
、１９８３年、に発表の論文〔光デジタル計算のための
並列アルゴリズム（ＰａｒａｌｌｅｌＡｌｇｏｒｉｔｈ
ｍｓ　ｆｏｒ　０ｐｔｉｃａｌ　Ｄｉｇｉｔａｌ　Ｃｏ
ｍｐｕｔｅｒｓ）　］及びに、Ｈ，プレナー（Ｋ、　Ｈ
，Ｂｒｅｎｎｅｒ　）及びＡ。

バーン（八、　Ｈｕａｎｇ）によって　３　　′ネ゛ダ
イジヱ久上（Ｏｐｔｉｃａｌ　Ｃｏｍｐｕｔｉｎｇ　Ｔ
ｅｃｈｎｉｃａｌ　Ｄｉｇｅｓｔ）　。

１９８５年冬季号に掲載の論文〔記号置換に基づく光プ
ロセッサ（Ａｎ　０ｐｔｉｃａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ
　Ｂａ５ｅｄｏｎ　Ｓｙｍｂｏｌｉｃ　５ｕｂｓｔｉｔ
ｕｔｉｏｎ）　）は、二次元入力イメージがプロセッサ
の二次元出力イメージと空間的に結合されるタイプのデ
ジタル　プロセッサを開示する。これは、プール　タイ
プの論理ゲーティングを使用する代わりに、この空間結
合は放射エネルギー　ビームのアレイのパターンを検出
して光ビームの出力アレイ内に指定のパターンを生成す
る記号置換に基づく。問題は放射エネルギーの一連の記
号置換が二次元セル論理アレイの操作を必要とし、これ
に対して一連のビームをシフトするデバイス装置及び制
御されたシャッターが要求されることである。

光凱皇徽要 これら問題は本発明による放射エネルギー　ビームの形
式の情報を処理するための装置によって解決される。本
装置においては、個々の指定パターン検出器によって生
成されたアレイの複数のコピーが作成され、コピーの少
なくとも１つがこうして作成された複数の他のコピーに
対してシフトされる。相対的に変位されたコピーが重複
され、こうして重複された相対的に変位されたコピーに
応答して第３の放射エネルギー　ビーム　アレイが生成
される。この第３の放射エネルギー　ビーム　アレイは
生成されたアレイ内の指定のパターンの発生を同定する
。

本発明の一面においては、第１の指定のパターンの検出
には、生成されたアレイの複数のコピーの作成及び第１
の指定のパターンの検出に応答してこれら複数のコピー
を互いに相対的にシフトすることが含まれる。こうして
シフトされたコピーが重複され、この重複されたコピー
に応答して生成されたアレイ内の第１の指定のパターン
の発生を同定する放射エネルギー　ビーム　アレイが形
成される。

本発明のもう一面においては、第１の指定のパターンの
発生が所定のビーム位置での放射エネルギーの指定のレ
ベルを検出することによって同定される。

本発明のもう一面においては、指定のパターンを同定す
る放射エネルギー情報ビーム　アレイの修正が指定のパ
ターンの発生を同定する放射エネルギー　ビーム　アレ
イの複数のコピーを作成し、この指定のパターンの発生
を同定する放射エネルギー　ビーム　アレイのコピーを
第２の指定のパターンに従って互いに相対的にシフトす
ることによって達成される。指定のパターンの発生を同
定する放射エネルギー　ビーム　アレイのこ＾らシフト
されたコピーが重複され、修正された放射エネルギー　
ビーム　アレイが形成される。

大衡開叫設皿 電子コンピュータは、通常、ある形式の２つの状態及び
セットの演算子、例えば、ＡＮＤ、ＯＲ。

ＸＯＲに基づくプール代数、記憶装置及び入／出力デバ
イスを実現するように設計される。計算は、従来、論理
演算と通信演算に分解されてきた。他の処理技術も知ら
れているが、−ｉには使用されてない。放射エネルギー
、例えば、光装置に特に適する１つの処理方法として記
号置換（ｓｙｍｂｏｌｉｃｓｕｂｓｔｉｔｕｔｉｏｎ）
があるが、これは従来のアプローチとは処理が情報信号
が相互作用し同時に分類配置されるメカニズムを介して
実現される点において異なる。Ａ、バーン（Ａ、　Ｈｕ
ａｎｇ）によって茅則ロー六　８　ムＭ１１　Ｅ　Ｅ　
Ｅ　（Ｌｏｔｈ　ＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＯｐｔｉ
ｃａｌ　　Ｃｏｍｐｕｔｉｎｇ　Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ
、ＩＥＥＥ）　　（Ｃａｔ、に８３ＣＨ１８８０−４）
　、ページ１３−１７．４月６日、１９８３年、に発表
の論文〔光デジタル計算のための並列アルゴリズム（Ｐ
ａｒａｌｌｅｌＡｌｇｏｒｉｔｈｍｓ　ｆｏｒ　０ｐｔ
ｉｃａｌ　Ｄｉｇｉｔａｌ　Ｃｏｍｐｕｔｅｒｓ）　）
及びに、　Ｈ，ブレナー（Ｋ、　Ｉｌ、　Ｂｒｅｎｎｅ
ｒ　）及びＡ。

バーン（Ａ、　Ｈｕａｎｇ）によって　８　　′ネー゛
イジェ久上（Ｏｐｔｉｃａｌ　Ｃｏｍｐｕｔｉｎｇ　Ｔ
ｅｃｈｎｉｃａｌ　Ｄｉｇｅｓｔ）、１９８５年冬季号
に掲載の論文〔記号置換に基づく光プロセッサ（Ａｎ　
０ｐｔｉｃａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ　Ｂａ５ｅｄ　ｏ
ｎＳｙｍｂｏｌｉｃ　５ｕｂｓｔｉｔｕｔｉｏｎ　）　
）は、一連のパターンを確認し、この認識に応答して、
一連の他のパターンを置換することからなる記号置換を
遂行するデジタル　プロセッサを開示する。認識の対象
とされるパターンには放射エネルギー、例えば、光線の
平面アレイが含まれる。この平面アレイのオンあるいは
オフの値をとるスポット、つまり、画素（ｐｉｘｅｌ　
）内にデータが量子化される。パターンはオン／オフ画
素の空間構成から成り、以下のように定義される。

Ｐ（ｍ）＝　　（ｆ（ｋ、ｍ）、ｓ（ｋ、ｍ）、０＜　
＝Ｋ＜　＝Ｎ　）　　　（１）ここで、Ｎは１つのパタ
ーンが占拠する画素の数を表わし、ｆは状態の記述（ｆ
　　（ｋ）　　ε　（Ｏｌｌ）であり、ｓ　　（ｋ）は
状８ｆ（ｋ）においてそのパターンによって占拠される
画素の相対位置を記述するセットのベクトルである。位
置γの所のパターンＰ　（ｍ）の認識は以下の比較によ
って遂行される。

Δ（ｆ（ｋ、ｍ）、ｄ（ｒ−ｓ（ｋ、ｎ＋））、　　　
　　　　　　　　（２１ａ＝ｂのときＡ　（ａ、ｂ）は
＝１であり、その他の場合は＝Ｏである。つまり、この
認識は以下のように同等及び重ね合せをテストする。

ここで、Ωは基準パターンに等しい任意のパターンに対
する論理ＡＮＤである。

認識装置（ｒｅｃｏｇｎｉｔｉｏｎ　ａｒｒａｎｇｅｍ
ｅｎｔ　）は以下のように入力データ平面の中間平面ｄ
’　　（ｒ）へのマツピング装置として定義される。

この平面ｄ’　　（ｒ）は入力子面アレイ内にパターン
Ｐ　（ｍ）が発生する場所内でのみ非ゼロである。

置換によって非ゼロのｄ’　　（ｒ）内の個々の認識さ
れたパターンが新たなパターンＰ　（ｎ）によって置換
され、以下の出力平面が形成される。

式（１）から（５）に定義される記号置換においては、
基本論理ユニットはその入力の所に空間構成（ｓｐａｔ
ｉａｌ　ｃｏｎｆｉｇｕｒ’ａｔｉｏｎ　）を受信し、
この入力空間アレイ内のパターンに応答してその出力の
所にもう１つの空間構成を生成する。これはプール論理
とは異なる。プール論理では基本論理ユニットがその人
力の所に複数の論理状態を受信し、その出力の所に単一
の論理状態を生成する。プール論理は複数の入力の状態
に基づいて動作し、複数の入力信号の状態の組合せに応
答して１つの単一状態の出力信号を生成する。記号置換
は複数の入力信号の状態及び位置の両方に応答して、そ
の信号の所に状態及び位置の両方の信号を生成する。

これに加え、記号置換は所定のフィールド内の全てのソ
ースからの放射エネルギー信号に応答するが、プール論
理は所定の入力に加えられた信号にのみ応答する。

第２図及び第３図は本発明に使用される並列記号置換論
理の動作を示す。入力アレイ２０１は第２図に示される
ように１つのセントの４×４個の光線から成る。このア
レイはソースから入る方向に示され、要素、つまり、画
素は陰付き及び陰無しの長方形として示される。第２図
及び第３図のアレイ内の陰付きの長方形は暗い、つまり
Ｏの画素を表わし、陰無しの長方形は明い、つまり、１
の画素を表わす。アレイ２０１は２×２の要素パターン
２０１−１．２０１−２．２０３−３、及び２０１−４
に分割される。パターン２０１−１の左列は２つの暗い
画素を持ち、一方、右列は２つの明い画素を持つ。セク
ション２０１−２及び２０１−３はその左側内に暗い画
素に続いて明い画素を持ち、右列内に明い画素に続いて
暗い画素を持つ。一方、パターン２０１−４はその左列
内に暗い画素の上に明い画素を持ち、右列内に明い画素
の上に暗い画素を持つ。

第１図の論理システムは後に説明されるように第２図の
指定の基準パターン２０５に示されるように対角線に配
列された２つの暗い画素の発生を検出するように構成さ
れる。アレイ２０１では、パターン２０１−２及び２０
１−３のみが基準パターン２０５に示される対角線の暗
い画素構造を持つ。第２図の４×４人カアレイ内の２つ
の対角線の暗い画素の認識は単に本発明の詳細な説明す
るためのものである。同一の原理が任意のサイズのアレ
イ、特に、各種の構造を持つ基準パターン及び記号、図
形あるいはデジタル情報を表わす画素配列を持つ入力ア
レイに適用する。

アレイ２０１のセクション２０１−１から２０１−４の
どれが基準アレイ２０５の暗い画素パターンと一致する
かを自動的に認識するために、記号置換論理は弐（２）
及び（３）を使用してアレイ２０１の２つのコピーを生
成し、第２のコピーを第１のコピーに対して１画素位置
だけ下に、また１画素位置だけ右にシフトすることによ
って指定のパターン２０５に対応する論理規則を実現す
る。次に相対的にシフトされた第１及び第２のコピーが
重複され重ね合せアレイ２２０が生成される。ここに指
定の画素移動規則によると、入力アレイのコピーの重ね
合せの結果、セクション２２０−２及び２２０−３の左
下の画素位置は暗い画素を持つ。

セクション２２０−２及び２２０−３は指定のパターン
のアレイ２０５と一致する入力アレイのセクション２０
１−２及び２０１−３に対応する。

重複されたアレイ２２０は基準パターンと一致しないセ
クション２０１−１及び２０１−４と対応するセクショ
ン２２０−１及び２２０−４の左下のセルに明い画素を
持つ。認識出力アレイ２３５はアレイ２２０からの光線
をマスキング　アレイ２２２を通過させ、アレイ２２０
の個々のパターンの左下の画素のみが出力されるように
し、次にマスキング　アレイ２２２から得られるアレイ
２２０の画素を論理的に反転した後に得られる。

反転された光線パターンがアレイ２２５によって示され
る。光線アレイ２２０内のパターンの左下画素位置の暗
い画素の検出はアレイのこの部分内での基準パターンの
発生を示す。出力アレイ２５３の生成を達成するために
は、アレイ２２０の画素がマスクされ、光線いき値タイ
プ反転デバイス、例えば、光ＮＯＲゲート　アレイに加
えられる。

この先ＮＯＲゲート　アレイ内で全ての暗い画素が明い
画素によって置換され、１つあるいは２つの明い入力を
持つ全ての画素が暗い画素にて置換される。このように
、パターン認識動作は、画素位置の明るさの程度に実質
的に依存しない。

光線認識アレイ２３５が生成されると、記号置換論理の
置換フェーズがマスクされ反転されたアレイに関して遂
行される。この置換フェーズにおいて、第２の指定のパ
ターンが生成され、基準パターン２０５と一致する入力
アレイ２０１の個々のセクションと置換される。この出
力アレイの生成が第３図に示される。説明の目的から第
２の指定、つまり、記述パターンは第３図のパターン３
０１によって示されるように暗い画素の上に明い画素を
持つ第１の列及び明い画素の上に暗い画素を持つ第２の
列を持つものと仮定される。この置換パターンの生成は
第２図の認識アレイ２３５と同一アレイである第３図の
アレイ３０５の第１及び第２のコピーを作成することに
よって遂行される。アレイ３０５の第２のコピーが第１
のコピーに対して１画素位置だけ上側及び１画素位置だ
け左側にシフトされる。この指定の置換規則に従ってシ
フトされたアレイ３０５の第１及び第２のコピーは重複
されたアレイ３１０のセクション３１０−２及び３１０
−３内の指定の置換パターンを生成する。指定の認識及
び置換規則に従って入力アレイ３０５の記号置換動作を
遂行することによって出力アレイ３１０が生成される。

入力アレイ２０１内の全ての基準パターン２０５は出力
アレイ３１０に示されるように記述パターン３０１によ
って置換される。

第１図は第２図に示されるような並列記号置換を遂行す
るために使用される本発明の一例としての光プロセッサ
を示す。第１図に示されるように、光プロセッサは放射
エネルギー、例えば、光線の二次元アレイが光源１０１
から部分的に反射性のミラー１０５及び入力平面デバイ
ス１０７を介して加えられる入力アレイ分割器１１０を
含む。光線のアレイは部分的に反射性のミラー１１０−
ｎ及び１１２−ｎを通じてパターン認識装置１２〇−ｎ
の入力に加えられる。同様に、この光線はそれぞれ部分
的に反射性のミラー１１０−４．１１０−３．１１０−
２及び１１０−１並びにこれと関連するレンズ１１２−
４．１１２−３．１１２−２及び１１２−１を通じてパ
ターン認識装置１２０−４．１２０−３．１２０−２、
及び１２０−１の入力に加えられる。

個々のパターン認識装置１２０−１から１２０−ｎはこ
れに加えられる入力アレイに関してセットの指定の規則
を実現するのに使用される。個々の認識装置に対して指
定される規則は他の認識装置に対して指定される規則と
異なる。個々のパターン認識装置は人力アレイ内の指定
の基準パターンの発生を検出する。これはパターン認識
装置によって加えられる入力アレイの複数のコピーを生
成し、このコピーを認識されるべき指定のパターンに従
って互いに相対的にシフトし、シフトされたコピーを重
複させて検出された基準パターンの位置を示すアレイを
生成することによって遂行される。長所として、記号置
換論理に対して要求される動作は、空間普遍性を持ち、
入力アレイのコピーに関するシフト動作が個々の認識装
置内で固定されることである。従って、こ・の動作の間
にパターン認識装置内のデバイスの変動はなく、記号置
換処理が光学的に非常に高速度にて簡単に遂行できる。

第４図は第１図の処理装置内のパターン認識装置の１つ
、例えば、認識装置１２０−１として使用できる光デバ
イスを示す。このデバイスは、放射エネルギー線、例え
ば、第２図のアレイ２０１が加えられるソース要素平面
４０１、立体ビーム分割器４１５、ミラー４０５及び４
１０、レンズ４２０、及び重複コピ一平面４３５を含む
。平面４０１は、例えば、この上に当てられる二次元の
４×４個の２進ビツト　アレイのイメージを持つ。

放射エネルギー、例えば、プレート４０１及びレンズ４
０３を通過する光はビーム分割器４１５に入いる。ビー
ム分割器４１５は光線の１つの部分をミラー４１０に通
過させ、光線のもう１つの部分をミラー４０５に反射す
る。ミラー４０５及び４１０は、ミラー４１０に加えら
れた光線が偏向され、ここから反射された光線部分も偏
向され、これに加えられた光線部分のコピーが経路４３
０に沿ってシフトされるように選択された所定の角度に
セットされる。ミラー４０５に加えられた光線はここか
ら経路４２５に向けられる。この方法によって、入力光
線アレイの２つの別個のコピーが生成される。この２つ
のコピーは互いに相対的にシフトされ、この相対的にシ
フトされたコピーが重ね合せイメージ平面４３５の所で
重複される。

レンズ４０１及び４２０は平面４３５上の光線アレイの
コピーが適当なサイズを持つように選択される。例えば
、第４図のこれらレベル及び距離は単位倍率の伸縮自在
イメージシステムを生成するように選択される。ミラー
４０５及び４１０の傾斜角の選択は認識されるべき基準
パターンに対する指定の規則によって２つのコピーの間
に要求される相対シフトに基づいて行なわれる。ミラー
４０５によってシフトされる光線部分及びミラー４１０
によってシフトされる光線部分はイメージ平面４３５に
向けられ、結果として、平面４３５の所に重複されたコ
ピーに対応する暗い画素と明い画素の重ね合せアレイを
生成する。これらコピーはミラー４０５及び４１０によ
って、イメージ平面４３５の所でこれらが水平及び垂直
の両方向に整数の画素位置だけシフトされるように偏向
される。

第４図のパターン認識装置が放射エネルギービーム　ア
レイ２０１内の基準パターンノ２０５の暗い要素の配列
の発生を検出するために使用される。ビーム　アレイ２
０１は入力平面４０１を介してビーム分割器４１５に供
給される。ビームアレイは第１図のソース１０１から発
生され、認識入力平面４０１にミラー１１０−１及びレ
ンズ１１２−１を介して加えられる。ビーム　アレイの
第１のコピーはミラー４１０に向けられ、前述のごとく
、ビーム分割器を介して経路４３０に沿って平面４３５
に方向を変えられる。第２のコピーはミラー４０５に加
えられ、ビーム分割器を通って経路４２５に沿って重ね
合せ平面４３５に向けられる。ミラー４０５及び４１０
の角度はアレイ２０５の指定のパターンに対する認識規
則に従って第２のコピーが第１のコピーに対してシフト
されるようにセットされる。結果として、ミラー４１０
は第１のコピーを１画素位置だけ左にシフトし、ミラー
４１０は第２のコピーを１画素位置だけ下にシフトする
。このシフトによって指定のパターン２０５に対応する
規則が遂行される。シフトされた第１及び第２のコピー
は平面４３５の所で重複される。この重複されたビーム
　アレイの個々のセクションの左下要素の所に検出され
る暗い要素が基準パターンの存在を示す。

このシフト及び重ね合せ動作の結果、アレイのセクショ
ンの暗い画素が指定の基準パターンに対応する場合はア
レイの個々のセクションの左下、つまり、基準セル内の
暗い画素が重ね合せられる。

基準パターン２０５に対応する規則を第４図の装置を使
用してビーム　アレイ２０１に適用すると、結果として
、セクション２２０−２及び２２０−３の左下、つまり
、基準セルが暗い要素となる。

つまり、基準パターンの発生が重複されたアレイの対応
するセクションの暗い左下の画素によって示される。

第４図から明らかなように、ここに示される装置は指定
の基準パターンを認識するために使用される特定の規則
を実現するために使用できる。第１図内の個々のパター
ン認識装置は異なる基準パターンを認識し、これによっ
て複雑なパターン認識を遂行できるようにセットできる
。個々のパターン認識装置が情報要素のシフトされたコ
ピーを生成し、こうしてシフトされたコピーを重複し指
定の基準パターンの位置を示す入力ビーム　アレイを生
成するために使用される。こうして、このアレイ内の指
定の基準パターンの発生の自動認識が光処理にて遂行さ
れる。アレイのコピーをシフトするための規則を選択的
に選ぶことによって、２進要素アレイ、記号アレイ、さ
らには図形要素のアレイの比較的複雑な処理を光デバイ
スによって提供される非常に速い速度で遂行できる。

第１図のパターン認識装置として使用できるもう１つの
光装置が第５図に示される。第５図の光学装置はレンズ
ｌ　１２−１から１１２−ｎの１つからの情報を運ぶ放
射エネルギー　ビームのアレイを受信するための入力イ
メージ平面５０１を含む。このビーム　アレイは、−例
として、第２図の４×４の画素アレイ２０１のように所
定の格子パターンを持つ。

特定の論理時間間隔において、このアレイ格子パターン
内の個々のビームは明るかったり暗かったりし、これに
よって−千兆分の１秒のオーダーの速度にて２進ピツト
　シーケンスが生成される。

ビームはこれによって情報要素にて変調される。

個々のビームは４５度の角度に偏向される。ビーム　ア
レイ５７０はフーリエ変換レンズ５０５に加えられるが
、このレンズは発散性ビーム線を偏向ビーム分割器５１
０上に当る並列ビーム線に変換する。ビーム　アレイの
垂直に偏向された成分５７２はビーム分割器５１０を通
過し、ミラー５１５によって反射され、逆フーリエ変換
レンズ５４０に加えられる。この逆フーリエ変換レンズ
はこれを通過するビーム　アレイを出力イメージ平面５
４５のポイント５４６に集めるために使用される。レン
ズ５４０を通過し平面５４５に至る経路には経路長補正
遅延５２０及び偏向ビーム分割器５３５が含まれる。

入力イメージ平面５０１の所の偏向されたビームの水平
成分はフーリエ変換レンズ５０５によって並列のビーム
線に偏向され、この水平に偏向された並列ビーム線は偏
向ビーム分割器５１０によって９０度だけ偏向される。

これら偏向されたビーム線（ビーム　アレイ７５４）は
ミラー５２５によって反射され、これから逆フーリエ変
換レンズ５３０に向けられる。レンズ５３０は特定のビ
ームからの並列のビーム線を偏向ビーム分割器５３５に
よって偏向された後にイメージ平面５４５上の所定のポ
イント５４７に収束するために使用される。レンズ５３
０が固定されるレンズ　シフタ５３０はビームが進む方
向に対してレンズを直角に移動させ、これによってイメ
ージ平面５４５上の水平に偏向されたビームの位置を経
路５７２からの垂直に偏向されたビームに対してシフト
するために使用される。同様に、レンズ５４０はこれを
通過するビームに対して直角に移動し、垂直に偏向され
たビーム　アレイを水平に偏向されたビーム　アレイに
対してシフトするために使用される。レンズ５３０及び
５４０の変位はアレイのコピーに出力平面５４５の所の
基準パターンによって要求される重ね合せパターンが得
られるような相対ビーム変位を与えるように制御される
。水平に偏向されたビームがビーム分割器５１０からビ
ーム分割器５３５まで進むビーム位置のシフトを含む距
離は光遅延装置５２０によって垂直に偏向されたビーム
がビーム分割器５１０からビーム分割器５３５まで進む
距離と等しくされる。遅延装置は平面５４５の所でのビ
ーム５４６と５４７との間の位相差を回避する。

第２図の基準パターン２０５においては、レンズ５３０
の位置を調節することによって、１つのコピーが１要素
位置だけ下に、また１要素位置だけ右にシフトされる。

レンズ５３０の位置がレンズ　シフタ５３１をビームが
進む方向に対して直角平面に移動することによって、イ
メージ平面の所の重複されたコピーに選択された垂直及
び水平のビーム位置のシフトが与えられるように調節さ
れる。一方、レンズ５４０を通過するビーム　アレイの
ビーム　アレイ方向に直角の平面内でのレンズ５４０の
位置はレンズ　シフタ５１８によって経路５７２上に垂
直に偏向されたビームの垂直及び水平のシフトを与える
ように調節される。もう１つの装置においては、垂直に
偏向されたビーム　アレイの経路内のビーム変位デバイ
スによって垂直シフトが与えられ、水平に偏向されたビ
ーム　アレイの経路内のビーム変位デバイスによって要
求される水平のシフトが与えられる。基準パターン２０
５に対しては、１つのコピーが１要素位置だけ下側、及
び１要素位置だけ右側にシフトされイメージ平面５４５
の所の結果としてのコピーの重ね合せに選択された位置
シフトが与えられる。平面５０１の所の入力ビーム　ア
レイの方位を調節することによって、固定垂直シフト、
固定水平シフト、あるいは水平及び垂直シフトの任意の
組合せを達成することもできる。

本発明によるこれらビーム　シフト装置は、ビーム　ア
レイの２つのコピーの生成、これらコピ−の相対的なシ
フト、及び相対的にシフトされたコピーの重ね合せを行
ない記号置換論理の認識部分を遂行する。イメージ平面
５４５内には個々のセクションの左下要素の所のビーム
のみがパターン認識装置の出力に通過するように設計さ
れたマスキング　パターンが施される。これら基準セル
位置の暗い画素は指定の基準パターンと一致するセクシ
ョンであることを示す。別の方法として、マスキング　
パターン　デバイスを個々の認識装置と個々の光ゲート
　アレイの間のビーム経路内に挿入することもできる。

例えば、第１図に示されるように認識装置１２０−１と
光ゲー゛ト　アレイ１２８−１の間にマスキング　パタ
ーン　デバイス１２５−１が挿入される。別の方法とし
て、光ゲート　アレイの認識袋Ｗ１２０−１とマスキン
グ　デバイス１２５−１との間に反転動作をマスキング
に先行させることもできる。

第１図のパターン認識装置、例えば、認識装置１２０−
１のビーム　アレイ出力は認識装置ビーム　アレイの基
準セル位置からの放射エネルキービームを通過するマス
キング　デバイスに送くられる。基準セル　ビームは光
デバイス１２８−１によって修正され、これに加えられ
た個々の１合い画素が明い画素に変換され、１つあるい
は２つの明い入力に起因する個々の明い画素は暗い画素
に変換される。デバイス１２８−１はビーム反転のため
の光いき値デバイスとして機能し、光ゲートのアレイか
ら構成される。これに関しては、例えば、Ｊ、Ｌ、シュ
エル（Ｊ、　Ｌ、　Ｊｅｗｅｌｌ）　、Ｍ、　Ｃ。

ラッシュホーム（Ｍ、Ｃ１Ｃ１Ｒｕ５ｈｆｏｒ　、及び
Ｈ，Ｍ。

ギブス（ＨｏＭ、Ｇｉｂｂｓ　）らによってアブライド
フィジクス　レターズ（Ａｐｐｌｉｅｄ　Ｐｈｙｓｉｃ
ｓ　Ｌｅｔｅｒｓ）、Ｖｏｌ、４４（２）　、１９８４
年１月１５日号、ベージ１７２−１７４に発表の論文〔
単一非線形フアプリ−ベロ　エタロンの光論理ゲートと
しての使用（Ｌｌｓｅ　ｏｆ　ａ　Ｓｉｎｇｌｅ　Ｎｏ
ｎ１ｉｎｅａｒ　Ｆａｂｒｙ−Ｐｅｒｏｔ　Ｅｔａｌｏ
ｎａｓ　０ｐｔｉｃａｌ　Ｌｏｇｉｃ　Ｇａｔｅ　）　
）　、あるいはり、　Ａ。

Ｂ、ミラー（Ｄ、八、Ｂ、門ｉ！１ｅｒ　）　、Ｄ、　
　Ｓ、チエムラ（Ｄ、　Ｓ、　Ｃｈｅｍｌａ）　、Ｔ、
　Ｃ，デイメン（Ｔ、Ｃ。

Ｄａｍｅｎ　）　、、　Ｔ、　Ｈ，ウッド（Ｔ、　Ｈ，
Ｗｏｏｄ）　、Ｃ。

Ａ、バラス（Ｃ，Ａ、Ｂｕｒｒｕｓ）、　Ａ、Ｃ，ゴサ
ード（Ａ、　Ｃ３Ｇｏｓｓａｒｄ　）及びＷ、ウェーブ
マン（Ｗ。

Ｗｉｅｇｍａｎｎ　）によって［ＥＥＥジャーナル　オ
ブクウォンタム　エレクトロニクス（ＩＥＥＥ　Ｊｏｕ
ｒｎａｌｏｆ　Ｑｕａｎｔｕｍ　Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ
ｓ　）　、Ｑ　Ｂ　−２１、ページ１４６２　（１９８
５年）に発表の論文〔量子井戸自己電気光効果デバイス
；光電気双安定性及び発振及び自己線形変調（Ｔｈｅ　
　Ｑｕａｎｔｕｍ　ＷｅｌｌＳｅｌｆ−Ｅｌｅｃｔｒｏ
ｏｐｔｉｃ　Ｅｆｆｅｃｔ　Ｄｅｖｉｃｅ：　０ｐｔｏ
ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃＢｉｓｔａｂｉｌｉｓｙ　ａｎｄ
　０ｓｃｉｌｌａｔｉｏｎ　　ａｎｄ　５ｅｌｆ−Ｌｉ
ｎｅａｒｉｚｅｄ　Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ　）　’Ｊを
参照すること。第２図のビーム　アレイ２３５に関して
は、セクション２２０−２及び２２０−３の左下要素は
暗く、セクション２２０−１及び２２０−４の左下の要
素は明るい。従って、変動動作によって第３図のビーム
　アレイ３０５が生成されるが、ビームアレイ３０５は
セクション３０５−２及び３０５−３の左下要素のみが
明るい。

第４図あるいは第５図の装置もパターン置換器として使
用できる。入力ビーム　アレイ２０１に対しては、アレ
イ３０５は入力ビーム　アレイ２０１の基準パターン２
０５の暗い要素のパターンと一致するセクションに対応
する２つのセクション（３０５−２及び３０５−３）を
持つ。アレイ３０５は光デバイス１２８−１からパター
ン置換器１３０−１に加えられる。ビーム　アレイ３０
５の第１及び第２のコピーが第４図のビーム分割器内で
基準パターン３０１の生成に対応する規則に従って生成
される。ビーム分割器内において、この第１及び第２の
コピーは角度ミラー４０５及び４１０によって１つのコ
ピーが１画素だけ上側にシフトされ、他方のコピーが１
画素だけ右側にシフトされるように変位される。こうし
てシフトされたコピーが出力子面４３５の所で重複され
、これによって重ね合せアレイ３１０が得られ゛る。

第５図の装置がパターン置換器として使用される場合は
、レンズ５３０及びレンズ５４０がデバイス５３１及び
５１８によって１要素だけ上側、及びｌ要素だけ右側へ
のシフトが達成されるように位置決めされる。パターン
置換器の動作によってセクション３１０−２及び３１０
−３が基準パターン３０１に対応し、セクション３１０
−１＆び３１０−４が全て暗い要素を持つ重ね合せアレ
イが得られる。

第４図あるいは第５図の構成を使用すると、パターン認
識袋Ｗ１２０−１及び対応するパターン置換器１３０−
１を使用するのみで基準パターン２０５の２つの暗いビ
ームの発生を検出し、基準パターン３０１の２つの明い
ビームと置換することができる。第１図のパターン認識
装置及びパターン置換器の他のセットもセクション２０
１−１及び２０１−４内に存在する他のパターンの認識
及び置換を行うために使用される。複数の置換されたパ
ターンが次に第１図の結合ミラー１４０−１から１４０
−ｎによって単一のビーム　アレイに結合される。置換
器１３０−ｎのビーム出力はレンズ１３５−ｎを通過さ
れ、ミラー１４０−ｎから反射され、部分的反射ミラー
１４０〜４．１４０−３．１４０−２及び１４０−１を
通ってミラー１６０に送くられる。置換器１３０−４．
１３０−３．１３０−２及び１３０−１のビーム出力は
、第１図に示されるように、部分的反射ミラー１４０−
４から１４０−１及びレンズ１４３を介してミラー１６
０に向けられる。この結果、これら置換器からのビーム
　アレイは重複及び結合されミラー１６０の所で単一ビ
ーム　アレイにされる。この単一ビーム　アレイはミラ
ー１６５及び１７０を介して利用デバイス１５０に向け
られるか、あるいは入力ミラー１０５を通じて再びこの
論理装置の入力に向けられる。ミラー１４〇−１から１
４０−ｎ、１６０．１６５、及び１７０の結合ミラー構
成は、個々の認識装置及び置換器を通過するビーム　ア
レイがこの論理装置を通じて同距離を進むように位置さ
れる８ミラー１７０及び１０５は部分的反射タイプのミ
ラーとされ、これらに当るビーム　アレイはこの論理装
置の出力から入力にループされ、ソース１０１からこの
論理装置に向けられるか、あるいは利用デバイス１５０
に送くられる。本発明によると、１つの放射エネルギー
　ビーム　アレイ内の１つあるいは複数の基準パターン
が並列に検出され、指定のパターンが並列に置換される
。

当分野において周知のごとく、全ての２進演算は２進の
加算、シフト、及びこの補数計算によって実現できる。

第１図のプロセッサは第６図に示される記号置換規則に
基づいてこのような２進演算を遂行するために使用でき
る。第６図に示されるように、個々の２進数がシュアル
　レール論理の１−０パターンあるいは０−１パターン
によって表わされる。説明の目的上、第１図の装置が２
つの多重ビツト数５＝０１０１と１３＝１１１０の２進
加算を遂行するために使用されるものと仮定する。記号
置換に対するシュアル　レール論理においては、これら
数は以下のような入力光線アレイのパターンに符号化さ
れる。

最初の２行はシュアル　レール表記法において１つの入
力数（５）を表わし、第２の２つの行は他の人力数（１
３）を表わす。記号置換論理における２進加算の規則が
表１にリストされる。

表　　１ ■−１１→１ 規則１：（０，０）→（０，０）規則２：（０，１）　
−（０，１）０→１０−０ ０　ｌ　　１０ 規則３：（１，０）−（０，１）規則４：（１１）　−
（１，０）個々の規則はこの規則の左側の列内に示され
る４画素からなる１つの列の発生の検出、及び右側に示
される２列からなる１つのパターンの置換を含む。この
規則の右側の下の２行はその列内の結果を表わし、この
規則の右側の左にシストされた上側の２行は次に高い位
の列へのけた上げビームを表わす。結果列の上側の半分
は空白であり、存在する場合それより下位の列からのけ
た上げビームを収容する。第６図は表１の規則に対する
放射エネルギー　ビームのパターンを示す。ビームパタ
ーン６０１及び６０５は２進のＯを２進の０に加えるた
めの規則１に対応する。単一列のパターン６０１は０１
上のＯｌとしての２つのＯの入力のシュアル　レール表
現である。パターン６０１が認識されると、２列パター
ン６０５が生成される。総和はバタ・−ン６０１と同一
列に置かれ、けた上げビームは左に次に斉い位の列にシ
フトされる。同様に、表１の規則２．３、及び４がそれ
ぞれパターン６１０及び６１５．６２０及び６２５、及
び６３０及び６３５によって示されるようにシュアル　
レール放射ビーム論理にて実現される。

第１図の装置では個々のパターン認識装置及びそれと関
連するパターン置換器が表１の１つの規則を実現するた
めに使用される。認識装置１２０−１及び置換器１３０
−１は（０，０）→（０゜０）規則を遂行するために使
用される。（０，１）−÷（１，Ｏ）規則は認識装置１
２０−２及び置換器１３０−２に割り当てられる。（１
，０）→（１，０）規則は認識装置１２０−３及び置換
器１３０−３に割り当てられ、そして認識装置１２０−
４及び置換器１３０−４は（１，１）→（０，１）規則
を実現するために使用される。

個々の認識装置は入力放射エネルギーのコピー、つまり
、第６図の光線アレイ６０１を受信する。

認識装置１２０−１内に第５図の光装置を使用して、シ
フタ５１８及び５３１が経路５７２及び５７４上のコピ
ーを（０，Ｏ）→（０，Ｏ）規則の認識を行なうよう互
いにシフトするように位置決めされる。より具体的には
、レンズ５３０の位置がシフタ５３１によって経路５４
７に沿う入力ビーム　アレイ６０１のコピーが出力イメ
ージ平面５４５の所で３ビ一ム位置だけ下にシフトされ
、経路５７２上のコピーが１位置だけ下にシフトするよ
うに決定される。こうして、上側の２進入力の暗いビー
ムが重ね合せ平面においてパターン６０１の最も下の位
置で下側２進ビツトの暗いビームの上に重複される。認
識装置１２０−２内で規則２を実現するためには、レン
ズ５３０が経路５７４上のパターン６１０のコピーを平
面５４５０所で３ビ一ム要素位置だけ下にシフトするよ
うに位置され、一方レンズ５４０が経路５７２上のパタ
ーン６１０のコピーがシフトされないままにとどまるよ
うに位置される。結果として、両方の入力の暗いビーム
がパターン６１０の最も下側、つまり、平面５４５の所
で基準セル位置内で重複される。規則３に対しては、パ
ターン認識装置１２０−３が経路５７２上のパターン６
２０のコピーが位置レンズ５４０を調節することによっ
て２ビ一ム位置だけ下にシフトされ、経路５７４上のパ
ターン６２０のコピーがレンズ５３０を適当に位置決め
することによって１位置だけ下にシフトされる。規則４
は第５図の光学装置内で、経路５７２上のコピーを出力
イメージ平面５４５の所で２ビ一ム要素位置だけ下にシ
フトするようにレンズ５４０を調節し、一方レンズ５３
０を経路５７４上のコピーがシフトしないままとどまる
ようにセットすることによって遂行される。こうして、
両方の２進入力の暗い要素が出力平面の所でパターン６
３０の最も下側位置に重複される。

前述のごとく、個々のパターン認識装置の出力平面５４
５はアレイの基準セル、例えば、個々の列の最も下の位
置内のビーム要素の状態によって指定のパターンの発生
を示すビーム　アレイを供給する。基準セル内の暗い要
素は基準セル　マスキング　デバイスを介して対応する
光論理ゲートインバータに加えられる。２進加算装置に
おいては、基準セルは個々の列の最も下側のセルである
。

入力アレイの列が列パターン６０１．６１０．６２０及
び６３０の指定のパターンに一致すると、対応するパタ
ーン認識装置の最も下の位置は暗い画素となる。例えば
、入力アレイの列セクションが列パターン６０１の列セ
クションと一致すると、この列のマスキング平面５４５
の所での結果としての列アレイの最も下の位置は暗いビ
ームとなる。

他の可能な入力アレイの列画素構成においては、この最
も下の位置は明い要素となる。

個々の認識装置に対する光ゲート　アレイはアレイの基
準セル位置の画素を対応する光マスクを通じて反転し、
対応するパターン置換器の入力の所にパターン発生アレ
イを提供する。置換器はこのパターンの発生を示すアレ
イに応答して認識装置と置換器の組合せによって遂行さ
れる２進加算規制に対応する出カバターンを生成する。

全ての置換装置の出力が結合されて結果としての加算の
ビーム　アレイが生成される。

置換器動作の一例として、第５図の装置を置換器１３０
−１として使用するものと仮定する。パターン６０１の
発生の検出に対応する３つの暗いビーム要素の下に１つ
の明い要素を持つ列パターンがマスク１２５−１及びイ
ンバータ１２８−１から置換器１３０−１の入力平面５
０１の所に受信される。経路５７２上の発生パターンの
コピーは偏向されないが、経路５７４上の発生パターン
のイメージのコピーはレンズ５３０によって発生検出パ
ターンの底の所の明い要素が２要素位置だけ上に、そし
て１要素位置だけ左にシフトされるように変位される。

このシフトの結果、パターン６０５に２つの列が得られ
る。

パターン６０１以外のパターンがパターン認識装置１２
０−１に加えられた場合は、マスク１２５−ｉ及びイン
バータ１２８−１からの発生アレイは全て暗いビーム要
素の列を置換器１３０−１に加える。結果として、全て
の暗い出カバターンのみが置換器１３０−１の出力の所
に出現する。パターン置換器１３０−２．１３０−３及
び１３０−４は類似の方法にて動作しそれぞれ規制（０
゜１）→（１，Ｏ）、（１，Ｏ）→（１，０）及び（１
，１）→（０，１）を実現する。置換器１３０−２及び
１３０−３内において、経路５７４上のコピーは１位置
だけ上にシフトされ、一方経路５７２上のコピーは２位
置だけ上及び１位置だけ左にシフトされる。置換器１３
０−４は経路５７４上のコピーを３位置だけ上、そして
１位置だけ左にシフトし、一方、経路５７２上のコピー
はシフトされない。

第７図は上に説明の数０１０１と１１０１の２進加算を
説明する。これら入力２進数に対するシュアル　レール
放射エネルギー　ビーム　パターンがアレイ７０１によ
って示される。上側の２行は数０１０１を表わし、下側
の２行は数１１０１を表わす。第１図のソース１０１か
らのアレイ７０１が前述のごとくビーム分割器１１０−
１から１１０−４を通じてパターン認識装置１２０−１
．１２０−２．１２０−３及び１２０−４に加えられる
。認識装置１２０−１は規則１の（０゜０）パターンの
認識を実現するようにセットされる。認識装置１２０−
２は規則２の（０，１）パターンの発生を検出するのに
使用される。認識装置１２０−３は規則３の（１，０）
パターンの認識を遂行し、認識装置１２０−４は規則４
の（１゜１）パターンの認識を実現する。アレイ７０１
によって示されるごとく、規則ｌのパターンはアレン列
１−４及び７内に検出され、規則２のパターンはアレイ
列５内に認識され、規則３のパターンはアレイの列６及
び８内に検出される。

置換器１３０−１はアレイ列１−４の最も下側の画素位
置内に明いビームを受信し、第６図のパターン６０５を
生成する。同様に、置換器１３０−２は列５及び列７の
最も下側（基準）セル内に明いビームを受け、パターン
６１５を生成する。

置換器１３０−３は列８の基準セル内に明いビームを受
信し、パターン６２５を放射し、一方、置ｆｉ器１３０
−４は列６の基準セル内に明いビームを受信し、パター
ン６３０を放射する。置換器１３０−１から１３０−４
からの出力アレイはパターン結合器１４０内で方向を変
えられ、第６図の記号置換２進演算規則に従ってアレイ
７１０を生成する。

アレイ７１０はミラー１４５及び１０５から反射され、
再びパターン分割器１１０に入いり、第１図のパターン
認識器、インバータ、マスク及び置換器によってパター
ン結合器１４０の出力の所のビーム　アレイ７２０に変
換される。アレイ７１０の列１−４．６及び８は認識装
置１２０−１内で規則１のパターンとして検出される。

列５のパターンは認識装置１２０−４内で規則４のパタ
ーンとして検出され、列７のパターンは認識装置１２０
−３内で列３のパターンとして検出される。認識装置１
２０−１から１２０−４の出力はマスク２５及びゲート
　アレイ１２８を通じて置換器１３０−１から１３０−
４に加えられる。アレイ７２０は第６図の置換規則に従
って動作するこれら置換器の出力ビーム　アレイを結合
することによって得られる。

ビーム　アレイ７２０はミラー１４５及び１０５を介し
てビーム分割器１１０−１から１１０−４に方向を向け
られる。第６図に示される規則に従ってアレイ７２０が
処理され、結果としてアレイ７３０にて示されるビーム
　アレイが得られる。

アレイ７３０が第１図の入力ビーム分割器に再び加えら
れ、最終のけた上げ位置が生成される。ただし、この例
においては、最上位の列には変化はなく、アレイ７４０
はアレイ７３０と同一となる。

アレイ７４０は４回の反復の後に得られ、全ての上側２
行内にゼロ　コードを持ち、下側２行に総和結果０００
１００１０を持つ。

本発明が本発明の一例との実施態様との関連において説
明された。ただし、本発明の精神及び範囲から逸脱する
ことなく多数の変形及び修正が可能である。本発明は一
定のファン　イン及び一定のファン　アウト及び普遍の
相互接続を持つ２次元回路を実現するために記号置換を
遂行するための装置を提供する。本発明の２進演算を遂
行するための用途について説明されたが、本発明は、例
えば、プール代数、パターン　ジェネレータ、パターン
　レコグナイザ、チューリング（Ｔｕｒｉｎｇ）マシー
ンなど記号置換を介して実現可能な記号変換に分解でき
る他の多くの計算に適用できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一例としての光処理装置の一般ブロッ
ク図を示し； 第２図及び第３図は記号置換論理の動作を示し；第４図
は第１図のブロック図内のパターン認識装置あるいはパ
ターン置換器として有効なタイプの光デバイスの詳細な
図を示し； 第５図は第１図のブロック図内のパターン認識装置ある
いはパターン置換器として有効なもう１つのタイプの光
デバイスの詳細な図を示し；第６図は２進加算に対する
記号置換論理の規則を示し；そして 第７図は第１図のブロック図の２進加算器としての使用
を説明する光ビーム　パターンを示す。 〔主要部分の符号の説明〕 受信手段・・・１０５．１０７ ビーム　アレイ生成手段・・・１１０−１〜１１０−ｎ
検出手段・・・１２０−１．１２５−１．１２８−１結
合手段・・・１３５−１．１４０−１．１５０修正手段
・・・１３０−１ コピー生成手段・・・５１０ 変位手段・・・５３１ 重複手段・・・５３５ 図面の浄書（内容に変更なし） ９！−一−−一−−一一−−一−Ｊ ＦＩＣ；、　２ ＦＩＧ、　３ ＦＩＧ、４ ＦＩＧ、　５ ＦＩＧ、　６ ＦＩＧ、　７ 手続補正書 昭和６２年　８月１４日

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、情報搬送放射エネルギービームのアレイを受信する
   ための手段（１０５、１０７）；該受信されたアレイに
   応答して該受信アレイに対応する複数の情報搬送放射エ
   ネルギービームアレイを生成するための手段（１１０−
   １〜１１０−ｎ）； 個々が該生成されたアレイの１つに応答して該生成され
   たアレイ内の放射エネルギービームの指定のパターンの
   発生を検出するための複数の検出手段（例えば、１２０
   −１、１２５−１、１２８−１）；及び 該複数の指定のパターンを修正するための手段からの修
   正された放射エネルギービーム アレイを結合するための結合手段（例えば、１３５−１
   、１４０−１、及び１６０）を含む放射エネルギービー
   ムの形成の情報を処理するための装置において、該装置
   がさらに、 個々が該生成されたアレイの１つの中の該指定のパター
   ンの発生の検出に応答して該生成されたアレイ内の該放
   射エネルギービームを修正するための複数の修正手段（
   例えば、１３０−１）を含み 該個々の指定のパターンを検出するための手段（例えば
   、１２０−１、１２５−１、１２８−１）が 該生成された放射エネルギービームアレ イの１つの複数のコピーを生成するための手段（５１０
   ）； 該指定のパターンに応答して該生成された放射エネルギ
   ービームアレイの該複数のコピ ーの少なくとも１つを該放射エネルギービームアレイの
   他のコピーに対して変位するための手段（５３１）； 該生成された放射エネルギービームアレ イの該相対的に変位されたコピーを重複させるための手
   段（５３５）；及び 該生成された放射エネルギービームアレ イの該重複された相対的に変位されたコピーに応答して
   該生成された放射エネルギービームアレイ内の該指定の
   パターンの発生を同定する放射エネルギービームアレイ
   を生成するた めの手段（例えば、１２５−１、１２８−１）を含むこ
   とを特徴とする情報処理装置。 ２、特許請求の範囲第１項に記載の装置において、 該放射エネルギービームのアレイを修正す るための手段（例えば、１３０−１）が： 該指定のパターンの発生を同定する放射エネルギービー
   ムアレイの複数のコピーを生成 するための手段（５１０）； 該指定のパターンの発生を同定する該放射エネルギービ
   ームアレイの該複数のコピーの 少なくとも１つを該指定のパターンの発生を同定する該
   放射エネルギービームアレイの他 のコピーに対してシフトするための手段（５３１）；及
   び 該指定のパターンの発生を同定する該放射エネルギービ
   ームアレイの該シフトされたコ ピーと未シフトのコピーとを重複させて該修正された放
   射エネルギービームアレイを生成 するための手段（５３５、５４５）を含むことを特徴と
   する情報処理装置。 ３、特許請求の範囲第２項に記載の装置において、 該生成された放射エネルギービームアレ イの該複数のコピーを生成するための手段（５１０）が
   該生成されたアレイの第１及び第２のコピーを生成する
   ために使用され； 該放射エネルギービームアレイのコピー を変位するための手段が該指定のパターンに応答して該
   生成された放射エネルギービーム アレイの第２のコピーを該生成された放射エネルギービ
   ームアレイの該第１のコピーに対 して変位するための手段（５２５、５３０、５３１及び
   ５１５、５１８、５２０、５４０）を含み； 該重複するための手段（５３５）が該生成された放射エ
   ネルギービームアレイの該相対 的に変位された第１及び第２のコピーを重複させるため
   に使用され；そして 該生成された放射エネルギービームアレ イ内の該指定のパターンの発生を同定する放射エネルギ
   ービームアレイを生成するための 手段が該生成された放射エネルギービーム アレイの該重複された相対的に変位された第１及び第２
   のコピーに応答して該生成された放射エネルギービーム
   アレイ内の該指定のパタ ーンの発生を同定する第３の放射エネルギービームアレ
   イを生成するための手段（５４５）を含むことを特徴と
   する情報処理装置。 ４、特許請求の範囲第３項に記載の装置において、 該指定のパターンの発生を同定する放射エネルギービー
   ムアレイの複数のコピーを生成 するための手段が該放射エネルギービーム アレイの第１及び第３のコピーを生成するために使用さ
   れ； 該指定のパターンの発生を同定するための放射エネルギ
   ービームアレイの該複数のコピ ーの該少なくとも１つを該指定のパターンの発生を同定
   する生成された放射エネルギービームアレイに対してシ
   フトするための手段（５３１）が該指定のパターンの発
   生を同定する放射エネルギービームアレイの該第１及び
   第２のコ ピーを互いに相対的にシフトするための手段（５２５、
   ５３０、５３１及び５１５、５１８、５２０、５４０）
   を含み； 該指定のパターンの発生を同定するエネルギービームア
   レイのシフトされたコピーとシ フトされないコピーを重複させて該修正された放射エネ
   ルギービームアレイを生成するた めの手段（５３５、５４５）が該指定のパターンの発生
   を同定するシフトされた第１及び第２のコピーを重複さ
   せて該修正された放射エネルギービームアレイを生成す
   るために使用さ れることを特徴とする情報処理装置。 ５、特許請求の範囲第４項に記載の装置において、 該指定のパターンを検出するための手段の該第１及び第
   ２のコピーを生成するための手段が該生成されたアレイ
   を第１の経路に向け、また該生成されたアレイを該第１
   の経路とは異なる第２の経路に向けるためのビーム分割
   手段を含み； 該指定のパターンを検出するための手段の該コピーをシ
   フトするための手段が該第１の経路を該第２の経路と相
   対的に変えるための手段を含むことを特徴とする情報処
   理装置。 ６、特許請求の範囲第５項に記載の装置において、 該指定のパターンの発生を同定する放射エネルギービー
   ムアレイの第１及び第２のコピ ーを生成するための手段が該指定のパターンの発生を同
   定する該放射エネルギービームア レイを第１の経路に沿って向け、また該指定のパターン
   の発生を同定する該放射エネルギービームアレイを該第
   １の経路とは異なる第２含み； 該指定のパターンの発生を同定する放射エネルギービー
   ムアレイの該第１及び第２のコ ピーを相対的にシフトするための該手段が該第２の経路
   を該第１の経路に対して相対的に変えるための手段を含
   むことを特徴とする情報処理装置。 ７、特許請求の範囲第６項に記載の装置において、 該生成された放射エネルギービームアレ イ内の該指定のパターンの発生を同定する第３の放射エ
   ネルギービームアレイを生成する ための手段がさらに該生成された放射エネルギービーム
   アレイの該重複された相対的に変 位された第１及び第２のコピー内の所定のビーム位置を
   選択し、該所定のビーム位置の所のビームの状態を反転
   するための手段（例えば、１２５−１、１２８−１）を
   含むことを特徴とする情報処理装置。