JPH01245231A - 並列光論理演算器 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、光論理演算器に係り、特に互いに直交する２
つの直線偏波光からなる２値の画像やデータパターンの
ような２次元分布の光情報を２次元的に一挙に論理演算
処理する機能を有する並列処理型の光論理演算器に関す
る。

［発明の概要］ 本発明は、２値の画像やデータパターンのような２次元
情報を走査せずに一挙にディジタル演算処理する２次元
光論理演算器に関するものであり、互いに直交する２つ
の直線偏波光が２値（たとえば０と１）のディジタル情
報に対応する２次元光情報を入力信号とし、光の偏光状
態を電気的に制御する素子、ハーフミラ−もしくは偏光
ビームスプリッタ、偏光子および書込み光強度に応じて
読出し光強度の偏光状態が非線形に変化する空間光変調
器を主要構成要素として、ＡＮＤ、ＯＲなど１６種類の
２値論理演算を２次元的に実行し、その結果を表示でき
るようにしたものである。

［従来の技術１ 従来の並列処理型光論理演算器としては、たとえば以下
に示す素子がある。

（１）文献１（Ｒ０＾、＾ｔｈａｌｅ　ａｎｄ　Ｓ、Ｈ
，Ｌｅｅ　：ＯｐｔｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ、
　Ｖｏｌ、１８．　Ｎｏ、５　（１９７９）　ｐ、５１
３〜ｐ、５１７）に示されているように、光伝導層と液
晶層から成る空間光変調器、偏光子および検光子を主要
な構成要素とするもの。

（２）文献２　（Ｙ、Ｉｃｈｉｏｋａ　ａｎｄ　Ｊ、Ｔ
ａｎ１ｄａ　：　Ｐｒｏｃｅｅ−ｄｉｎｇｓ　ｏｆ　ｔ
ｈｅ　ＩＥＥＥ、　Ｖｏｌ、７２．　Ｎｏ、７　（１９
８４）ｐ、７８７〜ｐ、８０１）に示されているように
、入力信号の符号化用マスク、復号用マスクおよび投影
光学系を主要構成要素とするもの。

（３）文献３　（Ｆ、Ｔ、Ｓ、Ｙｕ、　Ｓ、Ｊｕｔａｍ
ｕｌｉａ　ａｎｄ　Ｔ、Ｌｕ：０ｐｔｉｃｓ　Ｃｏｍｍ
ｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ、　Ｖｏｌ、６３．　Ｎｏ、４゜
（１９８７）　ｐ、２２５〜ｐ、２２９）に示されてい
るように、磁気光学効果を利用した空間光変調器。

偏光子、検光子およびミラーを主要構成要素とするもの
。

（４）文献４　（Ａ１．Ｌｏｈｍａｎｎ　ａｎｄ　Ｊ、
Ｗｅｉｇｅｌｔ　：　Ａｐｐ−１ｉｅｄ　０ｐｔｉｃｓ
、　Ｖｏｌ、２Ｂ、　Ｎｏ、１　（１９８７）　ｐ、１
３１〜ｐ、１３５）に示されているように、半波長板、
透明ガラス、ウオーラストンプリズム、レンズ、空間フ
ィルタ、偏光子などを主要構成要素とするもの。

［発明が解決しようとする課題］ このような文献１〜４に開示されている従来の並列処理
型光論理演算器（１）〜（４）　には以下に示す欠点が
あった。

文献１の素子の主要構成要素の１つである空間光変調器
では、第８図（ａ）　、　（ｂ）に示すように、透明電
極９−１を介して光伝導層１０と電気光学層１２をサン
ドイッチし、さらにその露出している両生面上に透明電
極９−２および９−３を配置する。透明電極９−２と９
−３との間に電源８を接続゛する。この構造に対して、
２つの入力光信号の一方（例えばＡ）を光伝導層ｌＯに
入射し、また他方の入力光信号（例えばＢ）を透明電極
９に入射する必要があり、それによってＡ−ＢやＡ−Ｂ
は演算可能であるが、百を含むＡＮＤ系演算演算う場合
には、ＡとＢを交換しなければならないこと、またＡ＋
ＢやＡ＋ＢなどのＯＲ系演算を行う場合には複数の空間
光変調器を必要とし、かつ構成を変更する必要があるこ
となど汎用性に欠けている。さらに、１回の演算に２個
のセル（光伝導層ＩＯのある部分とない部分）を必要と
するため、並列度が劣化するという問題点を有する。

文献２の素子では、入力信号を実時間で空間的に符号化
することができないので、高速演算に適しておらず、復
号マスクを利用するので画像の解像度やデータパターン
の並列度が低下するなどの欠点を有している。

文献３の素子では、入力情報は電気信号を用いて走査に
より空間光変調器に書込むため、素子を縦続接続して論
理演算を階層的に実行することが困難であり、かつＡＮ
Ｄ系とＯＲ系の論理演算では光学系が大幅に異なるので
、汎用性に欠けるなどの欠点を有する。

また、これら文献１〜３の素子では、論理値は最大出力
光強度と最小出力光強度に対応しているため、否定信号
を形成することが容易ではない。

たとえば、最小出力光強度が“０”に対応する場合、そ
の否定信号“ｌ”を形成するためには、発光素子や増幅
素子を必要とする。従って、これらの素子は階層的演算
には本質的に通していない。

文献４の素子で゛は、光の偏光状態を２値（“Ｏ”と“
１”）に対応させているため、否定信号を形成すること
は可能であるが、半波長板と透明材料（例えばガラス）
を用いて２次元の入力信号を形成している。ため、実時
間処理を行うことができないこと、および２つの入力信
号を縦続接続し、かつ空間フィルタリングにより論理演
算を行うため、光学系が極めて複雑になることなどの欠
点を有している。

さらに、これら文献１〜４の素子は信号の増幅機能を持
たないため、階層的演算を行う場合に、階層数に応じて
光信号が減少し、ＳＮ比が低下するという欠点もある。

そこで、本発明の目的は、上記種々の欠点を解決し、入
力信号および演算結果を否定する信号を実時間で容易に
形成することができ、信号の増幅が可能であり、素子構
成に変更を加えることなしにＡＮＤ、ＯＲ系の演算を実
行することができ、しかも画像の解像度やデータパター
ンの並列度を高くすることのできる並列光論理演算器を
提供することにある。

［課題を解決するための手段］ このような目的を達成するために、本発明は、直線偏波
光から成り、２次元の拡がりを持つ複数の入力光をそれ
ぞれ受けて各出力光の偏光状態を９０°回転させる複数
の偏波面制御素子と、複数の偏波面制御素子からの各出
力光を合成する第１光学手段と、第１光学手段からの合
成光に対して平行もしくは直交する偏波方向を取り出す
偏光子と、偏光子からの出力光に対して媒質の光学的性
質が空間的に変化するしきい値素子と、しきい値素子に
入力する２次元の拡がりを持つ直線偏波した読出し光と
、読出し光の偏波状態を９０°回転させる偏波面制御素
子と、偏波面制御素子からの出・力先を前記しきい値素
子に入力し、かつしきい値素子からの出力光を前記偏波
面制御素子からの出力光と分離して取り出す第２光学手
段とを具えたことを特徴とする。

あるいはまた、本発明は、直線偏波光から成り、２次元
の拡がりを持つ複数の入力光をそれぞれ受けて各出力光
の偏光状態を９０°回転させる複数の偏波面制御素子と
、複数の偏波面制御素子からの各出力光を合成する第１
光学手段と、第１光学手段からの合成光に対して平行も
しくは直交する偏波方向を取り出す偏光子と、偏光子か
らの出力光に対して媒質の光学的性質が空間的に変化す
るしきい値素子と、しきい値素子に入力する２次元の拡
がりを持つ直線偏波した読出し光と、読出し光の偏波状
態を９０°回転させる偏波面制御素子とを具え、しきい
値素子を、Ｂ１１２ＳｉＯ，。もしくはＢｆ１２Ｇｅ０
２゜結晶の両生面に絶縁層と透明電極を配設した空間光
変調器で構成し、および、空間光変調器の入力側には第
２光学手段として入力光である青色光を透過し、かつ読
出し光である赤色光を反射するダイクロイックミラーを
配置し、空間光変調器の出力側には青色光を遮断し、か
つ赤色光を透過する波長フィルタを配置したことを特徴
とする。

ここで、前記偏波面制御素子を、ツイストネマティック
やコレステリック液晶の電界により誘起される分子配列
の変化に基づく旋光能や複屈折率などを利用した液晶セ
ル、またはＬｉＮｂ０１．ＬｉＴａ０．。

ＫＨ２ＰＯ４，ＫＨ２ＰＯ４などの強誘電性結晶やＰＬ
ＺＴなどのセラミック材料の電気光学効果に基づく複屈
折率を利用した光シャッタで構成することができる。

あるいはまた、しきい値素子を、２枚の透明電極の間に
光伝導層１反射鏡および液晶層を介挿した空間光変調器
で構成することができる。

第１または第２光学手段はハーフミラ−１偏光ビームス
プリツタあるいはダイクロイックミラーで構成すること
ができる。

第１光学手段はプリズム型の偏光ビームスプリッタであ
り、第２光学手段はプリズム型のハーフ・ミラーであり
、複数の偏波面制御素子としきい値素子とをプリズム型
の偏光ビームスプリッタおよびプリズム型のハーフミラ
−に密着して構成することもできる。

本発明では、互いに直交する２つの直線偏波光を論理値
“０”および“１”に対応させ、その論理値の否定に相
当する光信号を前記複数の偏波面制御素子を電気的に制
御して形成することができる。

［作　用］ 本発明の並列光論理演算器では、光の偏光状態が論理値
０と１に対応し、かつその偏光状態を電気的に制御する
ので、入力信号光および演算結果を否定する信号光を実
時間で容易に形成することができ、高速の階層的演算に
好適であり、上述した文献１〜４の問題点を解決できる
。

空間光変調器をしきい値素子として用いることにより、
信号の増幅が可能であるから、文献１〜４の問題点を解
決できる。

素子構成を変更することなく、ＡＮＤ系およびＯＲ系の
演算を実行することができるので、文献１および３の問
題点を解決できる。

入力信号光を空間的に分離したり、あるいは空間的に符
号化する必要がないので、画像の解像度やデータパター
ンの並列度を高めることができ、以て文献１および２の
問題点を解決できる。

［実施例］ 以下に、本発明の実施例について図面を参照して説明す
る。

第１図は本発明による並列光論理演算器の一実施例を示
す。

第１図を参照するに、本発明の実施例は、直線偏波光か
ら成り、２次元の拡がりを持つ入力信号光Ａ、Ｂおよび
出力信号光Ｅの否定信号を形成する偏波面制御素子１〜
３　（ＩＮＶＩ、ＩＮＶ２．ＴＮＶ３）と、入力信号光
の合成を行う第１光学手段であるハーフミラ−４−１，
読出し光りと出力信号光Ｅとを分離する第２光学手段で
あるハーフミラ−４−２と、入力信号光Ａ、Ｂの偏波方
向に平行もしくは垂直な偏光方向をもつ偏光子５と、偏
光子からの出力光に対して媒質の光学的性質が空間的に
変化し、読出し光を制御するしきい値素子６とを含む。

偏波面制御素子１，２．３としては、液晶セル（ツイス
トネマティック液晶またはコレステリック液晶の電界に
よる分子配列の変化に誘起される旋光能や複屈折率など
を利用する素子）または光シャッタ（ＬｉＮｂＯｓ、Ｌ
ｉＴａＯ５，にｏ２ｐｏ４．Ｋ）ｌ、ｐｏ４などの強誘
電性結晶やＰＬＺＴなどのセラミック材料の電気光学効
果に基づく複屈折率変化を利用する素子）などで構成で
きる。

これら偏波面制御素子１，２．３は、それぞれ、電源８
−１．８−２．８−３と該偏波面制御素子１゜２．３で
構成する各電気回路を、各スイッチ７−１゜７−２．７
−３で開閉することにより駆動される。

また、しきい値素子６としては、２枚の透明電極９−２
　と９−３との間に、光入力信号の強度をインピーダン
スの変化に変換する光伝導層ｌＯと、絶縁性の反射鏡１
１と、インピーダンス変化を屈折率変化や旋光能変化に
置き換える電気光学層１２とを介挿して構成した空間光
変調器が好適である。このしきい値素子６は、交流電源
８−４で駆動される。

ここで、かかる空間光変調器の代表例として、Ｌ（：Ｌ
Ｖ　（文献５　：　Ｗ、Ｐ、Ｂｌｅｈａ、　Ｌ、Ｔ、Ｌ
ｉｐｔｏｎ、。

Ｅ、Ｗｉｅｎｅｒ−Ａｖｎｅａｒ、　Ｊ、Ｇｒｉｎｂｅ
ｒｇ、　Ｐ、Ｇ、Ｒｅ１ｆ。

Ｄ、Ｃａ５ａｓｅｎｔ、　　Ｈ，Ｂ、Ｂｒｏｗｎ　　ａ
ｎｄ　　Ｂ、Ｖ、Ｍａｒｋｅｖｉｔｃｈ　　：０ｐｔｉ
ｃａｌ　Ｅｎｇｉ−ｎｅｅｒｉｎｇ、　Ｖｏｌ、１７．
　Ｎｏ、４　（１９７８）９．３７１−９．３８４）を
用いることができるが、ここでその動作を簡単に説明す
る。

ＬＣＬＶの液晶層は、液晶に印加される電界が０のとき
ツイストネマティック状態にあり、電界を印加すると複
屈折を示す所謂ハイブリッド電界効果モード型である。

１１１：ＬＶにおいては、第１図に示す入力光Ｃが光伝
導層ｌＯに照射されない場合、光伝導層ｌＯに大部分の
電界が集中し、液晶はツイストネマティック状態のまま
である。従って、読出し光りと出力信号光Ｅは同一の偏
光状態にある。次に、入力光Ｃが光伝導層ｌＯに照射さ
れるときには、光伝導層ｌＯのインピーダンスは低下し
、液晶層に電界が印加される。この電界により液晶の複
屈折が変化し、出力信号光Ｅの偏波面が回転する。

ＬＣＬＶの入力光強度対出力光強度特性を第２図に示す
。ここで、入力光Ｃの強度を、第２図に示す値ＰＣのよ
うに特性曲線の飽和領域に設定すれば、入力光の有無に
応じて出力光の偏波面をほぼ９０゜回転させることがで
きる。ｐｃの設定は、ＬＣＬＶの印加電圧、その周波数
および入力光強度を調整することにより行うことが可能
である。

以上を前提として、第１図に示した素子の作用を説明す
る。ただし、しきい値素子６としてＬＣＬＶを、また偏
波面制御素子１．２．３としてツイストネマティック液
晶セルを用いることとする。この液晶セルは、スイッチ
の開閉に応じて、入力信号の偏光方向を９０”もしくは
０°回転させる機能を持つ。

また、直線偏波した入力光の偏光方向が紙面内にあると
きに、この変更方向を↓で表わし、他方、紙面と直交す
るときに、その偏光方向を■でそれぞれ表わすものとす
る。ここで、工方向および■方向が論理値１および０に
それぞれ対応するものとする。さらに、偏光子の偏光方
向は紙面内（りにあるものとする。

これらの条件のもとで、第１図に示すように、↓と［株
］方向に直線偏波した入力画像Ａ、Ｂがこの演算素子に
入射する場合について述べる。ここでＡ、　Ｉｎ）↓お
よび■方向の光の強度はいずれも１に規格化されている
とすると、偏波面制御素子１．２の印加電圧の有無（Ｏ
Ｎ、ＯＦＦで表わす）に応じて、偏光子５の出力光強度
Ｃは第１表のように表わされる。

第　　　　ｌ　　　　表 この光信号Ｃがしきい値素子６に入射すると、このしき
い値素子６を構成する液晶層１２内では、光強度０，１
．２に応じて３　！’Ａ類の屈折率分布が形成される。

従って、直線偏波した読出し光りをハーフミラ−４−２
を通してこのしきい値素子６に入射させると、屈折率分
布に応じて３種類の偏波面を持つ出力信号Ｅが得られる
。

しかし、第２図に示すように、しきい値素子６の入出力
光特性が強い非線形特性を示し、かつ光信号Ｃの最大強
度がＰＣにほぼ等しい場合、出力信号光Ｅは光信号Ｃの
強度に応じて！または■の２種類の直線偏波光から成る
と考えてさしつかえない。すなわち、出力側から見ると
、第１表の信号Ｃの１と２は縮退していると考えること
ができる。

ここで、■方向に直線偏波した読出し光りをこのしきい
値素子６に入射し、かつ偏波面制御素子３に電圧を印加
すると、出力信号光Ｅの偏光状態は第２表に示すように
なり、ＯＲ系演算が行われる。ただし、ここでも０は■
方向に対応し、１は！方向に対応する。

次に、偏波面制御素子３の印加電圧をＯにすると、出力
光Ｅの偏光状態は９０°回転し、第３表に示すように、
ＡＮＯ系演算演算われる。

また、入力信号Ａ、Ｂのいずれか一方を遮断し、偏波面
制御素子３に電圧を印加すると、偏波面制御素子ｌおよ
び２の各印加電圧の有無に応じて１．Ａ、Ａ、Ｂ、Ｂな
どの信号を形成するーことができる。この様子を第４表
および第５表にそれぞれ示す。

第　　　　４　　　　　表 第　　　　　５　　　　　表 さらに、Ａ、Ｂ両信号を遮断すれば、偏波面別。

御素子３の印加電圧の有無に応じてＴ（すべての状態が
１）またはＦ（すべての状態が０）の信号を形成するこ
とができる。この様子を第６表に示す。

第　　　　　６　　　　表 以上は偏波面制御素子を１回駆動して得られる論理演算
であり、偏波面制御素子を２回操作すれば、ＩＢＢ　（
＝ＡＢ＋ＡＢ）、ＡｅＢ　（＝ＡＢ＋ＡＢ）など排他的
論理和および否定的排他的論理和を得ることができる。

本発明による他の実施例を第３図に示す。

第３図に示す実施例では、入力信号光の合流素子として
偏光ビームスプリッタ１３を用いて、第１図示の実施例
におけるハーフミラ−４−１と偏光子５とを省略する。

この実施例では入力信号光のパワー減少も防止すること
ができる。ただし、入力信号光Ｂの１およびＯは、■方
向および↓方向にそれぞれ直線偏波した光が対応し、入
力信号光Ａの１および０は、これまでと同様に！方向お
よび■方向にそれぞれ直線偏波した光が対応するものと
する。

本発明のさらに他の実施例を第４図に示す。

この実施例では、プリズム型の偏光ビームスプリッタ１
４の２つの入射面の各々に偏波面制御素子１および２を
、それぞれ、密着して配置し、同じく出射面にはしきい
値素子６の一方の主面を密着して配置する。プリズム型
のハーフミラ−１５の一方の入射面をしきい値素子６の
他方の主面に密着して配置し、同じく他方の入射面には
偏波面制御素子３を密着して配置する。

このようにして、プリズム型の偏光ビームスプリッタ１
４とハーフミラ−１５に偏波面制御素子１゜２．３およ
びしきい値素子６を密着して一体化する。これによって
、小型で、かつ振動などに安定な並列光論理演算器を構
成することができる。

本発明のさらに他の実施例を第５図に示す。

この実施例では、偏光ビームスプリッタ１３から出射す
る２つの出力光Ｃ′およびＣ″は相補的関係にあること
を利用する。すなわち、偏波面制御素子１および２に電
圧を加えて、 Ｃ’　＝Ａ＋８ とすると、 Ｃ’　＝Ａ＋Ｂ が得られる。この実施例では、これらの光を、それぞれ
、反射鏡１６−１および１６−２を経て、上述したしき
い値素子６と同じ構成の２つのしきい値素子６−１およ
び６−２に入射させる。これらしぎい値素子６−１およ
び６−２は、それぞれ、電源８−４−１および８−４−
２によって駆動される。ここで、偏波面制御素子３の印
加電圧をＯにすると、出力信号光Ｅは、 Ｅ　＝　Ａ　＋　Ｂ　＋　Ａ　＋　Ｂ　＝　Ａ　Ｂ　＋
Ａ　Ｂ　　　＜１）となり、否定的排他的論理和出力が
得られる。次に、偏波面制御素子１の印加電圧をＯにし
、かつ偏波面制御素子２に電圧を印加すると、Ｃ’＝Ａ
＋Ｂ、　　Ｃ’＝Ａ＋Ｂ　　　　（２）となる。ここで
、偏波面制御素子３の印加電圧を０にすると、 Ｅ＝Ａ＋ａ＋ＸＴＩ＝Ａａ＋ａａ　　　（３）となり、
出力信号光Ｅは排他的論理和となる。この構成では偏波
面制御素子１，２．３を−それぞれ１回操作するだけで
、排他的論理和あるいは否定的排他的論理和を求めるこ
とができる。

本発明のさらに他の実施例を第６図に示す。

この実施例は、１個のしきい値素子６．１個のハーフミ
ラ−４−２、ｎ＋１個の偏波面制御素子ａｏ＋ａＩ＋　
””ｖａｎおよびｎ個の偏光子Ｐｌ＋Ｐ２＋””＋Ｐｎ
から成る並列光論理演算器を用いて、入力数ｎの光信号
＾３．＾２＋Ａ３＋・・・＋Ａｎの論理演算を並列して
同時に行う例である。この構成では、ｎ個の偏波面制御
素子ａ、、ｍｓ・、ａｎおよび各対応するｎ個の偏光子
Ｐ１．・・”　＋Ｐｎを適切に配置して、入力光信号Ａ
　Ｉ　＋・・・、Ａｎに対して、各偏光子ＰＩ＋・−、
ｐｎから出射する光信号が１個のしきい値素子６に導か
れるようにする。このしきい値素子６からの出力光と偏
波面制御素子ａ０からの読出し光りとを八−フミラー４
−２に導いて、このハーフミラ−４−２から出力信号光
Ｅを取り出す。

第６図において、７１．７２，７３．　＝、７ｎは、各
偏波面制御素子ａｌ＋ａ２＋ａ３＋　””　ｖａｎの各
駆動電源８１．８２゜８３、・・・、８ｎからの電圧を
各偏波面制御素子ａｌ＋ａ２＋ａ３＋・・・ｖａｎに印
加するか否かを制御するスイッチである。偏波面制御素
子ａ０には電源８−３の電圧をスイッチ７−３を介して
印加する。

この実施例によれば、 Ｅ＝＾、・Ａ２・Ａ３・・・・＾。

Ｅ；八、・Ａ２・Ａ３・　・−Ａ。

Ｅ＝＾１・＾、拳Ａ、・・・・＾。

Ｅ＝ＡＩ・Ａ２・Ａ３・・・・＾、 Ｅ＝＾１・Ａ２−Ａ、−−−−Ａ。

Ｅ＝ＡＩ　　・　Ａ２　・　＾コ　・　・・・Ａ１１　
　　　　　　　　　　　　　　（４）Ｅ＝ＡＩ−Ａ２・
Ａ３・・”Ａｎ−１＾。

Ｅ＝Ａ、＋＾、＋＾３・　・・・＋Ａ。

Ｅ　＝Ａ、＋Ａ２＋Ａ３・　・−・＋Ａ。

Ｅ＝Ａ、＋＾、＋Ａ３・　・・・＋＾。

Ｅ＝ＡＩ＋Ａ２＋Ａ３・・・−＋Ａ。

Ｅ＝＾１＋Ａ２＋＾３　”　””　十ＡｎＥ＝＾１＋＾
２＋Ａ３　・＝・＋Ａｎ−＋ＡｎＥ＝Ａ宜＋Ａ、＋・・
・＋Ａｎ−１＾。

など２ｎ＋１◆２種類の論理演算を実行することができ
る。

さらに、本発明による並列光論理演算器は、しきい値素
子６としてＬＣＬＶ以外の他の空間光変調器を用いても
構成することができる。例えば、第７図に示すように、
しきい値素子として、Ｂｉ＋２５ｉＯｚｏもしくはＢｉ
１２ＧｅＯ２０結晶１７の両生面に絶縁層１６−１およ
び１６−２と透明電極９−２および９−３を、それぞれ
、配置して構成した空間光変調器１８を用い、および偏
光子５とかかる空間光変調器１８との間に青色光を透過
し、かつ赤色光を反射するダイクロイックミラー１９を
第２光学手段として配設し、さらに、青色光を遮断し、
かつ赤色光を透過する波長フィルタ２０を空間光変調器
１８の出力側に配設する。さらに、入力信号光Ａ、Ｂと
して青色光を用い、読出し光りとして赤色光を用いる。

かかる構成の並列光論理演算器は、第１図に示した並列
光論理演算器と同様の機能を発揮することができる。さ
らに、この演算器では、直流電掠２１に直列に接続され
ているスイッチ２７−１および同じく並列に接続されて
いるスイッチ２７−２の開閉により、演算結果の記憶０
反転までも行うことができる。

また、入力信号光ＡとＢとを合成するハーフミラ−４−
１の代りに、偏光ビームスプリッタを用いても、第７図
の構成の光論理演算器と同等の機能を発揮し、かつ入力
信号光の損失の少ない並列光論理演算器を構成すること
ができる。

［発明の効果Ｊ 以上に説明したところから明らかなように、本発明の並
列光論理演算器は次の利点を持つ。

（ａ）光の偏光状態が論理値Ｏと１に対応し、かつその
偏光状態を電気的に制御するので、入力信号光および演
算結果を否定する信号光を実時間で容易に形成すること
ができ、以て、高速の階層的演算に好適である。

（ｂ）空間光変調器をしきい値素子として用いることに
より、信号光の増幅が可能である。

（Ｃ）素子構成を変更することなく、ＡＮＤ系およびＯ
Ｒ系の演算を実行することができる。

（ｄ）入力信号光を空間的に分離したり、あるいは空間
的に符号化する必要がないので、画像の解像度やデータ
パターンの並列度が高い。

これらの特長から、動画像処理やパターン認識など極め
て大量の情報を高速で階層的に処理する画像プロセッサ
や並列処理型コンピュータの演算部などに本発明の並列
光論理演算器を有効に応用することが可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の並列光論理演算器の一実施例を示す構
成図、 第２図はＬＣＬＶの入力光強度と出力光強度との関係を
示す特性図、 第３図〜第７図は本発明並列光論理演算器の他の各種実
施例を示す構成図、 第８図（ａ）および（ｂ）は文献１に記載されている空
間光変調器の従来の構成例を示す、それぞれ、断面図お
よび斜視図である。 １〜３−・・偏波面制御素子（ＩＮＶＩ、ＩＮＶ２゜Ｉ
ＮＶ３）、 ４−１．４−２・・・ハーフミラ−１ ５・・・偏光子、 ６．６−１．６−２・・・しきい値素子、７−１．７−
２．７−３・・・スイッチ、８−１．８−２．８−３・
・・電源、 ８−４．８−４−１．８−４−２・・・交流電源、９−
２．９−３・・・透明電極、 １０・・・光伝導層、 １１・・・反射鏡、 １２・・・電気光学層、 １３．１４・・・偏光ビームスプリッタ、１５・・・ハ
ーフミラ−１ １６−１，１６−２・・・反射鏡、 １７・・・結晶、 １８・・・空間光変調器、 １９−・・ダイクロイックミラー、 ２０・・・波長フィルタ、 ２１・・・直流電源、 ２７−１．２７−２・・・スイッチ、 ７１．７２，７３．・・・、７ｎ・・・スイッチ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）直線偏波光から成り２次元の拡がりを持つ複数の入
   力光をそれぞれ受けて各出力光の偏光状態を９０°回転
   させる複数の偏波面制御素子と、該複数の偏波面制御素
   子からの各出力光を合成する第１光学手段と、 該第１光学手段からの合成光に対して平行もしくは直交
   する偏波方向を取り出す偏光子と、該偏光子からの出力
   光に対して媒質の光学的性質が空間的に変化するしきい
   値素子と、該しきい値素子に入力する２次元の拡がりを
   持つ直線偏波した読出し光と、該読出し光の偏波状態を
   ９０°回転させる偏波面制御素子と、該偏波面制御素子
   からの出力光を前記しきい値素子に入力し、かつ該しき
   い値素子からの出力光を前記偏波面制御素子からの出力
   光と分離して取り出す第２光学手段とを具えたことを特
   徴とする並列光論理演算器。 ２）直線偏波光から成り、２次元の拡がりを持つ複数の
   入力光をそれぞれ受けて各出力光の偏光状態を９０°回
   転させる複数の偏波面制御素子と、該複数の偏波面制御
   素子からの各出力光を合成する第１光学手段と、 該第１光学手段からの合成光に対して平行もしくは直交
   する偏波方向を取り出す偏光子と、該偏光子からの出力
   光に対して媒質の光学的性質が空間的に変化するしきい
   値素子と、該しきい値素子に入力する２次元の拡がりを
   持つ直線偏波した読出し光と、該読出し光の偏波状態を
   ９０°回転させる偏波面制御素子とを具え、 該しきい値素子の入力側には第２光学手段として入力光
   である青色光を透過し、かつ読出し光である赤色光を反
   射するダイクロイックミラーを配置し、前記しきい値素
   子の出力側には青色光を遮断し、かつ赤色光を透過する
   波長フィルタを配置したことを特徴とする並列光論理演
   算器。 ３）前記第１光学手段はプリズム型の偏光ビームスプリ
   ッタであり、前記第２光学手段はプリズム型のハーフミ
   ラーであり、前記複数の偏波面制御素子と前記しきい値
   素子とを前記プリズム型の偏光ビームスプリッタおよび
   前記プリズム型のハーフミラーに密着して構成したこと
   を特徴とする請求項１に記載の並列光論理演算器。