JPH0451224A - Method and device for optical parallel arithmetic processing - Google Patents
Method and device for optical parallel arithmetic processingInfo
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- JPH0451224A JPH0451224A JP15985890A JP15985890A JPH0451224A JP H0451224 A JPH0451224 A JP H0451224A JP 15985890 A JP15985890 A JP 15985890A JP 15985890 A JP15985890 A JP 15985890A JP H0451224 A JPH0451224 A JP H0451224A
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- modulator
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
(産業上の利用分野)
本発明は複数のディジタルパターン情報間の論理演算を
光学的に行う方法およびその装置に関するものであり、
特に画像処理や各種記号間の論理演算とその処理装置(
コンピュータ)の分野に属している。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention relates to a method and apparatus for optically performing logical operations between a plurality of digital pattern information,
In particular, image processing, logical operations between various symbols, and their processing equipment (
It belongs to the field of computers).
(従来の技術)
第4図は従来の光並列演算処理の説明図であって、1−
1は処理を行うための入射光の光源12は偏光子、1−
3は空間的な符号化後に隣り合う画素の符号化光と重な
りを起こさせないために配されたピクセルマスク、1−
4は第1の入力の二値情報を偏光の情報に置換する第1
の透過型空間変調器、1−5は空間変調器1−4に第1
の入力を与える回路、1−6は複屈折板、1−7は第2
の入力の二値情報を偏光の情報に置換する第2の透過型
空間変調器、1−8は空間変調器1−7の第2の情報を
与える回路、1−9は複屈折板、1−10はカーネルで
ある。光源1−1からの光は、偏光子1−2で直線偏光
になり、ピクセルマスク1−3で空間的に画素に分解さ
れ、第1の透過型空間変調器1−4に入射して1−4に
によって回路1−5からの第1の入力により偏光の置換
を受ける。この状態に応じて複屈折板1−6により空間
的に分離され、分離光はさらに第2の透過型空間変調器
1−7に入射して1−7によって回路1−8からの第2
の入力により偏光の置換を受け、この状態に応じて複屈
折板1−9により空間的に分離される。この偏光および
空間的な位置を用いた符号化後の光は、空間的な選択素
子が並んだ演算用カーネル1−10により演算結果を得
る。第4図中に符号化時の偏光と位置が付しである。画
素aとbの論理値の値により四つの空間的に異なる位置
をとることになる。(Prior art) FIG. 4 is an explanatory diagram of conventional optical parallel arithmetic processing.
1 is a light source of incident light for processing; 12 is a polarizer; 1-
3 is a pixel mask arranged to prevent the coded light of adjacent pixels from overlapping after spatial encoding; 1-
4 is the first input that replaces the binary information of the first input with polarization information.
Transmissive spatial modulator 1-5 is the first transmissive spatial modulator in spatial modulator 1-4.
1-6 is a birefringent plate, 1-7 is a second
a second transmissive spatial modulator that replaces input binary information with polarization information; 1-8 is a circuit that provides second information for the spatial modulator 1-7; 1-9 is a birefringent plate; -10 is the kernel. The light from the light source 1-1 becomes linearly polarized light by the polarizer 1-2, is spatially decomposed into pixels by the pixel mask 1-3, and enters the first transmissive spatial modulator 1-4, where it becomes linearly polarized light. -4 undergoes a displacement of polarization by the first input from circuit 1-5. According to this state, the separated light is spatially separated by the birefringent plate 1-6, and the separated light is further incident on the second transmissive spatial modulator 1-7, and is transmitted to the second transmissive spatial modulator 1-7 by the birefringent plate 1-6.
The polarization is replaced by the input, and the birefringence plate 1-9 spatially separates the polarized light according to this state. The light encoded using this polarization and spatial position obtains a calculation result by a calculation kernel 1-10 in which spatial selection elements are arranged. In FIG. 4, the polarization and position at the time of encoding are attached. Depending on the logic values of pixels a and b, they take four spatially different positions.
(発明が解決しようとする課題)
本発明は、光の並列性と高速性を利用し、多段処理可能
で、かつプログラマブルな光並列処理法によってプール
代数で記述される任意の論理演算式を実行する方法およ
び装置を提供することにある。特に系の簡潔性を実現す
ることを課題とする。(Problems to be Solved by the Invention) The present invention utilizes the parallelism and high speed of light to execute arbitrary logical expressions written in pool algebra using a multi-stage and programmable optical parallel processing method. The object of the present invention is to provide a method and apparatus for doing so. In particular, we aim to achieve system simplicity.
(課題を解決するための手段)
本発明は、互いに演算すべき二値のディジタル情報に対
して一画素ごとに偏光符号化を行い、符号化光を空間的
に分離する操作を繰り返し、論理演算に対応する空間的
に分離された位置にある光のみを選択することにより演
算し、演算結果として空間的に選択された出力光に対し
て、必要に応じて空間的には分離の逆の操作も行うこと
により、空間的位置が一つ(または複数の位置)の光と
するが、処理はこの出力光を、ある特徴を持つ光書き込
み型の空間光変調器に入射し、その変調器の読み出し出
力を最終的な演算結果として得ることを特徴とする。こ
こである特徴というのは、その変調器の書き込み入力に
対して有限時間内に入射される光の強度、波長、時間な
どから決定される定数に対して、スレッシュホルドの動
作をする、というものである。(Means for Solving the Problems) The present invention performs polarization encoding for each pixel on binary digital information to be operated on, repeats the operation of spatially separating the encoded light, and performs logical operation. The operation is performed by selecting only the light at spatially separated positions corresponding to By doing this, the output light is made into light at one spatial position (or at multiple positions), but the processing involves inputting this output light into an optical writing type spatial light modulator with certain characteristics, and It is characterized in that the readout output is obtained as the final calculation result. The feature here is that it operates as a threshold for a constant determined from the intensity, wavelength, time, etc. of the light incident within a finite time for the write input of the modulator. It is.
従来の技術とは次の点で異なる。It differs from conventional technology in the following points.
(1)第4図に示した光並列演算法は、基本的に直列構
成の演算法、演算装置であり、演算結果を保持するメモ
リ機能がなかったので、複雑な論理演算式に対しては動
作が困難であり、論理式に応じて装置の構成、例えば段
数を増やすとか装置を並列に並べるといった変更をしな
ければならず、汎用プロセッサへの拡張性はなかった。(1) The optical parallel arithmetic method shown in Figure 4 is basically a serially configured arithmetic method and arithmetic device, and it does not have a memory function to hold the arithmetic results, so it cannot be used for complex logical arithmetic expressions. It was difficult to operate, and the configuration of the device had to be changed depending on the logical formula, for example, by increasing the number of stages or arranging devices in parallel, and it was not scalable to general-purpose processors.
本発明の構成では、この構成とほとんど変わらないにも
拘らず、第4図の方式に光メモリやラッチ等を含む帰還
部をもつ極めて複雑な汎用プロセッサ構成にして、はじ
めて、実行できる種類の演算を、この簡単な構成で実行
できる。例えば2人力間の積の和の表現されるような演
算が実行できる。Although the configuration of the present invention is almost the same as this configuration, the type of operation that can be executed is only possible by adding an extremely complex general-purpose processor configuration to the system shown in FIG. , can be executed with this simple configuration. For example, an operation expressed as the sum of the products of two human forces can be executed.
(2)前記(1)のように同じ演算を帰還系の処理方法
で実現すると何回も繰り返し帰還するので、演算時間が
かかるほか、誤差が蓄積し易い。本発明の構成は演算時
間でも、演算精度でも有利になる可能性が大きい。(2) If the same calculation is implemented using a feedback system processing method as described in (1) above, the feedback is repeated many times, which not only takes calculation time but also tends to accumulate errors. The configuration of the present invention is highly likely to be advantageous in terms of calculation time and calculation accuracy.
(実施例)
第1図は本発明の一実施例の構成概念図であって、2−
1から2−10までは第4図における1−1から1−1
0と同一のものである。その部分の説明をここで繰り返
せば、2−1は処理を行うための入射光の光源、2−2
は偏光子、2−3は空間的な符号化後に隣り合う画素の
符号化光と重なりを起こさせないために配されたピクセ
ルマスク、2−4は第1の入力の二値情報を偏光の情報
に置換する第1の透過型空間変調器、2−5は空間変調
器2−4に第1の入力の情報を与える回路、2−6は複
屈折板、2−7は第2の入力の二値情報を偏光の情報に
置換する第2の透過型空間変調器、2−8は空間変調器
2−7に第2の入力の情報を与える回路、2−9は複屈
折板、2−10はカーネルである。光源2−1からの光
は偏光子2−2で直線偏光になり、ピクセルマスク2−
3で空間的に画素に分解され、第1の透過型空間変調器
2−4に入射して2−4によって回路2−5からの第1
の入力により偏光の置換を受ける。この状態に応じて複
屈折板2−6により空間的に分離され、分離光はさらに
第2の透過型空間変調器2−7に入射して2−7によっ
て回路2−8からの第2の入力により偏光の置換を受け
、この状態に応じて複屈折板2−9により空間的に分離
される。この偏光および空間的な位置を用いた符号化は
、各画素ごとに行われている。この偏光および空間的な
位置を用いた符号化後の光は、空間的な選択素子が並ん
だ演算用カーネル2−10に入射し、論理演算結果を得
る。このカーネルの各選択素子(またはカーネルに空間
光変調器などを用いる場合はその各画素)を独立に制御
することにより、画素ごとの演算が独立に指示できる。(Embodiment) FIG. 1 is a conceptual diagram of the configuration of an embodiment of the present invention, and 2-
1 to 2-10 are 1-1 to 1-1 in Figure 4.
It is the same as 0. To repeat the explanation here, 2-1 is a light source of incident light for processing, 2-2
2-3 is a polarizer, 2-3 is a pixel mask arranged to prevent the coded light of adjacent pixels from overlapping after spatial encoding, and 2-4 is polarization information for the binary information of the first input. 2-5 is a circuit that provides information of the first input to the spatial modulator 2-4, 2-6 is a birefringent plate, and 2-7 is a circuit that provides information of the first input to the spatial modulator 2-4. a second transmissive spatial modulator that replaces binary information with polarization information; 2-8 is a circuit that provides second input information to the spatial modulator 2-7; 2-9 is a birefringent plate; 2- 10 is a kernel. The light from the light source 2-1 becomes linearly polarized light by the polarizer 2-2, and the light from the pixel mask 2-
3, the first transmissive spatial modulator 2-4 enters the first transmissive spatial modulator 2-4, and the first pixel from the circuit 2-5 is input to the first transmissive spatial modulator 2-4.
The polarization is replaced by the input. According to this state, the light is spatially separated by the birefringent plate 2-6, and the separated light is further incident on the second transmissive spatial modulator 2-7, where it is transmitted to the second transmissive spatial modulator 2-7 from the circuit 2-8. The polarization is replaced by the input, and depending on this state, the light is spatially separated by the birefringent plate 2-9. This encoding using polarization and spatial position is performed for each pixel. The light encoded using this polarization and spatial position is incident on the calculation kernel 2-10 in which spatial selection elements are arranged, and a logical calculation result is obtained. By independently controlling each selection element of this kernel (or each pixel when a spatial light modulator or the like is used in the kernel), calculations for each pixel can be independently instructed.
第1図中に符号化時の偏光と位置が付しである。画素a
とbの論理値の値により四つの空間的に異なる位置をと
ることになる。In FIG. 1, the polarization and position at the time of encoding are attached. pixel a
It takes four spatially different positions depending on the logical values of and b.
2−11以降が本発明の特徴を示す部分である。2-11 onwards are the parts showing the features of the present invention.
2−11は空間光変調器(SLM)である。このSLM
は光書き込み型であり、次の特徴を有する。ある有限時
間内に入射された光に関して、その波長・強度・時間等
から定まる定数が、動作条件等も含むがSLM固有のあ
る定数を越えていると、SLMは書き込まれて読み出し
光を変調する。それを越えていない場合は変調しない。2-11 is a spatial light modulator (SLM). This SLM
is an optical writing type and has the following characteristics. Regarding light incident within a certain finite time, if a constant determined from its wavelength, intensity, time, etc., including operating conditions, etc., exceeds a certain constant specific to the SLM, the SLM modulates the writing and reading light. . If it does not exceed this, no modulation occurs.
2−12は2−11の読み出し光源(必要なら偏光子を
含む)、2−13は読み出し光を2−11に入射するた
めの偏光ビームスプリッタ (ハーフミラ−十検光子で
も同じ)であた、2−11に透過形のSLMを用いる場
合は、偏光ビームスプリッタ2−13を、読み出し光が
2−11に入射するように、2−11の前に配置する。2-12 is the readout light source for 2-11 (including a polarizer if necessary), 2-13 is a polarizing beam splitter for inputting the readout light into 2-11 (same for half mirror-ten analyzer), When a transmission type SLM is used for 2-11, a polarizing beam splitter 2-13 is placed in front of 2-11 so that the readout light is incident on 2-11.
実際には、以下、第3図の説明などで示すように、各動
作のタイミングをとって演算を実行する必要があるので
、何等かの制御装置が必要である。In reality, as shown below in the explanation of FIG. 3, it is necessary to time each operation and execute calculations, so some kind of control device is required.
第2図(a)は従来の演算処理を説明するためのブロッ
ク図、第2図(b)は本発明の演算処理を説明するため
のブロック図であり、従来の技術と本発明での技術の差
異を明確にしている。FIG. 2(a) is a block diagram for explaining conventional arithmetic processing, and FIG. 2(b) is a block diagram for explaining arithmetic processing of the present invention. clarifies the difference between
従来の技術では、符号化部と論理演算実行部とにより構
成されており、入射された読み出し光が符号化され、こ
の符号化光が論理演算実行部で論理演算内容に応じた空
間選択され、その結果が出力光として得られている。本
発明の技術では、この論理演算実行部の後に論理演算結
果処理部を設けてあり、符号化および論理換算が終わっ
た光は、この論理演算結果処理部で最終的な演算処理が
実行されて出力される。The conventional technology is composed of an encoding section and a logic operation execution section, and the incident readout light is encoded, and this encoded light is spatially selected in the logic operation execution section according to the content of the logical operation. The result is obtained as output light. In the technology of the present invention, a logical operation result processing section is provided after this logical operation execution section, and the light that has been encoded and logically converted is subjected to final operation processing in this logical operation result processing section. Output.
第3図は本発明の演算処理の動作を説明するためのタイ
ミングチャート例を示す図である。第3図において、4
−1と4−2は符号化部への書き込み命令のタイミング
を示しており、それぞれ人力1(第1図で2−5から2
−4へ書き込まれる)・入力2(第1図で2−8から2
−7へ書き込まれる)に対応している。4−3は論理演
算実行部(第1図で2−10)への命令のタイミングで
ある。FIG. 3 is a diagram showing an example of a timing chart for explaining the operation of the arithmetic processing of the present invention. In Figure 3, 4
-1 and 4-2 indicate the timing of the write command to the encoder, and they are respectively human power 1 (from 2-5 to 2 in Figure 1).
-4)・Input 2 (from 2-8 to 2 in Figure 1)
-7). 4-3 is the timing of an instruction to the logical operation execution unit (2-10 in FIG. 1).
4−4.4−5は論理演算結果処理部(第1図で2−1
1)への命令であり、それぞれ書き込み状態であること
を命令する書き込みモード命令、読み出しのタイミング
であることを指定する読み出しモード命令である。この
読み出しモード命令は、用いるSLHにより必要とは限
らない。これは書き込みが終わった後、適当なタイミン
グ(例えば4−6のタイミング)で読み出せばよい場合
である。4-4.4-5 is a logic operation result processing unit (2-1 in Figure 1).
1), which are a write mode command that commands a write state and a read mode command that designates a read timing. This read mode command may not be necessary depending on the SLH used. This is a case where it is sufficient to read at an appropriate timing (for example, timing 4-6) after writing is completed.
4−6は論理演算結果処理部のSLMへの読み出し光の
タイミングである。4-6 is the timing of the readout light to the SLM of the logical operation result processing section.
次に動作を説明する。Next, the operation will be explained.
例えば積和形式の論理演算A−B十C−Dを行うとする
。まず入力1.2に並列の二値パターンA、Bを入力す
る。これは4−1.4−2にも示したが、最初の書き込
みのタイミングに入力する。For example, assume that a logical operation A-B+C-D in the sum-of-products format is performed. First, parallel binary patterns A and B are input to input 1.2. As shown in 4-1.4-2, this is input at the timing of the first write.
この入力後、4−3の最小のタイミングに・(AND)
演算の命令を送る。次に入力を書き換えて4−1゜4−
2にC,Dをそれぞれ入力した後、・(AND)を実行
する。この論理換算結果が出て来る間、4−4に示すよ
うに論理演算結果処理部のSLMを書き込みモードにし
ておく。この論理演算結果に関係無いタイミングで不要
な光が入射して書き込まれないように、必要なら論理演
算は通常0(論理演算実行部である2−10を全く光を
通さないようにセットする。2−10の設定を論理演算
0に設定することは2−10が全く光を通さないことに
対応する)にしておくか、符号化部への読み出し光のオ
ン−オフのタイミングを制御するか、する。論理演算処
理部の入力に対する条件を、最初の論理演算結果が1か
または二番目の論理演算結果が1かもしくは両方lの場
合に変調される。つまり入力0だと変調されずに、1回
でも光パルスが来れば(スレッシュホルド機能により)
変調されるようにしておく。これは2−11の動作条件
や、読み出し光による書き込みタイミングの幅(4−3
のパルスの幅)や、読み出し光の強度、バイアスとして
の書き込み光の導入などを設定しておけばできる。この
ように2人力間の積の和という処理はこの構成ででき、
また3人力間の積またはそれ以上の多入力間の積の和の
場合は、基本となる入力個数に対する論理演算実行部を
構成し、本発明での方法で論理演算結果処理部を設ける
ことにより実行できる。After this input, at the minimum timing of 4-3 (AND)
Send calculation instructions. Next, rewrite the input and 4-1゜4-
After inputting C and D to 2, execute .(AND). While this logic conversion result is being output, the SLM of the logic operation result processing section is kept in write mode as shown in 4-4. In order to prevent unnecessary light from entering and writing at a timing unrelated to the result of this logical operation, if necessary, the logical operation is normally set to 0 (the logical operation execution unit 2-10 is set so that no light passes through it at all). Setting 2-10 to logical operation 0 corresponds to 2-10 not allowing any light to pass through), or control the on/off timing of the readout light to the encoder. ,do. The condition for the input of the logical operation processing unit is modulated when the first logical operation result is 1, the second logical operation result is 1, or both are l. In other words, if the input is 0, it will not be modulated, but if a light pulse comes even once (due to the threshold function)
Let it be modulated. This depends on the operating conditions in 2-11 and the write timing width by read light (4-3
This can be done by setting the pulse width), the intensity of the reading light, and the introduction of the writing light as a bias. In this way, the processing of the sum of products between two human forces can be done with this configuration,
In addition, in the case of a product between three human forces or a sum of products between multiple inputs, a logic operation execution unit for the basic number of inputs is configured, and a logic operation result processing unit is provided using the method of the present invention. Can be executed.
次に和積形式の演算(A+B) ・ (C十D)を実行
してみる。まず入力1,2に並列の二値パターンA、B
を入力する。これは4−1.4−2にも示したが、最初
の書き込みのタイミングに入力する。この入力後、4−
3の最初のタイミングに+(OR)演算の命令を送る。Next, try executing the sum-product type operation (A + B) / (C + D). First, binary patterns A and B are parallel to inputs 1 and 2.
Enter. As shown in 4-1.4-2, this is input at the timing of the first write. After this input, 4-
At the first timing of step 3, a + (OR) operation command is sent.
次に入力を書き変えて4−1.4−2にC,Dをそれぞ
れ入力した後、+ (OR)を実行する。この論理演算
結果が出て来る間、4−4に示すように論理演算結果処
理部のSLMを書き込みモードにしておく。この論理演
算結果に関係ないタイミングで不要な光が入射して書き
込まれないように、必要なら論理演算は通常0(論理演
算実行部である2−10を全く光を通さないようにセッ
トする)にしておくか、符号化部への読み出し光のオン
−オフのタイミングを制御するか、する。論理演算処理
部の入力に対する条件を、最初の論理演算結果が1で、
かつ二番目の論理演算結果も1の場合に変調される、つ
まり人力にOがあると変調されずに、2回とも光パルス
が来れば(スレンシュホルト機能により)変調されるよ
うにしておく。これは2−11の動作条件や、読み出し
光による書き込みタイミングの幅(4−3のパルスの幅
)や、読み出し光の強度、バイアスとしての書き込み光
の導入などを設定しておけばできる。このように2人力
間の和の積という処理はこの構成ででき、また3人力間
の和またはそれ以上の多入力間の和の積の場合は、基本
となる入力個数に対する論理演算実行部を構成し、本発
明での方法で論理演算結果処理部を設けることにより実
行できる。Next, after rewriting the input and inputting C and D into 4-1.4-2, execute + (OR). While this logical operation result is being output, the SLM of the logical operation result processing section is kept in write mode as shown in 4-4. To prevent unnecessary light from entering and writing at a timing unrelated to the result of this logical operation, if necessary, the logical operation is normally set to 0 (the logical operation execution part 2-10 is set so that no light passes through). Either the on/off timing of the readout light to the encoder is controlled. The conditions for the input of the logical operation processing section are such that the first logical operation result is 1,
And the second logical operation result is also modulated when it is 1, that is, it is not modulated when there is O in the human power, but it is modulated when the light pulse comes both times (by the Threnshold function). . This can be done by setting the operating conditions in 2-11, the width of the write timing by the read light (pulse width in 4-3), the intensity of the read light, and the introduction of the write light as a bias. In this way, the processing of the product of sums between two human forces can be performed with this configuration, and in the case of the sum of three human forces or the product of sums between multiple inputs, the logical operation execution unit for the basic number of inputs can be used. The method of the present invention can be implemented by providing a logical operation result processing unit.
以上のほかにも、2人力間の論理積の中に、二つ以上1
が合った場合、1を出力するといったことが可能になる
。つまり
A−B、C−D、E−F、G−H。In addition to the above, there are two or more 1 in the logical product between two human forces.
If they match, it becomes possible to output 1. In other words, A-B, C-D, E-F, G-H.
内に1が二つあれば、といった演算が容易にできること
になる。If there are two 1's in the number, the calculation can be easily performed.
3人力以上の場合、和積の場合も上に述べたのと同じよ
うにできる。In case of 3 or more people, it can be done in the same way as mentioned above in the case of sumaki.
(発明の効果)
偏光と空間分離による符号化、カーネルによる選択を用
いた方法に、本発明における有限時間内に入射される入
力光の蓄積量に対してスレッシュホルド機能を有する空
間光変調器を用いることにより、複雑な処理内容でも簡
単な構成の処理装置で実行でき、速度的にも遜色ない。(Effects of the Invention) In the present invention, a spatial light modulator having a threshold function for the accumulated amount of input light incident within a finite time is added to the method using polarization and spatial separation encoding and kernel selection. By using it, even complex processing contents can be executed by a processing device with a simple configuration, and there is no inferiority in terms of speed.
また、かなりの内容の演算を扱うことができ、準汎用の
プロセッサとして利用できる。It can also handle a considerable amount of calculations and can be used as a semi-general purpose processor.
第1図は本発明の一実施例の構成概念図、第2図(a)
は従来の演算処理を説明するためのブロック図、第2図
(b)は本発明の演算処理を説明するためのブロック図
、
第3図は本発明の演算処理の動作を説明するためのタイ
ミングチャート例を示す図、
第4図は従来の光並列演算処理の説明図である。
1−1・・・光源 1−2・・・偏光子1−3・
・・ピクセルマスク
1−4・・・第1の透過型空間変調器
1−5・・・空間変調器に第1の入力の情報を与える回
路
1−6・・・複屈折板
1−7・・・第2の透過型空間変調器
1−8・・・空間変調器に第2の入力の情報を与える回
路
1−9・・・複屈折板 1−1O・・・カーネル2−
1・・・光源 2−2・・・偏光子2−3・・・
ピクセルマスク
2−4・・・第1の透過型空間変調器
一5・・・空間変調器に第1の入力の情報を与える回路
−6・・・複屈折板
7・・・第2の透過型空間変調器
8・・・空間変調器に第2の入力の情報を与える回路
9・・・複屈折板 2−10・・・カーネル−11・
・・空間光変調器
12・・・光源
−13・・・偏光ビームスプリッタFigure 1 is a conceptual diagram of the configuration of an embodiment of the present invention, Figure 2 (a)
is a block diagram for explaining conventional arithmetic processing, FIG. 2(b) is a block diagram for explaining the arithmetic processing of the present invention, and FIG. 3 is a timing diagram for explaining the operation of the arithmetic processing of the present invention. A diagram showing an example of a chart, FIG. 4 is an explanatory diagram of conventional optical parallel calculation processing. 1-1... Light source 1-2... Polarizer 1-3.
...Pixel mask 1-4...First transmissive spatial modulator 1-5...Circuit for providing first input information to the spatial modulator 1-6...Birefringence plate 1-7. ...Second transmissive spatial modulator 1-8...Circuit for providing second input information to the spatial modulator 1-9...Birefringent plate 1-1O...Kernel 2-
1... Light source 2-2... Polarizer 2-3...
Pixel mask 2-4...First transmission type spatial modulator-5...Circuit for providing first input information to the spatial modulator-6...Birefringent plate 7...Second transmission Type spatial modulator 8...Circuit for providing second input information to the spatial modulator 9...Birefringent plate 2-10...Kernel-11.
...Spatial light modulator 12...Light source-13...Polarization beam splitter
Claims (1)
号化し、複数のディジタル情報間の論理演算を光学的に
行う方法において、 符号化部で、各画素の二値状態を表現する 方法として二つの状態を互いに直交する二つの偏光に置
換し、この置換を受けた光を、偏光に応じて空間的に重
なりがないように分離するという符号化を施し、この分
離された光に対して、さらに演算処理を行うべき相手と
なるディジタル情報の各画素の二値状態に応じて、一画
素中の互いに分離された偏光を互いに直交する二つの偏
光に置換し、この置換を受けた光を、偏光に応じて空間
的に重なりがないように、一画素を計四つの位置に分離
するという符号化を施した後、 論理演算実行部で演算を行うべき論理に従 って各画素の論理に対応すべき位置の光のみを選択的に
取り出して論理演算を行い、 以上のように論理演算により選択された論 理演算結果出射光に対して、 光書き込み型の空間光変調器上の、光強度、照射時間、
波長等で定まる定数(P_t_h)があって、該空間光
変調器へ有限時間内に入射され、書き込まれる一つまた
は複数の光入力に対して、それぞれの光入力の光強度、
照射時間、波長等で定まる定数が前記P_t_hを越え
ると、該空間光変調器は応答として読み出し光を変調し
、前記P_t_hを越えていない場合は変調しないとい
う特性を有する、またはその逆の特性、つまり前記P_
t_hを越えると、該空間光変調器は応答として読み出
し光を変調しないで、前記P_t_hを越えていない場
合は変調するという特性を有する書き込み型空間光変調
器を、前記論理演算結果出射光が該空間光変調器 の入力光となるように配置して、該空間光変調器への有
限時間内の入射光に対する応答を演算出力として取り出
すことを特徴とする光並列演算処理方法。 2、請求項1記載の光並列演算処理方法において、空間
的に符号化され、論理換算に応じて選択された前記論理
演算結果出射光に対して、前記符号化における空間的分
離の逆操作を行い、出射光の位置を空間的に符号化前の
入射状態の1本の光ビームに重ね合わせる操作を行い、
この重ね合わせ後の光を前記空間光変調器への入力とし
、あとは請求項1と同様に演算結果を得ることを特徴と
する光並列演算処理方法。 3、請求項1記載の光並列演算処理方法において、符号
化部においてさらに次段の入力に応じて同様の偏光によ
る変調と空間的な分離を繰り返し、最終的にN段であれ
ば2Nの空間的な位置に符号化分離を行った後に、空間
選択素子により選択することにより、論理演算を実行す
る光並列演算方法として、その出力光を前記論理演算結
果出射光として前記光変調器への入力光として演算を実
行することを特徴とする光並列演算処理方法。 4、請求項3記載の光並列演算処理方法において、N段
まで続けずに、2段またはそれ以上の段数間での符号化
と論理演算を実行した後に、前記符号化における空間的
分離の逆操作を行い、出射光の位置を空間的に符号化前
の入射状態の1本の光ビームに重ね合わせる操作を行い
、その後でさらに符号化・論理演算を行うといったこと
を繰り返すように、符号化と論理演算を実行することを
特徴とする光並列演算処理方法。 5、光源と、該光源からの光を偏光する偏光子と、該偏
光子の偏光光を、各画素のディジタル情報の二値状態に
対応して光ビームの各画素に対応する部分を直交する二
つの偏光に置換する空間光変調器と、該空間光変調器の
出射光を、二つの偏光に応じて空間的に重なりがないよ
うに分離する光学素子と、該光学素子による空間的な分
離後の光出力を処理に対応して選択する空間光変調器ま
たはライトバルブと、前記光書き込み型空間光変調器と
、空間的に光ビームを重ね合わせる空間分離 の逆操作を行う光学素子・部品と、 前記符号化部と論理演算実行部において、 論理演算処理の演算命令を与え、空間光変調器への書き
込み光と読み出し光のタイミングを制御する制御部と、 その読み出しタイミングを前記空間光変調 器の入力光とする制御を行う該光変調器の制御部とを、 有することを特徴とする光並列演算処理装置。 6、請求項5記載の光並列演算処理装置において、書き
込み型空間光変調器として、入力面がGaAsのPIN
構造、光変調部が強誘電性液晶からなる空間光変調器を
用いることを特徴とする光並列演算処理装置。[Claims] 1. A method for optically encoding one-dimensional or two-dimensional digital information and optically performing a logical operation between a plurality of pieces of digital information, comprising: in an encoding unit, a binary state of each pixel; As a way to express this, we replace the two states with two polarized lights that are perpendicular to each other, and perform encoding to separate the replaced light so that there is no spatial overlap according to the polarization. The separated polarized light in one pixel is replaced with two mutually orthogonal polarized lights according to the binary state of each pixel of digital information that is to be subjected to further calculation processing. After the received light is encoded by dividing one pixel into four positions in total so that there is no spatial overlap according to the polarization, each pixel is divided according to the logic to be operated in the logical operation execution section. A logical operation is performed by selectively extracting only the light at a position that corresponds to the logic of , light intensity, irradiation time,
There is a constant (P_t_h) determined by the wavelength, etc., and for one or more optical inputs input and written into the spatial light modulator within a finite time, the optical intensity of each optical input,
When a constant determined by the irradiation time, wavelength, etc. exceeds the P_t_h, the spatial light modulator modulates the readout light as a response, and does not modulate when the constant does not exceed the P_t_h, or vice versa; In other words, the P_
The output light as a result of the logical operation is configured to drive a writing type spatial light modulator which has a characteristic that when P_t_h is exceeded, the spatial light modulator does not modulate the readout light as a response, but modulates it when the above P_t_h is not exceeded. 1. An optical parallel arithmetic processing method, characterized in that the spatial light modulator is arranged to serve as input light to the spatial light modulator, and a response to the incident light within a finite time to the spatial light modulator is extracted as a computation output. 2. The optical parallel processing method according to claim 1, wherein the logical operation result output light that is spatially encoded and selected according to the logical conversion is subjected to an inverse operation of the spatial separation in the encoding. The position of the emitted light is spatially superimposed on a single light beam in the incident state before encoding,
An optical parallel calculation processing method, characterized in that the superimposed light is input to the spatial light modulator, and the rest obtains calculation results in the same manner as in claim 1. 3. In the optical parallel processing method according to claim 1, the encoding section further repeats the same polarization modulation and spatial separation according to the input of the next stage, and finally if there are N stages, 2N spaces are obtained. As an optical parallel calculation method, the output light is inputted to the optical modulator as the output light of the logical operation result by performing encoding separation at the desired position and then performing the logical operation by selecting it with a spatial selection element. An optical parallel calculation processing method characterized by performing calculations as light. 4. In the optical parallel processing method according to claim 3, after performing the encoding and logical operation between two or more stages without continuing up to N stages, the inverse of the spatial separation in the encoding is performed. Coding is performed by repeatedly performing operations such as spatially superimposing the position of the emitted light onto a single light beam in the incident state before encoding, and then performing further encoding and logical operations. An optical parallel arithmetic processing method characterized by executing logical operations. 5. A light source, a polarizer that polarizes the light from the light source, and the polarized light of the polarizer is orthogonalized to the portion of the light beam corresponding to each pixel in accordance with the binary state of digital information of each pixel. a spatial light modulator that replaces the light with two polarized lights, an optical element that separates the light emitted from the spatial light modulator so that there is no spatial overlap according to the two polarized lights, and spatial separation by the optical element. A spatial light modulator or light valve that selects a subsequent light output in accordance with the processing, the optical writing type spatial light modulator, and an optical element/component that performs a reverse operation of spatial separation to spatially overlap light beams. and a control unit that provides an operation instruction for logical operation processing in the encoding unit and the logical operation execution unit and controls the timing of write light and read light to the spatial light modulator, and a control unit that controls the read timing of the spatial light modulator. An optical parallel arithmetic processing device comprising: a control section for the optical modulator that controls input light to the optical modulator. 6. In the optical parallel processing device according to claim 5, the writing type spatial light modulator is a PIN whose input surface is GaAs.
An optical parallel arithmetic processing device characterized in that a spatial light modulator whose structure and light modulation section are made of ferroelectric liquid crystal is used.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15985890A JPH0451224A (en) | 1990-06-20 | 1990-06-20 | Method and device for optical parallel arithmetic processing |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15985890A JPH0451224A (en) | 1990-06-20 | 1990-06-20 | Method and device for optical parallel arithmetic processing |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0451224A true JPH0451224A (en) | 1992-02-19 |
Family
ID=15702769
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15985890A Pending JPH0451224A (en) | 1990-06-20 | 1990-06-20 | Method and device for optical parallel arithmetic processing |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0451224A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20220163437A (en) * | 2020-04-09 | 2022-12-09 | 어코드 퍼시픽 유럽 에스에이 | Parallel Optical Computing System |
-
1990
- 1990-06-20 JP JP15985890A patent/JPH0451224A/en active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20220163437A (en) * | 2020-04-09 | 2022-12-09 | 어코드 퍼시픽 유럽 에스에이 | Parallel Optical Computing System |
| JP2023530809A (en) * | 2020-04-09 | 2023-07-20 | アコード パシフィック ヨーロッパ ソシエテ アノニム | Parallel optical computing system |
| US12596393B2 (en) | 2020-04-09 | 2026-04-07 | Accord Pacific Europe Sa | Parallel optical computing system |
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