JPH0511303A - 光ニユーロネツトワーク - Google Patents
光ニユーロネツトワークInfo
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- JPH0511303A JPH0511303A JP19102391A JP19102391A JPH0511303A JP H0511303 A JPH0511303 A JP H0511303A JP 19102391 A JP19102391 A JP 19102391A JP 19102391 A JP19102391 A JP 19102391A JP H0511303 A JPH0511303 A JP H0511303A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 配線処理を少なくし、小型の装置を実現す
る。 【構成】 学習時、発光素子アレイ２と発光素子アレイ
４から光を発生し、マトリックス状可変光学マスク１の
各ユニットに照射する。マトリックス状可変光学マスク
１の各ユニットは、フォトダイオードとその出力電圧を
蓄積するコンデンサを内蔵しており、そのコンデンサに
蓄積された電圧に対応する光学的性質が設定される。
る。 【構成】 学習時、発光素子アレイ２と発光素子アレイ
４から光を発生し、マトリックス状可変光学マスク１の
各ユニットに照射する。マトリックス状可変光学マスク
１の各ユニットは、フォトダイオードとその出力電圧を
蓄積するコンデンサを内蔵しており、そのコンデンサに
蓄積された電圧に対応する光学的性質が設定される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、生物の脳の神経回路網
を模倣し、連想機能、パターン認識機能などを有するコ
ンピュータ（ニューロコンピュータ）を光技術を用いて
達成する光ニューロコンピュータに用いて好適な光ニュ
ーロネットワークに関する。
を模倣し、連想機能、パターン認識機能などを有するコ
ンピュータ（ニューロコンピュータ）を光技術を用いて
達成する光ニューロコンピュータに用いて好適な光ニュ
ーロネットワークに関する。
【０００２】
【従来の技術】光ニューロコンピュータについては、例
えば特開平２−４５８１５公報、特開平２−２０１４２
５公報、特開平２−２９７２０４５公報などに開示され
ている。これら光ニューロコンピュータは、基本的に光
を発生する発光素子アレイと、この発光素子アレイより
出射された光を透過するマトリックス状可変光学マスク
と、マトリックス状可変光学マスクより出射された光を
受光する受光素子アレイとにより構成されている。マト
リックス状可変光学マスクの透過率は、外部より印加す
る電圧を制御することにより、シナプス重みに対応する
ように調整される。発光素子アレイより出射した光は、
マトリックス状可変光学マスクにより各ユニット毎に所
定の光量に調整された後、受光素子アレイに導かれる。
従ってマトリックス状可変光学マスクの各ユニットの透
過率を、所定の値に制御することにより所定の演算を行
うことができる。
えば特開平２−４５８１５公報、特開平２−２０１４２
５公報、特開平２−２９７２０４５公報などに開示され
ている。これら光ニューロコンピュータは、基本的に光
を発生する発光素子アレイと、この発光素子アレイより
出射された光を透過するマトリックス状可変光学マスク
と、マトリックス状可変光学マスクより出射された光を
受光する受光素子アレイとにより構成されている。マト
リックス状可変光学マスクの透過率は、外部より印加す
る電圧を制御することにより、シナプス重みに対応する
ように調整される。発光素子アレイより出射した光は、
マトリックス状可変光学マスクにより各ユニット毎に所
定の光量に調整された後、受光素子アレイに導かれる。
従ってマトリックス状可変光学マスクの各ユニットの透
過率を、所定の値に制御することにより所定の演算を行
うことができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら従来の装
置は、マトリックス状可変光学マスクにおける各ユニッ
トの光透過率を制御するのに、外部より電圧を印加し、
その電圧を外部より制御するようにししていたので、そ
の配線量が膨大なものとなり、装置の小型化の妨げの大
きな原因の１つになっていた。
置は、マトリックス状可変光学マスクにおける各ユニッ
トの光透過率を制御するのに、外部より電圧を印加し、
その電圧を外部より制御するようにししていたので、そ
の配線量が膨大なものとなり、装置の小型化の妨げの大
きな原因の１つになっていた。
【０００４】本発明は、このような状況に鑑なみてなさ
れたものであり、より小型化が可能な光ニューロネット
ワークを提供するものである。
れたものであり、より小型化が可能な光ニューロネット
ワークを提供するものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】請求項１に記載の光ニュ
ーロネットワークは、可変光学マスクの各ユニットが、
学習時における光の照射量を記憶する記憶部を有するこ
とを特徴とする。この記憶部としては、実施例において
は光磁気記録材料またはコンデンサが用いられている。
ーロネットワークは、可変光学マスクの各ユニットが、
学習時における光の照射量を記憶する記憶部を有するこ
とを特徴とする。この記憶部としては、実施例において
は光磁気記録材料またはコンデンサが用いられている。
【０００６】請求項２に記載の光ニューロネットワーク
は、記憶部が光を検出する光検出器と、光検出器の出力
に対応してスイッチングするスイッチング素子と、スイ
ッチング素子により充放電が制御される電荷蓄積部とを
備えることを特徴としている。
は、記憶部が光を検出する光検出器と、光検出器の出力
に対応してスイッチングするスイッチング素子と、スイ
ッチング素子により充放電が制御される電荷蓄積部とを
備えることを特徴としている。
【０００７】実施例においては、光検出器はフォトダイ
オード１１，１２により構成され、スイッチング素子は
ＦＥＴ２２により構成され、電荷蓄積部はコンデンサ２
４により構成されている。
オード１１，１２により構成され、スイッチング素子は
ＦＥＴ２２により構成され、電荷蓄積部はコンデンサ２
４により構成されている。
【０００８】請求項３に記載の光ニューロネットワーク
は、学習時に可変光学マスクに光を照射する学習光照射
アレイを備えることを特徴としている。
は、学習時に可変光学マスクに光を照射する学習光照射
アレイを備えることを特徴としている。
【０００９】実施例においては、この学習光照射アレイ
は発光素子アレイ４により構成されている。
は発光素子アレイ４により構成されている。
【００１０】請求項４に記載の光ニューロネットワーク
は、学習光照射アレイと受光アレイとが可変光学マスク
に対応する形状に一体的に形成されていることを特徴と
する。
は、学習光照射アレイと受光アレイとが可変光学マスク
に対応する形状に一体的に形成されていることを特徴と
する。
【００１１】実施例においては、受光アレイが受光素子
アレイ３により、学習光照射アレイが発光素子アレイ４
により構成されている。
アレイ３により、学習光照射アレイが発光素子アレイ４
により構成されている。
【００１２】請求項５に記載の光ニューロネットワーク
は、認識光照射アレイより出射された光を可変光学マス
クの各ユニットそれぞれに対応するように入射するレン
ズマトリックスと、学習時、可変光学マスクに光を照射
する受光アレイとともに可変光学マスクに対応する形状
に形成された学習光照射アレイとを備えることを特徴と
する。
は、認識光照射アレイより出射された光を可変光学マス
クの各ユニットそれぞれに対応するように入射するレン
ズマトリックスと、学習時、可変光学マスクに光を照射
する受光アレイとともに可変光学マスクに対応する形状
に形成された学習光照射アレイとを備えることを特徴と
する。
【００１３】実施例においては、レンズマトリックスは
レンズマトリックス６３により構成され、学習光照射ア
レイは発光素子アレイ４により構成され、受光アレイは
受光素子アレイ３により構成されている。
レンズマトリックス６３により構成され、学習光照射ア
レイは発光素子アレイ４により構成され、受光アレイは
受光素子アレイ３により構成されている。
【００１４】
【作用】請求項１に記載の光ニューロネットワークにお
いては、学習時に可変光学マスクに光が照射され、その
照射された光の量が可変光学マスクの各ユニットの記憶
部に記憶される。従って可変光学マスクの各ユニットに
おける光学的性質を設定するのに膨大な配線が不要とな
り、装置の小型化が可能となる。
いては、学習時に可変光学マスクに光が照射され、その
照射された光の量が可変光学マスクの各ユニットの記憶
部に記憶される。従って可変光学マスクの各ユニットに
おける光学的性質を設定するのに膨大な配線が不要とな
り、装置の小型化が可能となる。
【００１５】請求項２に記載の光ニューロネットワーク
においては、光を照射してスイッチング素子をスイッチ
ングさせ電荷蓄積部に所定の電荷を蓄積させる。従って
各記憶部には電源供給線だけが必要となり、配線を少な
くすることができる。
においては、光を照射してスイッチング素子をスイッチ
ングさせ電荷蓄積部に所定の電荷を蓄積させる。従って
各記憶部には電源供給線だけが必要となり、配線を少な
くすることができる。
【００１６】請求項３に記載の光ニューロネットワーク
においては、学習時、学習光照射アレイより出射された
光が可変光学マスクに照射され、その各ユニットの光学
的性質が変化される。従って各ユニット毎の光学的性質
を設定するための配線を少なくすることができ、装置の
小型化が可能になる。
においては、学習時、学習光照射アレイより出射された
光が可変光学マスクに照射され、その各ユニットの光学
的性質が変化される。従って各ユニット毎の光学的性質
を設定するための配線を少なくすることができ、装置の
小型化が可能になる。
【００１７】請求項４に記載の光ニューロネットワーク
においては、可変光学マスクを経た光を受光する受光ア
レイと、学習時可変光学マスクに光を照射する学習光照
射アレイとが可変光学マスクに対応する形状に一体的に
形成されている。従って装置のＩＣ化に有利となり、小
型化が可能となる。
においては、可変光学マスクを経た光を受光する受光ア
レイと、学習時可変光学マスクに光を照射する学習光照
射アレイとが可変光学マスクに対応する形状に一体的に
形成されている。従って装置のＩＣ化に有利となり、小
型化が可能となる。
【００１８】請求項５に記載の光ニューロネットワーク
においては、認識光照射アレイより出射された光がレン
ズマトリックスにより、可変光学マスクの各ユニットに
それぞれ対応するように入射される。このレンズマトリ
ックスは、可変光学マスクと対応する形状に形成されて
いる。また認識時、可変光学マスクを経た光を受光する
受光アレイと、学習時可変光学マスクに光を照射する学
習光照射アレイとが可変光学マスクに対応する形状に一
体的に形成されている。従ってＩＣ化に有利となり、小
型化が可能となる。
においては、認識光照射アレイより出射された光がレン
ズマトリックスにより、可変光学マスクの各ユニットに
それぞれ対応するように入射される。このレンズマトリ
ックスは、可変光学マスクと対応する形状に形成されて
いる。また認識時、可変光学マスクを経た光を受光する
受光アレイと、学習時可変光学マスクに光を照射する学
習光照射アレイとが可変光学マスクに対応する形状に一
体的に形成されている。従ってＩＣ化に有利となり、小
型化が可能となる。
【００１９】
【実施例】図１は本発明の光ニューロネットワークの基
本的構成を示している。この光ニューロネットワーク
は、発光素子アレイ２と発光素子アレイ２より出射され
た光を透過するマトリックス状可変光学マスク１と、マ
トリックス状可変光学マスク１より出射された光を受光
する受光素子アレイ３と、学習時マトリックス状可変光
学マスク１に光を照射する発光素子アレイ４とにより構
成されている。
本的構成を示している。この光ニューロネットワーク
は、発光素子アレイ２と発光素子アレイ２より出射され
た光を透過するマトリックス状可変光学マスク１と、マ
トリックス状可変光学マスク１より出射された光を受光
する受光素子アレイ３と、学習時マトリックス状可変光
学マスク１に光を照射する発光素子アレイ４とにより構
成されている。
【００２０】発光素子アレイ２は、垂直に５つのユニッ
ト２ａ1乃至２ａ5に分割されている。マトリックス状可
変光学マスク１は、ユニット１ｗ11乃至１ｗ55が５×５
個のマトリックス状に配置されている。受光素子アレイ
３は、水平方向に受光素子３ｕ1乃至３ｕ5に区分されて
いる。また、発光素子アレイ４も発光素子４ａ1乃至４
ａ5が水平方向に配置されている。発光素子アレイ２と
受光素子アレイ３および発光素子アレイ４は、マトリッ
クス状可変光学マスク１をはさんで反対側に配置されて
いる。
ト２ａ1乃至２ａ5に分割されている。マトリックス状可
変光学マスク１は、ユニット１ｗ11乃至１ｗ55が５×５
個のマトリックス状に配置されている。受光素子アレイ
３は、水平方向に受光素子３ｕ1乃至３ｕ5に区分されて
いる。また、発光素子アレイ４も発光素子４ａ1乃至４
ａ5が水平方向に配置されている。発光素子アレイ２と
受光素子アレイ３および発光素子アレイ４は、マトリッ
クス状可変光学マスク１をはさんで反対側に配置されて
いる。
【００２１】発光素子２ａ1が出射した光は、マトリッ
クス状可変光学マスク１の最上段の５つのユニット１ｗ
11乃至１ｗ15に入射されるようになされている。以下同
様に２段目の発光素子２ａ2が出射した光が２段目のユ
ニット１ｗ21乃至１ｗ25に入射され、３段目の発光素子
２ａ3が出射した光が３段目のユニット１ｗ31乃至１ｗ
35に入射され、４段目の発光素子２ａ4が出射した光が
４段目のユニット１ｗ4 1乃至１ｗ45に入射され、５段目
の発光素子２ａ5が出射した光が５段目のユニット１ｗ5
1乃至１ｗ55にそれぞれ入射されるようになされてい
る。
クス状可変光学マスク１の最上段の５つのユニット１ｗ
11乃至１ｗ15に入射されるようになされている。以下同
様に２段目の発光素子２ａ2が出射した光が２段目のユ
ニット１ｗ21乃至１ｗ25に入射され、３段目の発光素子
２ａ3が出射した光が３段目のユニット１ｗ31乃至１ｗ
35に入射され、４段目の発光素子２ａ4が出射した光が
４段目のユニット１ｗ4 1乃至１ｗ45に入射され、５段目
の発光素子２ａ5が出射した光が５段目のユニット１ｗ5
1乃至１ｗ55にそれぞれ入射されるようになされてい
る。
【００２２】一方、受光素子アレイ３においては、最も
左側の受光素子３ｕ1が可変光学マスク１の最も左側の
ユニット１ｗ11，１ｗ21，１ｗ31，１ｗ41，１ｗ51から
の光を受光するようになされている。同様に左から２番
目の受光素子３ｕ2は左から２番目のユニット１ｗ12乃
至１ｗ52からの光を受光し、３番目の受光素子３ｕ3は
３列目のユニット１ｗ13乃至１ｗ53からの光を受光し、
４番目の受光素子３ｕ4は４列目のユニット１ｗ14乃至
１ｗ54からの光を受光し、５番目の受光素子３ｕ5は５
列目のユニット１ｗ15乃至１ｗ55からの光をそれぞれ受
光するようになされている。
左側の受光素子３ｕ1が可変光学マスク１の最も左側の
ユニット１ｗ11，１ｗ21，１ｗ31，１ｗ41，１ｗ51から
の光を受光するようになされている。同様に左から２番
目の受光素子３ｕ2は左から２番目のユニット１ｗ12乃
至１ｗ52からの光を受光し、３番目の受光素子３ｕ3は
３列目のユニット１ｗ13乃至１ｗ53からの光を受光し、
４番目の受光素子３ｕ4は４列目のユニット１ｗ14乃至
１ｗ54からの光を受光し、５番目の受光素子３ｕ5は５
列目のユニット１ｗ15乃至１ｗ55からの光をそれぞれ受
光するようになされている。
【００２３】また発光素子アレイ４においては、最も左
側に配置した発光素子４ａ1が最も左側の列のユニット
１ｗ11乃至１ｗ51に光を照射するようになされている。
同様に２番目の発光素子４ａ2は２列目のユニット１ｗ
12乃至１ｗ52を照射し、３番目の発光素子４ａ3は３列
目のユニット１ｗ13乃至１ｗ53を照射し、４番目の発光
素子４ａ4は４列目のユニット１ｗ14乃至１ｗ54を照射
し、５番目の発光素子４ａ5は、５列目のユニット１ｗ15
乃至１ｗ55をそれぞれ照射するようになされている。
側に配置した発光素子４ａ1が最も左側の列のユニット
１ｗ11乃至１ｗ51に光を照射するようになされている。
同様に２番目の発光素子４ａ2は２列目のユニット１ｗ
12乃至１ｗ52を照射し、３番目の発光素子４ａ3は３列
目のユニット１ｗ13乃至１ｗ53を照射し、４番目の発光
素子４ａ4は４列目のユニット１ｗ14乃至１ｗ54を照射
し、５番目の発光素子４ａ5は、５列目のユニット１ｗ15
乃至１ｗ55をそれぞれ照射するようになされている。
【００２４】マトリックス状可変光学マスク１の各ユニ
ットは、たとえば図２に示すように構成されている。こ
の実施例においては、各ユニットは発光素子アレイ２よ
り入射された光を受光するフォトダイオード１１、発光
素子アレイ４より入射された光を受光するフォトダイオ
ード１２、フォトダイオード１１および１２の出力に対
応して制御回路１３により制御される電圧制御可変光学
マスク１４とにより構成されている。電圧制御可変光学
マスク１４は、たとえば液晶により構成することができ
る。
ットは、たとえば図２に示すように構成されている。こ
の実施例においては、各ユニットは発光素子アレイ２よ
り入射された光を受光するフォトダイオード１１、発光
素子アレイ４より入射された光を受光するフォトダイオ
ード１２、フォトダイオード１１および１２の出力に対
応して制御回路１３により制御される電圧制御可変光学
マスク１４とにより構成されている。電圧制御可変光学
マスク１４は、たとえば液晶により構成することができ
る。
【００２５】制御回路１３は、たとえば図３に示すよう
に構成されている。フォトダイオード１１、１２の出力
は、ＮＡＮＤゲート２１を介してＦＥＴ２２のゲートに
供給されている。ＦＥＴ２２の一端は所定の電圧源ＶDD
に接続され、他端は抵抗２３を介してコンデンサ２４に
接続されている。コンデンサ２４の他端は、接地されて
いる。コンデンサ２４の一端は、一端が接地されている
電圧制御可変光学マスク１４の他端に接続されている。
また抵抗２３とＦＥＴ２２の接続点は、一端が接地され
ているＦＥＴ２６の他端に抵抗２５を介して接続されて
いる。フォトダイオード１１の出力はＡＮＤゲート２８
の一方の入力に供給されるとともに、その論理が反転さ
れた後、ＡＮＤゲート２７の一方の入力にも供給されて
いる。また、フォトダイオード１２の出力はＡＮＤゲー
ト２７の他方の入力に供給されるとともに、その論理が
反転された後、ＡＮＤゲート２８の他方の入力に供給さ
れている。ＡＮＤゲート２７と２８の出力はＯＲゲート
２９を介して、ＦＥＴ２６のゲートに供給されている。
ＡＮＤゲート２７，２８とＯＲゲート２９は、イクスク
ルーシブＯＲゲートを構成している。
に構成されている。フォトダイオード１１、１２の出力
は、ＮＡＮＤゲート２１を介してＦＥＴ２２のゲートに
供給されている。ＦＥＴ２２の一端は所定の電圧源ＶDD
に接続され、他端は抵抗２３を介してコンデンサ２４に
接続されている。コンデンサ２４の他端は、接地されて
いる。コンデンサ２４の一端は、一端が接地されている
電圧制御可変光学マスク１４の他端に接続されている。
また抵抗２３とＦＥＴ２２の接続点は、一端が接地され
ているＦＥＴ２６の他端に抵抗２５を介して接続されて
いる。フォトダイオード１１の出力はＡＮＤゲート２８
の一方の入力に供給されるとともに、その論理が反転さ
れた後、ＡＮＤゲート２７の一方の入力にも供給されて
いる。また、フォトダイオード１２の出力はＡＮＤゲー
ト２７の他方の入力に供給されるとともに、その論理が
反転された後、ＡＮＤゲート２８の他方の入力に供給さ
れている。ＡＮＤゲート２７と２８の出力はＯＲゲート
２９を介して、ＦＥＴ２６のゲートに供給されている。
ＡＮＤゲート２７，２８とＯＲゲート２９は、イクスク
ルーシブＯＲゲートを構成している。
【００２６】次に、その動作について説明する。マトリ
ックス状可変光学マスク１の各ユニットに対して、所定
の係数（重み付け）を設定する学習プロセス時において
は、発光素子アレイ２と発光素子アレイ４とが駆動され
ることになる。たとえば発光素子アレイ２のうち、発光
素子２ａ2と２ａ4を発光し、２ａ1，２ａ3，２ａ5を消
灯する。そして同様に発光素子アレイ４のうち、発光素
子４ａ2と４ａ4を発光し、その他の発光素子４ａ1，４
ａ3，４ａ5をそれぞれ消灯する。
ックス状可変光学マスク１の各ユニットに対して、所定
の係数（重み付け）を設定する学習プロセス時において
は、発光素子アレイ２と発光素子アレイ４とが駆動され
ることになる。たとえば発光素子アレイ２のうち、発光
素子２ａ2と２ａ4を発光し、２ａ1，２ａ3，２ａ5を消
灯する。そして同様に発光素子アレイ４のうち、発光素
子４ａ2と４ａ4を発光し、その他の発光素子４ａ1，４
ａ3，４ａ5をそれぞれ消灯する。
【００２７】このようにすると、上から２行目のユニッ
ト１ｗ21乃至１ｗ25と４行目のユニット１ｗ41乃至１ｗ
45が、図１において左側から光の入射を受ける。また左
から２列目のユニット１ｗ12乃至１ｗ52と４列目のユニ
ット１ｗ14乃至１ｗ54が、図１において右側から光の入
射を受ける。その結果、ユニット１ｗ22，１ｗ42，１ｗ
24，１ｗ44が両側から光の入射を受け、ユニット１
ｗ21，１ｗ23，１ｗ25，１ｗ41，１ｗ43，１ｗ45，１ｗ
12，１ｗ32，１ｗ52，１ｗ14，１ｗ34，１ｗ54が一方の
面のみから光の入射を受けることになる。その他のユニ
ットは、いずれの方向からの光も入射されないことにな
る。
ト１ｗ21乃至１ｗ25と４行目のユニット１ｗ41乃至１ｗ
45が、図１において左側から光の入射を受ける。また左
から２列目のユニット１ｗ12乃至１ｗ52と４列目のユニ
ット１ｗ14乃至１ｗ54が、図１において右側から光の入
射を受ける。その結果、ユニット１ｗ22，１ｗ42，１ｗ
24，１ｗ44が両側から光の入射を受け、ユニット１
ｗ21，１ｗ23，１ｗ25，１ｗ41，１ｗ43，１ｗ45，１ｗ
12，１ｗ32，１ｗ52，１ｗ14，１ｗ34，１ｗ54が一方の
面のみから光の入射を受けることになる。その他のユニ
ットは、いずれの方向からの光も入射されないことにな
る。
【００２８】両方の面から光が入射されるユニットにお
いては、フォトダイオード１１と１２が両方ともＯＮ
し、ＮＡＮＤゲート２１の出力が論理０となりＦＥＴ２
２がＯＮする。その結果、所定の電圧がＦＥＴ２２、抵
抗２３を介してコンデンサ２４を充電する。このときＡ
ＮＤゲート２７，２８およびＯＲゲート２９よりなるイ
クスクルーシブＯＲゲート３０は論理０を出力している
ため、ＦＥＴ２６はＯＦＦしている。
いては、フォトダイオード１１と１２が両方ともＯＮ
し、ＮＡＮＤゲート２１の出力が論理０となりＦＥＴ２
２がＯＮする。その結果、所定の電圧がＦＥＴ２２、抵
抗２３を介してコンデンサ２４を充電する。このときＡ
ＮＤゲート２７，２８およびＯＲゲート２９よりなるイ
クスクルーシブＯＲゲート３０は論理０を出力している
ため、ＦＥＴ２６はＯＦＦしている。
【００２９】一方、一方の面からのみ光が入射されてい
るユニットにおいては、フォトダイオード１１と１２の
うち、一方が論理１を出力している。従ってこのとき、
ＮＡＮＤゲート２１の出力が論理１となり、ＦＥＴ２２
はＯＦＦしている。そしてイクスクルーシブＯＲゲート
３０は論理１を出力するため、ＦＥＴ２６がＯＮする。
その結果、コンデンサ２４の充電電圧が抵抗２３、抵抗
２５、ＦＥＴ２６の経路で放電される。
るユニットにおいては、フォトダイオード１１と１２の
うち、一方が論理１を出力している。従ってこのとき、
ＮＡＮＤゲート２１の出力が論理１となり、ＦＥＴ２２
はＯＦＦしている。そしてイクスクルーシブＯＲゲート
３０は論理１を出力するため、ＦＥＴ２６がＯＮする。
その結果、コンデンサ２４の充電電圧が抵抗２３、抵抗
２５、ＦＥＴ２６の経路で放電される。
【００３０】いずれの面からも光の入射を受けないユニ
ットにおいては、フォトダイオード１１と１２の出力は
いずれも論理０となっている。従ってＮＡＮＤゲート２
１の出力は論理１となり、ＦＥＴ２２がＯＦＦする。ま
たイクスクルーシブＯＲゲート３０の出力も論理０とな
るため、ＦＥＴ２６もＯＦＦする。その結果、コンデン
サ２４は充電も放電も行わない状態、すなわち既に充電
された電圧を保持する状態となる。
ットにおいては、フォトダイオード１１と１２の出力は
いずれも論理０となっている。従ってＮＡＮＤゲート２
１の出力は論理１となり、ＦＥＴ２２がＯＦＦする。ま
たイクスクルーシブＯＲゲート３０の出力も論理０とな
るため、ＦＥＴ２６もＯＦＦする。その結果、コンデン
サ２４は充電も放電も行わない状態、すなわち既に充電
された電圧を保持する状態となる。
【００３１】従って、フォトダイオード１１と１２に光
を入射する単位時間当たりの回数を制御することによ
り、コンデンサ２４に所定の電圧を保持させることがで
きる。電圧制御可変光学マスク１４は、このコンデンサ
２４の充電電圧に対応する光透過率に設定されることに
なる。
を入射する単位時間当たりの回数を制御することによ
り、コンデンサ２４に所定の電圧を保持させることがで
きる。電圧制御可変光学マスク１４は、このコンデンサ
２４の充電電圧に対応する光透過率に設定されることに
なる。
【００３２】このようにして、各ユニットにおける係数
ｗijを所定の値に設定することができる。各ユニットに
両方から光を照射することにより正の強化学習を行わせ
ることができ、一方の面からのみ光を照射することによ
り負の強化学習をさせることができる。ここで正の強化
学習とは、データｗij（＝α）の重み付けを行うことを
意味し、負の強化学習とはデータｗij（＝−α）の重み
付けを行うことを意味する（ここでαは正の係数であ
る）。このΔｗijは抵抗２３と２５の値を所定の値に設
定することにより、適宜調整することができる。
ｗijを所定の値に設定することができる。各ユニットに
両方から光を照射することにより正の強化学習を行わせ
ることができ、一方の面からのみ光を照射することによ
り負の強化学習をさせることができる。ここで正の強化
学習とは、データｗij（＝α）の重み付けを行うことを
意味し、負の強化学習とはデータｗij（＝−α）の重み
付けを行うことを意味する（ここでαは正の係数であ
る）。このΔｗijは抵抗２３と２５の値を所定の値に設
定することにより、適宜調整することができる。
【００３３】以上の実施例においては、学習時における
光の入射光量をコンデンサ２４に記憶させるようにした
が、たとえばアモルファス等による繊維金属記録膜等を
マスクとして使用することにより、入射光量を記憶する
ことが可能である。この実施例の場合は、金属膜内部の
分子がスピン相転移を起こし、その結果として光透過率
等の光学的特性が変化し、しかもその特性が保持される
ことになる。従って、その金属膜に照射する光の強さ及
び金属のスピン相転移の臨界温度の関係を適当に調整す
ることにより、その金属膜における光透過率を所定の値
に設定することが可能となる。
光の入射光量をコンデンサ２４に記憶させるようにした
が、たとえばアモルファス等による繊維金属記録膜等を
マスクとして使用することにより、入射光量を記憶する
ことが可能である。この実施例の場合は、金属膜内部の
分子がスピン相転移を起こし、その結果として光透過率
等の光学的特性が変化し、しかもその特性が保持される
ことになる。従って、その金属膜に照射する光の強さ及
び金属のスピン相転移の臨界温度の関係を適当に調整す
ることにより、その金属膜における光透過率を所定の値
に設定することが可能となる。
【００３４】以上の様にして、マトリックス状可変光学
マスク１の各ユニットにおける学習が完了した後、図４
に示す様に発光素子アレイ２から入力情報に対応する光
を発生させ、その光をマトリックス状可変光学マスク１
の各ユニットを介して受光素子アレイ３において受光す
る。これにより受光素子アレイ３の各受光素子から各発
光素子２ａ1乃至２ａ5の出力にマトリックス状可変光学
マスク１における各列の係数を乗算した値の総和を求め
ることができる。すなわち、次式の演算が行われること
になる。
マスク１の各ユニットにおける学習が完了した後、図４
に示す様に発光素子アレイ２から入力情報に対応する光
を発生させ、その光をマトリックス状可変光学マスク１
の各ユニットを介して受光素子アレイ３において受光す
る。これにより受光素子アレイ３の各受光素子から各発
光素子２ａ1乃至２ａ5の出力にマトリックス状可変光学
マスク１における各列の係数を乗算した値の総和を求め
ることができる。すなわち、次式の演算が行われること
になる。
【００３５】ｕi＝Σｗijａj
【００３６】図５は、本発明の光ニューロネットワーク
の第２の実施例の構成を示している。図１の実施例にお
いては、マトリックス状可変光学マスク１の前後に発光
素子アレイ２と発光素子アレイ４とを配置するようにし
たが、図５の実施例においては、発光素子アレイ４が発
光素子アレイ２と同様にマトリックス状可変光学マスク
１の左側に配置されている。そして、発光素子アレイ２
より出射した光がハーフミラー４１を介してマトリック
ス状可変光学マスク１に入射されると共に発光素子アレ
イ４より出射した光が、ハーフミラー４１により反射さ
れてマトリックス状可変光学マスク１に入射される様に
なされている。この実施例においては、図２と図３に示
したフォトダイオード１１と１２のうちフォトダイオー
ド１１を省略することができる。そして、フォトダイオ
ード１２の出力レベルを所定の基準レベルと比較し、発
光素子アレイ２と４のうち一方からのみ光が入射された
か、両方から光が入射されたかを判定するようにすれば
よい。
の第２の実施例の構成を示している。図１の実施例にお
いては、マトリックス状可変光学マスク１の前後に発光
素子アレイ２と発光素子アレイ４とを配置するようにし
たが、図５の実施例においては、発光素子アレイ４が発
光素子アレイ２と同様にマトリックス状可変光学マスク
１の左側に配置されている。そして、発光素子アレイ２
より出射した光がハーフミラー４１を介してマトリック
ス状可変光学マスク１に入射されると共に発光素子アレ
イ４より出射した光が、ハーフミラー４１により反射さ
れてマトリックス状可変光学マスク１に入射される様に
なされている。この実施例においては、図２と図３に示
したフォトダイオード１１と１２のうちフォトダイオー
ド１１を省略することができる。そして、フォトダイオ
ード１２の出力レベルを所定の基準レベルと比較し、発
光素子アレイ２と４のうち一方からのみ光が入射された
か、両方から光が入射されたかを判定するようにすれば
よい。
【００３７】図６は、第３の実施例の構成を示してい
る。この実施例においては、発光素子アレイ２がマトリ
ックス状可変光学マスク１と対応する形状に形成されて
いる。すなわち、発光素子アレイ２の高さＡがマトリッ
クス状可変光学マスク１の高さＡと同一とされ、発光素
子アレイ２の幅Ｂがマトリックス状可変光学マスク１の
幅Ｂと同一とされている。また、受光素子アレイ３と発
光素子アレイ４が一体とされ、これらがマトリックス状
可変光学マスク１と対応する形状に形成されている。す
なわち、各受光素子３ａ乃至３ｅならびに発光素子４ａ
乃至４ｅは、その高さがマトリックス状可変光学マスク
と同一の高さＡとされ、受光素子３ａ乃至３ｅと発光素
子４ａ乃至４ｅは交互に配置され、その全体の幅がマト
リックス状可変光学マスク１の幅Ｂと同一となるように
設定されている。この様にするとＩＣ化に有利となり、
より小型化が可能になる。
る。この実施例においては、発光素子アレイ２がマトリ
ックス状可変光学マスク１と対応する形状に形成されて
いる。すなわち、発光素子アレイ２の高さＡがマトリッ
クス状可変光学マスク１の高さＡと同一とされ、発光素
子アレイ２の幅Ｂがマトリックス状可変光学マスク１の
幅Ｂと同一とされている。また、受光素子アレイ３と発
光素子アレイ４が一体とされ、これらがマトリックス状
可変光学マスク１と対応する形状に形成されている。す
なわち、各受光素子３ａ乃至３ｅならびに発光素子４ａ
乃至４ｅは、その高さがマトリックス状可変光学マスク
と同一の高さＡとされ、受光素子３ａ乃至３ｅと発光素
子４ａ乃至４ｅは交互に配置され、その全体の幅がマト
リックス状可変光学マスク１の幅Ｂと同一となるように
設定されている。この様にするとＩＣ化に有利となり、
より小型化が可能になる。
【００３８】図７は、さらに他の実施例を示している。
この実施例においては、発光素子アレイ２がＮ×Ｍ（実
施例の場合３×３）の発光マトリックス６１として形成
され、この発光マトリックスより出射された光がやはり
Ｐ×Ｑ（実施例の場合３×３）のマトリックス状に形成
されたレンズマトリックス６３の各ユニットにそれぞれ
対応する様になされている。このレンズマトリックス６
３の各ユニットは、マトリックス状可変光学マスク１の
各ユニットにそれぞれ対応する様になされており、レン
ズマトリックス６３の各ユニットより出射された光がマ
トリックス状可変光学マスク１の対応するユニットに入
射される様になされている。また、受光素子アレイ３と
発光素子アレイ４もマトリックス状可変光学マスク１の
各ユニットに対応する様に受光発光マトリックス６２と
して一体的に形成されている。この実施例においては、
受光発光マトリックス６２の各ユニットの上方部が発光
素子とされ、下方部が受光素子とされている。このよう
に構成した場合においても、ＩＣ化に有利となり、装置
の小型化が可能になる。
この実施例においては、発光素子アレイ２がＮ×Ｍ（実
施例の場合３×３）の発光マトリックス６１として形成
され、この発光マトリックスより出射された光がやはり
Ｐ×Ｑ（実施例の場合３×３）のマトリックス状に形成
されたレンズマトリックス６３の各ユニットにそれぞれ
対応する様になされている。このレンズマトリックス６
３の各ユニットは、マトリックス状可変光学マスク１の
各ユニットにそれぞれ対応する様になされており、レン
ズマトリックス６３の各ユニットより出射された光がマ
トリックス状可変光学マスク１の対応するユニットに入
射される様になされている。また、受光素子アレイ３と
発光素子アレイ４もマトリックス状可変光学マスク１の
各ユニットに対応する様に受光発光マトリックス６２と
して一体的に形成されている。この実施例においては、
受光発光マトリックス６２の各ユニットの上方部が発光
素子とされ、下方部が受光素子とされている。このよう
に構成した場合においても、ＩＣ化に有利となり、装置
の小型化が可能になる。
【００３９】
【発明の効果】以上の如く、請求項１に記載の光ニュー
ロネットワークによれば、可変光学マスクの各ユニット
に学習時における光の照射量を記憶する記憶部を設ける
様にしたので、配線処理が少なくてすみ、装置の小型化
が可能になる。また、局所的かつ並列的な学習を実行さ
せることができ、学習時間を短くすることができる。
ロネットワークによれば、可変光学マスクの各ユニット
に学習時における光の照射量を記憶する記憶部を設ける
様にしたので、配線処理が少なくてすみ、装置の小型化
が可能になる。また、局所的かつ並列的な学習を実行さ
せることができ、学習時間を短くすることができる。
【００４０】請求項２に記載の光ニューロネットワーク
によれば、学習時における入射光量に対応する電荷を電
荷蓄積部に蓄積させるようにしたので、迅速かつ確実に
学習を実行させることが可能となる。
によれば、学習時における入射光量に対応する電荷を電
荷蓄積部に蓄積させるようにしたので、迅速かつ確実に
学習を実行させることが可能となる。
【００４１】請求項３に記載の光ニューロネットワーク
によれば、学習時、学習光照射アレイより可変光学マス
クに光を照射し、各ユニット毎に光学的性質を変化させ
るようにしたので、装置を大型化することなく迅速かつ
確実に学習を実行させることが可能になる。
によれば、学習時、学習光照射アレイより可変光学マス
クに光を照射し、各ユニット毎に光学的性質を変化させ
るようにしたので、装置を大型化することなく迅速かつ
確実に学習を実行させることが可能になる。
【００４２】請求項４に記載の光ニューロネットワーク
によれば、受光アレイと学習光照射アレイとを可変光学
マスクに対応する形状に形成するようにしたので、ＩＣ
化に有利となり小型化、量産化が可能になる。
によれば、受光アレイと学習光照射アレイとを可変光学
マスクに対応する形状に形成するようにしたので、ＩＣ
化に有利となり小型化、量産化が可能になる。
【００４３】請求項５に記載の光ニューロネットワーク
によれば、レンズマトリックスを可変光学マスクに対応
する形状に形成するようにし、さらに学習光照射アレイ
と受光アレイを一体的に可変光学マスクに対応する形状
に形成するようにしたので、ＩＣ化、量産化に有利とな
る。
によれば、レンズマトリックスを可変光学マスクに対応
する形状に形成するようにし、さらに学習光照射アレイ
と受光アレイを一体的に可変光学マスクに対応する形状
に形成するようにしたので、ＩＣ化、量産化に有利とな
る。
【図１】本発明の光ニューロネットワークの一実施例の
構成を示す斜視図である。
構成を示す斜視図である。
【図２】図１の実施例におけるユニットの構成を示す側
面図である。
面図である。
【図３】図２の実施例における制御回路１１の構成例を
示すブロック図である。
示すブロック図である。
【図４】図１の実施例における認識時における動作を説
明する図である。
明する図である。
【図５】本発明の光ニューロネットワークの第２の実施
例の構成を示す斜視図である。
例の構成を示す斜視図である。
【図６】本発明の光ニューロネットワークの第３の実施
例の構成を示す斜視図である。
例の構成を示す斜視図である。
【図７】本発明の光ニューロネットワークの第４の実施
例の構成を示す斜視図である。
例の構成を示す斜視図である。
１ マトリックス状可変光学マスク
２ 発光素子アレイ
３ 受光素子アレイ
４ 発光素子アレイ
１１，１２ フォトダイオード
１３ 制御回路
１４ 電圧制御可変光学マスク
２２ ＦＥＴ
２４ コンデンサ
２６ ＦＥＴ
３０ イクスクルーシブＯＲゲート
Claims (5)
- 【請求項１】 入射された光に各ユニット毎に所定の光
学的変化を与えて出射する可変光学マスクと、 前記可変光学マスクに光を照射する光照射アレイと、 前記可変光学マスクを経た光を受光する受光アレイとを
備える光ニューロネットワークにおいて、 前記可変光学マスクの各ユニットは、学習時における光
の照射量を記憶する記憶部を有することを特徴とする光
ニューロネットワーク。 - 【請求項２】 前記記憶部は、 光を検出する光検出器と、 前記光検出器の出力に対応してスイッチングするスイン
チング素子と、 前記スイッチング素子により充放電が制御される電荷蓄
積部とを備えることを特徴とする請求項１に記載の光ニ
ューロネットワーク。 - 【請求項３】 学習時、入射された光に対応して各ユニ
ット毎に光学的性質を変化させるとともに、認識時、入
射された光に各ユニット毎に所定の光学的変化を与えて
出射する可変光学マスクと、 学習時、前記可変光学マスクに光を照射する学習光照射
アレイと、 認識時、前記可変光学マスクに光を照射する認識光照射
アレイと、 認識時、前記可変光学マスクを経た光を受光する受光ア
レイとを備えることを特徴とする光ニューロネットワー
ク。 - 【請求項４】 学習時、入射された光に対応して各ユニ
ット毎に光学的性質を変化させるとともに、認識時、入
射された光に各ユニット毎に所定の光学的変化を与えて
出射する可変光学マスクと、 認識時、前記可変光学マスクに光を照射する、前記可変
光学マスクに対応する形状に形成された認識光照射アレ
イと、 認識時、前記可変光学マスクを経た光を受光する受光ア
レイと、 学習時、前記可変光学マスクに光を照射する、前記受光
アレイとともに前記可変光学マスクに対応する形状に形
成された学習光照射アレイとを備えることを特徴とする
光ニューロネットワーク。 - 【請求項５】 学習時、入射された光に対応して各ユニ
ット毎に光学的性質を変化させるとともに、認識時、入
射された光に各ユニット毎に所定の光学的変化を与えて
出射する可変光学マスクと、 認識時、前記可変光学マスクに光を照射する認識光照射
アレイと、 前記認識光照射アレイより出射された光を、前記可変光
学マスクの各ユニットそれぞれに対応するように入射す
る、前記可変光学マスクに対応する形状に形成されたレ
ンズマトリックスと、 認識時、前記可変光学マスクを経た光を受光する受光ア
レイと、 学習時、前記可変光学マスクに光を照射する、前記受光
アレイとともに前記可変光学マスクに対応する形状に形
成された学習光照射アレイとを備えることを特徴とする
光ニューロネットワーク。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19102391A JPH0511303A (ja) | 1991-07-05 | 1991-07-05 | 光ニユーロネツトワーク |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19102391A JPH0511303A (ja) | 1991-07-05 | 1991-07-05 | 光ニユーロネツトワーク |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0511303A true JPH0511303A (ja) | 1993-01-22 |
Family
ID=16267611
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19102391A Withdrawn JPH0511303A (ja) | 1991-07-05 | 1991-07-05 | 光ニユーロネツトワーク |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0511303A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2020534623A (ja) * | 2017-09-20 | 2020-11-26 | ルック ダイナミックス, インコーポレイテツドLook Dynamics, Inc. | フォトニックニューラルネットワークシステム |
-
1991
- 1991-07-05 JP JP19102391A patent/JPH0511303A/ja not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2020534623A (ja) * | 2017-09-20 | 2020-11-26 | ルック ダイナミックス, インコーポレイテツドLook Dynamics, Inc. | フォトニックニューラルネットワークシステム |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19981008 |