JPS6366544A - 光学式演算装置 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は光学式演算装置に関し、特に乗算及び除算の演
算を行なう光学式演算装置に関するものである。

［従来の技術］ 最近、電子計算機あるいは産業用ロボット等において、
検出部て検出されたデータ（情報）をアナログ状態にし
て、光を奴体とし、該検出部から制御部まで高速にて情
報の伝達を行なう技術が知られている。

一方、電子計算機等は、入力の数イ１を読みとる装置（
入力装置）、入力データや計算の途中結果などを随時記
憶し又読み出すことのてきる装置（記憶装置）、データ
に四則ｒＡ算などを施して結果を得る装置（演算装置）
、操作の手順を制御する装置（制ｇ４装置）、結果を記
録する装置（出力装置）等より構成される。

さて、従来の光学的手法を用いた演算装置のｍ個して、
第７図に示す如き′！ｊ：、置かある。尚、第７図は従
来の光学式演算装置ｌの構成を示す」祖国である。第７
図において、数字２は面光源であるところの面発光１．
ＥＤである。該面光源は面積を有する面状の光源であり
、その明るさは輝度と面積によって表される。数字４は
ＮＤフィルター（ｎｅｕｔｒａｌ　　ｄｅｎｓｉｔｙ　
ｆｉｌｔｅｒ）であり１分光選択吸収を示さない中性濃
度（無彩色）のフィルターである。数字６は光検出器で
あり、該検出塁において光の強度を該強度に応した電気
信号に変換検出する。

［発明か解決しようとする問題点］ しかしなから、ＮＤフィルター４は透過係数か変更不可
能であるため、光源の発光量を変化させても光ｆに応じ
た光の演算数は結局、該光源の発光量の違いの数にしか
ならないことになり、演算数の数か限られていた。

［目　的］ 木発１！１は上述従来技術の問題点に鑑みなされたもの
であり、その目的は簡易な手段によって演算数の数を従
来に比較し多くすることのｎＴ　ｆｅな光学式演算装置
を提供することにある。

［問題点を解決するためのｆ段］ 上記目的は木発１］によれば、光量か可変な光源手段と
前記光源手段が発する光を受ける光透過率又は反射率か
可変なフィルターと前記フィルターを経た光を検出する
光検出器とを有し、前記光源手段の光量でｆｊＳｌの被
演算数を表わし、前記フィルターの光透過率又は反射率
で第２の被演算数を表わして、前記第１の被演算数とｆ
ｔ５２の被演算数間の所疋の演算結果を前記光検出器か
らの出力によって得ることを特徴とする光学式演算装置
によつて達成される。

［実施例］ 以下、本発明に係る実施例を１７面に基いて具体的かつ
詳細に説明する。

第１図は本発明に係る光学式演算装置の実施例を示す斜
視図である。

図示する様に、本実施例の光学式演算装置ｌＯは基本的
な配置等は第７図に示す従来の光学式演算装置ｌと同様
にされている。違う点はＮＤフィルター４の代わりに液
晶フィルター１２を利用しているところにある。該液晶
フィルター１２は光透過率か可変町ｆ此にされている。

こうすることによっって、演算数の数を簡易に多くする
ことかできる。

以下、本実施例を更に詳述する。

第ｉ　＋ｉにおいＣ１１４は面発光の１．ＥＤであり、
光演算の乗算及び除算の一方の被演算数に対応した先着
を出力する様に制御されている。１２は光透過型の液晶
フィルターであり、光を透過する状態と透過しない状態
との少なくとも２つ以」二の状態をイ１する。１６は光
検出器であり、受光した光量に応じた値の出力を発生す
る。光検出器の例としては、光電池のように光を受光す
ると受光した光量に応じた起°心力を発生するものや、
あるいは直流電圧か印加されている光半導体素子てあっ
て受光した見場に応して抵抗率か変化し、該素子に流れ
る電流か変化するものか笠が考えられる。

次に上述の光演算装置１０において、液晶フィルター１
２を更に詳述する。

第２図（ａ）〜（ｆ）は液晶フィルター１２を構成する
液晶チップ１８の正面図である。

第２図（ａ）〜（ｆ）に示す様に、チップ１８面上にお
いて光を透過する部分（無地の部分）と透過しない部分
（斜線の部分）との面積率を変化させることかできる様
にしておけば乗算及び除算における所望の第２の被演算
数に応じた面積率（即ち、光透過率）を定める事かでき
る。

尚、図における実施例は液晶チップ１８か１７通りの光
透過率の違いを有する例である。

以とが本発明に係る第１の実施例の説＋１１である。

次に、本発明に係る他の実施例を説【ＪＩする。

第３図は本発明に係る光学式演算装置のｆｆ５２の実施
例を示す概略側面図である。

図示する様に１本実施例の光学式演算装置２０は、拡散
光束を射出する光源２２（例、ＬＥＤ）と、該拡散光束
を平行光にするコリメータレンズ２４と、フィルター２
６とから成る光源手段２８を右する。更に、本実施例は
、前記光源手段２８が発する光を受ける光透過率が可変
可能のフィルター３０と、該フィルター３０を経た光を
検出する光検出器３２とを有してなるものである。上述
の如く、本実施例は、第１図の実施例とノ＾本的に同様
である。違う点は第１図の光源である面発光ＬＥＤ１４
の代わりに、光源２２、コリメータレンズ２４、フィル
ター２６とからなる光源手段２８を使用したところにあ
る。又、説明するまでもなく、本実施例の光源２２は該
光源が発する光量が可変回部にされており、その光量で
第１の被演算数を表わし、またフィルター３０は光透過
率が可変可能にされており、その光透過率によって第２
の被演算数を表わす。

又、第３図の実施例において光源手段２８部を第４図に
示す如くのものにしても良い、尚、第４図は第３図に示
す光源手段２８部の変形例である。第４図に示す実施例
は光ｒＡ３４とコリメータレンズ３６との間にフィルタ
ー３８を設けた例である。この様な実施例も本発明は含
まれる。

又、ｒｔｉｌＳ図に示す如き光学式演算装置４０６本発
明は含まれる０図示する様に本実施例の場合、光検出器
４２が第１図に示す様な面状のものでなく１点状のもの
である。又、該光検出器４２に集光させるために、光検
出器４２とフィルター４４との間に集光レンズ４６を設
けている。尚、数字４８は面発光のＬＥＤである。

又、第３図及び第４図に示す″Ｘ：施例ては光学系とし
てコリメータレンズ２８及び３６を使用した例を示した
が、第６図に示す様に光学系として所定のパワーの集光
レンズ５０を用いた光学式演算装置５２としても本発明
は有効である。尚、第６図に示す如くの実施例は装置の
小型化を図る場合に有効である。

又以上の実施例においてはフィルターとして液晶フィル
ターを例にとり説明したか、本発明は液晶フィルターの
他に電気光学効果や磁気光学効果等を利用した種々のフ
ィルターを用いることか可能である。

液晶フィルターを用いた第１図に示す実施例の利点は、
第２図に示す様に光透過領域を可変とする所謂“面積階
調駆動”を用いることで、複数の被ｒｉ４算数を正確に
表わすことが出来るということにある。又、演算数の数
も従来方式に比べ飛躍的に増大することは言うまでもな
い、又、第１図の実施例はレンズ等の光学素子が殆んど
不要であり、構成が筒便て好ましい。

又１本発明は、フィルターは透過率を可変とするもの以
外に反射率を可変とするものでも良い。

例えば揺動自在な複数の微小反射面を有する光変調素子
を用い、各微小反射面の角度を制御して光検出器に光を
指向する領域を制御する方法等である。

［発明の効果］ 以り、詳細かつ具体的に説明した様に、本発明によれば
簡易な手段によって従来の光学式演算装置に比較し、演
算数の数を飛躍的に増大させることかできる。

【図面の簡単な説明】

第１　＋ｇは未発りｊに係る光学式演算装置の第１の実
施例を示す斜視図、第２１”４（ａ）〜（ｆ）は液晶チ
ップの正面図、第３図は本発明に係る光学式演算装置の
側面図、第４図は第３図の光源手段部の変形例を示す側
面図、第５図及び第６図は本発明に係る光学式演算装置
の側面図、第７図は従来の光学式演算装置の斜視図であ
る。 １０−・・光学式ｒＡ算装置 １２・・・液晶フィルター １４・・・面発光ＬＥＤ １６・・・光検出器 代理人　　弁理士　山　下　穣　平 第１図 第２図 （ｏ）　　　　（ｂ）　　　　　（ｃ）（ｄ）　　　　
（ｅ）　　　　　（ｆ）第３図 りＯ 第４図 第５図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）光量が可変な光源手段と前記光源手段が発する光
   を受ける光透過率又は反射率が可変なフィルターと前記
   フィルターを経た光を検出する光検出器とを有し、前記
   光源手段の光量で第１の被演算数を表わし、前記フィル
   ターの光透過率又は反射率で第２の被演算数を表わして
   、前記第１の被演算数と第２の被演算数間の所定の演算
   結果を前記光検出器からの出力によって得ることを特徴
   とする光学式演算装置。
2. （２）前記光源が面発光光源であり、前記フィルターが
   光透過領域を可変とするフィルターであることを特徴と
   する特許請求の範囲第１項記載の光学式演算装置。
3. （３）前記フィルターが液晶フィルターから成ることを
   特徴とする特許請求の範囲第２項記載の光学式演算装置
   。