JPS6338924A - Method and device for optical logical operation - Google Patents
Method and device for optical logical operationInfo
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Landscapes
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分り’Ｆ ］
この発明は、画像のような二次元データを、並列に演算
処理する、光論理ル；Ｉ算の方法及びその装置に関する
らのである。[Detailed Description of the Invention] [Industrial Applicability] The present invention relates to an optical logic method and device for processing two-dimensional data such as images in parallel. .
し従来、の技術］
画像処理の分野においては、複数の画像データの間に一
定のｉｌ算を施し、新たなデータを得るといった処理が
頻繁に行なわれる。このように、１数の二次元データの
間に一定の１出算処理を施し、新たなデータを得ろ従来
方法としては、各入力画像を画素に分解して一連の画素
信号を形成し、対応する画素信号毎に時系列的ににｌ算
していく方法が知られている。Conventional Technology] In the field of image processing, processing is frequently performed in which a certain il operation is performed between a plurality of image data to obtain new data. In this way, the conventional method of obtaining new data by performing a certain calculation process between one number of two-dimensional data is to decompose each input image into pixels to form a series of pixel signals, and then calculate the corresponding A method is known in which l is calculated chronologically for each pixel signal.
例えば、第９図において、２つの入力画像（二次元デー
タ）Ｉ Ａ、Ｉ Ｂは、光学系２を介して、二次元イメ
ージセンサ３上に結像する。イメージセンサ３は、まず
、画（！？！ｌＡの像を各画素に分解して読み取り、画
素信号を時系列的な電気パルス列（画像データ）Ａに変
換し、メモリ４に記憶させる。For example, in FIG. 9, two input images (two-dimensional data) I A and I B are imaged on a two-dimensional image sensor 3 via an optical system 2 . The image sensor 3 first decomposes and reads an image (!?!lA) into each pixel, converts the pixel signal into a time-series electric pulse train (image data) A, and stores it in the memory 4.
次に、もう一方の入力画像！Ｂを同様に読み取り、時系
列的な電気パルス列（画像データ）Ｂを形成し、先に画
像データＡを記憶した場所とは異なるメモリ４上の場所
に記ｉαさ仕る。Next, the other input image! B is read in the same way to form a time-series electric pulse train (image data) B, which is written to a location on the memory 4 different from the location where the image data A was previously stored.
記１αされた２種の画像データΔ、Ｂは、同一位置の画
素データが対応するように同期されて、電気的な演゛算
部５へ転送され、対応する６画素データ間で演算されろ
。この後、やはり時系列な電気パルス列として、演算結
果の画像データＣがメモリ４に転送され、記憶されろ。The two types of image data Δ and B described in 1α are synchronized so that the pixel data at the same position correspond, and are transferred to the electrical calculation unit 5, where calculations are performed between the corresponding six pixel data. . Thereafter, the image data C resulting from the calculation is transferred to the memory 4 and stored as a time-series electrical pulse train.
記憶された画像データＣは出力装置（ＣｎＴ表示装置）
６に送られ、表示される。The stored image data C is output device (CnT display device)
6 and displayed.
［発明が解決しようとする問題点］
ところで、上述した従来の二次元データの演算方法にお
いては、次のような欠点があった。[Problems to be Solved by the Invention] The conventional two-dimensional data calculation method described above has the following drawbacks.
■二次元データを時系列データに変換して、直列的に処
理していくので、画素数が多いときには、処理速度が遅
くなってしまう。■Since two-dimensional data is converted into time-series data and processed serially, processing speed becomes slow when the number of pixels is large.
すなわち、二次元的な広がりを持つ画像を、イメージセ
ンサ３等の画像検知ｉ！Ｊによって、時系列的な画像デ
ータに順次変換し、これらの画像データを電気的な演算
部（半導体プロセッサ）５に転送して、順次時系列に演
算することか木質的な処理の流れであるため、各画素を
同時に並列処理できず、処理速度が遅い。In other words, an image with a two-dimensional spread is detected by the image sensor 3 or the like using the i! J, the image data is sequentially converted into time-series image data, and these image data are transferred to the electrical calculation unit (semiconductor processor) 5, where they are sequentially calculated in time-series, which is a wooden processing flow. Therefore, each pixel cannot be processed in parallel at the same time, resulting in slow processing speed.
■入力部、演算部、出力部等の処理速度のマツチングを
とるために、それぞれの間に、インターフェースとして
の記憶部を配置しなければならない。このため、！、’
４成が謹惟になるとともに、上記各構成要素間のデータ
転送を行うためのタイミングクロックの制御が必要とな
る。(2) In order to match the processing speeds of the input section, arithmetic section, output section, etc., a storage section as an interface must be placed between each section. For this reason,! ,'
As the four components are degraded, it becomes necessary to control the timing clock for data transfer between the above-mentioned components.
この発明は、このような背景の下になされたもので、処
理速度が速く、かつ構成が簡単な、光論理演算の方法及
びその装置を提供することを目的とする。The present invention was made against this background, and it is an object of the present invention to provide an optical logic operation method and apparatus thereof that have a high processing speed and a simple configuration.
ｃ問題点を解決するための手段］
上記問題点を解決するためにこの発明は、画像等の二次
元データを複数組入力し、各二次元データの対応画素間
に論理演算を施して新たな二次元データを得るようにし
た光論理演算の方法において、
波長、偏光而等の光学的特性が異なる；９数の光によっ
て、それぞれの二次元データを入力し、前記光学的特性
の異なる光に対して異なった反応をする光検知器により
、前記二次元データの各画素に対応する光信号を一斉に
検知し、検知した入力状態を、各画素当たり曵数個設け
られた点滅素子の点滅状態に変換して符号化し、
前記点滅素子に対向して設けられ、演算制御部からの信
号によってオン／オフ制御される光検知器によって、萌
記点滅素子の点滅を検出し、この検出状態により各画素
毎に設けられた出力用の点滅素子を点滅させること
を特徴とする。c.Means for Solving Problems] In order to solve the above problems, the present invention inputs a plurality of sets of two-dimensional data such as images, performs logical operations between corresponding pixels of each two-dimensional data, and calculates a new In the method of optical logical operation that obtains two-dimensional data, the optical properties such as wavelength and polarization are different; each two-dimensional data is input using nine lights, and the light with different optical properties is A photodetector that responds differently to each pixel of the two-dimensional data is detected all at once, and the detected input state is detected as the blinking state of several blinking elements provided for each pixel. The blinking of the Moeki blinking element is detected by a photodetector provided opposite to the blinking element and controlled on/off by a signal from the arithmetic control section. It is characterized by blinking an output blinking element provided for each pixel.
また、画像等の二次元データを１ｇ、数入力し、６二次
元データの対応画素間に論理演算を施して新たな二次元
データを得るようにした光論理演算の装置において、
波長、偏光而等の光学的特性か異なった複数の光によっ
て、前記複数の二次元データを同一平面上に投射・入力
する入力光学系と、
前記３画素毎に複数ｉ、役けられ、萌記光学的特性が異
なる光に対して異なった反応をなし、かつ前記同一平面
上に結像された複数の二次元データを各画素毎に一斉に
検知する光検知素子と、各画素当たり複数個設けられ、
かつ自記光検知素子によって検知された入力状態に応じ
て点滅し、前記入力状態を符号化する点滅素子とからな
る符号化部と、
前記各点滅素子に対向して設けられ、前記点滅素子の点
滅状態を検出する光検知素子と、各画素当たり１つずつ
設けられ、自記光検知素子の検出状態に応じて点滅する
出力用の点滅素子とからなる演算部と、
前記演算部の光検知素子をオン／オフ制御する演算制御
部と
を具備することを特徴とする。In addition, in an optical logic operation device that inputs 1 g of two-dimensional data such as an image and performs logical operations between corresponding pixels of six two-dimensional data to obtain new two-dimensional data, wavelength, polarization, etc. an input optical system that projects and inputs the plurality of two-dimensional data onto the same plane using a plurality of lights having different optical properties such as; a photodetecting element that reacts differently to different lights and simultaneously detects a plurality of two-dimensional data imaged on the same plane for each pixel, and a plurality of photodetecting elements are provided for each pixel,
and a blinking element that blinks in response to an input state detected by the self-recording light detection element and encodes the input state; and an encoding unit that is provided opposite to each of the blinking elements and that blinks the blinking element. a calculation section consisting of a photodetection element that detects a state, and a flashing element for output that is provided for each pixel and blinks according to the detection state of the self-recording photodetection element; and a photodetection element of the calculation section. It is characterized by comprising a calculation control section that performs on/off control.
［作用］
上記方法または装置によれば、二次元データの各画素を
並列に演算処理できるので、クロック制御が不要になる
とともに、処理速度が著しく向上する。[Operation] According to the method or apparatus described above, since each pixel of two-dimensional data can be processed in parallel, clock control is not required and the processing speed is significantly improved.
また、符号化された入力データと、演算部の光検知素子
のオン／オフとの組み合わせにより、任意の形式の論理
演算が可能となる（第３図および第６図参照）。Furthermore, by combining the encoded input data and the on/off state of the photodetector element in the arithmetic unit, any type of logical operation becomes possible (see FIGS. 3 and 6).
［実施例］ 以下、図面を参照して、本発明の詳細な説明する。[Example] Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
第１図ないし第５図において、２つの入力画像１１Ａ、
ＩＩＢは、結像光学系１２を介して、符号化部１３に同
時に入射する。ここで、入力画像１１Ａ、ＩＩＢの各画
素（ｉ、ｊ）が、“０”、“１”の２値（デジタル値）
をとるものとし、入力画像１１Ａの各画素（ｉ、Ｄの値
をａｉｊと表記し、入力画像１１Ｂの各画素（ｉ、Ｄの
値をｂｉｊと表記すると、入力状態（Ｂｉｊ、ｂｉｊ）
は、 （０，０）、 （０、ｌ ）、 （１，０）、（
１，１）の４通りの状態をとり得る。In FIGS. 1 to 5, two input images 11A,
IIB simultaneously enters the encoding unit 13 via the imaging optical system 12. Here, each pixel (i, j) of the input images 11A and IIB has a binary value (digital value) of "0" and "1".
Each pixel of the input image 11A (values of i and D are expressed as aij, and each pixel of the input image 11B (values of i and D are expressed as bij), the input state (Bij, bij)
are (0,0), (0,l), (1,0), (
There are four possible states: 1 and 1).
符号化部１３は、上記４通りの入力状態に対応して、第
２図の発光素子２１の４個の素子２１ａ〜２１ｄの内の
１つを発光させる。すなわち、第３図に示すように、入
力状態が（０，０）のときには発光素子２１ａを点灯さ
せ、入力状態が（０、Ｉ ）のときには発光素子２１ｂ
を点灯させ、入力状態が（１，０）のときには発光素子
２１ｃを点灯させ、入力状態が（１，１）のときには発
光素子２１ｄを点灯させる。なお、これらの符号化は、
すべての画；４Ｒｉ、ｊ）について同時に並行して実行
される。The encoding unit 13 causes one of the four elements 21a to 21d of the light emitting element 21 in FIG. 2 to emit light in accordance with the above four input states. That is, as shown in FIG. 3, when the input state is (0, 0), the light emitting element 21a is turned on, and when the input state is (0, I), the light emitting element 21b is turned on.
When the input state is (1, 0), the light emitting element 21c is turned on, and when the input state is (1, 1), the light emitting element 21d is turned on. Note that these encodings are
All images; 4Ri, j) are executed in parallel at the same time.
上記符号化によって得られた、各画素毎の光信号は、演
算部１４に送られる。ｌＯＩ算部１４は、各画素毎に設
けられた光検知器２２と、該光検知器２２の出力をオン
／オフするスイッチ２３と、自記出力により点滅される
出力用の発光素子２４とから構成されている。The optical signal for each pixel obtained by the above encoding is sent to the calculation unit 14. The lOI calculation unit 14 is composed of a photodetector 22 provided for each pixel, a switch 23 that turns on/off the output of the photodetector 22, and an output light emitting element 24 that blinks according to the self-recorded output. has been done.
上記光検知器２２は、符号化部１３の・１側の発光素子
２１ａ〜２１ｄに対向配置された４ （！、’１の光検
知素子２２ａ〜２’ ２ ｄからなる。これらの光検知
素子２２ａ〜２２ｄの出力は、スイッチ２３ａ〜２３ｄ
によってオン／オフされ、出力用の１個の発光素子２４
に共通に供給される。そして、４個の発光素子２１ａ〜
２１ｄの内の少なくと乙１１が点灯し、かつ、このＩＩ
に対応するスイッチ２３ａ〜２３ｄかオンのときに、出
力用の発光素子２４が点灯する。なお、スイッチ２３ａ
〜２３ｄは、光検知素子２２ａ〜２２ｄの出ツＪをオン
／オフできさえずればよく、実際には、光検知素子２２
ａ〜２２ｄへの供給電圧をオン／オフしたり、光検知素
子のゲート；圧をオン／オフしたりして制御する。この
オン／オフ制御は、演算制御部１５からの制御信号によ
って行なわれる。The photodetector 22 is composed of 4 (!, '1 photodetector elements 22a to 2' 2d arranged opposite to the light emitting elements 21a to 21d on the 1 side of the encoding unit 13. These photodetector elements The outputs of 22a to 22d are output from switches 23a to 23d.
one light emitting element 24 for output, which is turned on/off by
Commonly supplied to Then, four light emitting elements 21a~
At least Otsu 11 of 21d is lit, and this II
When the corresponding switches 23a to 23d are on, the output light emitting element 24 lights up. Note that the switch 23a
~23d only needs to be able to turn on/off the outputs J of the photodetecting elements 22a~22d, and in reality, the photodetecting elements 22
It is controlled by turning on/off the voltage supplied to a to 22d and turning on/off the gate pressure of the photodetecting element. This on/off control is performed by a control signal from the calculation control section 15.
この結果、発光素子２１とスイッチ２３の動作状態によ
り、第３図に示すような論理演算が各画素について同時
に行なわれる。As a result, depending on the operating states of the light emitting element 21 and the switch 23, logical operations as shown in FIG. 3 are performed simultaneously for each pixel.
例えば、スイッチ２３の内のスイッチ２３ａ〜２３ｃか
オフ、かつ２３ｄかオフの場合は、入力状態（ａｉｊ、
ｂｉｊ）が（１，１）の場合、すなイつち、入力画像＋
＋Δ、＋１１３の対応画素がと乙に“ｌ”となり、発
光素子２１ｄが点灯した場合のみ、発光素子２４が点灯
する。つまり、２つの入力画像１１Ａ。For example, if any of the switches 23a to 23c of the switches 23 are off, and 23d is off, the input state (aij,
bij) is (1, 1), then the input image +
The light emitting element 24 lights up only when the corresponding pixel +Δ, +113 becomes "l" and the light emitting element 21d lights up. That is, two input images 11A.
１１１３のアンドがとられろ。Take the AND of 1113.
一方、スイッチ２１ａがオフで、他の３つのスイッチ２
１ｂ〜２ Ｉ’ｄがオンの場合には、入力状態（ａｉｊ
、ｂｉＤが（０，１，）、（１，０）、（１，１）の場
合、言い替えれば、入力画ａ＋＋Ａ、ｚＢの対応画像の
一方力じＩ”となり、発光素子２１ｂ〜２１ｄの内の少
なくと乙１つが点灯した場合に、発光素子２４が点灯す
る。つまり、２つの入力画ｆａｌｌΔ。On the other hand, switch 21a is off and the other three switches 2
1b-2 When I'd is on, the input state (aij
, biD is (0,1,), (1,0), (1,1), in other words, one side of the corresponding image of input images a++A and zB becomes I'', and one of the light emitting elements 21b to 21d The light emitting element 24 lights up when at least one of the two input images falls Δ.
＋１１３のオアがとられろ。+113 or is taken.
なお、第１図の演算部１１Ｉは、入力画像＋１Ａおよび
１１１３のイクスクルーノーブオアをとっている。また
、第３図では、アンド、オア、イクスクルーシーブオア
、ナンドの４種類の演算のみ示したが、実際には、４個
のスイッチ２３ａ〜２３ｄの状態に応じて、２’＝Ｉ６
種類の組み合わせがあり、これに対応して１６種類の演
算が可能である。そして、これらの演算は、スイッチ２
３の切り替えによって選択できるようになっている。Note that the calculation unit 11I in FIG. 1 performs an exclusive or of the input images +1A and 1113. Although FIG. 3 only shows four types of operations: AND, OR, exclusive OR, and NAND, in reality, 2'=I6
There are different types of combinations, and correspondingly 16 types of calculations are possible. Then, these operations are performed using switch 2.
It can be selected by toggling 3.
次に、第・１図を参照して、符号化部１３の具体的構成
を説明する。この図において、点線で囲んだ＋Ｍ＜分か
一画累に相当し、上述した４ｇＩの発光素子２１ａ〜２
１ｄを含んでいる。そして、各発光素子２１ａ〜２１ｄ
は、上記の４つの入力状！（０，０）〜（１，１）に応
じて点滅するようノこなっている。Next, the specific configuration of the encoding section 13 will be explained with reference to FIG. In this figure, the area surrounded by the dotted line corresponds to one stroke of +M
Contains 1d. And each light emitting element 21a to 21d
The above four input letters! It is designed to blink according to (0,0) to (1,1).
なお、以下の説明においては、入力画像１１Ａ。Note that in the following description, the input image 11A will be used.
ＪＩＢはそれぞれ、波長λａ、λｂ（λａ≠λｂ）の光
によって符号化部１３に入力する乙のとし、波長かλａ
の光に感応する光検知素子を３２ａで表し、波長がλｂ
の光に感応する光検知素子を３２１）で、これら双方に
感応する光検知素子を３２ａｂで表ずらのとする。JIB is input to the encoding unit 13 by light with wavelengths λa and λb (λa≠λb), respectively, and when the wavelength or λa
A photodetecting element sensitive to light is represented by 32a, and the wavelength is λb.
A photodetecting element sensitive to the above light is denoted by 321), and a photodetecting element sensitive to both of these is denoted by 32ab.
まず、発光素子２１ａは、２つの波長λａ、λｂに感応
する光検知素子３２ａｂと並列接続され、回路電流調整
用の抵抗３３を介して電源端に接続されている。従って
、入力状態が（０，０）のときのみ光検知索子３２ａｂ
がオフとなり、発光素子２１ａが点灯する。一方、発光
素子２１ｂは、波長λａに感応する光検知素子３２ａと
並列接続され、波長＾ｂに感応する光検知素子３２ｂと
回路調整用の抵抗３３とを介してＷＥｔ端に接続されて
いる。従って、発光素子２１ｂは、入力状態が（Ｏｉ）
のとき、つまり、光検知素子３２ａがオフ、かつ３２１
）がオンのときに点灯する。First, the light emitting element 21a is connected in parallel with a photodetecting element 32ab sensitive to two wavelengths λa and λb, and connected to a power supply terminal via a resistor 33 for adjusting circuit current. Therefore, only when the input state is (0, 0), the light detection probe 32ab
is turned off, and the light emitting element 21a lights up. On the other hand, the light emitting element 21b is connected in parallel with a photodetecting element 32a sensitive to wavelength λa, and connected to the WEt terminal via a photodetecting element 32b sensitive to wavelength ^b and a resistor 33 for circuit adjustment. Therefore, the input state of the light emitting element 21b is (Oi)
In other words, when the photodetecting element 32a is off and 321
) is on.
更に、発光素子２１ｃは、波長λｂに感応する光検知素
子３２ｂと並列接続され、光検知素子３２ａと抵抗３３
とを介して電源端に接続されている。Further, the light emitting element 21c is connected in parallel with a photodetecting element 32b sensitive to wavelength λb, and the photodetecting element 32a and the resistor 33 are connected in parallel.
and is connected to the power supply end through.
従って、発光素子２１ｃは、入力状態が（１，０）のと
き、すなわち、光検知素子３２ａがオン、３２１）がオ
フのとき点灯する。最後に、発光素子２１ｄは、光検知
素子３２ａ、３２ｂ、抵抗３３を介して７ｒｉ源端に接
続され、入力状態が（１，１）のとき、つまり、光検知
素子３２ａ、３２ｂがとらにオンのときに点灯する。Therefore, the light emitting element 21c lights up when the input state is (1, 0), that is, when the photodetecting element 32a is on and the photodetecting element 321) is off. Finally, the light emitting element 21d is connected to the 7ri source terminal via the photodetecting elements 32a, 32b and the resistor 33, and when the input state is (1, 1), that is, the photodetecting elements 32a, 32b are turned on. Lights up when.
このように、４区画の発光素子２１ａ〜２Ｉｄの点灯状
、慄は、２つの入力！！ｉｉ像１１Ａ、ＩＩＢの各画素
（ｉ、ｊ）の入力状？、（ａｉｊ、ｂｉｊ）に対応する
こととなり、入力状態が符号化される。なお、光検知器
３２としては、フォトトランジスタ、または光伝導セル
を用いることができる。また、萌記のような波長感度特
性を光検知器３２に持たせるｆこめには、受光面前面に
特定波長の透過フィルタを被せればよい。In this way, the lighting conditions and tremors of the four light emitting elements 21a to 2Id are determined by two inputs! ! ii What is the input state of each pixel (i, j) of images 11A and IIB? , (aij, bij), and the input state is encoded. Note that as the photodetector 32, a phototransistor or a photoconductive cell can be used. Furthermore, in order to provide the photodetector 32 with wavelength sensitivity characteristics such as those described by Moeki, a transmission filter for a specific wavelength may be placed on the front surface of the light receiving surface.
上記発光素子２１、光検知器３２は透明なガラス基板上
に搭１戟され、一方の面側から画像１１Ａ。The light emitting element 21 and photodetector 32 are mounted on a transparent glass substrate, and the image 11A is viewed from one side.
１１１３を入力して、光検知器３２で画像の入力状態を
検知するとともに、各画素当たり４つずつ設けられた発
光素子２１ａ〜２１ｄの点滅状態を、画像入力端と反対
側の面に出力させることにより、符号化状態として出力
することができる。なお、これらの構成を含め、符号化
部１３の更に具体的な構成については後述する。1113 is input, the photodetector 32 detects the input state of the image, and outputs the blinking state of the light emitting elements 21a to 21d, four of which are provided for each pixel, to the surface opposite to the image input end. By doing so, it is possible to output the encoded state. Note that a more specific configuration of the encoding unit 13 including these configurations will be described later.
次に、第５図を参照して、演算部１４の構成を説明する
。図において、点線で囲んだ部分が一画素に相当してい
る。この部分は、一端が演算制御部Ｉ５の制御ラインＶ
ａ〜Ｖ （Ｉに接続されろ一方、他端が共通に接続さ、
Ｂ−１，た・１個の光検ｙＩ＋素子２２ａ〜２２ｄと、
アノードが抵抗３３を介して面記共通接続端に接続され
るとともに、カソードがアース端に接続された発光素子
２４とから構成されている。これらの構成要素は、透明
なガラス基板上に構成され、各画素毎に、符号化部１３
の発光素子２１ａ〜２１ｄと、演算部１４の光検知素子
２２ａ〜２２（１とが対向するように配置されている。Next, the configuration of the calculation section 14 will be explained with reference to FIG. In the figure, the area surrounded by a dotted line corresponds to one pixel. One end of this part is the control line V of the calculation control unit I5.
a to V (one end is connected to I, the other end is connected to common,
B-1, one optical detection yI+ element 22a to 22d,
It is composed of a light emitting element 24 whose anode is connected to the common connection terminal shown on the surface via a resistor 33 and whose cathode is connected to the ground terminal. These components are constructed on a transparent glass substrate, and each pixel is encoded by an encoding unit 13.
The light emitting elements 21a to 21d and the light detecting elements 22a to 22 (1) of the calculation unit 14 are arranged to face each other.
また、発光素子２４の出力光は、入力側と反対の方向に
投光される。Further, the output light of the light emitting element 24 is projected in a direction opposite to the input side.
ここで、例えば、ル１１算制御部１５の制御ラインＶｄ
にのみ電圧が印加されたときには、各画素の光検知素子
２２ｄだけがオンとなる。従って、符号化部１３の発光
素子２１ｄが点灯したときのみ、演算部１４の発光素子
２４が点灯する。つまり、第３図に示すように、入力画
像１１Ａ、ｌｌ［３の各画素信号の論理積（Ａ Ｎ Ｄ
）として演Ｗ結果が出力される。Here, for example, the control line Vd of the calculation control unit 15
When a voltage is applied only to the photodetector element 22d of each pixel, only the photodetector element 22d of each pixel is turned on. Therefore, only when the light emitting element 21d of the encoding section 13 lights up, the light emitting element 24 of the calculation section 14 lights up. In other words, as shown in FIG. 3, the AND (A N D
) is output as the performance W result.
同様に、Ｖａ以外の制御ラインＶｂ−Ｖｄｔ、：電圧が
印加されたときには、上記各画素信号の論理和（ＯＲ）
の演算結果が出力される。以下、同様に、制御ラインＶ
ａ＝Ｖｄに対する電圧の与え方により、第６図に示す１
６種類の演算を、各画素毎に同時に実行することかでき
る。Similarly, when a voltage is applied to the control line Vb-Vdt other than Va, the logical sum (OR) of each pixel signal is applied.
The calculation result is output. Similarly, the control line V
1 shown in FIG. 6 depending on how the voltage is applied to a=Vd.
Six types of operations can be executed simultaneously for each pixel.
第７図は、上記演算部１４の変形例１４Ａの構成を示す
ものである。この変形例＋４Ａが上記演算部Ｉ４と異な
る点は次の通りである。FIG. 7 shows the configuration of a modification 14A of the arithmetic unit 14. This modified example +4A differs from the above calculation unit I4 in the following points.
■各画素の光検知素子２２ａ〜２２ｄの共通接続端に、
電圧Ｖを共通に供給する点。■At the common connection end of the photodetector elements 22a to 22d of each pixel,
Point where voltage V is commonly supplied.
■光検知素子２２ａ〜２２ｄに３端子形のフォトトラン
ジスタを用い、その各ゲートを、演算制御部１５の制御
ラインＶａ−Ｖｄに接続し、制御ラインＶａ＝Ｖｄから
電圧を印加することにより、光検知素子を選択する上う
にした点。■ Three-terminal phototransistors are used as the photodetecting elements 22a to 22d, each gate of which is connected to the control line Va-Vd of the arithmetic and control unit 15, and a voltage is applied from the control line Va=Vd to detect light. Points to note when selecting a sensing element.
この演算部１４Ａによっても、演算部１４と同様の作用
、効果を奏することができる。This calculation unit 14A can also provide the same functions and effects as the calculation unit 14.
［具体例１ ］
（１）第４図に示す符号化部１３を、第８図に示す、５
ｃｍ口、１ｍｍ厚の石英基板５１の上に形成した。試作
した笥号化部１３は、画素寸法が３×３ｍｍ、画素数が
ｌ０ＸＩＯであり、全部で７００個の薄膜フォトトラン
ジスタ３２（第４図の３２ａ。[Specific Example 1] (1) The encoding unit 13 shown in FIG.
It was formed on a quartz substrate 51 with a diameter of 1 mm and a thickness of 1 mm. The prototype part 13 has a pixel size of 3×3 mm, a pixel count of 10×IO, and a total of 700 thin film phototransistors 32 (32a in FIG. 4).
３２ｂ、３２ａｂに相当）と４００個の発光ダイオード
２１（第４図の発光素子２１に相当）とから構成される
。32b, 32ab) and 400 light emitting diodes 21 (corresponding to the light emitting elements 21 in FIG. 4).
薄膜フォトトランジスタ３２は、石英基板５Ｉ上にポリ
シリコン膜５２をＣＶＤ法によって成長させた後、ソー
ス電極５３とドレイン電極５４とを配して形成した。ま
た、プラズマＣＶＤ法により、窒化シリコン膜からなる
ゲート絶縁膜５５を形成した。更に、薄膜フォトトラン
ジスタ３２の受光面の前部には、赤及び緑の波長を通過
させる色ガラスフィルタ５６を必要に応じて配置した。The thin film phototransistor 32 was formed by growing a polysilicon film 52 on a quartz substrate 5I by CVD, and then arranging a source electrode 53 and a drain electrode 54. Furthermore, a gate insulating film 55 made of a silicon nitride film was formed by plasma CVD. Further, in front of the light receiving surface of the thin film phototransistor 32, a colored glass filter 56 that passes red and green wavelengths is arranged as necessary.
また、石英基板５１上に、０．７ｍｍ口の発光ダイオー
ドデツプ２１を、ハイブリッドに搭、成し、ワイヤボン
ディング５７により、薄膜フォトトランジスタ３２と接
続した。発光ダイオード２１には、ＧａΔｓＩ）の赤色
発光のものを用いた。Further, a light emitting diode depth 21 with a diameter of 0.7 mm was mounted on a quartz substrate 51 in a hybrid manner, and connected to a thin film phototransistor 32 by wire bonding 57 . As the light emitting diode 21, a red light emitting diode of GaΔsI was used.
こうして、薄膜フォトトランジスタ３２に受光された入
力光５８か、上述しノじょうにして符号化され、発光ク
イオード２１から符号化出力光５つとして放射される。In this way, the input light 58 received by the thin film phototransistor 32 is encoded as described above and emitted from the light emitting diode 21 as five encoded output lights.
（２）同様にして、１１１算部Ｉ４についても、第５図
の回路構成により、石英基板上に薄膜フォトトランジス
タを形成し、発光ダイオードをハイブリッドに搭載した
。画素寸法は３ Ｘ ３ ｍｍ、画素数１０ＸＩＯであ
り、各画素毎に符号化部１３の発光ダイオード２Ｉと、
演算部１４の薄膜フォトトランジスタとが対向するよう
に、符号化部１３と演算部１４の各石英基板が重ねて配
置された。(2) Similarly, for the 111 calculation section I4, a thin film phototransistor was formed on a quartz substrate and a light emitting diode was mounted in a hybrid manner using the circuit configuration shown in FIG. The pixel size is 3 x 3 mm, the number of pixels is 10XIO, and each pixel has a light emitting diode 2I of the encoding unit 13,
The quartz substrates of the encoding section 13 and the arithmetic section 14 were placed one on top of the other so that the thin film phototransistor of the arithmetic section 14 faced each other.
上記の構成において、Ｈｅ−Ｎｅレーザ（赤）、及びＡ
ｒレーザ（緑）の２つの光源により、入力画像１１Ａ
、ｌ １１３をそれぞれ、符号化部１３の薄膜フォトト
ランジスタ３２に結像させることにより入力した。この
場合、各薄膜フォトトランジスタ３２には、抵抗３３を
介して、＋５Ｖの直流電圧を印加した。また、演算部１
４の制御ラインＶａ〜Ｖｄには、演算の種類に応じて選
択的に、演算制御部Ｉ５から＋５Ｖの電圧を印加した。In the above configuration, the He-Ne laser (red) and the A
Input image 11A is generated by two light sources of r laser (green).
, l 113 were respectively input by forming images on the thin film phototransistor 32 of the encoding unit 13. In this case, a DC voltage of +5 V was applied to each thin film phototransistor 32 via a resistor 33. In addition, the calculation unit 1
A voltage of +5 V was applied to the control lines Va to Vd of No. 4 from the calculation control unit I5 selectively depending on the type of calculation.
以上の条件の下に、制御ラインＶａ−Ｖｄへの印加電圧
を選択することにより、１６翻類の演Ｘ７ ＋’１！ｉ
果が、演算部Ｉ・１の発光ダイオード２・Ｉの点、或に
より表示されることが確認できた。Under the above conditions, by selecting the voltage applied to the control lines Va-Vd, the 16-translation expression X7 +'1! i
It was confirmed that the result was displayed by the point of the light emitting diode 2.I of the calculation section I.1.
［置体例２ コ
以上の例では、波長か異なる２つの光を用いて画像を入
力したが、２つの毘なる偏光状態で画像の入力を行って
乙、同様の作用、効果を得ることができろ。例えば、第
８図に示す色ガラスフィルタ５８に代えて、偏光方向が
互いに直交する２種の偏光板を配置するととムに、偏光
方向が互いに直交したｌ１ｅ−Ｎｃレーザ光により、画
像１１Ａ。[Object placement example 2] In the above example, the image was input using two lights with different wavelengths, but the same action and effect can be obtained by inputting the image in two different polarization states. reactor. For example, if two types of polarizing plates with polarization directions perpendicular to each other are arranged in place of the colored glass filter 58 shown in FIG. 8, the image 11A will be produced by the l1e-Nc laser beam with polarization directions perpendicular to each other.
１１ｒ３を入力さＵ゛ろごとにより、第４図と全く同し
回路で同じ動作が可能となる。By inputting 11r3, the same operation as in FIG. 4 is possible with the same circuit.
なお、以上の例で用いた発光素子２１．２１１の代わり
に、透過光の透過率を変化さＵ−ろような光ツヤツタを
用いて乙よい。例えば、液晶セルのような、電圧により
透過率の変化する乙のを、発光素子２１．２・１の代わ
りに配置すれば、光検出素子３２．２２を流れる電流の
強弱によって、液晶セルへの印加電圧が変化して透過率
が変わるので、発光素子の点滅と同様の作用を遂行でき
る。Incidentally, instead of the light emitting elements 21 and 211 used in the above example, it may be possible to use a light gloss with a variable transmittance of transmitted light. For example, if a liquid crystal cell whose transmittance changes depending on voltage is placed in place of the light emitting element 21.2.1, the strength of the current flowing through the photodetector element 32.22 will affect the liquid crystal cell. Since the transmittance changes as the applied voltage changes, an effect similar to that of blinking a light emitting device can be achieved.
［発明の効果コ
以上説明したように、この発明は、二次元的なデータを
時系列的なデータに変換することなく、ふ画素ｍに空間
的に同時に処理することができるため、クロック制御が
不要であるとともに、二次元データをきわめて高速に処
理することができるＦｌ１点を持つ。また、簡単なスイ
ッチの切替制御によって、多数の演算の中から任意の演
算を選択できるので、処理に柔軟性を持たせることので
きる利点６得られる。従って、この発明は、大規模な二
次元データの演算や画像処理に応用でき、高速かつ柔軟
な演算処理を行わせることができる。[Effects of the Invention] As explained above, the present invention can spatially simultaneously process two-dimensional data to pixels m without converting it to time-series data, which makes clock control possible. It has an Fl1 point that is unnecessary and can process two-dimensional data at extremely high speed. Further, since any calculation can be selected from among a large number of calculations by simple switch control, an advantage 6 can be obtained in that processing can be made more flexible. Therefore, the present invention can be applied to large-scale two-dimensional data calculations and image processing, and can perform high-speed and flexible calculation processing.
第１図はこの発明の一実施例の構成を示す概観図、第２
図は同実施例の一画素分の（Ｉ′４成を示す模式図、第
３図は同実施例における入力画素に対する論理演算の原
理を説明するための図、第４図は同実惟例の符号化部１
３の構成を示す回路図、第５図は同実施例の演算部１４
の構成を示す回路図、第６図は同実施例のすへての論理
演算を示す図、第７図は同実施例のｊｉｊＪ算部１ ｌ
Ｉの変形例Ｉ４Δの構成を示す回路図、第８図は符号化
部１３の具体的構成を示すデバイス構成図、第９図は従
来の光論理演算を説明するための概観図である。
１１・・・・・・入力画像、１２・・・・・結像光学系
、Ｉ３・・・・・・符号化部、１４．１，１Ａ・・・・
・・演算部、１５・・・・・演算制御部′、
２１・・・・・・符号化部の発光素子、２２・・・・・
演算部の光検知器、２３・・す・スイッチ、２・１・・
・・・ｉｉ’＋ｉ算部の発光素子、３２・・・符号化部
の光検知器。
第１図
第２図
第４図
第６図FIG. 1 is an overview diagram showing the configuration of an embodiment of the present invention, and FIG.
The figure is a schematic diagram showing the (I'4 configuration) for one pixel of the same embodiment, FIG. 3 is a diagram for explaining the principle of logical operation on the input pixel in the same embodiment, and FIG. Encoding unit 1 of
FIG. 5 is a circuit diagram showing the configuration of No. 3, and FIG. 5 is the arithmetic unit 14 of the same embodiment.
6 is a diagram showing all logical operations of the same embodiment, and FIG. 7 is a circuit diagram showing the configuration of the same embodiment.
FIG. 8 is a device configuration diagram showing a specific configuration of the encoding section 13, and FIG. 9 is an overview diagram for explaining a conventional optical logic operation. 11... Input image, 12... Imaging optical system, I3... Encoding unit, 14.1, 1A...
...Arithmetic section, 15...Arithmetic control section', 21...Light emitting element of encoding section, 22...
Photodetector of calculation section, 23...Switch, 2.1...
. . . ii'+i light emitting element of calculation section, 32 . . . photodetector of encoding section. Figure 1 Figure 2 Figure 4 Figure 6
Claims (7)
データの対応画素間に論理演算を施して新たな二次元デ
ータを得るようにした光論理演算の方法において、 波長、偏光面等の光学的特性が異なる複数の光によって
、それぞれの二次元データを入力し、前記光学的特性の
異なる光に対して異なった反応をする光検知器により、
前記二次元データの各画素に対応する光信号を一斉に検
知し、検知した入力状態を、各画素当たり複数個設けら
れた点滅素子の点滅状態に変換して符号化し、 前記点滅素子に対向して設けられ、演算制御部からの信
号によってオン／オフ制御される光検知器によって、前
記点滅素子の点滅を検出し、この検出状態により各画素
毎に設けられた出力用の点滅素子を点滅させること を特徴とする光論理演算の方法。(1) In a method of optical logical operation in which multiple sets of two-dimensional data such as images are input and logical operations are performed between corresponding pixels of each two-dimensional data to obtain new two-dimensional data, wavelength, polarization plane A photodetector that receives two-dimensional data from multiple lights with different optical properties such as
Detecting the optical signals corresponding to each pixel of the two-dimensional data all at once, converting the detected input state into the blinking state of a plurality of blinking elements provided for each pixel and encoding it, and facing the blinking element. The blinking of the blinking element is detected by a photodetector which is provided on the wafer and controlled on/off by a signal from the arithmetic control unit, and the output blinking element provided for each pixel is caused to blink based on this detection state. A method of optical logical operation characterized by the following.
することを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の光論
理演算の方法。(2) The optical logical operation method according to claim 1, wherein the plurality of lights having different optical characteristics have different wavelengths.
異とすることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
光論理演算の方法。(3) The optical logical operation method according to claim 1, wherein the plurality of lights having different optical characteristics have different polarization states.
ータの対応画素間に論理演算を施して新たな二次元デー
タを得るようにした光論理演算の装置において、 波長、偏光面等の光学的特性が異なった複数の光によっ
て、前記複数の二次元データを同一平面上に投射・入力
する入力光学系と、 前記各画素毎に複数個設けられ、前記光学的特性が異な
る光に対して異なった反応をなし、かつ前記同一平面上
に結像された複数の二次元データを各画素毎に一斉に検
知する光検知素子と、各画素当たり複数個設けられ、か
つ前記光検知素子によって検知された入力状態に応じて
点滅し、前記入力状態を符号化する点滅素子とからなる
符号化部と、 前記各点滅素子に対向して設けられ、前記点滅素子の点
滅状態を検出する光検知素子と、各画素当たり１つずつ
設けられ、前記光検知素子の検出状態に応じて点滅する
出力用の点滅素子とからなる演算部と、 前記演算部の光検知素子をオン／オフ制御する演算制御
部と を具備することを特徴とする光論理演算の装置。(4) In an optical logic operation device that inputs multiple two-dimensional data such as images and performs logical operations between corresponding pixels of each two-dimensional data to obtain new two-dimensional data, wavelength, plane of polarization, etc. an input optical system that projects and inputs the plurality of two-dimensional data onto the same plane using a plurality of lights having different optical characteristics; a photodetecting element that reacts differently to each pixel and simultaneously detects a plurality of two-dimensional data imaged on the same plane for each pixel; and a plurality of photodetecting elements provided for each pixel; an encoding unit comprising a blinking element that blinks in response to an input state detected by the input state and encodes the input state; and a light provided opposite to each of the blinking elements to detect the blinking state of the blinking element. a calculation unit including a detection element and an output blinking element provided for each pixel and blinking according to the detection state of the photodetection element; and controlling on/off of the photodetection element of the calculation unit. 1. An optical logic operation device, comprising: an operation control section.
れも透明基板上に配置され、かつ前記点滅素子は発光素
子からなり、前記光検知素子と直列または並列に接続さ
れたことを特徴とする特許請求の範囲第４項記載の光論
理演算の装置。(5) The blinking element and the photodetecting element of the encoding section are both arranged on a transparent substrate, and the blinking element is made of a light emitting element and is connected in series or parallel with the photodetecting element. An optical logic operation device according to claim 4.
ィルタ、もしくは偏光板を配置したことを特徴とする特
許請求の範囲第４項または第５項記載の光論理演算の装
置。(6) The optical logic operation device according to claim 4 or 5, characterized in that a wavelength filter or a polarizing plate is disposed in front of the light receiving section of the photodetecting element of the encoding section.
滅素子は、いずれも透明基板上に配置されて互いに接続
され、かつ前記演算制御部は、前記演算部の光検知素子
それぞれにオン／オフ切替信号を供給するように接続さ
れたことを特徴とする特許請求の範囲第４項〜第６項い
ずれかの項記載の光論理演算の装置。(7) The photodetecting element and the output blinking element constituting the arithmetic unit are both arranged on a transparent substrate and connected to each other, and the arithmetic control unit is configured to turn on each of the photodetecting elements of the arithmetic unit. 7. The optical logic operation device according to claim 4, wherein the optical logic operation device is connected to supply a /off switching signal.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61182996A JPS6338924A (en) | 1986-08-04 | 1986-08-04 | Method and device for optical logical operation |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61182996A JPS6338924A (en) | 1986-08-04 | 1986-08-04 | Method and device for optical logical operation |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6338924A true JPS6338924A (en) | 1988-02-19 |
Family
ID=16127933
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61182996A Pending JPS6338924A (en) | 1986-08-04 | 1986-08-04 | Method and device for optical logical operation |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6338924A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5488387A (en) * | 1989-03-07 | 1996-01-30 | Sharp Kabushiki Kaisha | Method for driving display device |
| US5590018A (en) * | 1994-07-25 | 1996-12-31 | Hitachi, Ltd. | Arrangement of arrestors in a gas-insulated switchgear |
-
1986
- 1986-08-04 JP JP61182996A patent/JPS6338924A/en active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5488387A (en) * | 1989-03-07 | 1996-01-30 | Sharp Kabushiki Kaisha | Method for driving display device |
| US5590018A (en) * | 1994-07-25 | 1996-12-31 | Hitachi, Ltd. | Arrangement of arrestors in a gas-insulated switchgear |
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