光运算系统技术方案

本发明专利技术实现一种光运算系统，其除了表示运算后的信息的信号光之外，还能够获得表示运算前的信息的信号光。光运算系统(10)具备包含n个光衍射元件(1a、1b、1c)的光衍射元件组(11)。各光衍射元件(1a、1b、1c)由多个单元构成，该多个单元分类成单元C1、单元C2这两个种类的单元，且厚度或折射率相互独立地设定。在各光衍射元件(1a、1b、1c)中，单元C1的厚度或折射率设定为，当遮蔽属于光衍射元件组(11)的各光衍射元件(1a、1b、1c)的单元C2时，由光衍射元件组(11)执行的光运算为恒等运算。(11)执行的光运算为恒等运算。(11)执行的光运算为恒等运算。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】光运算系统


[0001]本专利技术涉及一种进行光运算的光衍射元件。另外，涉及一种具备这种光衍射元件的光运算系统。

技术介绍

[0002]已知一种光衍射元件，其设计为，具有折射率分别独立设定的多个微单元，使透过各微单元的光相互干涉，从而以光学方式执行预定的运算。关于使用光衍射元件进行的光学方式的运算，与使用处理器进行的电运算相比而言，速度快且消耗功率低。在专利文献1中公开了一种具有输入层、中间层、以及输出层的光神经网络。上述的光衍射元件例如能够作为这种光神经网络的中间层使用。现有技术文献专利文献
[0003]专利文献1：美国专利第7847225号说明书

技术实现思路

(一)要解决的技术问题
[0004]有时，在运算中需要参照运算前的信息及运算后的信息双方。例如，缺陷提取运算是这种运算的一例，所述缺陷提取运算从图像中提取被摄体的缺陷，通过将运算后的图像与运算前的图像进行合成，从而能够获得使检查者容易目视确认被摄体在什么部位有什么缺陷的图像。但是，关于在现有的使用光衍射元件的光运算系统中得到的信号光，仅包含表示运算后的信息的信号光，不包含表示运算前的信息的信号光。因此，现有的光衍射元件不适于需要参照运算前的信息及运算后的信息双方的运算。
[0005]本专利技术一方式针对上述问题而完成，其目的在于，实现一种光运算系统，其除了表示运算后的信息的信号光之外，还能够获得表示运算前的信息的信号光。(二)技术方案
[0006]本专利技术一方式的光运算系统具备包含n个(n是2以上的自然数)光衍射元件的光衍射元件组，属于所述光衍射元件组的各光衍射元件由多个单元构成，该多个单元分类成单元C1、单元C2这两个种类的单元，且厚度或折射率相互独立地设定，属于所述光衍射元件组的各光衍射元件的单元C1的厚度或折射率设定为，当遮蔽属于所述光衍射元件组的各光衍射元件的单元C2时，由所述光衍射元件组执行的光运算为恒等运算。(三)有益效果
[0007]根据本专利技术一方式，能够实现一种光运算系统，其除了表示运算后的信息的信号光之外，还能够获得表示运算前的信息的信号光。
附图说明
[0008]图1是表示本专利技术的一个实施方式的光衍射元件的结构的俯视图。
图2是将图1所示的光衍射元件的一部分放大后的立体图。图3是表示具备图1所示的光衍射元件的光运算系统的主要部位结构的立体图。图4是表示图3所示的光运算系统的第一变形例的立体图。图5是表示图3所示的光运算系统的第二变形例的立体图。图6是表示图3所示的光运算系统的第三变形例的立体图。
具体实施方式
[0009](光衍射元件的结构)参照图1及图2对本专利技术一实施方式的光衍射元件1的结构进行说明。图1是光衍射元件1的俯视图。图2是将光衍射元件1的一部分(在图1中用虚线包围的部分)放大后的立体图。
[0010]光衍射元件1是平板状的光衍射元件，包含相位变化量相互独立地设定的多个微单元(权利要求书中的“单元”的一例)。在此，微单元是指单元尺寸不足10μm的单元。另外，单元尺寸是指单元面积的平方根。例如，在微单元的俯视图形状是正方形的情况下，所谓的单元尺寸是单元的一边的长度。单元尺寸的下限没有特别限定，例如是1nm。
[0011]图1所例示的光衍射元件1由呈矩阵状配置的12
×
12个微单元构成。各微单元的俯视图形状是1μm
×
1μm的正方形，光衍射元件1的俯视图形状是12μm
×
12μm的正方形。
[0012]在光衍射元件1中包含针对不同的光运算提供的微单元C1、微单元C2这两个种类的微单元。微单元C1(在图1中以白色表示的单元)及微单元C2(在图1中以阴影表示的单元)分别呈交错状配置。即配置为，各微单元C1介由其四边分别与四个微单元C2相邻，并且各微单元C2介由其四边分别与四个微单元C1相邻。光衍射元件1进行：(1)通过使透过微单元C1的光相互干涉而实现的第一光运算；以及(2)通过使透过微单元C2的光相互干涉而实现的第二光运算。对于第一光运算、以及第二光运算的内容，将在后面参照不同的附图进行说明。
[0013]作为对每个单元独立设定构成光衍射元件1的各微单元的相位变化量的方法，可举出(1)对每个微单元独立设定微单元的厚度的方法、(2)独立选择微单元的折射率的方法。在本实施方式中，采用能够通过纳米印刷实现的(1)的方法。在这种情况下，如图2所示，各微单元C1、单元C2由具有正方形底面的四棱柱状的柱构成。
[0014](光运算系统的结构)参照图3对包含光衍射元件1的光运算系统10的结构进行说明。图3是表示光运算系统10的结构的立体图。
[0015]光运算系统10具备：光衍射元件组11、发光装置12、受光装置13。
[0016]光衍射元件组11由相互平行排列的n个光衍射元件1构成。在此，n是2以上的自然数，在本实施方式中是3。以下，在需要对这些光衍射元件1进行相互区别的情况下，将从发光装置12侧算起第一个光衍射元件1称为第一光衍射元件1a，将从发光装置12侧算起第二个光衍射元件1称为第二光衍射元件1b，将从发光装置12侧算起第三个光衍射元件1称为第三光衍射元件1c。
[0017]发光装置12是用于生成向光衍射元件组11输入的信号光的装置。发光装置12具有呈矩阵状配置的多个单元，例如由二维显示器构成。发光装置12的单元与光衍射元件1的微
单元例如一一对应。从发光装置12的各单元输出的信号光向与该单元对应的第一光衍射元件1a的微单元输入。
[0018]透过了第一光衍射元件1a的各微单元C1的信号光主要与透过了第一光衍射元件1a的其它微单元C1的信号光干涉，主要向第二光衍射元件1b的各微单元C1输入。另一方面，透过了第一光衍射元件1a的各微单元C2的信号光主要与透过了第一光衍射元件1a的其它微单元C2的信号光干涉，主要向第二光衍射元件1b的各微单元C2输入。
[0019]另外，透过了第二光衍射元件1b的各微单元C1的信号光主要与透过了第二光衍射元件1b的其它微单元C1的信号光干涉，主要向第三光衍射元件1c的各微单元C1输入。另一方面，透过了第二光衍射元件1b的各微单元C2的信号光主要与透过了第二光衍射元件1b的其它微单元C2的信号光干涉，主要向第三光衍射元件1c的各微单元C2输入。
[0020]受光装置13是用于检测从光衍射元件组11输出的信号光的装置。受光装置13具有呈矩阵状配置的多个单元，例如由二维图像传感器构成。受光装置13的单元与光衍射元件1的微单元一一对应。透过了第三光衍射元件1c的各微单元C1的信号光主要与透过了第三光衍射元件1c的其它微单元C1的信号光干涉，主要向在受光装置13中与微单元C1对应的各单元输入。另一方面，透过了第三光衍射元件1c的各微单元C2的信号光主要与透过了第三光衍射元件1c的其它微单元C2的信号光干涉，主要向在受光装置13中与微单元C2对应的各单元输入。
[0021]光衍射元件1a～1c的各微单元C1的厚本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种光运算系统，其特征在于，具备包含n个光衍射元件的光衍射元件组，其中，n是2以上的自然数，属于所述光衍射元件组的各光衍射元件包含多个单元，该多个单元分类成单元C1、单元C2这两个种类的单元，且厚度或折射率相互独立地设定，属于所述光衍射元件组的各光衍射元件的单元C1的厚度或折射率设定为，当遮蔽属于所述光衍射元件组的各光衍射元件的单元C2时，由所述光衍射元件组执行的光运算为恒等运算。2.据权利要求1所述的光运算系统，其特征在于，在属于所述光衍射元件组的各光衍射元件中，单元C1及单元C2分别呈交错状配置。3.根据权利要求1或2所述的光运算系统，其特征在于，还具备以下两方中的一方或者双方，即：在属于所述光衍射元件组的第一个光衍射元件的前级配置的1个以上的其它光衍射元件；以及在属于所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：日下裕幸，柏木正浩，
申请(专利权)人：株式会社藤仓，
类型：发明
国别省市：