光运算装置及光运算方法制造方法及图纸

光运算装置(1)具备光衍射元件组(11)。光衍射元件组(11)由具有光运算功能的至少一个光衍射元件(11a1～11an)构成，且配置为，由配置于光运算装置(1)外部且为显示器以外的非发光体的对象物(S)反射或散射的光、或者由配置于光运算装置(1)外部且为显示器以外的发光体的对象物(S)发出的光依次通过光衍射元件组(11)所包含的各光衍射元件(11ai)。(11)所包含的各光衍射元件(11ai)。(11)所包含的各光衍射元件(11ai)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】光运算装置及光运算方法


[0001]本专利技术涉及一种使用光衍射元件进行光运算的光运算装置及光运算方法。

技术介绍

[0002]已知一种光衍射元件，其设计为具有多个单元并使透过了各单元的信号光相互干涉，从而以光学方式执行预定的运算。这种采用光衍射元件的光学运算与采用处理器的电运算相比具有高速且低功耗的优点。另外，通过使排列配置的两个以上的光衍射元件依次对信号光进行作用，从而能够实现多级光运算(两级以上的光运算)。
[0003]专利文献1公开了一种具有输入层、中间层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
[0004]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
[0005]但是，在现有的光运算装置中，通过将来自显示器的光向光衍射元件组输入，从而进行针对对象物的视觉信息的光运算，其中，所述显示器显示有将对象物作为被摄体包含在内的图像。因此，为了形成将对象物作为被摄体包含在内的图像，需要使用图像传感器将光信号转换为电信号。另外，为了显示将对象物作为被摄体包含在内的图像，需要使用显示器将电信号转换为光信号。因此，对于现有的光运算装置而言，在速度和效率这两方面具有改进空间。
[0006]本专利技术的一个方式针对上述问题做出，其目的在于，实现一种光运算装置或光运算方法，其能够高速且高效地执行光运算。(二)技术方案
[0007]为了解决上述问题，本专利技术一方式的光运算装置具备由具有光运算功能的至少一个光衍射元件构成的光衍射元件组，该光衍射元件组配置为，由配置于所述光运算装置的外部且为显示器以外的非发光体的对象物反射或散射的光、或者由配置于所述光运算装置的外部且为显示器以外的发光体的对象物发出的光依次通过所述光衍射元件组中包含的各光衍射元件。
[0008]为了解决上述问题，本专利技术一方式的光运算方法使用光运算装置进行光运算，所述光运算装置具备由至少一个光衍射元件构成的光衍射元件组，由配置于所述光运算装置的外部且为显示器以外的非发光体的对象物反射或散射的光、或者由配置于所述光运算装置的外部且为显示器以外的发光体的对象物发出的光依次通过所述光衍射元件组中包含的各光衍射元件。(三)有益效果
[0009]根据本专利技术的一个方式，能够实现一种光运算装置或光运算方法，其能够高速且高效地执行光运算。
附图说明
[0010]在图1中，(a)是本专利技术一实施方式的光运算装置的立体图，(b)是该光运算装置的俯视图。在图2中，(a)和(b)分别是图1所示光运算装置具备的第一光衍射元件和滤光器(光阑)的俯视图，(a)表示来自接近第一光衍射元件的光轴的点的光(信号光)的情况，(b)表示来自远离第一光衍射元件的光轴的点的光(噪声光)的情况。在图3中，(a)是图1所示光运算装置具备的光衍射元件的俯视图，(b)是将该光衍射元件的一部分放大的立体图。在图4中，(a)是图1所示光运算装置的第一变形例的光运算装置的立体图，(b)是该光运算装置的俯视图。在图5中，(a)和(b)分别是图4所示光运算装置具备的第一光衍射元件和滤光器(块)的俯视图，(a)表示来自接近第一光衍射元件的光轴的点的光(信号光)的情况，(b)表示来自远离第一光衍射元件的光轴的点的光(噪声光)的情况。在图6中，(a)是图1所示光运算装置的第二变形例的光运算装置的立体图，(b)是该光运算装置的俯视图。在图7中，(a)和(b)分别是图6所示光运算装置具备的第一光衍射元件和滤光器(透镜)的俯视图，(a)表示来自接近第一光衍射元件的光轴的点的光(信号光)的情况，(b)表示来自远离第一光衍射元件的光轴的点的光(噪声光)的情况。图8是图1所示光运算装置的第三变形例的光运算装置的立体图。
具体实施方式
[0011](光运算装置的结构)参照图1对本专利技术一实施方式的光运算装置1的结构进行说明。图1的(a)是光运算装置1的立体图，图1的(b)是光运算装置1的俯视图。
[0012]如图1所示，光运算装置1具备光衍射元件组11和滤光器12。
[0013]光衍射元件组11是n个光衍射元件11a1～11an的集合。在此，n是1以上的任意的自然数。各光衍射元件11ai是具有光运算功能的元件，也就是具有按照预定的转换规则对信号光的二维强度分布进行转换的功能的元件。这里，i是1以上n以下的各自然数。在图1中，将3个光衍射元件11a1～11a3的集合图示为光衍射元件组11。对于各光衍射元件11ai的具体例将参照图3在后面记述。
[0014]在光衍射元件组11中，第一光衍射元件11a1、第二光衍射元件11a2、
…
、以及第n光衍射元件11an在信号光的光路上排列配置于一直线。因此，输入到光衍射元件组11的信号光依次透过第一光衍射元件11a1、第二光衍射元件11a2、
…
、以及第n光衍射元件11an。因此，在光衍射元件组11中，对信号光依次执行基于第一光衍射元件11a1的第一光运算、基于第二光衍射元件11a2的第二光运算、
…
、以及基于第n光衍射元件11an的第n光运算。从光衍射元件组11输出的信号光的二维强度分布表示这些运算的运算结果。
[0015]滤光器12配置在光衍射元件组11的前级。滤光器12是用于选择性地将沿着特定方向行进的光导向光衍射元件组11的结构，所述特定方向与被最先入射信号光的第一光衍射元件11a1的光轴L1所成的角θ为特定角度以下。在本实施方式中，使用具有开口12a的光阑作为滤光器12。因此，上述的特定角度是光轴L1与通过作为光阑的滤光器12的开口12a并向第一光衍射元件11a1入射的光线的光轴所成的角的最大值θ1。向滤光器12入射的光中的、行进方向与光轴L1所成的角θ比特定角度θ1大的光被滤光器12吸收。
[0016]在现有的光运算装置中，通过将来自显示器的光向光衍射元件组输入，从而进行针对对象物S的视觉信息的光运算，其中，所述显示器显示有将对象物S作为被摄体包含在内的图像。与此相对，在本实施方式的光运算装置1中，通过将来自对象物S本身的光向光衍射元件组11输入，从而进行针对对象物S的视觉信息的光运算。因此，光衍射元件组11配置为，来自对象物S本身的光依次通过光衍射元件组11所包含的n个光衍射元件11a1～11a。在此，对象物S是指配置于光运算装置11外部的、显示器以外的物体。另外，在对象物S是非发光体的情况下，来自对象物S本身的光是指被对象物S反射或散射的光，在对象物S是发光体的情况下，来自对象物S本身的光是指从对象物S发出的光。由此，在本实施方式的光运算装置1中，无需为了形成将对象物S作为被摄体包含在内的图像而将光信号转换为电信号。另外，无需为了显示将对象物S作为被摄体包含在内的图像而将电信号转换为光信号。因此，根据本实施方式的光运算装置1，与现有的光运算装置相比而言，能够高速且高效地执行针对对象物S的视觉信息的光运算。
[0017]另外，光运算装置1可以还具备将从本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种光运算装置，其具备由具有光运算功能的至少一个光衍射元件构成的光衍射元件组，其特征在于，所述光衍射元件组配置为，由配置于所述光运算装置的外部且为显示器以外的非发光体的对象物反射或散射的光、或者由配置于所述光运算装置的外部且为显示器以外的发光体的对象物发出的光依次通过所述光衍射元件组中包含的各光衍射元件。2.根据权利要求1所述的光运算装置，其特征在于，还具备滤光器，该滤光器配置于所述光衍射元件组的前级，所述滤光器选择性地透过沿着特定方向行进的光，该特定方向与第一光衍射元件的光轴所成的角为特定角度以下，其中该第一光衍射元件是所述光衍射元件组所包含的被最先入射信号光的光衍射元件。3.根据权利要求2所述的光运算装置，其特征在于，所述滤光器是光阑，所述特定角度是所述第一光衍射元件的光轴与通过所述光阑的开口并向所述第一光衍射元件入射的光线所成的角的最大值。4.根据权利要求2所述的光运算装置，其特征在于，所述滤光器是由折射率比空气高的材料构成的块，该块配置为：该块的与所述第一光衍射元件对置的一侧的相反侧的表面与所述光轴正交，...

【专利技术属性】
技术研发人员：日下裕幸，柏木正浩，九内雄一朗，
申请(专利权)人：株式会社藤仓，
类型：发明
国别省市：