Proposal and Implementation of an Integrated Continuous–Discrete Optical Computation Model Using Light Intensity as State

English Description This work proposes a new optical computation model that directly uses light intensity (lux) as the computational state. A continuous‑value light‑intensity cell is constructed using a VEML7700 sensor, enabling smooth state transitions at 5 Hz under low‑cost, room‑temperature conditions. Building on this model, an 8‑state optical CPU is implemented by exploiting the 3‑bit structure of an RGB LED (R=1, G=2, B=4). Through calibration, light intensity is mapped to discrete states, enabling integer operations such as addition, subtraction, comparison, XOR, and carry generation to be performed entirely using light. This study demonstrates a practical and low‑cost optical computing framework based on classical light intensity, distinct from interference‑based and quantum photonic approaches. 日本語 Description 本研究は、光強度(lux)を計算状態として直接利用する新しい光学計算モデルを提案する。VEML7700 センサーを用いた連続値モデル(光強度セル)により、常温・低コスト環境で 5 Hz の滑らかな状態遷移が実現される。 さらに、RGB LED の 3 ビット構造(R=1, G=2, B=4)を利用して光強度を 8 状態に離散化し、加算・減算・比較・XOR・キャリー生成といった整数演算を光のみで実装した多値光CPUを構築した。 本研究は、干渉・位相・量子性を利用する従来の光学計算とは異なる、光強度に基づく新しい計算パラダイムを示すものである。