CN103370648A - 空间光调制装置以及空间光调制方法 - Google Patents

Abstract

空间光调制装置（1A）具备：液晶层（12），对应于施加电场的大小而调制入射光的相位；温度传感器（17），生成作为对应于液晶层（12）的温度的信号的温度信号（Stemp）；多个像素电极（13a），设置于多个像素的每个并将产生施加电场的电压施加于液晶层（12）；驱动装置（20A），将电压提供给多个像素电极（13a）。驱动装置（20A）具有预先存储包含于表示相对于液晶层（12）的基准温度（T0）的温度变化量与液晶层（12）中的相位调制量的变动量的相关的函数中的系数（α）的非挥发性存储元件（23），使用温度信号（Stemp）所表示的温度和系数（α），进行用于修正电压的大小的运算。由此，实现了能够减小必要的存储容量、制作容易而且能够提高相对于所期望的相位调制量的施加电压值的精度的空间光调制装置以及空间光调制方法。

Description

空间光调制装置以及空间光调制方法

技术领域

本发明涉及在相位调制型的空间光调制装置以及空间光调制方法中，修正伴随着液晶层的温度变化的相位调制量的变动部分的技术。

背景技术

在专利文献1中，记载有涉及彩色液晶显示元件的温度补偿装置的技术。该技术的目的在于，在多个彩色液晶显示元件的每个中对应于其偏差或随时间变化能够适当修正温度对最佳输出电压数据。图18是表示该装置的构成的方块图。如图18所示，该装置具备温度检测电路211、存储有数字的温度对最佳输出电压数据并读出对应于来自温度检测电路211的温度数据的最佳输出电压数据的数据表212、修正从数据表212读出的最佳输出电压数据的电压修正单元217、对该最佳输出电压数据进行D/A转换并送出至液晶显示元件的驱动电路的D/A转换电路213、将修正数据提供给电压修正单元217的操作部216、根据来自操作部216的修正数据以及来自温度检测电路211的温度数据来修正数据表212内的温度对最佳输出电压数据的控制单元214。

另外，在专利文献2中，记载有涉及由超速转动（overdrive）高速驱动液晶面板的液晶面板的驱动装置的技术。图19是表示该液晶面板驱动装置的构成的方块图。该液晶面板驱动装置是使用帧存储器231和查询表232来进行超速转动的装置，具备对应于不同的温度范围的多个种类的查询表232。该装置根据从温度传感器235获得的LCD模块234的温度信息，使选择电路233动作并切换使用查询表232。

另外，在专利文献3中，记载有涉及半透过型的液晶显示装置的技术。图20是表示该液晶显示装置的构成的方块图。该液晶显示装置具备修正电路241。修正电路241具有查询表选择部242、多个透过模式用查询表243、多个反射模式用查询表253、帧存储器244、模式判定部245、开关246、以及开关控制部256。透过模式用查询表243以及反射模式用查询表253存储对应于现层次与目标层次的组合并强调信号的时间变化的修正值（修正层次）。还有，图21是表示该反射模式用查询表253的构成的一个例子的图表。

开关控制部256存储有关周围温度的阈值Y，在从模式判定部245输出的模式选择信号MD是低电平，或从温度传感器248经由A/D转换器247而输出的周围温度T0为阈值Y以下的时候，输出低电平的开关控制信号SC，在除此之外的时候，输出高电平的开关控制信号SC。将从由查询表选择部242选择的透过模式用查询表243或者反射模式用查询表253输出的修正层次、输入影像信号V1、开关控制信号SC输入到开关246。开关246在开关控制信号SC为低电平的时候将修正层次作为修正影像信号V2来进行输出，在开关控制信号SC为高电平的时候将输入影像信号V1作为修正影像信号V2来进行输出。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利第3859317号公报

专利文献2：日本专利申请公开2004-133159号公报

专利文献3：日本专利申请公开2007-233061号公报

发明内容

发明所要解决的技术问题

一直以来，由空间光调制元件（Spatial Light modulator；SLM）调制光的相位的技术是为人所知的。一般来说，空间光调制元件具备液晶层、沿着液晶层而设置于多个像素的每个的电极。如果电压被施加于电极的话，则液晶分子对应于该电压的大小而发生旋转，并且液晶的双折射率发生变化。如果光入射到该液晶层的话，则光的相位在液晶层的内部发生变化，相对于该入射光具有相位差的光出射至外部。在此，表示施加电压的大小与电压施加的前后的出射光的相位差（即相位调制量）的关系的特性为空间光调制元件的相位调制特性。在该相位调制特性中，相位调制量与施加电压的关系为非线性。还有，为了容易地转换这样的非线性的关系，一般来说，使用表示相位调制量与施加电压的对应的多个数值的查询表（Look Up Table：LUT）。

但是，如果液晶层的温度发生变化的话，则会有相位调制量与施加电压的关系发生变动的问题。即，即使在施加了某一定的电压的情况下，也会由于此时的液晶层的温度而使相位调制量不同。这样的现象根据使用空间光调制元件的用途而会产生深刻的问题。例如，在激光加工中，在经由空间光调制元件将从激光光源输出的激光照射到被加工物的情况下，相位调制量的误差会对加工精度产生大的影响。另外，在将空间光调制元件使用于显微镜或检眼镜（ophthalmoscope）等的情况下，根据其使用温度，会有得不到有用的观察图像的担忧。

还有，上述的专利文献1所记载的温度补偿装置，其目的在于，修正伴随着液晶显示元件的温度变化的颜色变化。该温度补偿装置预先保持表示液晶显示元件的温度与施加电压值的关系的LUT，从LUT选择对应于检测出的温度的施加电压值。另外，专利文献2、3所记载的装置具备多个表示温度与施加电压值的关系的LUT，对应于温度变化的大小选择最佳的LUT。这样，专利文献1～3所记载的装置均具备表示温度与施加电压值的关系的LUT。但是，如以上所述，相位调制量与施加电压的关系为非线性，如果这些关系也用LUT来表示的话，则如专利文献2、3那样，不得不保持对应于多个温度的多个LUT，从而需要大的存储容量。另外，对于这样的LUT的制作来说，需要很大的功夫，而且也抑制了对应于所期望的相位调制量的施加电压值的精度。

本发明是有鉴于这样的问题而悉心研究的结果，其目的在于，提供一种能够减小必要的存储容量、制作容易而且能够提高相对于所期望的相位调制量的施加电压值的精度的空间光调制装置以及空间光调制方法。

解决问题的技术手段

为了解决上述的技术问题，本发明的空间光调制装置是在一维或者二维排列的多个像素中的每个像素调制入射光的相位的空间光调制装置，具备：（1）液晶层，对应于施加电场的大小而调制入射光的相位；（2）温度传感器，生成作为对应于液晶层的温度的信号的温度信号；（3）多个像素电极，设置于多个像素中的每个像素，将产生施加电场的电压施加于液晶层；（4）电压生成部，将电压提供给多个像素电极。电压生成部具有存储单元。在该存储单元中预先存储包含于表示相对于液晶层的基准温度的温度变化量与液晶层中的相位调制量的变动量的相关的第1函数中的一个或者多个第1系数、以及包含于作为表示施加电压与相位调制量的相关的非线性函数的第2函数中的多个第2系数。电压生成部使用从温度传感器提供的温度信号所表示的温度和一个或者多个第1系数，进行用于修正作为相位调制量的目标值的相位调制量指示值的运算，之后，使用多个第2系数，将相位调制量指示值换算成施加电压相当值，并将对应于该施加电压相当值的电压提供给多个像素电极。

在该空间光调制装置中，电压生成部的存储单元存储包含于表示液晶层的温度变化量与液晶层中的相位调制量的变动量的相关的第1函数中的一个或者多个第1系数。如后面所述的实施方式所表示的那样，发明人发现了通过预先求得这样的第1函数并存储其系数（第1系数），从而不使用大量的LUT就能够恰当地修正由于温度变化而引起的相位调制量的变动。即，在该空间光调制装置中，电压生成部使用从温度传感器提供的温度信号所表示的温度和上述一个或者多个第1系数来进行用于修正相位调制量指示值的运算。由此，能够减小必要的存储容量并且能够提供制作容易的空间光调制装置。再有，与使用作为离散的数据的集合的LUT的情况不同，因为能够对应于液晶层的温度变化而连续地获得对应于所期望的相位调制量的施加电压值，所以能够提高相对于所期望的相位调制量的施加电压值的精度。

另外，在该空间光调制装置中，电压生成部的存储单元存储包含于作为表示施加电压与相位调制量的相关的非线性函数的第2函数中的多个第2系数。施加电压与相位调制量的关系因为是非线性，所以一直以来为了将相位调制量指示值换算成施加电压而多使用LUT。但是，在LUT中，例如在相对于液晶层为高温的时候的相位调制量0～2π（rad）使输入值0,1,……,255之类的整数值对应的情况下，在液晶层为低温的时候相对于相位调制量0～2π（rad）进行对应的输入值变少（例如0,1,……,200）。这样，在使用了LUT的情况下，会产生分配到输入值的最小单位的相位调制量由于温度而不同的问题。相对于此，如后面所述的实施方式所示，因为预先求得处于非线性的关系的施加电压与相位调制量的第2函数，并与上述的第1系数一起使用其系数（第2系数），从而可以不管液晶层的温度而均可以一直将输入值与相位调制量的关系保持为一定。

另外，空间光调制装置也可以是第1函数为一次函数，第1系数的个数为一个的构成。在此情况下，电压的范围优选被限定于能够将第1函数作为一次函数来近似的规定范围内。另外，在此情况下，电压生成部也可以基于以下的数式，修正相位调制量指示值，

[数1]

${\mathrm{\φ}}_0=\frac{{\mathrm{\φ}}_T}{(100-\mathrm{\α}\×(T-T0))}\×100$

其中，T为从温度传感器提供的温度信号所表示的温度，T0为基准温度，φ_T为修正前的相位调制量指示值，φ₀为修正后的相位调制量指示值，α为第1系数。

另外，空间光调制装置也可以是第1函数为n次函数（n为2以上的整数），第1系数的个数为n个的构成。在此情况下，电压生成部也可以基于以下的数式，修正相位调制量指示值，

[数2]

${\mathrm{\φ}}_0=\frac{{\mathrm{\φ}}_T}{100-(T-T0)\×{\mathrm{\β}}_1-\·\·\·-{(T-T0)}^n\×{\mathrm{\β}}_n}\×100$

其中，T为从温度传感器提供的温度信号所表示的温度，T0为基准温度，φ_T为修正前的相位调制量指示值，φ₀为修正后的相位调制量指示值，β₁……β_n为n个第1系数。

另外，本发明的空间光调制方法是使用对应于施加电场的大小而调制入射光的相位的液晶层、以及设置于一维或者二维排列的多个像素中的每个像素并将产生施加电场的电压施加于液晶层的多个像素电极的空间光调制方法，包含：（1）温度取得步骤，从温度传感器取得作为对应于液晶层的温度的信号的温度信号；（2）修正运算步骤，从预先存储包含于表示相对于液晶层的基准温度的温度变化量与液晶层中的相位调制量的变动量的相关的第1函数中的一个或者多个第1系数、以及包含于作为表示施加电压与相位调制量的相关的非线性函数的第2函数中的多个第2系数的存储单元，读出该一个或者多个第1系数，使用温度信号所表示的温度和一个或者多个第1系数来进行用于修正作为相位调制量的目标值的相位调制量指示值的运算；（3）电压换算步骤，从存储单元读出多个第2系数，使用多个第2系数，将相位调制量指示值换算成施加电压相当值；（4）电压施加步骤，将对应于施加电压相当值的电压提供给多个像素电极。

在该空间光调制方法中，存储单元存储包含于表示液晶层的温度变化量与液晶层中的相位调制量的变动量的相关的第1函数中的一个或者多个第1系数。如后面所述的实施方式所示，发明人发现了通过预先求得这样的第1函数并存储其系数（第1系数），从而不使用大量的LUT就能够恰当地修正由于温度变化而引起的相位调制量的变动。即，在该空间光调制方法中，在修正运算步骤中，使用从温度传感器提供的温度信号所表示的温度和上述一个或者多个第1系数来进行用于修正相位调制量指示值的运算。由此，能够减小必要的存储容量，并且能够提供使用于该方法的装置的制作容易的空间光调制方法。再有，与使用作为离散的数据的集合的LUT的情况不同，因为能够对应于液晶层的温度变化而连续地获得对应于所期望的相位调制量的施加电压值，所以能够提高相对于所期望的相位调制量的施加电压值的精度。

另外，在该空间光调制方法中，存储单元存储包含于作为表示施加电压与相位调制量的相关的非线性函数的第2函数中的多个第2系数。施加电压与相位调制量的关系因为是非线性，所以一直以来为了将相位调制量指示值换算成施加电压而多使用LUT。但是，在LUT中，例如在相对于液晶层为高温的时候的相位调制量0～2π（rad）使输入值0,1,……,255之类的整数值对应的情况下，在液晶层为低温的时候相对于相位调制量0～2π（rad）进行对应的输入值变少（例如0,1,……,200）。这样，在使用了LUT的情况下，会产生分配到输入值的最小单位的相位调制量由于温度而不同的问题。相对于此，如后面所述的实施方式所示，因为预先求得处于非线性的关系的施加电压与相位调制量的第2函数，并与上述的第1系数一起使用其系数（第2系数），从而不管液晶层的温度而均可以一直将输入值与相位调制量的关系保持为一定。

另外，空间光调制方法也可以是第1函数为一次函数，第1系数的个数为一个的构成。在此情况下，电压的范围优选被限定于能够将第1函数作为一次函数来近似的规定范围内。另外，在此情况下，在修正运算步骤中，可以基于以下的数式，修正相位调制量指示值，

[数3]

${\mathrm{\φ}}_0=\frac{{\mathrm{\φ}}_T}{(100-\mathrm{\α}\×(T-T0))}\×100$

其中，T为从温度传感器提供的温度信号所表示的温度，T0为基准温度，φ_T为修正前的相位调制量指示值，φ₀为修正后的相位调制量指示值，α为第1系数。

空间光调制方法也可以是第1函数为n次函数（n为2以上的整数），第1系数的个数为n个的构成。在此情况，在修正运算步骤中，可以基于以下的数式，修正相位调制量指示值，

[数4]

${\mathrm{\φ}}_0=\frac{{\mathrm{\φ}}_T}{100-(T-T0)\×{\mathrm{\β}}_1-\·\·\·-{(T-T0)}^n\×{\mathrm{\β}}_n}\×100$

其中，T为从温度传感器提供的温度信号所表示的温度，T0为基准温度，φ_T为修正前的相位调制量指示值，φ₀为修正后的相位调制量指示值，β₁……β_n为n个第1系数。

发明的效果

根据本发明，能够提供一种能够减小必要的存储容量、制作容易而且能够提高相对于所期望的相位调制量的施加电压值的精度的空间光调制装置以及空间光调制方法。

附图说明

图1是概略性地表示一个实施方式所涉及的空间光调制装置的构成的方块图。

图2（a）是表示相位调制部的构成的一部分的示意图，（b）是表示各个像素电极上的液晶分子旋转的情况的图。

图3是表示电压生成部的驱动装置以及控制装置的构成的方块图。

图4是表示温度变化系数数据的算出方法的流程图。

图5是表示向像素电极的施加电压与相位调制量的关系的一个例子的图表。

图6是概念性地表示基础数据库的构成的示意图。

图7是作为在制作基础数据库的时候所使用的光学系统的一个例子而表示偏振光干涉仪的图。

图8是表示施加电压与相位调制量的关系的具体例子的图表。

图9是表示液晶层的温度变化量δ（℃）与相位调制量的变动量γ（%）的关系的一个例子的图表。

图10是从施加电压与相位调制量的关系导出DA输入值与控制相位值的关系的图表。

图11是以横轴为相位调制量、以纵轴为DA输入值来表示图10所表示的相位调制量与DA输入值的关系的图表。

图12是表示一个实施方式所涉及的空间光调制方法的流程图。

图13是表示第1变形例的空间光调制装置的构成的方块图。

图14是表示第1变形例所涉及的空间光调制方法的流程图。

图15是表示第2变形例的空间光调制装置的构成的方块图。

图16是表示第3变形例的空间光调制装置的构成的方块图。

图17是表示第3变形例所涉及的空间光调制方法的流程图。

图18是表示专利文献1所记载的装置的构成的方块图。

图19是表示专利文献2所记载的液晶面板驱动装置的构成的方块图。

图20是表示专利文献3所记载的液晶显示装置的构成的方块图。

图21是表示专利文献3所表示的液晶显示装置的反射模式用查询表的构成的一个例子的图表。

具体实施方式

以下，一边参照附图一边对本发明的空间光调制装置以及空间光调制方法的实施方式进行详细的说明。还有，在附图的说明中将相同的符号标注于相同的要素，省略重复的说明。

图1是概略性地表示本发明的一个实施方式所涉及的空间光调制装置1A的构成的方块图。如图1所示，本实施方式的空间光调制装置1A具备相位调制部10。相位调制部10是具有液晶被形成于硅基板之上的构成的、反射型的液晶显示面板（所谓LCS-SLM）。该相位调制部10调制入射光的相位。另外，空间光调制装置1A具备电压生成部50A。电压生成部50A由驱动装置20A以及控制装置30A所构成。相位调制部10、驱动装置20A以及控制装置30A分别被容纳于互相独立的框体。

图2（a）是表示相位调制部10的构成的一部分的侧截面图。相位调制部10具有硅基板11、被设置于硅基板11上的液晶层12。另外，相位调制部10进一步具有被配置于硅基板11与液晶层12之间的第1电极13、以及在将液晶层12夹持于与该第1电极13之间的位置上设置的第2电极14。第1电极13具有用于将电压施加于液晶层12的多个像素电极13a。多个像素电极13a遍及多行以及多列而被配置成二维状，由这些像素电极13a规定相位调制部10的多个像素。第2电极14由被蒸镀于玻璃基板15的一个面上的金属膜所构成。玻璃基板15以上述一个面与硅基板11相对的方式经由隔离物16而被支撑于硅基板11上。液晶层12通过液晶被填充于硅基板11与玻璃基板15之间而成。

在具备这样的构成的相位调制部10中，从驱动装置20A输出的模拟信号电压被施加于各个像素电极13a与第2电极14之间。由此，在液晶层12产生电场。然后，如图2（b）所示，各个像素电极13a上的液晶分子12a对应于该施加电场的大小而旋转。液晶分子12a因为具有双折射性，所以如果光透过玻璃基板15而入射的话，则在该光中只有与液晶分子12a的取向方向相平行的光成分，被赋予对应于液晶分子12a的旋转的相位差。这样，在每个像素电极13a中光的相位被调制。

另外，如后面所述，液晶分子12a所具有的双折射率与向像素电极13a的施加电压的关系由于液晶层12的温度变化而发生变动。本实施方式的相位调制部10为了修正由这样的温度变化引起的变动部分而进一步具有温度传感器17。温度传感器17是为了检测相位调制部10的温度、特别是为了检测液晶层12的温度而被设置的，并且生成作为对应于液晶层12的温度的信号的温度信号Stemp。温度传感器17例如被配置于硅基板11上或玻璃基板15上。

电压生成部50A将模拟电压提供给多个像素电极13a。图3是表示电压生成部50A的驱动装置20A以及控制装置30A的构成的方块图。如图3所示，控制装置30A由具有例如中央运算处理部（CPU）31、存储器32以及硬盘33的电子计算机等而被适当地实现。硬盘33存储所期望的相位图案33a。相位图案33a是用于以所期望的相位调制量对相位调制部10的每个像素进行相位调制的数据。中央运算处理部31以及存储器32将相位图案33a转换成用于控制施加于相位调制部10的液晶层12的电压值的控制输入值（层次值）S1。还有，在相位调制部10中，相位调制量φ相对于施加电压值V而具有非线性性。因此，在本实施方式中，能够容易地定义将与相位调制量φ的关系作为线性来进行处理的控制输入值S1。例如，可以将控制输入值S1作为从0到255的整数并使这些整数对应于相位调制量φ（例如0～2π（rad））。

控制装置30A进一步具有在与驱动装置20A之间进行信号的授受的通信部34，控制输入值S1经由通信部34而被送到驱动装置20A的通信部21。还有，通信部34与通信部21的通信单元可以使用串行通信或并行通信等、各种的单元。另外，该通信单元可以是有线以及无线中的任一种。

如图3所示，驱动装置20A具有通信部21、输入处理部22、非挥发性存储元件（Road Only Memory：ROM）23、加法部24、相位换算部25、温度修正部26、DA输入值生成部27、数字/模拟转换部28、以及温度传感器处理部29。

通信部21在与控制装置30A的通信部34之间进行控制输入值S1等的信号的授受。输入处理部22根据从通信部21接收的信号，产生用于生成垂直同步信号以及水平同步信号的触发信号Str。非挥发性存储元件23是存储面畸变修正图案数据23a、温度变化系数数据23b、多项近似式数据23c以及其系数数据23d的存储单元。面畸变修正图案数据23a是用于根据由液晶层12所赋予的相位差来修正在将像素电极13a周边的电路元件做入到硅基板11的时候在第1电极13的表面所产生的面畸变的数据。温度变化系数数据23b是与用于修正由液晶层12的温度变化引起的、向像素电极13a的施加电压与相位调制量的关系的变动的系数相关的数据。多项近似式数据23c以及其系数数据23d是用于修正液晶层12的非线性性、即赋予各个像素电极13a的电压的大小与相位调制量之间的非线性性的数据。还有，多项近似式数据23c以及其系数数据23d是液晶层12的温度为基准温度的时候的数据。

加法部24通过从非挥发性存储元件23读出面畸变修正图案数据23a并将面畸变修正图案数据23a加到从控制装置30A提供的控制输入值S1，从而生成面畸变修正后的控制输入值S2。加法部24将所生成的控制输入值S2输出到相位换算部25。相位换算部25将控制输入值S2转换成作为相位调制量的目标值（相位调制量指示值）的控制相位值φ_T。具体来说，使用以下的数式（1）来计算控制相位值φ_T。还有，该控制相位值φ_T为对应于目前的液晶层12的温度T的值。

[数5]

φ_T＝S2×2π/255  S2＝0，…，255   …(1)

相位换算部25将这样生成的控制相位值φ_T输出到温度修正部26。

温度修正部26对于控制相位值φ_T修正由于液晶层12的温度变化引起的调制特性的变动部分。温度修正部26从非挥发性存储元件23读出温度变化系数数据23b。然后，温度修正部26通过基于该温度变化系数数据23b和从温度传感器处理部29获得的温度值Ts而对控制相位值φ_T实施规定的运算处理，从而生成在液晶层12的温度为基准温度T0的情况下换算的相位调制量指示值、即控制相位值φ_o。温度修正部26将所生成的控制相位值φ₀输出到DA输入值生成部27。

DA输入值生成部27从非挥发性存储元件23读出多项近似式数据23c以及其系数数据23d。然后，DA输入值生成部27使用多项近似式数据23c以及其系数数据23d，并通过对从温度修正部26输出的控制相位值φ_o实施规定的运算处理，从而生成DA输入值y₀（施加电压相当值）。该DA输入值y₀是为了获得在液晶层12的目前温度T下将控制相位值φ_o作为目标的相位值而优选的值，并且转换成对于向数字/模拟转换部28的输入来说优选的值。DA输入值生成部27将所生成的DA输入值y₀输出到数字/模拟转换部28。数字/模拟转换部28根据DA输入值y₀产生施加于相位调制部10的各个像素的每个像素的模拟电压V。这些模拟电压V通过驱动单元28a而被输出到相位调制部10，并被施加于各个像素电极13a（参照图2）。在相位调制部10中，液晶分子12a（参照图2）的倾斜对应于施加电压V的大小而发生变化，并产生折射率的变化。其结果，空间性地显现对应于所期望的相位图案33a的相位分布，从而入射光的相位被调制。

温度传感器处理部29从相位调制部10的温度传感器17接收与液晶层12的目前的温度相关的温度信号Stemp。温度传感器处理部29将从该温度信号Stemp读取的液晶层12的温度值Ts提供给温度修正部26。

还有，存储在驱动装置20A的非挥发性存储元件23中的面畸变修正图案数据23a、温度变化系数数据23b、多项近似式数据23c以及其系数数据23d的全部或者一部分也可以被存储在控制装置30A的硬盘33中。在此情况下，加法部24、相位换算部25、温度修正部26以及DA输入值生成部27的全部或者一部分的功能可以由中央运算处理部31以及存储器32实现。

在此，对温度变化系数23b的计算方法进行说明。图4是表示其计算方法的流程图。另外，图5是表示向像素电极13a的施加电压V与相位调制量φ的关系的一个例子的图表。在图5中，表示有液晶层12的温度为基准温度T0的时候的曲线G11、为在空间光调制装置1A的使用环境中设想的最高温度Tmax的时候的曲线G12、以及为在空间光调制装置1A的使用环境中设想的最低温度Tmin的时候的曲线G13。还有，温度变化系数数据23b的计算例如可以在空间光调制装置1A的检查时等进行。

首先，基于在液晶层12中设想的最高温度Tmax、以及在最高温度Tmax的时候相位调制部10所要求的最大相位调制量φmax，设定向像素电极13a的施加电压的范围（步骤S11）。还有，在以下的说明中，为了容易理解，将最大相位调制量φmax设定为2π（rad）。另外，将在本步骤S11中设定的施加电压范围A的最大值设为Vb，将最小值（即对应于最大相位调制量φmax的电压值）设为Va（参照图5）。

接着，基于预先准备的数据库（以下，称为基础数据库），算出在上述步骤S11中设定的施加电压范围A（Va～Vb）中的、伴随着液晶层12的温度变化的相位调制特性的变动量（步骤S12）。在此，图6是概念性地表示基础数据库的构成的图。基础数据库41在液晶层12的温度范围Tmin～Tmax中包括对包含于该温度范围的离散的温度值组的每个温度准备的多个数据（表示施加电压V与相位调制量φ的关系的数据）。还有，在这些多个数据中，如图6所示，包括表示基准温度T0的时候的施加电压V与相位调制量φ的关系的基准时数据41a、表示液晶层12的温度为最大温度Tmax的时候的施加电压V与相位调制量φ的关系的高温时数据41b、表示液晶层12的温度为最低温度Tmin的时候的施加电压V与相位调制量φ的关系的低温时数据41c。在包含这些数据41a～41c并且包含于基础数据库41中的多个数据中，施加电压V与相位调制量φ的关系全部是非线性。在本步骤S12中，使用这样的基础数据库41，遍及施加电压范围A（Va～Vb）的全部范围地计算出伴随着液晶层12的温度变化的相位调制特性的变动量。

在此，图7是作为在制作基础数据库的时候所使用的光学系统的一个例子而表示偏振干涉仪100的图。该偏振干涉仪100具备温度控制装置101、半透半反镜102、透镜103、检偏镜104、偏振光镜105、光源106、以及受光元件107。温度控制装置101是用于将相位调制部10的液晶层12的温度控制为任意的温度的装置。光源106产生规定波长的光。该规定波长的光经由偏振光镜105以及半透半反镜102而入射到相位调制部10。受光元件107检测来自相位调制部10的出射光的光强度。来自相位调制部10的出射光在半透半反镜102上反射，之后，经由透镜103以及光检子104而到达受光元件107。光检子104相对于偏振光镜105处于越过尼科尔（crossed Nichol）或者打开尼科尔（opendNichol）的关系。

在制作基础数据库的时候，首先，将相位调制部10容纳于温度控制装置101，并将相位调制部10的液晶层12控制为任意的温度。然后，在液晶层12的温度在规定的温度下稳定之后，在能够施加于液晶层12的全部电压范围内一边使施加电压变化一边将该电压施加于像素电极13a，并测量由其电场所产生的入射光与出射光的相位差。具体来说，由偏振光镜105生成相对于液晶层12的取向方向平行的直线偏振光的光，并使该光入射到相位调制部10。此时，对应于向像素电极13a的施加电压的大小，在来自相位调制部10的出射光中产生相位调制（相位延迟）。然后，在该出射光通过检偏镜104的时候，因为该检偏镜104相对于偏振光镜105处于越过尼科尔（或者打开尼科尔）的关系，所以其光强度对应于出射光的相位调制而发生变化。因此，根据在受光元件107检测的光强度和此时的施加电压值，恰当地获得施加电压与相位调制量的关系、即液晶层12的温度为规定温度时的基础数据库。

还有，图8是表示如上所述获得的施加电压与相位调制量的关系的具体例子的图表，曲线G21表示液晶层12的温度为20度（最低温度Tmin）的情况，曲线G22表示液晶层12的温度为27度（基准温度T0）的情况，G23表示液晶层12的温度为42度（最高温度Tmax）的情况。另外，在该图表中，施加电压范围A中的最小电压Va（即，相位调制量成为2π（rad）的施加电压）为1.56（V）。如果参照图8的话，则能够了解到在液晶层12的温度为基准温度T0的情况下，作为相对于最大电压Vb的相位调制量φ而获得2.56π（rad），在最低温度Tmin的情况下，作为相对于最大电压Vb的相位调制量φ而获得2.79π（rad）。

如以上所述，在本步骤S12中，在液晶层12的每个温度，遍及能够施加于液晶层12的全部电压范围而测量相位调制量φ，将其结果汇总于每个温度的表格中。

还有，在相位调制部10中，因为设定电压范围A（Va～Vb）由于入射光的波长而不同，所以相位调制量φ也由于入射光的波长而不同。然而，在本实施方式中，通过使用基准波长的入射光来仅进行一次上述步骤S12，并相对于其结果所获得的基础数据库应用以下的转换式，从而能够获得别的波长下的基础数据库。即，在将基准波长设为λ_standard，将显示层次值tv的时候的相位调制量设为φ_standard（tv）的时候，或者波长λ的时候的相位调制量φ（tv）由以下的数式（2）来求得。

[数6]

$\mathrm{\φ}\left(\mathrm{tv}\right)={\mathrm{\φ}}_{\mathrm{stnadard}}\left(\mathrm{tv}\right)\×\frac{{\mathrm{\λ}}_{s\tan \mathrm{dard}}}{\mathrm{\λ}}\·\·\·\left(2\right)$

还有，在上式（2）中，也可以进一步考虑液晶层12的波长分散特性。

然后，将根据上述方法求得的与每个温度的相位调制量φ相关的表转换成与相位调制量的变化量γ相关的表。即，如果将在相位调制部10为温度T的时候所获得的相位调制量设为φ_T，将在相位调制部10为基准温度T0的时候所获得的相位调制量设为φ₀的话，则能够由以下的数式（3）来算出相位调制量的变动量γ。

[数7]

$\mathrm{\γ}=\frac{{\mathrm{\φ}}_T}{{\mathrm{\φ}}_0}\×100\·\·\·\left(3\right)$

如图4所示，在上述步骤S12中算出伴随着液晶层12的温度变化的相位调制量的变动量γ之后，使用该算出的变动量γ，算出包含于温度变化系数数据23b的温度变化系数α（步骤S13）。在此，图9是表示基于由步骤S12获得的数据的、液晶层12的温度变化量δ（℃）与相位调制量的变动量γ的关系的一个例子的图表。还有，温度变化量δ为基准温度T0与温度T的差（T-T0）。

如果参照图9的话，则可以了解到液晶层12的温度变化量δ与相位调制量的变动量γ基本上为比例关系，并且能够以一次函数G24近似。这样的近似在将施加电压范围限定于图8所示的施加电压范围A、即能够作为一次函数近似的规定范围内的情况下成为可能。在本步骤S13中，求得该比例关系下的以下的近似式（4）的常数α。

[数8]

γ＝αβ+c    …(4)

该常数α为作为温度变化系数数据23b的温度变化系数α。换言之，所谓温度变化系数α，是由某一个系数表示伴随着液晶层12的温度变化的相位调制特性变化的系数。

温度修正部26例如由以下那样的运算来生成在液晶层12的温度为基准温度T0的情况下进行换算的相位调制量指示值、即控制相位值φ₀。接着，在相位调制部10的温度为某温度T的情况下，通过将电压V施加于像素电极13a从而可以获得某相位调制量φ_T。在相位调制部10的温度为基准温度T0的情况下，将相同电平的电压V施加于像素电极13a的时候所获得的相位调制量（控制相位值）φ₀由包含上述的温度变化系数α的以下的数式（5）进行求得。

[数9]

${\mathrm{\φ}}_0=\frac{{\mathrm{\φ}}_T}{(100-\mathrm{\α}\×(T-T0))}\×100\·\·\·\left(5\right)$

接着，对多项近似式数据23c以及其系数数据23d的导出方法进行说明。还有，多项近似式数据23c以及其系数数据23d的导出方法例如可以在空间光调制装置1A的检查时等进行。

图10是从例如图8所示的施加电压V与相位调制量φ₀的关系导出DA输入值y₀与控制相位值φ₀的关系的图表。该图表能够通过由以下所示的数式（6）将施加电压V转换成DA输入值y₀而适当地导出。其中，在数式（6）中，M为全层次值，i为从0到M-1的整数。

[数10]

$y_0=V_b-\frac{i\×(V_b-V_a)}{M-1}\·\·\·\left(6\right)$

还有，这样算出的DA输入值y₀是全层次值M（即层次值0～M-1）的数字信号。在一个例子中，M=4096。

接着，如图11所示，以相位调制量φ₀为横轴并以DA输入值y₀为纵轴而表示图10所示的相位调制量φ₀与DA输入值y₀的关系。该图表中的相位调制量φ₀与DA输入值y₀的关系能够使用以下的多项近似式（7）来进行表现。还有，在数式（7）中，x₀～x_m为多项近似式的系数，m为多项式的次数。

[数11]

y₀＝x_mφ₀ ^m+x_m-1φ₀ ^m-1+…+x₁φ₀+x₀  …(7)

以该数式（7）作为多项近似式数据23，另外，系数x₀～x_m作为多项近似式数据的系数数据23d的方式，分别被存储于非挥发性存储元件23。

DA输入值生成部27基于这样获得的多项近似式（7）以及其系数x₀～x_m，根据从温度修正部26输出的控制相位值φ₀算出DA输入值y₀。即，该DA输入值y₀是为了获得在液晶层12的目前温度T下作为目标的相位调制量φ_T而优选的值，并且是对于向数字/模拟转换部28的输入而言优选的值。

接着，一边参照图12一边说明使用温度变化系数α、多项近似式（7）以及其系数x₀～x_m的本实施方式的空间光调制方法。图12是表示本实施方式的空间光调制方法的流程图。

首先，存储在硬盘33中的相位图案33a在控制装置30A中被转换成控制输入值S1，该控制输入值S1从控制装置30A被传送到驱动装置20A（步骤S21）。接着，该控制输入值S1和存储在驱动装置20A的非挥发性存储元件23中的面畸变修正图案数据23a在加法部24中被相加，生成控制输入值S2（步骤S22）。然后，基于控制输入值S2，在相位换算部25中生成作为相位调制部10中的相位调制量的目标值的控制相位值φ_T（步骤S23）。另外，由温度传感器17检测的相位调制部10的目前的温度被温度传感器处理部29读出（步骤S24，温度取得步骤）。还有，该步骤S24也可以与上述步骤S21～S23并行地进行。

接着，将存储在非挥发性存储元件23中的温度变化系数数据23b、由温度传感器处理部29读出的目前的温度值Ts、以及控制相位值φ_T提供给温度修正部26。在温度修正部26中，使用上述的数式（5），运算由液晶层12的温度变化引起的影响被修正了（基准温度T0的时候的）的控制相位值φ₀（步骤S25，修正运算步骤）。

接着，将存储在非挥发性存储元件23中的多项近似式数据23c以及其系数数据23d提供给DA输入值生成部27。DA输入值生成部27中，使用多项近似式数据23c所表示的数式（上述的数式（7）），运算为了获得控制相位值φ_T而优选的DA输入值y₀（步骤S26，DA输入运算步骤）。然后，施加于相位调制部10的各个像素的每个像素的模拟电压V在数字/模拟转换部28中根据DA输入值y₀而被生成（步骤S27）。这些模拟电压V被送往驱动单元28a。然后，这些模拟电压V从驱动单元28a被输出至相位调制部10，并被施加于各个像素电极13a（步骤S28，电压施加步骤）。在相位调制部10中，液晶分子12a的倾斜对应于施加电压V的大小而发生变化，并产生折射率的变化。其结果，空间性地显现对应于所期望的相位图案33a的相位分布，从而调制入射光的相位（步骤S29）。

接着，对由以上所说明的本实施方式的空间光调装置1A以及空间光调制方法所获得的效果进行说明。在该空间光调装置1A以及空间光调制方法中，驱动装置20A的非挥发性存储元件23存储包含于表示液晶层12的温度变化量与液晶层12中的相位调制量的变动量的相关的函数（第1函数）中的一个系数α。发明人发现了通过预先求得表示液晶层12的温度变化量与相位调制量的变动量的关系的函数（参照上述数式（4））并存储其系数α，从而无需使用大量的LUT就能够恰当地修正由于温度变化引起的相位调制量的变动。即，在该空间光调制装置1A以及空间光调制方法中，驱动装置20A使用从温度传感器17提供的温度信号Stemp所表示的温度和上述一个系数α，进行用于修正施加电压V的大小的运算。由此，能够减小必要的存储容量，并且能够提供制作容易的空间光调装置以及空间光调制方法。再有，与使用作为离散的数据的集合的LUT的情况不同，对应于液晶层12的温度变化能够连续地获得对应于所期望的相位调制量的施加电压值。因此，例如可以以1℃或0.1℃之类的小的温度间隔来修正相位调制特性，并且能够提高相对于所期望的相位调制量的施加电压值的精度。

另外，在该空间光调制装置中，驱动装置20A的非挥发性存储元件23存储包含于表示施加电压与相位调制量的相关的非线性函数（参照上述数式（6））中的多个系数x₀～x_m。因为施加电压与相位调制量的关系是非线性，所以，一直以来，为了将相位调制量指示值换算成施加电压而多使用LUT。但是，在LUT中，例如在相对于液晶层12为高温的时候的相位调制量0～2π（rad）使输入值0,1,……255之类的整数值对应的情况下，在液晶层12为低温的时候，相对于相位调制量0～2π（rad）对应的输入值变少（例如0,1,……200）。这样，在使用了LUT的情况下，会产生分配到输入值的最小单位的相位调制量由于温度而不同的问题。相对于此，根据本实施方式的空间光调制装置1A以及空间光调制方法，通过预先求得处于非线性的关系的施加电压与相位调制量的函数，并与上述的系数α一起使用其系数x₀～x_m，从而不管液晶层12的温度如何，均能够一直将控制输入值与相位调制量的关系保持为一定。

另外，在本实施方式的空间光调制装置1A以及空间光调制方法中，温度修正部26使用作为液晶层12的温度变化量δ与相位调制量的变动量γ的比例系数的温度变化系数α，修正控制相位值。发明人们发现了，如图9所示，温度变化量δ与相位调制量的变动量γ在某施加电压范围A内具有显著的比例关系（成为一次函数）。通过使用该倾斜（温度变化系数）α，从而无需存储大量的数据就能够极其容易地修正控制相位值。即，根据该空间光调装置1A以及空间光调制方法，能够容易地修正由于液晶层12的温度变化引起的相位调制量的变动。

在本实施方式中，面畸变修正图案数据23a被存储在驱动装置20A的非挥发性存储元件23中。但是，面畸变修正图案数据也可以被存储在控制装置30A的硬盘33中。在此情况下，加法部24的功能可以由控制装置30B的中央运算处理部31以及存储器32来实现。

另外，在本实施方式中，所期望的相位图案33a被存储在控制装置30A的硬盘33中。但是，所期望的相位图案也可以被存储在驱动装置20A的非挥发性存储元件23中。即使是在该情况下，控制装置30A也具有将为了生成为了驱动相位调制部10所必要的垂直同步信号以及水平同步信号而使用的触发信号Str提供给驱动装置20A的作用。

另外，在本实施方式中，分别具有相位调制部10、驱动装置20A以及控制装置30A互相独立的框体。但是，相位调制部10以及驱动装置20A也可以被容纳于共同的框体内。或者，相位调制部10、驱动装置20A以及控制装置30A也可以全部被容纳于共同的框体内。

另外，在本实施方式中，相位调制部10也可以进一步具有能够控制液晶层12的温度的单元（例如风扇或半导体致冷元件（Peltierelement）等）。由此，因为能够减小液晶层12的温度变化的范围，所以例如可以由温度修正部26修正相对于基准温度T0为数℃的变动，并且能够更加高精度地修正由于液晶层12的温度变化引起的相位调制量的变动。

另外，在本实施方式中，温度修正部26基于数式（5）来修正控制输入值。但是，由于施加于像素电极13a的电压的范围的幅度，会有温度变化量δ与相位调制量的变动量γ的关系成为非线性的情况。在此情况下，可以取代上述的步骤S13的数式（4）的系数α，求得该非线性的关系中的以下的近似式（8）的系数β₁～β_n。

[数12]

γ＝β_nδⁿ+···+β₁δ+c…(8)

然后，也可以将这些多个系数β₁～β_n作为温度变化系数数据23b的温度变化系数。另外，温度修正部26可以取代上述的温度修正式（5）而使用以下的温度修正式（9）来运算由液晶层12的温度变化引起的影响被修正了的控制相位值φ₀。还有，在数式（9）中，T为相位调制部10的目前温度，T0为相位调制部10的基准温度（一个例子中，检查时的温度），φ_T为在目前温度T下用于获得所期望的相位调制量的控制相位值。

[数13]

${\mathrm{\φ}}_0=\frac{{\mathrm{\φ}}_T}{100-(T-T0)\×{\mathrm{\β}}_1-\·\·\·-{(T-T0)}^n\×{\mathrm{\β}}_n}\×100\·\·\·\left(9\right)$

通过使用这样的非线性系数来进行温度修正，从而不管液晶层12的温度变化，可以以更高的精度（例如以相位1°单位、0.1°单位、或者0.01°单位）进行相位调制。

（第1变形例）

图13是表示上述实施方式的第1变形例的空间光调制装置1B的构成的方块图。如图13所示，本变形例所涉及的空间光调制装置1B除了相位调制部10之外还具备作为电压生成部的驱动装置20B以及控制装置30B。还有，对于相位调制部10的构成，因为与上述实施方式的相位调制部10的构成相同，所以省略详细的说明。

控制装置30B与上述实施方式的控制装置30A相同，例如由具有中央运算处理部31、存储器32以及硬盘33的电子计算机等而被适当地实现。但是，在本变形例中，硬盘33除了所期望的相位图案33a之外还存储面畸变修正图案33b、温度变化系数数据33c、多项近似式数据33d以及其系数数据33e。面畸变修正图案33b为相当于上述实施方式的面畸变修正图案数据23a的数据，并且是用于根据由液晶层12赋予的相位差修正在将像素电极13a周边的电路元件做入到硅基板11的时候在第1电极13的表面所产生的面畸变的数据。另外，温度变化系数数据33c为相当于上述实施方式的温度变化系数数据23b的数据，并且是与用于修正由于液晶层12的温度变化引起的、向像素电极13a的施加电压与相位调制量的关系的变动的系数相关的数据。多项近似式数据33d以及其系数数据33e为相当于上述施方式的多项近似式数据23c以及其系数数据23d的数据，并且是用于修正液晶层12的非线性性、即赋予各个像素电极13a的电压的大小与相位调制量之间的非线性性的数据。

中央运算处理部31，如图13所示，通过将存储在存储器32中的规定的程序读入到加法部32a、相位换算部32b、温度修正部32c、DA输入值生成部32d、温度读出命令部32e而实现。加法部32a通过从硬盘33读出相位图案33a以及面畸变修正图案数据33b，并将它们互相相加，从而生成控制输入值S3。相位换算部32b使用上述的数式（1），将控制输入值S3转换成作为相位调制部10中的相位调制量的目标值的控制相位值φ_T。温度读出命令部32e生成用于在驱动装置20B要求与液晶层12的温度相关的数据的信号Sr。该信号Sr经由通信部34而被送到驱动装置20B的温度传感器处理部29。温度修正部32c从硬盘33读出温度变化系数数据33c并且从驱动装置20B接收相位调制部10的目前的温度值Ts，并以这些数据为基础来修正控制相位值φ_T从而算出控制相位值φ₀。还有，该修正运算与在上述实施方式中温度修正部26所进行的运算相同。DA输入值生成部32d从硬盘33读出多项近似式数据33d以及其系数数据33e，并从控制相位值φ₀算出DA输入值y₀。DA输入值生成部32d经由通信部34将DA输入值y₀提供给驱动装置20B。

驱动装置20B具有通信部21、输入处理部22、数字/模拟转换部28、以及温度传感器处理部29。这些构成以及动作与上述实施方式相同。还有，本变形例的驱动装置20B不具有上述实施方式的非挥发性存储元件23、加法部24、温度修正部26、以及DA输入值生成部27。这些要素包含于已经叙述的控制装置30B。

图14是表示本变形例所涉及的空间光调制方法的流程图。以下，参照图14，对本变形例所涉及的空间光调制方法以及空间光调制装置1B的动作进行说明。

首先，存储在硬盘33中的相位图案33a以及面畸变修正图案数据33b被读出至中央运算处理部31，并且它们被彼此相加，从而生成控制输入值S3（步骤S31）。然后，基于控制输入值S3，在相位换算部32b中生成作为相位调制部10中的相位调制量的目标值的控制相位值φ_T（步骤S32）。另外，与由温度传感器17检测出的液晶层12的目前的温度相关的温度信号Stemp被送到温度传感器处理部29，温度信号Stemp所表示的温度值Ts经由通信部34而被送到中央运算处理部31（步骤S33，温度取得步骤）。还有，该步骤S33也可以与上述步骤S31以及S32并行地进行。

接着，存储在硬盘33中的温度变化系数数据33c和目前的温度值Ts被读出至中央运算处理部31，通过相对于控制输入值S3进行上述的数式（5）所表示的运算，从而算出由液晶层12的温度变化引起的影响被修正了的（基准温度T0的时候的）控制相位值φ₀（步骤S34，修正运算步骤）。

接着，存储在硬盘33中的多项近似式数据33d以及其系数数据33e被提供给DA输入值生成部32d。DA输入值生成部32d中，使用多项近似式数据33d所表示的数式（上述的数式（7）），算出为了获得控制相位值φ_T而优选的DA输入值y₀（步骤S35，DA输入运算步骤）。该DA输入值y₀从控制装置30B被传送到驱动装置20B（步骤S36）。然后，施加到相位调制部10的各个像素的每个像素的模拟电压V在数字/模拟转换部28中基于DA输入值y₀而被生成（步骤S37）。这些模拟电压V被送到驱动单元28a。然后，这些模拟电压V从驱动单元28a被输出到相位调制部10，并被施加于各个像素电极部13a（步骤S38，电压施加步骤）。在相位调制部10中，液晶分子12a的倾斜对应于施加电压V的大小而发生变化，并产生折射率的变化。其结果，空间性地显现对应于所期望的相位图案33a的相位分布，从而入射光的相位被调制（步骤S39）。

根据以上所说明的本变形例所涉及的空间光调制装置1B以及空间光调制方法，因为与上述实施方式相同，温度修正部32c使用温度变化系数来修正控制相位值，所以能够容易地修正由于液晶层12的温度变化引起的相位调制量的变动。再有，能够减小必要的存储容量，制作变得容易并且能够提高相对于所期望的相位调制量的施加电压值的精度。另外，因为预先存储处于非线性的关系的施加电压与相位调制量的函数，并与上述的温度变化系数一起使用其系数，所以不管液晶层12的温度，均能够一直将控制输入值与相位调制量的关系保持为一定。

（第2变形例）

图15是表示上述实施方式的第2变形例的空间光调制装置1C的构成的方块图。如图15所示，本变形例所涉及的空间光调制装置1C具备相位调制部10、作为电压生成部的驱动装置20C。其中，关于相位调制部10的构成，与上述实施方式的相位调制部10的构成相同。

驱动装置20C具有控制部42。控制部42例如由具有中央运算处理部（CPU）、存储器以及硬盘的电子计算机等而被适当地实现。另外，驱动装置20C具有输入处理部22、非挥发性存储元件23、加法部24、相位换算部25、温度修正部26、DA输入值生成部27、数字/模拟转换部28、以及温度传感器处理部29。

输入处理部22基于从控制部42接收的信号，产生用于生成垂直同步信号以及水平同步信号的触发信号Str。非挥发性存储元件23除了面畸变修正图案数据23a、温度变化系数数据23b、多项近似式数据23c以及其系数数据23d之外，还存储所期望的相位图案23e。相位图案23e相当于上述实施方式中的相位图案33a。

加法部24通过从非挥发性存储元件23读出面畸变修正图案数据23a以及相位图案23e并将它们彼此相加，从而生成面畸变修正后的控制输入值S4。相位换算部25使用上述的数式（1），将控制输入值S4转换成作为相位调制部10中的相位调制量的目标值的控制相位值φ_T。温度修正部26通过根据温度变化系数数据23b和从温度传感器处理部29获得的温度值Ts，对控制相位值φ_T实施规定的运算处理，从而生成温度修正后的控制相位值φ_o。DA输入值生成部27使用多项近似式数据23c以及其系数数据23d，从控制相位值φ_o算出DA输入值y₀。数字/模拟转换部28根据DA输入值y₀产生施加于相位调制部10的各个像素的每个像素的模拟电压V。这些模拟电压V通过驱动单元28a而被输出到相位调制部10，并被施加于各个像素电极13a（参照图2）。

根据以上所说明的本变形例所涉及的空间光调制装置1C，因为与上述实施方式相同，温度修正部26使用温度变化系数来修正控制相位值，所以能够容易地修正由于液晶层12的温度变化引起的相位调制量的变动。再有，能够减小必要的存储容量，制作变得容易而且能够提高相对于所期望的相位调制量的施加电压值的精度。另外，因为预先存储处于非线性的关系的施加电压与相位调制量的函数并与上述的温度变化系数一起使用其系数，所以不管液晶层12的温度，均能够一直将控制输入值与相位调制量的关系保持为一定。

（第3变形例）

图16是表示上述实施方式的第3变形例的空间光调制装置1D的构成的方块图。如图16所示，本变形例所涉及的空间光调制装置1D具备相位调制部10、作为电压生成部的驱动装置20D以及控制装置30A。其中，关于相位调制部10以及控制装置30A的构成，与上述实施方式的相位调制部10的构成相同。

另外，本变形例的驱动装置20D除了上述实施方式的驱动装置20A的构成之外，还进一步具有非挥发性存储元件43。非挥发性存储元件43存储由温度修正部26算出的控制相位值φ_o、根据该控制相位值φ_o而由DA输入值生成部27算出的DA输入值y₀。本变形例的温度修正部26在算出控制相位值φ_o之后，将该控制相位值φ_o输出至DA输入值生成部27并且将控制相位值φ_o存储在非挥发性存储元件43。DA输入值生成部27在进行用于DA输入值y₀的运算之前参照非挥发性存储元件43，在存在符合的DA输入值y₀的情况下，不进行运算而读出该DA输入值y₀并输出到数字/模拟转换部28。另外，在符合的DA输入值y₀不存在于非挥发性存储元件43的情况下，DA输入值生成部27将算出的DA输入值y₀存储在非挥发性存储元件43中。

图17是表示本变形例所涉及的空间光调制方法的流程图。以下，参照图17，对本变形例所涉及的空间光调制方法以及空间光调制装置1D的动作进行说明。还有，到上述实施方式中的修正运算步骤S25（参照图12）为止的各个步骤、以及数字/模拟转换部28中生成模拟电压的步骤27之后的各个步骤与上述实施方式相同，所以在图17中省略图示。

首先，在温度修正部26中，使用上述的数式（5），计算出由于液晶层12的温度变化引起的影响被修正了的控制相位值φ_o（步骤S25，修正运算步骤）。接着，DA输入值生成部27参照非挥发性存储元件43来确认控制相位值φ_o是否被记录（步骤S41）。在控制相位值φ_o没有被记录的情况下（在步骤S41中为否），DA输入值生成部27中，使用多项近似式数据23c所表示的数式（上述的数式（7）），并基于控制相位值φ_o来计算出DA输入值y₀（步骤S42）。然后，算出的DA输入值y₀与所对应的控制相位值φ_o一起被存储在非挥发性存储元件43中（步骤S43）。另外，在控制相位值φ_o被记录的情况下（在步骤S41中为是），DA输入值生成部27中，不计算DA输入值y₀。之后，施加于相位调制部10的各个像素的每个像素的模拟电压V在数字/模拟转换部28中基于DA输入值y₀而被生成（步骤S27）。

根据本变形例所涉及的空间光调制装置1D以及空间光调制方法，除了能够取得与上述实施方式相同的效果之外，还能够取得以下的效果。即，在本变形例中，在DA输入值生成部27中被一次算出的DA输入值y₀与所对应的控制相位值φ_o一起被记录在非挥发性存储元件43中。因此，在相同的控制相位值φ_o再次产生的时候，能够省略DA输入值生成部27中的再次的运算，并且能够缩短处理时间。

本发明的空间光调制装置以及空间光调制方法并不限于上述的实施方式，可以进行其他各种各样的变形。例如，在上述实施方式中，例示了相位调制部的像素电极遍及多行以及多列地配置成二维状的情况，但是，本发明中的空间光调制装置并不限于此，例如也可以具有多个像素电极被配置成一维状的构成。

在上述实施方式的空间光调制装置中，是在一维或者二维排列的多个像素中的每个像素调制入射光的相位的空间光调制装置，具备：（1）液晶层，对应于施加电场的大小而调制入射光的相位；（2）温度传感器，生成作为对应于液晶层的温度的信号的温度信号；（3）多个像素电极，被设置于多个像素中的每个像素，并将产生施加电场的电压施加于液晶层；（4）电压生成部，将电压提供给多个像素电极。电压生成部具有存储单元。在该存储单元中预先存储包含于表示相对于液晶层的基准温度的温度变化量与液晶层中的相位调制量的变动量的相关的第1函数中的一个或者多个第1系数、以及包含于作为表示施加电压与相位调制量的相关的非线性函数的第2函数中的多个第2系数。电压生成部使用从温度传感器提供的温度信号所表示的温度和一个或者多个第1系数，进行用于修正作为相位调制量的目标值的相位调制量指示值的运算，之后，使用多个第2系数，将相位调制量指示值换算成施加电压相当值，并将对应于该施加电压相当值的电压提供给多个像素电极。

另外，空间光调制装置也可以是第1函数为一次函数，第1系数的个数为一个的构成。在此情况下，电压的范围优选被限定于能够将第1函数作为一次函数近似的规定范围内。另外，空间光调制装置也可以是第1函数为n次函数（n为2以上的整数），第1系数的个数为n个的构成。

另外，在上述施方式的空间光调制方法中，是使用对应于施加电场的大小而调制入射光的相位的液晶层、以及设置于一维或者二维排列的多个像素中的每个像素并将产生施加电场的电压施加于液晶层的多个像素电极的空间光调制方法，包含：（1）温度取得步骤，从温度传感器取得作为对应于液晶层的温度的信号的温度信号；（2）修正运算步骤，从预先存储包含于表示相对于液晶层的基准温度的温度变化量与液晶层中的相位调制量的变动量的相关的第1函数中的一个或者多个第1系数、以及包含于作为表示施加电压与相位调制量的相关的非线性函数的第2函数中的多个第2系数的存储单元，读出该一个或者多个第1系数，使用温度信号所表示的温度和一个或者多个第1系数，进行用于修正作为相位调制量的目标值的相位调制量指示值的运算；（3）电压换算步骤，从存储单元读出多个第2系数，使用多个第2系数，将相位调制量指示值换算成施加电压相当值；（4）电压施加步骤，将对应于施加电压相当值的电压提供给多个像素电极。

空间光调制方法也可以是第1函数为一次函数，第1系数的个数为一个的构成。在此情况下，电压的范围优选被限定于能够将第1函数作为一次函数近似的规定范围内。另外，空间光调制方法也可以是第1函数为n次函数（n为2以上的整数），第1系数的个数为n个的构成。

产业上的利用可能性

本发明作为一种能够减小必要的存储容量、制作容易而且能够提高相对于所期望的相位调制量的施加电压值的精度的空间光调制装置以及空间光调制方法而能够进行利用。

符号的说明

1A～1D…空间光调制装置、10…相位调制部、11…硅基板、12…液晶层、12a…液晶分子、13、14…电极、13a…像素电极、15…玻璃基板、16…隔离物、17…温度传感器、20A～20D…驱动装置、21…通信部、22…输入处理部、23…非挥发性存储元件、23a、33b…面畸变修正图案数据、23b、33c…温度变化系数数据、23c、33d…多项近似式数据、23d、33e…多项近似式的系数数据、23e、33a…相位图案、24…加法部、25…相位换算部、26…温度修正部、27…DA输入值生成部、28…数字/模拟转换部、28a…驱动单元、29…温度传感器处理部、30A、30B…控制装置、31…中央运算处理部、32…存储器、32a…加法部、32b…相位换算部、32c…温度修正部、32d…DA输入值生成部、32e…温度读出命令部、33…硬盘、34…通信部、41…基础数据库、50A…电压生成部、100…偏振干涉仪、101…温度控制装置、102…半透半反镜、103…透镜、104…检偏镜、105…偏振光镜、106…光源、107…受光元件、A…施加电压范围、S1～S4…控制输入值、Stemp…温度信号、φ_T、φ₀…控制相位值（相位调制量指示值）。

Claims (12)

1.一种空间光调制装置，其特征在于：

是在一维或者二维排列的多个像素中的每个像素调制入射光的相位的空间光调制装置，

具备：

液晶层，对应于施加电场的大小而调制所述入射光的相位；

温度传感器，生成作为对应于所述液晶层的温度的信号的温度信号；

多个像素电极，设置于所述多个像素中的每个像素，将产生所述施加电场的电压施加于所述液晶层；以及

电压生成部，将所述电压提供给所述多个像素电极，

所述电压生成部具有存储单元，在该存储单元中预先存储有包含于表示相对于所述液晶层的基准温度的温度变化量与所述液晶层中的相位调制量的变动量的相关的第1函数中的一个或者多个第1系数、以及包含于作为表示施加电压与相位调制量的相关的非线性函数的第2函数中的多个第2系数，

所述电压生成部使用从所述温度传感器提供的所述温度信号所表示的温度和所述一个或者多个第1系数，进行用于修正作为相位调制量的目标值的相位调制量指示值的运算，之后，使用所述多个第2系数，将所述相位调制量指示值换算成施加电压相当值，并将对应于该施加电压相当值的所述电压提供给所述多个像素电极。

2.如权利要求1所述的空间光调制装置，其特征在于：

所述第1函数为一次函数，所述第1系数的个数为一个。

3.如权利要求2所述的空间光调制装置，其特征在于：

所述电压的范围被限定于能够将所述第1函数作为一次函数来近似的规定范围内。

4.如权利要求2或者3所述的空间光调制装置，其特征在于：

所述电压生成部基于以下的数式，修正所述相位调制量指示值，

[数1]

${\mathrm{\φ}}_0=\frac{{\mathrm{\φ}}_T}{(100-\mathrm{\α}\×(T-T0))}\×100$

其中，T为从所述温度传感器提供的所述温度信号所表示的温度，T0为基准温度，φ_T为修正前的所述相位调制量指示值，φ₀为修正后的所述相位调制量指示值，α为所述第1系数。

5.如权利要求1所述的空间光调制装置，其特征在于：

所述第1函数为n次函数，所述第1系数的个数为n个，其中，n为2以上的整数。

6.如权利要求5所述的空间光调制装置，其特征在于：

所述电压生成部基于以下的数式，修正所述相位调制量指示值，

[数2]

${\mathrm{\φ}}_0=\frac{{\mathrm{\φ}}_T}{100-(T-T0)\×{\mathrm{\β}}_1-\·\·\·-{(T-T0)}^n\×{\mathrm{\β}}_n}\×100$

其中，T为从所述温度传感器提供的所述温度信号所表示的温度，T0为基准温度，φ_T为修正前的所述相位调制量指示值，φ₀为修正后的所述相位调制量指示值，β₁……β_n为所述n个第1系数。

7.一种空间光调制方法，其特征在于：

是使用对应于施加电场的大小而调制入射光的相位的液晶层、以及设置于一维或者二维排列的多个像素中的每个像素并将产生所述施加电场的电压施加于所述液晶层的多个像素电极的空间光调制方法，

包括：

温度取得步骤，从温度传感器取得作为对应于所述液晶层的温度的信号的温度信号；

修正运算步骤，从预先存储包含于表示相对于所述液晶层的基准温度的温度变化量与所述液晶层中的相位调制量的变动量的相关的第1函数中的一个或者多个第1系数、以及包含于作为表示施加电压与相位调制量的相关的非线性函数的第2函数中的多个第2系数的存储单元，读出该一个或者多个第1系数，使用所述温度信号所表示的温度和所述一个或者多个第1系数，进行用于修正作为相位调制量的目标值的相位调制量指示值的运算；

电压换算步骤，从所述存储单元读出所述多个第2系数，使用所述多个第2系数，将所述相位调制量指示值换算成施加电压相当值；

电压施加步骤，将对应于所述施加电压相当值的所述电压提供给所述多个像素电极。

8.如权利要求7所述的空间光调制方法，其特征在于：

所述第1函数为一次函数，所述第1系数的个数为一个。

9.如权利要求8所述的空间光调制方法，其特征在于：

所述电压的范围被限定于能够将所述第1函数作为一次函数来近似的规定范围内。

10.如权利要求8或者9所述的空间光调制方法，其特征在于：

在所述修正运算步骤中，基于以下的数式，修正所述相位调制量指示值，

[数3]

${\mathrm{\φ}}_0=\frac{{\mathrm{\φ}}_T}{(100-\mathrm{\α}\×(T-T0))}\×100$

其中，T为从所述温度传感器提供的所述温度信号所表示的温度，T0为基准温度，φ_T为修正前的所述相位调制量指示值，φ₀为修正后的所述相位调制量指示值，α为所述第1系数。

11.如权利要求7所述的空间光调制方法，其特征在于：

所述第1函数为n次函数，所述第1系数的个数为n个，其中，n为2以上的整数。

12.如权利要求11所述的空间光调制方法，其特征在于：

在所述修正运算步骤中，基于以下的数式，修正所述相位调制量指示值，

[数4]

${\mathrm{\φ}}_0=\frac{{\mathrm{\φ}}_T}{100-(T-T0)\×{\mathrm{\β}}_1-\·\·\·-{(T-T0)}^n\×{\mathrm{\β}}_n}\×100$

其中，T为从所述温度传感器提供的所述温度信号所表示的温度，T0为基准温度，φ_T为修正前的所述相位调制量指示值，φ₀为修正后的所述相位调制量指示值，β₁……β_n为所述n个第1系数。

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