JP3170894B2 - Spatial light modulator evaluation system - Google Patents
Spatial light modulator evaluation systemInfo
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Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、ロボット等の視覚認識
装置において、画像処理あるいは画像認識を光学的に実
行する光情報処理装置に用いられる空間光変調素子の評
価装置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an apparatus for evaluating a spatial light modulator used in an optical information processing apparatus for optically performing image processing or image recognition in a visual recognition apparatus such as a robot.
【０００２】[0002]
【従来の技術】画像処理あるいは画像認識技術に対し
て、近年、より大画素数をより高速処理することが要求
されてきている。そこで、光の高速並列演算機能を活用
することで上記の要求に答える光情報処理装置の開発が
盛んになってきている。これらの光情報処理装置におい
ては、例えば、特願昭６３−２８７０１６号に記載の光
情報処理装置のごとく液晶ディスプレイなどの空間光変
調素子が用いられている。2. Description of the Related Art In recent years, image processing or image recognition technology has been required to process a larger number of pixels at a higher speed. Therefore, the development of an optical information processing apparatus that meets the above-mentioned requirements by utilizing the high-speed parallel computing function of light has been actively developed. In these optical information processing apparatuses, for example, a spatial light modulation element such as a liquid crystal display is used as in the optical information processing apparatus described in Japanese Patent Application No. 63-287016.
【０００３】これらの空間光変調素子はディスプレイ等
に用いられる場合と異なり、その透過光あるいは反射光
の振幅と位相の両特性が良好であることが求められる。
そこで、一般に振幅特性は分光光度計等を用いて測定し
た光強度特性から評価し、一方、位相特性は干渉計を用
いて測定されていた。[0003] Different from those used for displays and the like, these spatial light modulators are required to have good amplitude and phase characteristics of transmitted light or reflected light.
Therefore, the amplitude characteristic is generally evaluated from the light intensity characteristic measured using a spectrophotometer or the like, while the phase characteristic is measured using an interferometer.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、レン
ズ、プリズム等の光学部品の波面収差測定用として市販
されている干渉計では、例えば、空間光変調素子の画素
単位での位相特性など微小領域での測定は不可能であっ
た。However, commercially available interferometers for measuring the wavefront aberration of optical components such as lenses and prisms are, for example, not suitable for a small area such as a phase characteristic of each pixel of a spatial light modulator. Measurement was not possible.
【０００５】本発明は上記問題点に鑑み、空間光変調素
子、特に、ＴＮ型液晶素子の画素単位での位相特性など
微小領域での測定を可能とする空間光変調素子評価装置
を提供することを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above problems, the present invention provides a spatial light modulation device, and more particularly, an apparatus for evaluating a spatial light modulation device which enables measurement in a minute area such as a phase characteristic of each pixel of a TN type liquid crystal device. With the goal.
【０００６】[0006]
【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに本発明の空間光変調素子評価装置は、位相と振幅が
同時に変化する空間光変調素子を保持する空間光変調素
子保持手段と、この空間光変調素子保持手段に保持され
た前記空間光変調素子を照射する光源と、この空間光変
調素子保持手段の後方に光軸に対して傾斜させて配置さ
れた平行平板と、この平行平板の透過光路中に配置され
た偏光分離手段と、この偏光分離手段の後方に前記空間
光変調素子を構成する画素のうち互いに隣接する一対の
画素の透過光量を各々検出する第１の光検出器を配置
し、前記平行平板の反射光路中の前記隣接画素からの透
過光が前記平行平板の表裏面から反射されて干渉する位
置に第２の光検出器を配置するとともに、前記第１の光
検出器の出力から前記隣接画素を透過した光の振幅比を
求め、前記第２の光検出器の出力から前記隣接画素を透
過した光の位相差を検出することで、前記空間光変調素
子の画素単位で、振幅と位相の両特性を同時に測定する
ことを特徴とする空間光変調素子評価装置である。In order to solve the above-mentioned problems, a spatial light modulator evaluation apparatus according to the present invention has a phase and an amplitude.
At the same time and the spatial light modulator holder means for holding the spatial light modulation element changes, a light source for irradiating said spatial light modulator elements which are held in the spatial light modulator holding means, to the rear of the spatial light modulator holder means A parallel plate disposed at an angle to the optical axis, polarization separating means disposed in a transmission optical path of the parallel plate, and the space behind the polarization separating means.
A pair of pixels adjacent to each other among pixels constituting the light modulation element
A first photodetector for detecting the amount of transmitted light of each pixel is arranged
And the transmission from the adjacent pixel in the reflection light path of the parallel plate.
The level at which overlight is reflected from the front and back surfaces of the parallel plate and interferes
A second photodetector, and the first photodetector.
From the output of the detector, the amplitude ratio of the light transmitted through the adjacent pixel
From the output of the second photodetector to pass through the adjacent pixel.
By detecting the phase difference of the passed light, the spatial light modulator
A spatial light modulator evaluation apparatus for simultaneously measuring both amplitude and phase characteristics for each child pixel .
【０００７】[0007]
【作用】上記構成の評価装置によれば、空間光変調素子
の画素単位での位相特性など微小領域での測定を可能と
する空間光変調素子評価装置を提供できる。According to the evaluation apparatus having the above configuration, it is possible to provide a spatial light modulation element evaluation apparatus capable of measuring a small area such as a phase characteristic of a spatial light modulation element in pixel units.
【０００８】[0008]
【実施例】以下、本発明の請求項１記載の空間光変調素
子評価装置について、図面を参照しながら説明する。図
１は本発明の請求項１記載の空間光変調素子評価装置の
一実施例の側面図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a block diagram of a spatial light modulator evaluation apparatus according to a first embodiment of the present invention. FIG. 1 is a side view of an embodiment of the spatial light modulator evaluation apparatus according to claim 1 of the present invention.
【０００９】図１において、１は半導体レ−ザ、２はコ
リメ−タレンズ、３は位相差板、４は第１のレンズ、５
は第２のレンズ、６は空間光変調素子ホルダ−、７は空
間光変調素子、８は表面の反射率をＲ１、裏面の反射率
をＲ２に構成された厚みｄの平行平板であり光軸に対し
てθ１傾けて配置されている。９は偏光ビ−ムスプリッ
タ、１０は第３のレンズ、１１は第４のレンズ、１２は
ダブルピンホ−ル、１３は２分割光検出器、１４はミラ
−、１５は第５のレンズ、１６は第６のレンズ、１７は
ピンホ−ル、１８は光検出器である。In FIG. 1, 1 is a semiconductor laser, 2 is a collimator lens, 3 is a retardation plate, 4 is a first lens, 5
Denotes a second lens, 6 denotes a spatial light modulator holder, 7 denotes a spatial light modulator, 8 denotes a parallel flat plate having a thickness d having a surface reflectance of R1 and a rear surface reflectance of R2. Are arranged at an angle of θ1 with respect to. Reference numeral 9 denotes a polarization beam splitter, 10 denotes a third lens, 11 denotes a fourth lens, 12 denotes a double pinhole, 13 denotes a split photodetector, 14 denotes a mirror, 15 denotes a fifth lens, and 16 denotes a fifth lens. The sixth lens, 17 is a pinhole, and 18 is a photodetector.
【００１０】ここで、第１のレンズ４と第２のレンズ５
は縮小光学系を構成しており、コリメ−タレンズ２によ
り平行光化された半導体レ−ザ１からの出射光を縮小し
て空間光変調素子７を照射する構成とされている。ま
た、位相差板３は半導体レ−ザ１からの射出光の偏光状
態を測定に適した状態に設定する。すなわち、楕円偏光
あるいは直線偏光を空間光変調素子７に対して所定の角
度を持った直線偏光に変換する。また、第３のレンズ１
０と第４のレンズ１１および、第５のレンズと第６のレ
ンズは拡大光学系を構成している。Here, the first lens 4 and the second lens 5
Constitutes a reduction optical system, and irradiates the spatial light modulator 7 with the light emitted from the semiconductor laser 1 which has been made parallel by the collimator lens 2 reduced. The phase plate 3 sets the polarization state of the light emitted from the semiconductor laser 1 to a state suitable for measurement. That is, elliptically polarized light or linearly polarized light is converted into linearly polarized light having a predetermined angle with respect to the spatial light modulator 7. Also, the third lens 1
The 0 and fourth lenses 11 and the fifth and sixth lenses constitute a magnifying optical system.
【００１１】次に、本実施例装置における平行平板８の
構成を図２と図３を用いて説明する。図２は空間光変調
素子７と平行平板８との関係を示す構成図であり、図３
は平行平板に於ける光の反射と屈折を示す図である。図
２において７は本実施例ではＴＮ型液晶で構成された空
間光変調素子、７ａおよび７ｂは空間光変調素子７を構
成する画素を各々示しており、８は平行平板を示してい
る。Next, the configuration of the parallel plate 8 in the apparatus of this embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 2 is a configuration diagram showing the relationship between the spatial light modulator 7 and the parallel plate 8, and FIG.
FIG. 4 is a diagram showing light reflection and refraction on a parallel plate. In FIG. 2, reference numeral 7 denotes a spatial light modulator formed of TN type liquid crystal in the present embodiment, 7a and 7b denote pixels constituting the spatial light modulator 7, and 8 denotes a parallel plate.
【００１２】また、図中のＰは空間光変調素子７を構成
する画素ピッチをＬ１は画素７ａを透過する光線の光軸
を示し、Ｌ２は画素７ｂを透過する透過する光線の光軸
を各々示している。また、Ｌ１’とＬ２’は各々、光線
Ｌ１とＬ２の平行平板８からの反射光を示している。In the drawing, P denotes a pixel pitch constituting the spatial light modulator 7, L1 denotes an optical axis of a light beam passing through the pixel 7a, and L2 denotes an optical axis of a light beam passing through the pixel 7b. Is shown. L1 'and L2' indicate reflected light of the light beams L1 and L2 from the parallel flat plate 8, respectively.
【００１３】また、図３に於て、８は厚みｄ、屈折率
ｎ、表面反射率Ｒ１、裏面反射率Ｒ２の平行平板を示し
ており、光線Ｌ１およびＬ２に対してθ１傾けて配置さ
れている。In FIG. 3, reference numeral 8 denotes a parallel plate having a thickness d, a refractive index n, a front surface reflectance R1, and a back surface reflectance R2, which are arranged at an angle θ1 with respect to the light beams L1 and L2. I have.
【００１４】まず、光線Ｌ１とＬ２の反射光Ｌ１’とＬ
２’が一致する、すなわち、光線を１画素分だけ横ずら
しするための平行平板８の構成条件を以下に示す。この
条件を位置条件とよぶ。位置条件を満足するためにはＬ
１が平行平板８の表面で屈折し、裏面で反射し再び表面
に到達する点と初めの入射点との距離ａが、ａ＝Ｐ／ｃ
ｏｓθ１なる条件を満足する必要がある。First, the reflected lights L1 'and L1 of the light rays L1 and L2
The following is a condition of the parallel flat plate 8 where 2 ′ coincides, that is, the light beam is shifted laterally by one pixel. This condition is called a position condition. To satisfy the position condition, L
1 is refracted on the front surface of the parallel plate 8 and reflected on the back surface and reaches the front surface again.
osθ1 needs to be satisfied.
【００１５】一方、このａはＬ１の屈折角をθ２とする
と図３中でａを底辺とする２等辺三角形を考えると、ａ
＝２ｄｔａｎθ２なる関係が成立する。従って、Ｐ＝２
ｄｔａｎθ２ｃｏｓθ１となる。ここでｓｉｎθ１＝ｎ
ｓｉｎθ２なる屈折則を適用すると、位置条件は以下の
（１）式で表すことができる。On the other hand, assuming that the refraction angle of L1 is θ2, a isosceles triangle having a as a base in FIG.
= 2dtan θ2 holds. Therefore, P = 2
dtan θ2 cos θ1. Where sin θ1 = n
When the refraction law of sin θ2 is applied, the position condition can be expressed by the following equation (1).
【００１６】[0016]
【数１】 (Equation 1)
【００１７】この位置条件（１）式を満足するように平
行平板８の厚みｄ、屈折率ｎおよび光軸に対する傾斜角
θ１が決められている。The thickness d of the parallel plate 8, the refractive index n, and the inclination angle θ1 with respect to the optical axis are determined so as to satisfy the position condition (1).
【００１８】次に、このように重なった光線Ｌ１’と光
線Ｌ２’の干渉縞のビジビリティを決める振幅条件を以
下に述べる。光線Ｌ１と光線Ｌ２の振幅が等しくそれを
１とすると、光線Ｌ１’の振幅は平行平板８の表面での
１回の反射だけなのでＲ１で与えられる。一方、光線Ｌ
２’の振幅は（１−Ｒ１）2Ｒ２で与えられる。従っ
て、画素７ａの透過率をＲａ、画素７ｂの透過率をＲｂ
とおくと振幅条件は（２）式で与えられる。Next, the amplitude conditions for determining the visibility of the interference fringes of the light beams L1 'and L2' thus overlapped will be described below. Assuming that the amplitudes of the light beam L1 and the light beam L2 are equal to one, the amplitude of the light beam L1 'is given by R1 because the amplitude of the light beam L1' is only one reflection on the surface of the parallel plate 8. On the other hand, ray L
The amplitude of 2 'is given by (1-R1) 2 R2. Accordingly, the transmittance of the pixel 7a is Ra, and the transmittance of the pixel 7b is Rb.
In other words, the amplitude condition is given by equation (2).
【００１９】[0019]
【数２】 (Equation 2)
【００２０】この振幅条件を満足するように平行平板８
の表面反射率Ｒ１と裏面反射率Ｒ２が決められる。The parallel flat plate 8 is set so as to satisfy this amplitude condition.
Of the front surface reflectivity R1 and the back surface reflectivity R2.
【００２１】また、光線Ｌ１’と光線Ｌ２’の干渉縞が
発生するための光線Ｌ１’と光線Ｌ２’の位相差を決め
る位相条件は以下のように求められる。光線Ｌ１’と光
線Ｌ２’の光路長差は平行平板８へ入射するまでの空気
中での光路長差、これを図３ではｂで示した、と平行平
板８中での裏面反射の光路長差である。すなわちｂ＝Ｐ
ｔａｎθ１とｎ（２ｄ／ｃｏｓθ２）である。ここで、
スネル則をθ２に用いると、位相条件は（３）式で表す
ことができる。The phase condition for determining the phase difference between the light beam L1 'and the light beam L2' for generating interference fringes between the light beam L1 'and the light beam L2' is obtained as follows. The optical path length difference between the light beams L1 'and L2' is the optical path length difference in the air before entering the parallel plate 8, which is shown by b in FIG. Is the difference. That is, b = P
tan θ1 and n (2d / cos θ2). here,
When the Snell's rule is used for θ2, the phase condition can be expressed by equation (3).
【００２２】[0022]
【数３】 (Equation 3)
【００２３】上記した位置条件（１）を満足するいくつ
かの平行平板８の厚みｄ、屈折率ｎおよび光軸に対する
傾斜角θ１のうち、位相条件（３）式を満足するものを
設定する。Among the thickness d, the refractive index n, and the inclination angle θ1 with respect to the optical axis of several parallel plates 8 satisfying the above-mentioned position condition (1), those satisfying the phase condition (3) are set.
【００２４】以上のように構成された本実施例装置の動
作を以下に説明する。まず、空間光変調素子ホルダ−６
に設置された空間光変調素子７を構成する画素の内、互
いに隣接する一対の画素である画素７ａと画素７ｂのう
ち画素７ａを基準とし、すなわち、画素７ａには電圧を
印加せず、画素７ｂに所定の駆動電圧を印加する。この
状態で、第２のレンズ５，第１のレンズ４，位相差板
３，コリメ−タレンズ２を介して半導体レ−ザ１からの
出射光で空間光変調素子７を構成する画素７ａ及び画素
７ｂを照射する。The operation of the apparatus according to this embodiment having the above-described configuration will be described below. First, the spatial light modulator holder-6
Of the pixels constituting the spatial light modulator 7 disposed in the pixel 7a and the pixel 7b, which are a pair of pixels adjacent to each other, that is, the pixel 7a is used as a reference, that is, without applying a voltage to the pixel 7a, A predetermined drive voltage is applied to 7b. In this state, the pixels 7a and the pixels constituting the spatial light modulator 7 by the light emitted from the semiconductor laser 1 via the second lens 5, the first lens 4, the phase difference plate 3, and the collimator lens 2 Irradiate 7b.
【００２５】その結果、画素７ａを透過する光線Ｌ１と
画素７ｂを透過する光線は、平行平板８により各々の反
射光Ｌ１’とＬ２’が重なるよう部分反射される。この
反射光Ｌ１’とＬ２’の重畳された領域では干渉が発生
する。この干渉強度は駆動電圧が印加された画素７ｂで
の透過光の位相変化により変化する。すなわち、画素７
ａと画素７ｂの透過光の位相差が０の時に最大値を取
り、位相差がπの時０となる。As a result, the light ray L1 passing through the pixel 7a and the light ray passing through the pixel 7b are partially reflected by the parallel plate 8 so that the respective reflected lights L1 'and L2' overlap. Interference occurs in the region where the reflected lights L1 'and L2' overlap. This interference intensity changes due to a phase change of the transmitted light in the pixel 7b to which the driving voltage is applied. That is, pixel 7
The maximum value is obtained when the phase difference between a and the transmitted light of the pixel 7b is 0, and becomes 0 when the phase difference is π.
【００２６】さて、この干渉光はミラ−１４により反射
され、第５のレンズ１５と第６のレンズ１６により拡大
されピンホ−ル１７を介して光検出器１８に入射する。
この時、ピンホ−ル１７は対象とする干渉領域以外の光
を遮蔽する。一方、平行平板８を透過した光線Ｌ１と光
線Ｌ２は、ピッチＰを維持したまま平行光として偏光ビ
−ムスプリッタ９に入射し、その偏光成分のうちＰ波成
分のみが偏光ビ−ムスプリッタ９を透過し、第３のレン
ズ１０と第４のレンズ１１により拡大されダブルピンホ
−ル１２を介して２分割光検出器１３に入射する。この
時、ダブルピンホ−ル１２は画素７ａを透過した光線と
画素７ｂを透過した光線を分離し、かつ、その他の光線
を遮蔽する。The interference light is reflected by the mirror 14, magnified by the fifth lens 15 and the sixth lens 16, and enters the photodetector 18 via the pinhole 17.
At this time, the pinhole 17 blocks light other than the target interference area. On the other hand, the light beam L1 and the light beam L2 transmitted through the parallel flat plate 8 enter the polarization beam splitter 9 as parallel light while maintaining the pitch P, and only the P wave component of the polarization component is polarized beam splitter 9 Through the third lens 10 and the fourth lens 11, and is incident on the two-divided photodetector 13 via the double pinhole 12. At this time, the double pinhole 12 separates the light beam transmitted through the pixel 7a from the light beam transmitted through the pixel 7b, and blocks other light beams.
【００２７】従って、２分割光検出器１３の２つの検出
部には各々、画素７ａを透過した光線と画素７ｂを透過
した光線とが入射することになる。そこで、２分割光検
出器１３の２つの検出部の出力を比較することで、隣接
画素を基準として、印加電圧に対する任意の画素からの
透過光の検光子（本実施例では偏光ビ−ムスプリッタ）
透過後の強度の変化を評価できる。Accordingly, the light beam transmitted through the pixel 7a and the light beam transmitted through the pixel 7b are incident on the two detection sections of the two-segment photodetector 13, respectively. Thus, by comparing the outputs of the two detectors of the two-segment photodetector 13, an analyzer of transmitted light from an arbitrary pixel with respect to an applied voltage with respect to an adjacent pixel (in this embodiment, a polarization beam splitter) )
The change in intensity after transmission can be evaluated.
【００２８】さて、本実施例に用いられているＴＮ型液
晶ディスプレイの場合、例えば特開平３−２７４５８６
号公報に記載されているように画素への電圧印加によ
り、該当画素の入射光の位相に対する透過光の位相変化
のみならず、入射光の偏光方向に対する透過光の偏光方
向も変化する。従って、反射光Ｌ１’とＬ２’の干渉強
度については以下のように考える必要がある。まず、簡
単化のために１次元で考えると、Ｌ１’の複素振幅をＥ
１とし、Ｌ２’の複素振幅をＥ２とすると各々、以下の
（４）式と（５）式で書ける。Now, in the case of the TN type liquid crystal display used in this embodiment, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 3-274586.
As described in the publication, not only the phase change of the transmitted light with respect to the phase of the incident light of the corresponding pixel but also the polarization direction of the transmitted light with respect to the polarization direction of the incident light is changed by applying a voltage to the pixel. Therefore, the interference intensity between the reflected lights L1 'and L2' needs to be considered as follows. First, for simplicity, considering one dimension, the complex amplitude of L1 'is expressed as E
Assuming that the complex amplitude of L2 'is 1 and E2, they can be written by the following equations (4) and (5), respectively.
【００２９】[0029]
【数４】 (Equation 4)
【００３０】[0030]
【数５】 (Equation 5)
【００３１】本実施例では、同一コヒ−レント光源で照
射されているので、ω１＝ω２，ｋ１＝ｋ２＝ｋと置く
ことができる。また、２つの光の位相差のみを扱えばよ
いので、φ１＝０，φ２＝φとしてよい。In this embodiment, since the light is emitted from the same coherent light source, it can be set that ω1 = ω2, k1 = k2 = k. Further, since only the phase difference between the two lights needs to be handled, φ1 = 0 and φ2 = φ.
【００３２】従って、（４）式および（５）式は各々、
以下の（６）式と（７）式に簡略化できる。Therefore, equations (4) and (5) are
Equations (6) and (7) can be simplified.
【００３３】[0033]
【数６】 (Equation 6)
【００３４】[0034]
【数７】 (Equation 7)
【００３５】以上から、干渉に寄与する複素振幅Ｅは
（８）式で表される。From the above, the complex amplitude E contributing to the interference is expressed by equation (8).
【００３６】[0036]
【数８】 (Equation 8)
【００３７】従って、干渉強度は（９）式で与えられ
る。Therefore, the interference intensity is given by equation (9).
【００３８】[0038]
【数９】 (Equation 9)
【００３９】この（９）式で表される干渉強度が光検出
器１８により検出される。いま、求めたいのは（９）式
中の位相差φである。従って、（９）式の振幅項Ａ１と
Ａ２を求めれば、光検出器１８の出力と（９）とから所
望の位相差φを算出できる。そこで、以下に振幅項Ａ１
とＡ２を求める方法について述べる。The interference intensity represented by the equation (9) is detected by the photodetector 18. Now, what is desired is the phase difference φ in the equation (9). Therefore, if the amplitude terms A1 and A2 in the equation (9) are obtained, a desired phase difference φ can be calculated from the output of the photodetector 18 and (9). Therefore, the amplitude term A1
A2 will be described.
【００４０】まず、Ａ１は以下のようにして求めること
ができる。画素７ａと画素７ｂの両方に電圧を印加して
いないを考えるとφ＝０である。また偏光状態はＡ１と
Ａ２とで等しく、ただ平行平板８での反射条件が異なる
のみである。従って、振幅項Ａ１とＡ２の比率は、（１
０）式で書け、First, A1 can be obtained as follows. Considering that no voltage is applied to both the pixel 7a and the pixel 7b, φ = 0. The polarization states are the same for A1 and A2, only the reflection conditions on the parallel plate 8 are different. Therefore, the ratio of the amplitude terms A1 and A2 is (1
Write in equation 0)
【００４１】[0041]
【数１０】 (Equation 10)
【００４２】Ａ２は式（１１）のように書ける。A2 can be written as in equation (11).
【００４３】[0043]
【数１１】 [Equation 11]
【００４４】従って、（９）式は以下の（１２）式の形
で書ける。Therefore, equation (9) can be written in the form of the following equation (12).
【００４５】[0045]
【数１２】 (Equation 12)
【００４６】この（１２）式を用いれば、画素７ａと画
素７ｂの両方に電圧を印加していない時の光検出器１８
の出力から振幅項Ａ１を求めることができる。Using the equation (12), the photodetector 18 when no voltage is applied to both the pixel 7a and the pixel 7b
, The amplitude term A1 can be obtained.
【００４７】次に、Ａ２であるがこれは画素７ａには電
圧を印加せず、画素７ｂにのみ電圧を印加した時、すな
わち、実際に振幅と位相を測定する時を考える。この
時、２分割光検出器１３の２つの検出部には各々、画素
７ａを透過した光線と画素７ｂを透過した光線とが入射
することになる。そこで、２分割光検出器１３の２つの
検出部の出力を比較すると、Ａ２2とＡ１2の比率が求め
られる。これと（１２）式の結果からＡ１とＡ２の値が
決まるので、（９）式から位相差φが求められる。な
お、隣接画素間の距離Ｐ程度では印加電圧による位相変
化以外の例えば、基板の歪みに起因するような収差、す
なわち静的な位相差は実質的に無視できる。Next, A2 is a case where a voltage is applied only to the pixel 7b without applying a voltage to the pixel 7a, that is, a case where the amplitude and phase are actually measured. At this time, the light beam transmitted through the pixel 7a and the light beam transmitted through the pixel 7b are incident on the two detection units of the two-divided photodetector 13, respectively. Therefore, when the outputs of the two detectors of the two-segment photodetector 13 are compared, the ratio of A2 2 to A1 2 is obtained. Since the values of A1 and A2 are determined from this and the result of Expression (12), the phase difference φ is obtained from Expression (9). At a distance P between adjacent pixels, an aberration other than a phase change due to an applied voltage, for example, an aberration due to distortion of a substrate, that is, a static phase difference can be substantially ignored.
【００４８】このようにして、本実施例の空間光変調素
子評価装置によれば、ＴＮ型液晶のように振幅と位相が
同時に変化する空間光変調素子に対しても、隣接画素を
基準として少なくとも１画素単位という微小領域での空
間光変調素子の振幅と位相の両特性の同時測定を可能と
できる。As described above, according to the spatial light modulator evaluation apparatus of the present embodiment, at least a spatial light modulator such as a TN type liquid crystal whose amplitude and phase change at the same time with respect to an adjacent pixel is used. Simultaneous measurement of both the amplitude and phase characteristics of the spatial light modulator in a minute area of one pixel unit is possible.
【００４９】[0049]
【発明の効果】以上のように本発明の空間光変調素子評
価装置によれば、空間光変調素子の画素単位での位相特
性など微小領域での測定を可能とすることができる。As described above, according to the spatial light modulator evaluation apparatus of the present invention, it is possible to measure in a minute area such as the phase characteristic of each pixel of the spatial light modulator.
【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]
【図１】本発明の空間光変調素子評価装置の一実施例の
構成図FIG. 1 is a configuration diagram of an embodiment of a spatial light modulator evaluation apparatus of the present invention.
【図２】同実施例装置における空間光変調素子と平行平
板との関係図FIG. 2 is a diagram showing a relationship between a spatial light modulation element and a parallel plate in the apparatus of the embodiment.
【図３】同実施例装置における平行平板での光の反射と
屈折を示す図FIG. 3 is a diagram showing reflection and refraction of light on a parallel plate in the apparatus of the embodiment.
１ 半導体レ−ザ ２ コリメ−タレンズ ３ 位相差板 ４ 第１のレンズ ５ 第２のレンズ ６ 空間光変調素子ホルダ− ７ 空間光変調素子 ８ 平行平板 ９ 偏光ビ−ムスプリッタ １０ 第３のレンズ １１ 第４のレンズ １２ ダブルピンホ−ル １３ ２分割光検出器 １４ ミラ− １５ 第５のレンズ １６ 第６のレンズ １７ ピンホ−ル １８ 光検出器 REFERENCE SIGNS LIST 1 semiconductor laser 2 collimator lens 3 phase difference plate 4 first lens 5 second lens 6 spatial light modulator holder 7 spatial light modulator 8 parallel plate 9 polarizing beam splitter 10 third lens 11 Fourth lens 12 Double pinhole 13 Two-split photodetector 14 Mirror 15 Fifth lens 16 Sixth lens 17 Pinhole 18 Photodetector
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平１−212304（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−274586（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−132412（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01M 11/00 - 11/02 G02F 1/13 - 1/141 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) References JP 1-2212304 (JP, A) JP 3-274586 (JP, A) JP 2-132412 (JP, A) (58) Field (Int.Cl. 7 , DB name) G01M 11/00-11/02 G02F 1/13-1/141
Claims (1)
子を保持する空間光変調素子保持手段と、この空間光変
調素子保持手段に保持された前記空間光変調素子を照射
する光源と、この空間光変調素子保持手段の後方に光軸
に対して傾斜させて配置された平行平板と、この平行平
板の透過光路中に配置された偏光分離手段と、この偏光
分離手段の後方に前記空間光変調素子を構成する画素の
うち互いに隣接する一対の画素の透過光量を各々検出す
る第１の光検出器を配置し、前記平行平板の反射光路中
の前記隣接画素からの透過光が前記平行平板の表裏面か
ら反射されて干渉する位置に第２の光検出器を配置する
とともに、前記第１の光検出器の出力から前記隣接画素
を透過した光の振幅比を求め、前記第２の光検出器の出
力から前記隣接画素を透過した光の位相差を検出するこ
とで、前記空間光変調素子の画素単位で、振幅と位相の
両特性を同時に測定することを特徴とする空間光変調素
子評価装置。1. A spatial light modulator whose phase and amplitude change simultaneously.
A spatial light modulator holder means for holding a child, a light source for irradiating said spatial light modulator elements which are held in the spatial light modulator holding means, inclined to the optical axis behind the spatial light modulator holder means And a polarization plate disposed in the transmission light path of the parallel plate, and a pixel constituting the spatial light modulation element behind the polarization separation unit .
Out of each pair of pixels adjacent to each other.
That the first photodetector is arranged, the parallel reflection light path of the flat
Whether the transmitted light from the adjacent pixel is the front and back of the parallel plate
The second photodetector at a position where the light is reflected and interferes
With the output of the first photodetector and the adjacent pixel
The amplitude ratio of the light transmitted through the second photodetector is determined.
Detecting the phase difference of the light transmitted through the adjacent pixels from the force
With the pixel unit of the spatial light modulator, the amplitude and phase
An apparatus for evaluating a spatial light modulator, wherein both characteristics are measured simultaneously .
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26597992A JP3170894B2 (en) | 1992-10-05 | 1992-10-05 | Spatial light modulator evaluation system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26597992A JP3170894B2 (en) | 1992-10-05 | 1992-10-05 | Spatial light modulator evaluation system |
Publications (2)
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|---|---|
| JPH06117963A JPH06117963A (en) | 1994-04-28 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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