JP5779360B2 - 空間光変調装置および空間光変調方法 - Google Patents
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Description
(但し、Tは温度センサから提供された温度信号に示された温度、T0は基準温度、φTは補正前の位相変調量指示値、φ0は補正後の位相変調量指示値、αは第1の係数)に基づいて、位相変調量指示値を補正するとよい。
(但し、Tは温度センサから提供された温度信号に示された温度、T0は基準温度、φTは補正前の位相変調量指示値、φ0は補正後の位相変調量指示値、β1…βnはn個の第1の係数)に基づいて、位相変調量指示値を補正するとよい。
(但し、Tは温度センサから提供された温度信号に示された温度、T0は基準温度、φTは補正前の位相変調量指示値、φ0は補正後の位相変調量指示値、αは係数)に基づいて、位相変調量指示値を補正するとよい。
位相換算部25は、このようにして生成した制御位相値φTを、温度補正部26へ出力する。
なお、上式(2)においては、液晶層12の波長分散特性を更に考慮してもよい。
この定数αが、温度変化係数データ23bとしての温度変化係数αである。換言すれば、温度変化係数αとは、液晶層12の温度変化に伴う位相変調特性の変化を、或る一つの係数によって表したものである。
なお、こうして算出されるDA入力値y0は、全階調値M(すなわち階調値0〜M−1)のデジタル信号である。一例では、M=4096である。
この数式(7)は多項近似式データ23cとして、また係数x0〜xmは多項近似式データの係数データ23dとして、それぞれ不揮発性記憶素子23に記憶される。
そして、これらの複数の係数β1〜βnを、温度変化係数データ23bの温度変化係数とするとよい。また、温度補正部26は、上述した温度補正式(5)に代えて、以下の温度補正式(9)を用いて、液晶層12の温度変化による影響が補正された制御位相値φ0を演算するとよい。なお、数式(9)において、Tは位相変調部10の現在温度であり、T0は位相変調部10の基準温度(一例では、検査時の温度)であり、φTは、現在温度Tにおいて所望の位相変調量を得るための制御位相値である。
このような非線形係数を用いて温度補正を行うことによって、液晶層12の温度変化に拘わらず、更に高い精度で(例えば位相1°単位、0.1°単位、若しくは0.01°単位で)位相変調を行うことが可能となる。
図13は、上記実施形態の第1変形例である空間光変調装置1Bの構成を示すブロック図である。図13に示されるように、本変形例に係る空間光変調装置1Bは、位相変調部10に加えて、電圧生成部としての駆動装置20B及び制御装置30Bを備えている。なお、位相変調部10の構成については、上記実施形態の位相変調部10の構成と同じなので詳細な説明を省略する。
図15は、上記実施形態の第2変形例である空間光変調装置1Cの構成を示すブロック図である。図15に示されるように、本変形例に係る空間光変調装置1Cは、位相変調部10と、電圧生成部としての駆動装置20Cとを備えている。これらのうち、位相変調部10の構成については、上記実施形態の位相変調部10の構成と同じである。
図16は、上記実施形態の第3変形例である空間光変調装置1Dの構成を示すブロック図である。図16に示されるように、本変形例に係る空間光変調装置1Dは、位相変調部10と、電圧生成部としての駆動装置20D及び制御装置30Aとを備えている。これらのうち、位相変調部10及び制御装置30Aの構成については、上記実施形態の位相変調部10の構成と同じである。
Claims (14)
- 一次元もしくは二次元に配列された複数の画素毎に入射光の位相を変調する空間光変調装置であって、
印加電界の大きさに応じて前記入射光の位相を変調する液晶層と、
前記液晶層の温度に応じた信号である温度信号を生成する温度センサと、
前記複数の画素毎に設けられ、前記印加電界を発生させる電圧を前記液晶層に印加する複数の画素電極と、
前記複数の画素電極に前記電圧を提供する電圧生成部と
を備え、
前記電圧生成部が記憶手段を有しており、該記憶手段には、前記液晶層の基準温度に対する温度変化量と前記液晶層における位相変調量の変動量との相関を表す第1の関数に含まれる一又は複数の第1の係数、並びに前記基準温度における印加電圧と位相変調量との相関を表す非線形関数である第2の関数に含まれる複数の第2の係数が予め記憶されており、
前記電圧生成部は、前記温度センサから提供された前記温度信号に示された温度と、前記一又は複数の第1の係数とを使用して、位相変調量の目標値である位相変調量指示値を補正するための演算を行ったのち、前記複数の第2の係数を使用して前記位相変調量指示値を印加電圧相当値に換算し、該印加電圧相当値に応じた前記電圧を前記複数の画素電極に提供する
ことを特徴とする、空間光変調装置。 - 前記第1の関数が一次関数であり、前記第1の係数の個数が一つであることを特徴とする、請求項1に記載の空間光変調装置。
- 前記電圧の範囲が、前記第1の関数を一次関数として近似し得る所定範囲に限定されていることを特徴とする、請求項2に記載の空間光変調装置。
- 前記第1の関数がn次関数(nは2以上の整数)であり、前記第1の係数の個数がn個であることを特徴とする、請求項1に記載の空間光変調装置。
- 前記電圧生成部は、所望の位相変調量を、印加電圧を制御するための値であって位相変調量との関係を線形として扱える制御入力値に変換したのち、前記制御入力値に基づいて前記位相変調量指示値を生成し、
前記電圧生成部は、補正後の前記位相変調量指示値と該位相変調量指示値から換算された前記印加電圧相当値とを記憶しておき、補正後の前記位相変調量指示値に対応する前記印加電圧相当値が存在する場合には、演算を行うことなく該印加電圧相当値に応じた前記電圧を前記複数の画素電極に提供することを特徴とする、請求項1〜4のいずれか一項に記載の空間光変調装置。 - 一次元もしくは二次元に配列された複数の画素毎に入射光の位相を変調する空間光変調装置であって、
印加電界の大きさに応じて前記入射光の位相を変調する液晶層と、
前記液晶層の温度に応じた信号である温度信号を生成する温度センサと、
前記複数の画素毎に設けられ、前記印加電界を発生させる電圧を前記液晶層に印加する複数の画素電極と、
前記複数の画素電極に前記電圧を提供する電圧生成部と
を備え、
前記電圧生成部が記憶手段を有しており、該記憶手段には、前記液晶層の基準温度に対する温度変化量と前記液晶層における位相変調量の変動量との相関を表す第1の関数に含まれる一又は複数の第1の係数、並びに印加電圧と位相変調量との相関を表す非線形関数である第2の関数に含まれる複数の第2の係数が予め記憶されており、
前記電圧生成部は、前記温度センサから提供された前記温度信号に示された温度と、前記一又は複数の第1の係数とを使用して、位相変調量の目標値である位相変調量指示値を補正するための演算を行ったのち、前記複数の第2の係数を使用して前記位相変調量指示値を印加電圧相当値に換算し、該印加電圧相当値に応じた前記電圧を前記複数の画素電極に提供し、
前記第1の関数が一次関数であり、前記第1の係数の個数が一つであり、
前記電圧生成部が、次の数式
(但し、Tは前記温度センサから提供された前記温度信号に示された温度、T0は基準温度、φTは補正前の前記位相変調量指示値、φ0は補正後の前記位相変調量指示値、αは前記第1の係数)に基づいて、前記位相変調量指示値を補正することを特徴とする、空間光変調装置。 - 一次元もしくは二次元に配列された複数の画素毎に入射光の位相を変調する空間光変調装置であって、
印加電界の大きさに応じて前記入射光の位相を変調する液晶層と、
前記液晶層の温度に応じた信号である温度信号を生成する温度センサと、
前記複数の画素毎に設けられ、前記印加電界を発生させる電圧を前記液晶層に印加する複数の画素電極と、
前記複数の画素電極に前記電圧を提供する電圧生成部と
を備え、
前記電圧生成部が記憶手段を有しており、該記憶手段には、前記液晶層の基準温度に対する温度変化量と前記液晶層における位相変調量の変動量との相関を表す第1の関数に含まれる一又は複数の第1の係数、並びに印加電圧と位相変調量との相関を表す非線形関数である第2の関数に含まれる複数の第2の係数が予め記憶されており、
前記電圧生成部は、前記温度センサから提供された前記温度信号に示された温度と、前記一又は複数の第1の係数とを使用して、位相変調量の目標値である位相変調量指示値を補正するための演算を行ったのち、前記複数の第2の係数を使用して前記位相変調量指示値を印加電圧相当値に換算し、該印加電圧相当値に応じた前記電圧を前記複数の画素電極に提供し、
前記第1の関数がn次関数(nは2以上の整数)であり、前記第1の係数の個数がn個であり、
前記電圧生成部が、次の数式
(但し、Tは前記温度センサから提供された前記温度信号に示された温度、T0は基準温度、φTは補正前の前記位相変調量指示値、φ0は補正後の前記位相変調量指示値、β1…βnは前記n個の第1の係数)に基づいて、前記位相変調量指示値を補正することを特徴とする、空間光変調装置。 - 印加電界の大きさに応じて入射光の位相を変調する液晶層と、一次元もしくは二次元に配列された複数の画素毎に設けられ、前記印加電界を発生させる電圧を前記液晶層に印加する複数の画素電極とを用いる空間光変調方法であって、
前記液晶層の温度に応じた信号である温度信号を温度センサから取得する温度取得ステップと、
前記液晶層の基準温度に対する温度変化量と前記液晶層における位相変調量の変動量との相関を表す第1の関数に含まれる一又は複数の第1の係数、並びに前記基準温度における印加電圧と位相変調量との相関を表す非線形関数である第2の関数に含まれる複数の第2の係数を予め記憶している記憶手段から該一又は複数の第1の係数を読み出し、前記温度信号に示された温度と、前記一又は複数の第1の係数とを使用して、位相変調量の目標値である位相変調量指示値を補正するための演算を行う補正演算ステップと、
前記記憶手段から前記複数の第2の係数を読み出し、前記複数の第2の係数を使用して前記位相変調量指示値を印加電圧相当値に換算する電圧換算ステップと、
前記印加電圧相当値に応じた前記電圧を前記複数の画素電極に提供する電圧印加ステップと
を含むことを特徴とする、空間光変調方法。 - 前記第1の関数が一次関数であり、前記第1の係数の個数が一つであることを特徴とする、請求項8に記載の空間光変調方法。
- 前記電圧の範囲が、前記第1の関数を一次関数として近似し得る所定範囲に限定されていることを特徴とする、請求項9に記載の空間光変調方法。
- 前記関数がn次関数(nは2以上の整数)であり、前記第1の係数の個数がn個であることを特徴とする、請求項8に記載の空間光変調方法。
- 前記補正演算ステップにおいて、所望の位相変調量を、印加電圧を制御するための値であって位相変調量との関係を線形として扱える制御入力値に変換したのち、前記制御入力値に基づいて前記位相変調量指示値を生成し、
前記電圧換算ステップにおいて、補正後の前記位相変調量指示値と該位相変調量指示値から換算された前記印加電圧相当値とを記憶しておき、補正後の前記位相変調量指示値に対応する前記印加電圧相当値が存在する場合には、演算を行うことなく、前記電圧印加ステップにおいて該印加電圧相当値に応じた前記電圧を前記複数の画素電極に提供することを特徴とする、請求項8〜11のいずれか一項に記載の空間光変調方法。 - 印加電界の大きさに応じて入射光の位相を変調する液晶層と、一次元もしくは二次元に配列された複数の画素毎に設けられ、前記印加電界を発生させる電圧を前記液晶層に印加する複数の画素電極とを用いる空間光変調方法であって、
前記液晶層の温度に応じた信号である温度信号を温度センサから取得する温度取得ステップと、
前記液晶層の基準温度に対する温度変化量と前記液晶層における位相変調量の変動量との相関を表す第1の関数に含まれる一又は複数の第1の係数、並びに印加電圧と位相変調量との相関を表す非線形関数である第2の関数に含まれる複数の第2の係数を予め記憶している記憶手段から該一又は複数の第1の係数を読み出し、前記温度信号に示された温度と、前記一又は複数の第1の係数とを使用して、位相変調量の目標値である位相変調量指示値を補正するための演算を行う補正演算ステップと、
前記記憶手段から前記複数の第2の係数を読み出し、前記複数の第2の係数を使用して前記位相変調量指示値を印加電圧相当値に換算する電圧換算ステップと、
前記印加電圧相当値に応じた前記電圧を前記複数の画素電極に提供する電圧印加ステップと
を含み、
前記第1の関数が一次関数であり、前記第1の係数の個数が一つであり、
前記補正演算ステップにおいて、次の数式
(但し、Tは前記温度センサから提供された前記温度信号に示された温度、T0は基準温度、φTは補正前の前記位相変調量指示値、φ0は補正後の前記位相変調量指示値、αは前記係数)に基づいて、前記位相変調量指示値を補正することを特徴とする、空間光変調方法。 - 印加電界の大きさに応じて入射光の位相を変調する液晶層と、一次元もしくは二次元に配列された複数の画素毎に設けられ、前記印加電界を発生させる電圧を前記液晶層に印加する複数の画素電極とを用いる空間光変調方法であって、
前記液晶層の温度に応じた信号である温度信号を温度センサから取得する温度取得ステップと、
前記液晶層の基準温度に対する温度変化量と前記液晶層における位相変調量の変動量との相関を表す第1の関数に含まれる一又は複数の第1の係数、並びに印加電圧と位相変調量との相関を表す非線形関数である第2の関数に含まれる複数の第2の係数を予め記憶している記憶手段から該一又は複数の第1の係数を読み出し、前記温度信号に示された温度と、前記一又は複数の第1の係数とを使用して、位相変調量の目標値である位相変調量指示値を補正するための演算を行う補正演算ステップと、
前記記憶手段から前記複数の第2の係数を読み出し、前記複数の第2の係数を使用して前記位相変調量指示値を印加電圧相当値に換算する電圧換算ステップと、
前記印加電圧相当値に応じた前記電圧を前記複数の画素電極に提供する電圧印加ステップと
を含み、
前記関数がn次関数(nは2以上の整数)であり、前記第1の係数の個数がn個であり、
前記補正演算ステップにおいて、次の数式
(但し、Tは前記温度センサから提供された前記温度信号に示された温度、T0は基準温度、φTは補正前の前記位相変調量指示値、φ0は補正後の前記位相変調量指示値、β1…βnは前記n個の第1の係数)に基づいて、前記位相変調量指示値を補正することを特徴とする、空間光変調方法。
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