JP6621350B2 - 空間光変調器の制御装置及び制御方法 - Google Patents
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Description
図1は、本発明の一実施形態に係る制御装置1Aの構成を示す。図1に示されるように、制御装置1Aは、SLM10と、レンズ20と、撮像装置30と、制御部40とを備える。
It=|Ex|2+|Ey|2+|Ez|2 ・・・(1)
上記実施形態では、レンズ20の瞳面21に第1の光点P1及び第2の光点P2を形成し、得られた縞パターン像の画像データDaからパラメータ(第1のパラメータ)を算出し、相対位置のずれを求めている。本変形例では、この前または後に、瞳面21に第3の光点及び第4の光点を形成し、得られた縞パターン像の画像データDb(第2の画像データ)からパラメータ(第2のパラメータ)を算出し、この第2のパラメータと第1のパラメータとに基づいて、相対位置のずれを求める。
fk=1(η+a,ξ+b,D1,α1) ・・・(2)
fk=2(η+c,ξ+d,D2,α2) ・・・(3)
上記実施形態及び変形例では、縞パターン像の画像データから得られたパラメータと、既知の相関とを照合することによって、レンズ20の光軸23と変調面11の基準座標との相対位置のずれを求めている。しかしながら、2つの光点の形成位置(中心位置(η1,ξ1)及び角度α)を変化させながら多数の縞パターン像に関する画像データを取得すれば、例えば図5〜図10に示されたような具体的な相関を予め記憶部42に記憶していなくても、相関の基本的特徴を知っておくことにより、変調面11の基準座標と光軸23との相対位置のずれを求めることが可能である。
|Ex|2+|Ey|2<|Ez|2 ・・・(4)
|Ex|2+|Ey|2=|Ez|2 ・・・(5)
つまり、図5(a)及び図6(a)における強度振幅がゼロとなるラインは、図5(c)に示される位相がπ(rad)シフトする境界ラインと一致していると考えられる。従って、強度振幅がゼロとなるラインを検出することによって、座標η1をより精度良く特定することができる。なお、図5(a)と図6(a)とを比較すると、図5(a)の方が図6(a)よりも強度振幅の変化が大きくなっている。従って、距離NAが大きいほど上記のラインの検出が容易となり、座標η1及び角度αを精度良く特定できる。
Claims (10)
- レンズと、
複数の変調画素が2次元に配列された変調面を有し、前記レンズの瞳面に第1の光点及び第2の光点を形成するために、前記変調面に第1の変調パターンを呈示して第1の変調光を出力する空間光変調器と、
複数の光電変換画素が2次元に配列された撮像面を有し、前記撮像面において前記第1の変調光によって前記レンズの焦点面に形成された第1の縞パターン像を撮像し、前記第1の縞パターン像の光強度分布を表す第1の画像データを生成する撮像装置と、
前記第1の画像データに基づいて、強度振幅、位相シフト量、及び強度平均のうち少なくとも1種類の第1のパラメータを算出する算出部と、
前記第1のパラメータに基づいて、前記レンズの光軸と前記変調面の基準座標との相対位置のずれを求める解析部と、
前記相対位置のずれが減少するように、前記変調面における前記基準座標の原点位置を変更する変更部と、
を備える、空間光変調器の制御装置。 - 前記レンズの光軸と前記変調面の基準座標との相対位置のずれと、強度振幅、位相シフト量、及び強度平均のうち少なくとも1種類のパラメータとの既知の相関を示すデータテーブルを記憶する記憶部を更に備え、
前記解析部は、前記相対位置のずれを算出するために、前記第1のパラメータと前記データテーブルとを照合する、請求項1に記載の空間光変調器の制御装置。 - 前記空間光変調器は、第3の光点及び第4の光点を形成するために、前記変調面に第2の変調パターンを呈示して第2の変調光を更に出力し、
前記撮像装置は、前記撮像面において前記第2の変調光によって前記レンズの焦点面に形成された第2の縞パターン像を撮像し、前記第2の縞パターン像の光強度分布を表す第2の画像データを更に生成し、
前記算出部は、前記第2の画像データに基づいて、強度振幅、位相シフト量、及び強度平均のうち少なくとも1種類の第2のパラメータを算出し、
前記解析部は、前記第1のパラメータ及び前記第2のパラメータに基づいて、前記相対位置のずれを求める、請求項1に記載の空間光変調器の制御装置。 - 前記レンズの光軸と前記変調面の基準座標との相対位置のずれと、強度振幅、位相シフト量、及び強度平均のうち少なくとも1種類のパラメータとの既知の相関を示すデータテーブルを記憶する記憶部を更に備え、
前記解析部は、前記相対位置のずれを算出するために、前記第1のパラメータ及び前記第2のパラメータと前記データテーブルとを照合する、請求項3に記載の空間光変調器の制御装置。 - 前記第1の光点及び前記第2の光点のうち一方の位置と、前記第3の光点及び前記第4の光点のうち一方の位置とが互いに等しい、請求項3または4に記載の空間光変調器の制御装置。
- レンズの瞳面に第1の光点及び第2の光点を形成するために、空間光変調器の変調面に第1の変調パターンを呈示して第1の変調光を出力するステップと、
撮像装置の撮像面において前記第1の変調光によって前記レンズの焦点面に形成された第1の縞パターン像を撮像し、前記第1の縞パターン像の光強度分布を表す第1の画像データを生成するステップと、
前記第1の画像データから、強度振幅、位相シフト量、及び強度平均のうち少なくとも1種類の第1のパラメータを算出するステップと、
前記第1のパラメータに基づいて、前記レンズの光軸と前記変調面の基準座標との相対位置のずれを求めるステップと、
前記相対位置のずれが減少するように、前記変調面における前記基準座標の原点位置を変更するステップと、
を含む、空間光変調器の制御方法。 - 前記相対位置のずれを求めるステップでは、前記相対位置のずれを算出するために、前記レンズの光軸と前記変調面の基準座標との相対位置のずれと、強度振幅、位相シフト量、及び強度平均のうち少なくとも1種類のパラメータとの既知の相関を示すデータテーブルと、前記第1のパラメータとを照合する、請求項6に記載の空間光変調器の制御方法。
- 前記レンズの瞳面に第3の光点及び第4の光点を形成するために、前記変調面に第2の変調パターンを呈示して第2の変調光を出力するステップと、
前記撮像装置の前記撮像面において前記第2の変調光によって前記レンズの焦点面に形成された第2の縞パターン像を撮像し、前記第2の縞パターン像の光強度分布を表す第2の画像データを生成するステップと、
を更に含み、
前記パラメータを算出するステップでは、前記第2の画像データに基づいて、強度振幅、位相シフト量、及び強度平均のうち少なくとも1種類の第2のパラメータを算出し、
前記相対位置のずれを求めるステップでは、前記第1のパラメータ及び前記第2のパラメータに基づいて、前記相対位置のずれを求める、請求項6に記載の空間光変調器の制御方法。 - 前記相対位置のずれを求めるステップでは、前記相対位置のずれを算出するために、前記レンズの光軸と前記変調面の基準座標との相対位置のずれと、強度振幅、位相シフト量、及び強度平均のうち少なくとも1種類のパラメータとの既知の相関を示すデータテーブルと、前記第1のパラメータ及び前記第2のパラメータとを照合する、請求項8に記載の空間光変調器の制御方法。
- 前記第1の光点及び前記第2の光点のうち一方の位置と、前記第3の光点及び前記第4の光点のうち一方の位置とが互いに等しい、請求項8または9に記載の空間光変調器の制御方法。
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