JPH0627863A - Writing method for programmable optical element and hologram optical element and its software development supporting device - Google Patents

Writing method for programmable optical element and hologram optical element and its software development supporting device

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JPH0627863A
JPH0627863A JP4180884A JP18088492A JPH0627863A JP H0627863 A JPH0627863 A JP H0627863A JP 4180884 A JP4180884 A JP 4180884A JP 18088492 A JP18088492 A JP 18088492A JP H0627863 A JPH0627863 A JP H0627863A
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Abstract

PURPOSE:To substitute software for an optical system composed of hardware and to eliminate the need for positioning an optical system with respect to the writing method for the programmable optical element and hologram optical element and its software development supporting device. CONSTITUTION:The device is equipped with an input/output control means 6 which consists of a real-time hologram element 1, a temperature detecting means 2, a storage means 3, a control means 6, and an input/output terminal 7 and stores pattern data and position data on an optional hologram optical element and controlled object determination data in the storage means 3 through the input/output terminal 7, a rewriting control means 5 which writes the hologram optical element in the real-time hologram element 1 on the basis of the pattern data and position data inputted to the storage means 3 and temperature data from a temperature detecting means 2. and a controlled object determining means 4 which determines the function and position of the optional hologram optical element as objects to be controlled by a user with an operation signal inputted to the input/output terminal 7.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】光学システム(光機器)は、シス
テムの仕様を満足する性能を持った光学素子(レンズ、
プリズムなど)を設計し、それを製造し、組み合わせる
事により構築される。ところが、光学素子の製造は一般
に複雑で多工程であり、また組み合わせ時にも光軸合わ
せ等の位置合わせが必要な為、多くの時間・労力が必要
であった。本発明は、ハードウエアによる光学システム
をソフトウエアで置き換える事が可能なプログラマブル
光学素子とホログラム光学素子の書き込み方法並びに位
置合わせを不要とするソフト開発支援装置に関するもの
である。
[Industrial application] An optical system (optical device) is an optical element (lens,
It is constructed by designing prisms, etc., manufacturing them, and combining them. However, the manufacturing of the optical element is generally complicated and involves multiple steps, and since alignment such as optical axis alignment is required at the time of combination, much time and labor are required. The present invention relates to a programmable optical element capable of replacing an optical system based on hardware with software, a method for writing a hologram optical element, and a software development support device that does not require alignment.

【0002】[0002]

【従来の技術】図33は、「光学装置」(特開平3−28
8881)によるレーザービームの位置を制御する光学装置
を示す。レーザー素子104から出射したレーザービー
ム109はコリメートレンズ105によって拡大された
平行光となり、液晶ライトバルブ(実時間ホログラム素
子)106へ入射する。そして、液晶ライトバルブ(実
時間ホログラム素子)106に書き込まれた計算機ホロ
グラム(ホログラム光学素子)の作用により偏向され、
レンズ107を通過した後、所定の出力面108上にレ
ーザービームのスポットを形成する。液晶ライトバルブ
(実時間ホログラム素子)の書換は、予めメモリ102
に記憶しておいたパターンデータを次々に読み出して実
現する。
2. Description of the Related Art FIG. 33 shows an "optical device" (JP-A-3-28).
8881) shows an optical device for controlling the position of a laser beam. A laser beam 109 emitted from the laser element 104 becomes parallel light expanded by the collimator lens 105 and enters a liquid crystal light valve (real-time hologram element) 106. Then, it is deflected by the action of the computer generated hologram (hologram optical element) written in the liquid crystal light valve (real-time hologram element) 106,
After passing through the lens 107, a laser beam spot is formed on a predetermined output surface 108. Rewriting of the liquid crystal light valve (real-time hologram element) is performed in advance in the memory 102.
This is realized by successively reading the pattern data stored in.

【0003】コヒーレントな光源のもとでは、ホログラ
ムは古典光学素子(レンズ、プリズムなど)の2つ以上
の機能を1つで実現する事ができ、ホログラム光学素子
と呼ばれ、既に光ディスク等のピックアップに応用され
ている。(例えば、「光ピックアップ」昭63−74149 参
照)。一方、上記のホログラム光学素子は機能が固定で
あるが、電気的、光学的または磁気的に機能を可変でき
る実時間(書換可能)ホログラム素子が、各方面で研究
開発されている。(例えば、「録再可能なホログラフィ
装置」特開平1−315785など)。また、ホログラム素子
は光の振幅、位相を空間的なパターンにて変化させるも
のであるので、実時間で光の振幅、位相を変調する光空
間変調素子(光学 第14巻第1号 1985.2参照)にて
も実時間ホログラム素子は形成可能である。
Under a coherent light source, a hologram can realize two or more functions of a classical optical element (lens, prism, etc.) by one, which is called a hologram optical element, and is already used for pickup of an optical disk or the like. Has been applied to. (See, for example, "Optical Pickup", Sho 63-74149). On the other hand, although the above-mentioned hologram optical element has a fixed function, a real-time (rewritable) hologram element whose function can be changed electrically, optically or magnetically has been researched and developed in various fields. (For example, "recordable and reproducible holographic device" Japanese Patent Laid-Open No. 1-315785). Further, since the hologram element changes the amplitude and phase of light in a spatial pattern, it is an optical spatial modulator that modulates the amplitude and phase of light in real time (see Optics Vol. 14, No. 1, 1985.2). However, a real-time hologram element can be formed.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】従来技術では、 1:用途が固定化されており汎用性が無い。 2:液晶ライトバルブ(実時間ホログラム素子)に書き
込まれる計算機ホログラム(ホログラム光学素子)は、
ある時刻に1部品であって、複雑な光学システムを構築
するのは難しい。 3:液晶ライトバルブの熱膨張により発生する計算機ホ
ログラム(ホログラム光学素子)の収差を補う機構がな
い。 4:液晶ライトバルブ(実時間ホログラム素子)と他の
光学素子(例えばレンズ)との位置合わせが必要であ
る。 5:液晶ライトバルブ(実時間ホログラム素子)に入射
するレーザー光の波長変動により発生する計算機ホログ
ラム(ホログラム光学素子)の収差を補う機構がない。
などの問題があった。
In the prior art, 1: The purpose is fixed and there is no versatility. 2: The computer generated hologram (holographic optical element) written in the liquid crystal light valve (real-time hologram element) is
It is difficult to build a complicated optical system that has one component at a certain time. 3: There is no mechanism for compensating for the aberration of the computer generated hologram (hologram optical element) caused by the thermal expansion of the liquid crystal light valve. 4: It is necessary to align the liquid crystal light valve (real-time hologram element) with another optical element (eg lens). 5: There is no mechanism for compensating for the aberration of the computer generated hologram (hologram optical element) caused by the wavelength fluctuation of the laser light incident on the liquid crystal light valve (real time hologram element).
There was such a problem.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】[Means for Solving the Problems]

1:ユーザーの作成した複数のパターンデータ(ホログ
ラム光学素子)と位置データを記憶手段(メモリ)へ入
力可能にし、そのデータを元にホログラム光学素子を実
時間ホログラム素子(液晶ライトバルブなど)へ書き込
む。 2:実時間ホログラム素子の温度を検出し、熱膨張を相
殺するようにパターンを縮小する。 3:物を位置合わせするのではなく、実時間ホログラム
素子に書き込まれたホログラム光学素子のパターンや位
置を変更する。 4:実時間ホログラム素子へ入射する光の波長を検出
し、波長毎に実時間ホログラム素子へ書き込むホログラ
ム光学素子を書き換える。
1: A plurality of pattern data (hologram optical element) and position data created by the user can be input to a storage means (memory), and the hologram optical element is written to a real-time hologram element (liquid crystal light valve etc.) based on the data. . 2: The temperature of the real-time hologram element is detected, and the pattern is reduced so as to cancel the thermal expansion. 3: Instead of aligning objects, change the pattern or position of the hologram optical element written in the real-time hologram element. 4: The wavelength of the light incident on the real-time hologram element is detected, and the hologram optical element written in the real-time hologram element is rewritten for each wavelength.

【0006】[0006]

【作用】本発明では、ユーザーに作成された光学システ
ムデータから本発明のソフト開発支援装置によって、ソ
フトウエア(ホログラム光学素子のパターンデータ、位
置データ、制御対象化データ)が作成され、これを該プ
ログラマブル光学素子の入出力端子より入力する事によ
って、該プログラマブル光学素子内の実時間ホログラム
素子に所用のホログラム光学素子を形成し光学システム
を構築する。
In the present invention, software (pattern data of hologram optical element, position data, control target data) is created from the optical system data created by the user by the software development support device of the present invention, By inputting from the input / output terminal of the programmable optical element, the required hologram optical element is formed in the real-time hologram element in the programmable optical element to construct an optical system.

【0007】該実時間ホログラム素子の熱膨張により発
生するホログラム光学素子の収差の抑制は、温度toで
の線膨張率をα、実時間ホログラム素子に取り付けられ
た温度検出手段からの温度データをtとする時、実時間
ホログラム素子の温度toにて作成されたホログラム光
学素子のパターンデータを、1/{1+α(t−t
o)}倍して実時間ホログラム素子へ書き込む事により
行う。
To suppress the aberration of the hologram optical element caused by the thermal expansion of the real-time hologram element, the linear expansion coefficient at the temperature to is α, and the temperature data from the temperature detecting means attached to the real-time hologram element is t. , The pattern data of the hologram optical element created at the temperature to of the real-time hologram element is 1 / {1 + α (t−t
o)} times and write in the real-time hologram element.

【0008】該プログラマブル光学素子の実時間ホログ
ラム素子に展開された複数のホログラム素子や該プログ
ラマブル光学素子に接続された受光、発光素子間の位置
合わせは、実際に物を移動するのでは無く、前記ホログ
ラム光学素子の実時間ホログラム上でのパターンや位置
を変化させる事により行う。この位置合わせは、前記ソ
フト開発支援装置が該プログラマブル光学素子により構
築された光学システムが仕様を満足しているかどうか
を、光学システム内の撮像素子からの信号を元に判断し
行うか、もしくは外付けの撮像素子からの情報を元に行
う。
The alignment between a plurality of hologram elements developed in the real-time hologram element of the programmable optical element and the light-receiving and light-emitting elements connected to the programmable optical element does not actually move an object, This is done by changing the pattern or position of the hologram optical element on the real-time hologram. This alignment is performed by the software development support device by judging whether or not the optical system constructed by the programmable optical element satisfies the specifications based on a signal from an image pickup element in the optical system, or by an external device. It is performed based on the information from the attached image sensor.

【0009】入射光の波長変動により発生するホログラ
ム光学素子の収差の抑制は、回折格子を通過した入射光
の偏向方向が波長により異なる事を利用し、位置測定素
子(PSD、CCDなど)にて波長情報とし、それによ
り該プログラマブル光学素子内の実時間ホログラム素子
へ書き込むホログラム光学素子のパターンデータや位置
データを書き換えることにより行う。
The suppression of the aberration of the hologram optical element caused by the fluctuation of the wavelength of the incident light utilizes the fact that the deflecting direction of the incident light passing through the diffraction grating differs depending on the wavelength, and the position measuring element (PSD, CCD, etc.) is used. The wavelength information is used to rewrite the pattern data and position data of the hologram optical element to be written in the real-time hologram element in the programmable optical element.

【0010】[0010]

【実施例】図1は本発明のプログラマブル光学素子の概
念図である。本発明は、図1に示すように、実時間ホロ
グラム素子1、温度検出手段2、記憶手段3、制御対象
化手段4、書換手段5、入出力制御手段6、入出力端子
7からなる。書換手段5は、記憶手段3にホログラム光
学素子のデータがあれば、それを定数倍(温度検出手段
2からの温度データにより定まる)して実時間ホログラ
ム素子1へ書き込み、制御対象化手段4からホログラム
光学素子のデータが入力されれば、それを定数倍して書
き込む。
1 is a conceptual diagram of a programmable optical element of the present invention. As shown in FIG. 1, the present invention comprises a real-time hologram element 1, a temperature detecting means 2, a storage means 3, a control targeting means 4, a rewriting means 5, an input / output control means 6, and an input / output terminal 7. If there is hologram optical element data in the storage means 3, the rewriting means 5 multiplies it by a constant (determined by the temperature data from the temperature detecting means 2) and writes it in the real-time hologram element 1, and from the control targeting means 4. If the data of the hologram optical element is input, it is multiplied by a constant and written.

【0011】制御対象化手段4は、入出力端子7から入
力された外部の制御系の操作信号に対応するホログラム
光学素子のデータを記憶手段3から選び出し、それを書
換手段5へ出力する。入出力制御手段6に対し、外部か
ら入出力端子7を通じて記憶手段3へのデータ入力の要
求があった場合は、記憶手段3を記憶モードにし、外部
へ要求受理の信号を送り、外部からのデータを記憶手段
3の予め定められた領域へ記憶させる。
The control targeting means 4 selects from the storage means 3 the data of the hologram optical element corresponding to the operation signal of the external control system inputted from the input / output terminal 7, and outputs it to the rewriting means 5. When the input / output control unit 6 is requested to input data to the storage unit 3 from the outside through the input / output terminal 7, the storage unit 3 is set to the storage mode, and a request acceptance signal is sent to the outside to send the data from the outside. The data is stored in a predetermined area of the storage means 3.

【0012】図2は本発明のプログラマブル光学素子の
一例であるプログラム制御された場合の構成図である。
実時間ホログラム素子の種類に応じて、図2の破線内の
構成Mは、以下のように4通りの構成となる。
FIG. 2 is a block diagram showing an example of the programmable optical element of the present invention when it is program-controlled.
Depending on the type of real-time hologram element, the configuration M in the broken line in FIG. 2 has four configurations as follows.

【0013】1:図3は電気書き込みで、記憶性のない
実時間ホログラム素子にて構成した例であり、実時間ホ
ログラム素子10,温度検出器11,描画回路12およ
びビットマップメモリ13からなる(磁気書き込みも同
様)。 2:図4は電気書き込みで、記憶性のある実時間ホログ
ラム素子にて構成した例であり、実時間ホログラム素子
10,温度検出器11および描画回路12からなる(磁
気書き込みも同様)。 3:図5は光書き込みで、記憶性のない実時間ホログラ
ム素子にて構成した例であり、実時間ホログラム素子1
0,温度検出器11,描画回路12,ビットマップメモ
リ13,光源14および光偏向手段15からなる。 4:図6は光書き込みで、記憶性のある実時間ホログラ
ム素子にて構成した例であり、実時間ホログラム素子1
0,温度検出器11,描画回路12,光源14および光
偏向手段15からなる。
1: FIG. 3 shows an example of a real-time hologram element which is electrically written and has no memorability, and comprises a real-time hologram element 10, a temperature detector 11, a drawing circuit 12 and a bit map memory 13 ( The same applies to magnetic writing). 2: FIG. 4 shows an example in which a real-time hologram element having a memory property is used for electrical writing, and includes a real-time hologram element 10, a temperature detector 11, and a drawing circuit 12 (the same applies to magnetic writing). 3: FIG. 5 shows an example in which a real-time hologram element having no memory property is used for optical writing.
0, temperature detector 11, drawing circuit 12, bitmap memory 13, light source 14, and light deflecting means 15. 4: FIG. 6 shows an example in which a real-time hologram element having a memory property is used for optical writing.
0, temperature detector 11, drawing circuit 12, light source 14, and light deflecting means 15.

【0014】図7および図8は、実時間ホログラム素子
として、マトリクス電極−液晶媒体型の実時間ホログラ
ム素子31を使用した場合の本発明のプログラマブル光
学素子の斜視図および断面図である。
7 and 8 are a perspective view and a cross-sectional view of a programmable optical element of the present invention when a matrix electrode-liquid crystal medium type real-time hologram element 31 is used as the real-time hologram element.

【0015】両図において、30は入出力コネクター,
31はマトリクス電極−液晶媒体型の実時間ホログラム
素子,32は実時間ホログラム素子の構成部品であるガ
ラス板,33はサーミスタ,34はフレーム1,35は
フレーム2,36はPBW,37は描画IC,38はC
PU&メモリ,39はフレキシブル基板である。
In both figures, 30 is an input / output connector,
31 is a matrix electrode-liquid crystal medium type real-time hologram element, 32 is a glass plate which is a component of the real-time hologram element, 33 is a thermistor, 34 is a frame 1, 35 is a frame 2, 36 is a PBW, and 37 is a drawing IC. , 38 is C
PU & memory, 39 is a flexible substrate.

【0016】パターンデータは、実時間ホログラム素子
の種類や厚みなどによって表現方法が幾通りもあり(例
えば、計算機ホログラムの作成方法については特開平3
−274586参照)、またパターンの作成には光線追跡(例
えば、J.N.Latta R.C.Fairchild :New Development in
the Design of Holographic Optics ,SPIE,39, 107/126
(1973)、J.N.Latta :Horograms as Optical Element
s,SPIE,Enginneering Applicasions of Holography,345
/359 (1972)、J.N.Latta :Analysis of Multiple Holog
ram Optical Elements with Low Dispersion and Low A
verrations,Appl.Opt,11-8,1686/1696 (1972)参照)を
必要とする。
There are various ways of expressing the pattern data depending on the type and thickness of the real-time hologram element (for example, for the method of creating a computer generated hologram, see Japanese Patent Laid-Open No. HEI 3).
-274586), and ray tracing for creating patterns (eg JNLatta RCFairchild: New Development in
the Design of Holographic Optics, SPIE, 39, 107/126
(1973), JNLatta: Horograms as Optical Element
s, SPIE, Enginneering Applicasions of Holography, 345
/ 359 (1972), JNLatta: Analysis of Multiple Holog
ram Optical Elements with Low Dispersion and Low A
verrations, Appl.Opt, 11-8, 1686/1696 (1972)) is required.

【0017】しかし、要点だけを説明する為に、ホログ
ラムをバイナリーホログラムに限定し、かつ1部品に限
定した(光線追跡を行わない)例にて説明する。図9は
一般的なホログラムパターンの作成を示す図である。こ
の場合のホログラムパターンは、 [O1Pの光学距離]−[O2Pの光学距離]=mλ:mは整数 (式1) を満たすP点の集合であるので、XY平面上で点(X,
Y)の集合として表す事ができる。
However, in order to explain only the essential points, an example will be described in which the hologram is limited to a binary hologram and is limited to one component (without ray tracing). FIG. 9 is a diagram showing the creation of a general hologram pattern. In this case, the hologram pattern is [O1P optical distance] − [O2P optical distance] = mλ: m is a set of P points satisfying an integer (Equation 1), and therefore the point (X,
It can be represented as a set of Y).

【0018】図10に、O1=(0,0,-∞),O2=(0,0,10) m
m ,λ=780 nm でのパターン例を示す(mは20お
き)。ここで、ホログラム面が移動・回転したとする
(図9のN参照)。新たに座標系を書き換えると図11
となり、その場合、O1、O2の新しい座標系からみた
位置はO´1、O´2となるので、新たなパターンは、 [O´1Pの光学距離]−[O´2Pの光学距離]=m
λ:mは整数 を満たす点(X,Y)の集合となる。つまり、ホログラ
ム面が移動・回転した場合には、座標変換により新たな
パターンを作成する事ができる。
In FIG. 10, O1 = (0,0, -∞), O2 = (0,0,10) m
An example of pattern at m and λ = 780 nm is shown (m is every 20). Here, it is assumed that the hologram surface has moved / rotated (see N in FIG. 9). When the coordinate system is newly rewritten, it is
In that case, the positions of O1 and O2 viewed from the new coordinate system are O′1 and O′2, so the new pattern is [O′1P optical distance] − [O′2P optical distance] = m
λ: m is a set of points (X, Y) satisfying the integer. That is, when the hologram surface moves or rotates, a new pattern can be created by coordinate conversion.

【0019】上の例から、O1点を発した光をO2点に
集光させるには、従来の技術ではパターンを固定してホ
ログラム面を移動回転しないように位置合わせしていた
が、本実施例ではホログラム面を移動回転せずにパター
ンを変更する事により可能な事がわかる。
From the above example, in order to condense the light emitted from the point O1 to the point O2, the conventional technique has fixed the pattern and aligned the hologram surface so that the hologram surface does not move and rotate. In the example, it can be seen that it is possible to change the pattern without moving and rotating the hologram surface.

【0020】例えば、図12の(a)に示す光学システ
ム(CCDカメラ等)があったとする(Iは像面、Oは
物体面、L1、L2はレンズ面)。これが製造、組立ば
らつきによって、図12の(b)のようになっている場
合は、図12の(c)に示すように、位置(O1)を像
面の光軸と実時間ホログラム素子面の交点位置(O´
1)へ、そして位置(02)を物体面の光軸と実時間ホ
ログラム素子面の交点位置(0´2)へそれぞれ移動
し、それを新たな座標原点としてパターンを変更すれば
良い。
For example, assume that there is an optical system (CCD camera or the like) shown in FIG. 12A (I is an image plane, O is an object plane, and L1 and L2 are lens surfaces). If this is due to manufacturing and assembly variations as shown in FIG. 12 (b), as shown in FIG. 12 (c), position (O1) is set to the optical axis of the image plane and the real-time hologram element plane. Intersection position (O '
1) and the position (02) to the intersection position (0'2) of the optical axis of the object surface and the real-time hologram element surface, and the pattern may be changed by using it as a new coordinate origin.

【0021】次に、実時間ホログラム素子の熱膨張によ
るパターンの変化を図13にて説明する。今、実時間ホ
ログラム素子の温度toの時に作成されたパターンのm
=i上の1点(X,Y)において、座標原点Oからの距
離は、実時間ホログラム素子の温度toでの熱膨張率を
αとして、温度tでは、
Next, the change of the pattern due to the thermal expansion of the real-time hologram element will be described with reference to FIG. Now, m of the pattern created when the temperature of the real-time hologram element is to
At one point (X, Y) on == i, the distance from the coordinate origin O is α at the coefficient of thermal expansion at the temperature to of the real-time hologram element, and at the temperature t,

【0022】√X2 +Y2 ×{1+α(t−to)}と
なる。これを変形すると、
√X 2 + Y 2 × {1 + α (t-to)} If you transform this,

【0023】[0023]

【数1】 であるから、熱膨張を相殺するにはパターンデータを1
/{1+α(t−to)}倍すれば良いことが判る。
[Equation 1] Therefore, to cancel the thermal expansion, the pattern data is 1
It is understood that it is sufficient to multiply by / {1 + α (t-to)}.

【0024】以降、上記基本原理を達成する図2の構成
について説明する。また、図14,図15に各データフ
ォーマットを示す。パターンデータフォーマットのみ、
ホログラム光学素子毎にデータ量が異なるので、データ
の始まりを示す、ヘッダーコードおよびパターンデータ
群の終了を示すENDコードを含む。種類・位置データ
と制御対象化データは、データ量がホログラム光学素子
毎に同じなので表の形で表される。なお、両フォーマッ
トのZは後述する複数の実時間ホログラム素子の指定に
使う。尚、制御対象、操作量という言葉は、図16に示
す一般的な制御系での制御対象、操作量に合わせたもの
である。
The configuration of FIG. 2 which achieves the above basic principle will be described below. 14 and 15 show each data format. Pattern data format only,
Since the data amount differs for each hologram optical element, a header code indicating the beginning of data and an END code indicating the end of the pattern data group are included. The type / position data and the control target data have the same data amount for each hologram optical element, and thus are represented in the form of a table. Incidentally, Z of both formats is used for designating a plurality of real-time hologram elements which will be described later. It should be noted that the terms control object and operation amount are in accordance with the control object and operation amount in the general control system shown in FIG.

【0025】図17は書換手段のプログラム制御による
フローチャートであり、これに従い書換手段の実施例を
説明する。まず、記憶手段としてのメモリ40内の種類
・位置データ領域の先頭にアドレスを移し、部品番号を
読み出し、パターンデータ領域から、部品番号と同一の
値の種類コードを持つパターンデータレコードを探し、
種類・位置データのX,Y,Zデータを基に、ビットマ
ップメモリ41上へパターンデータを1/{1+α(t
−to)}倍しながら展開する。
FIG. 17 is a flow chart under the program control of the rewriting means, and an embodiment of the rewriting means will be described according to the flow chart. First, the address is moved to the head of the type / position data area in the memory 40 as a storage unit, the part number is read, and the pattern data area is searched for a pattern data record having the same kind code as the part number.
Based on the X, Y, Z data of the type / position data, the pattern data 1 / {1 + α (t
-To)} Expand while multiplying.

【0026】この動作を、ENDコードが現れるまで行
う。ビットマップメモリ41上に展開された点の集合
(パターンは図9〜図13を用いて説明したように、点
データ列の集合)は、専用の描画ハードにより実時間ホ
ログラム素子のマトリクス点の電圧に対応させられ、マ
トリクス点の位置にある液晶媒体の透過率や屈折率の変
化となる。
This operation is repeated until the END code appears. The set of points (the pattern is a set of point data strings as described with reference to FIGS. 9 to 13) developed on the bitmap memory 41 is a voltage of matrix points of the real-time hologram element by dedicated drawing hardware. And changes in the transmittance and the refractive index of the liquid crystal medium at the position of the matrix point.

【0027】続いて、制御対象化手段としてのCPU4
2からのデータ入力(種類コードとX,Y,Z)があれ
ば、それを基にメモリ40からパターンデータを探し出
し、ビットマップメモリ41上の該当位置のパターンを
消してから、新しいパターンデータを展開する。
Subsequently, the CPU 4 as a control targeting means
If there is data input (type code and X, Y, Z) from 2, the pattern data is searched from the memory 40 based on the data input, the pattern at the corresponding position on the bit map memory 41 is erased, and new pattern data is created. expand.

【0028】図18は、制御対象化手段のプログラム制
御によるフローチャートであり、これに従い制御対象化
手段の実施例を説明する。まず、図19に示すフォーマ
ットをもつ操作信号が入るまで待つ。信号入力があれ
ば、それの操作部品番号と操作量を基に、メモリ40内
の制御対象化データ領域から、同じ値を持つ制御対象化
データレコードを探し出し、その部品番号とX,Y,Z
を書換手段としてのCPU42へ出力する。
FIG. 18 is a flow chart of the program control of the control targeting means, and an embodiment of the control targeting means will be described in accordance with this. First, it waits until an operation signal having the format shown in FIG. 19 is input. If there is a signal input, a control target data record having the same value is searched from the control target data area in the memory 40 based on the operation part number and the operation amount of the signal input, and the part number and X, Y, Z are searched.
Is output to the CPU 42 as a rewriting means.

【0029】制御対象はユーザーにより任意に設定でき
る。例えば、1つのホログラムレンズ(この操作部品番
号を1とする)について波長の変動による収差の発生を
無くしたい場合は、図20のように光学システムに波長
検出手段を付加し波長変動を検出する。
The controlled object can be arbitrarily set by the user. For example, when it is desired to eliminate the occurrence of aberration due to wavelength variation in one hologram lens (this operation part number is 1), wavelength variation is detected by adding wavelength detecting means to the optical system as shown in FIG.

【0030】レーザーモニター光95を回折格子94で
偏向しその位置をPSD92で検出する。この場合、図
20の各量に対して、 SINθ=λo/P, S=dtan(δ
λ/P/COSθ)となる。半導体レーザー93の波長変動は
λo±δλなので、δλをm分割するとし、パターンデ
ータを(式1)のλにλo−δλからλo+δλまでの
値をδλ/m刻みで代入し、m+1個のパターンデータ
を求める。
The laser monitor light 95 is deflected by the diffraction grating 94 and its position is detected by the PSD 92. In this case, SIN θ = λo / P and S = dtan (δ
λ / P / COSθ). Since the wavelength variation of the semiconductor laser 93 is λo ± δλ, it is assumed that δλ is divided into m, and the pattern data is substituted into λ of (Equation 1) by the values from λo−δλ to λo + δλ in increments of δλ / m, and m + 1 patterns are obtained. Ask for data.

【0031】これを図21のように、操作量に対応する
ように制御対象化データを形成し、メモリ40に入力す
れば収差の発生を抑える事ができる(ここでは、操作量
と操作部品番号を引数とし、部品番号と位置データを返
す関数を作った訳である)。収差の発生を完全に抑える
には分割数を無限大にする必要があるが、一般に収差は
0にする必要はなく、ある値(例えば、マレシャルの波
面収差基準など)以下にすれば良いので分割数は、要求
される収差の値により決定される。
As shown in FIG. 21, it is possible to suppress the occurrence of aberration by forming control target data corresponding to the manipulated variable and inputting it to the memory 40 (here, the manipulated variable and the operation part number). Is a function that returns the part number and position data. The number of divisions needs to be infinite in order to completely suppress the occurrence of aberrations, but generally it is not necessary to make the aberrations 0, and it is sufficient to set it to a certain value (for example, Marechal's wavefront aberration reference) or less. The number is determined by the value of aberration required.

【0032】入出力制御手段としてのCPU42は、プ
ログラム制御の場合は、CPUの持つDMA(Direct M
emory Access)機能により達成されるので説明は省略す
る。以上の構成、動作によりプログラマブル光学素子が
実現される。
In the case of program control, the CPU 42 as an input / output control means has a DMA (Direct M
The description is omitted because it is achieved by the emory access function. A programmable optical element is realized by the above configuration and operation.

【0033】図22は本発明によるプログラマブル光学
素子のソフト開発支援装置の概念図である。入力手段5
0は、市販されている光学設計用CAD(例えば、OR
A社製のCODE−Vなど)の光学システムデータを通
信もしくはメディア(磁気テープ、フロッピーディスク
など)を介して受取り、データ変換する機能を持つ。デ
ータ変換は各CADソフト毎に光学システムデータのフ
ォーマットが異なるので、これを装置内部のデータフォ
ーマットに変換するものである。
FIG. 22 is a conceptual diagram of a software development support device for a programmable optical element according to the present invention. Input means 5
0 is a commercially available CAD for optical design (for example, OR
It has a function of receiving optical system data of CODE-V manufactured by Company A) via communication or media (magnetic tape, floppy disk, etc.) and converting the data. Since the format of optical system data is different for each CAD software in data conversion, this is converted into the data format inside the apparatus.

【0034】入出力端子52は、プログラマブル光学素
子により構築された光学システム(図23)115内の
撮像素子114や、それが無い場合(図24参照)は、
ユーザーが外付けした撮像素子114が接続されるもの
であり、前述した実時間ホログラム素子の位置変化、傾
きを算出するための情報が入力されたり、作成したホロ
グラム光学素子のデータが出力されるものである。な
お、111はソフト開発支援装置,112はプログラマ
ブル光学素子,113はレーザー光源である。
The input / output terminal 52 is the image pickup element 114 in the optical system (FIG. 23) 115 constructed by a programmable optical element, or the absence of the image pickup element 114 (see FIG. 24).
An image pickup device 114 externally attached by the user is connected, and information for calculating the position change and tilt of the above-mentioned real-time hologram device is input, and data of the created hologram optical device is output. Is. Incidentally, 111 is a software development support device, 112 is a programmable optical element, and 113 is a laser light source.

【0035】図25は本発明によるソフト開発支援装置
の一例であるプログラム制御された場合の計算手段51
のフローチャートであり、これに従い計算手段51の実
施例を説明する。光学システムのデータと入出力端子5
2から情報を基に、実時間ホログラム素子や光源、受光
素子の位置、傾きを算出し、図10〜図13での説明の
原理に基づき、新たなホログラム光学素子のパターン、
種類・位置データ、制御対象化データ(作成方法は前
述)が作成され、プログラマブル光学素子へ入力され
る。
FIG. 25 shows an example of the software development support device according to the present invention, which is a calculation means 51 under program control.
Is a flow chart of the embodiment of the calculation means 51 will be described. Optical system data and input / output terminal 5
2, the position and the inclination of the real-time hologram element, the light source, and the light receiving element are calculated based on the information, and a new hologram optical element pattern is calculated based on the principle described in FIGS.
Type / position data and control target data (the creation method is described above) are created and input to the programmable optical element.

【0036】後述する複数の実時間ホログラム光学素子
(図26中1〜m)からなるプログラマブル光学素子を
使った光学システムについて、2次元に簡略化した一般
的なモデルを図26に示すが、光学システムのデータ
(図27参照)とは異なり、組立ばらつき、製造ばらつ
きにより、図26のOに示すように、各光学素子の、撮
像素子の座標系に対する座標系の原点の位置(xi,yi)と
角度θi i=1,2,..,m+1がばらばらであるとする。この
位置と傾きは以下のフローにて算出される。
FIG. 26 shows a general two-dimensional simplified model of an optical system using a programmable optical element composed of a plurality of real-time hologram optical elements (1 to m in FIG. 26) described later. Unlike the system data (see FIG. 27), due to assembly variations and manufacturing variations, as shown by O in FIG. 26, the position (xi, yi) of the origin of the coordinate system of each optical element with respect to the coordinate system of the image sensor. And the angles θ i i = 1,2, .., m + 1 are disjoint. This position and inclination are calculated by the following flow.

【0037】1:1番目の実時間ホログラム素子以外の
実時間ホログラム素子の全面に偏向ホログラム光学素子
を置き、各偏向角を適当に振り、試行錯誤によって発光
素子から撮像素子へ至る1本の光線を求める(図28参
照)。 2:1番目以降の実時間ホログラム素子の状態を保った
まま、1番目の実時間ホログラム素子の全面に偏向ホロ
グラム素子を置き、偏向角δiにてそれに対する撮像素
子の出力Yoi を得る(図29参照)。 3:1番目の実時間ホログラム素子の座標の位置(z1、
y1),角度θ1と項目1で求めた光線の入射位置(0,Y1)
と入射角度ψ1の5変数に対して、Yoi=y1+Y1Cosθ1-(z
1+Y1Sinθ1)Tan(ψ1+δi-θ1)が成立するので、項目2
の処理を3回行えば上式の連立から3変数(z1,y1,θ
1)の値が決定する。 4:2番目の実時間ホログラム素子に対しても、項目1
の処理と同様な操作を行い、未知数を決定する。 5:この操作をm+1番目の光学素子まで繰り返せば、
全ての座標系の位置と角度が求まる。以上は2次元で説
明したが3次元に拡張できるのは言うまでもない。
1: A deflection hologram optical element is placed on the entire surface of the real-time hologram element other than the first real-time hologram element, each deflection angle is appropriately adjusted, and one light beam from the light emitting element to the image pickup element is tried and error-triggered. Is calculated (see FIG. 28). 2: The deflection hologram element is placed on the entire surface of the first real-time hologram element while maintaining the state of the first and subsequent real-time hologram elements, and the output Yoi of the image pickup element corresponding thereto is obtained at the deflection angle δi (FIG. 29). reference). 3: Position of the coordinate of the first real-time hologram element (z1,
y1), the angle θ1 and the incident position of the ray obtained in item 1 (0, Y1)
And five angles of incidence angle ψ1, Yoi = y1 + Y1Cosθ1- (z
1 + Y1Sinθ1) Tan (ψ1 + δi-θ1) holds, so item 2
If the processing of 3 is performed three times, three variables (z1, y1, θ
The value of 1) is determined. 4: For the second real-time hologram element, item 1
The unknown number is determined by performing the same operation as the process of. 5: If this operation is repeated up to the (m + 1) th optical element,
The position and angle of all coordinate systems can be obtained. Although the above description has been made in two dimensions, it goes without saying that it can be expanded in three dimensions.

【0038】図30〜図32は他の実施例である、複数
の実時間ホログラム素子を持つプログラマブル光学素子
の構成図を示す。例えば、図33の従来技術によるレー
ザービーム位置制御装置を形成するには、図30のプロ
グラマブル光学素子の構成(図33のコリメートレンズ
105、液晶ライトバルブ106、レンズ107に相当
するホログラム光学素子を3つの実時間ホログラム素子
142、143、144にて形成する)でも良いが、ミ
ラー146を追加した図31(1つの透過型実時間ホロ
グラム素子145にコリメートレンズ、液晶ライトバル
ブ、レンズに相当するホログラム光学素子148、14
9、150を形成する)や反射型実時間ホログラム素子
147{透過型実時間ホログラム素子の一方の表面に反
射膜を形成した物や元々反射型であるDMD(Deformab
le Mirror Device)やCCD書き込み型素子など}を持
つ図32(1つの反射型実時間ホログラム素子にコリメ
ートレンズ、液晶ライトバルブ、レンズに相当するホロ
グラム光学素子148、149、150を形成する)の
方がコストおよびスペース的に優れている。このことが
可能となるのも、1つの実時間ホログラム素子に複数の
ホログラム光学素子が展開できる機能を与えたからであ
る。
FIGS. 30 to 32 show the configuration of another embodiment of a programmable optical element having a plurality of real-time hologram elements. For example, in order to form the laser beam position control device according to the prior art of FIG. 33, the configuration of the programmable optical element of FIG. 30 (three hologram optical elements corresponding to the collimating lens 105, the liquid crystal light valve 106, and the lens 107 of FIG. 33) is used. One real-time hologram element 142, 143, and 144 may be used, but a mirror 146 is added in FIG. 31 (one transmission-type real-time hologram element 145 is a collimating lens, a liquid crystal light valve, and hologram optics corresponding to a lens). Elements 148, 14
9, 150) or a reflective real-time hologram element 147 (a transmissive real-time hologram element having a reflective film formed on one surface thereof or an originally reflective DMD (Deformab).
le Mirror Device) or a CCD writing element, etc.) (a collimating lens, a liquid crystal light valve, and hologram optical elements 148, 149, and 150 corresponding to the lens are formed on one reflective real-time hologram element) Is excellent in cost and space. This is possible because one real-time hologram element is provided with a function of expanding a plurality of hologram optical elements.

【0039】以上は、本発明の各手段をユーザーが不可
侵の領域へ納め、ユーザーにその他のメモリ空間の使用
を許すようにすれば、ユーザーは光学システムの為の制
御系を本発明のプログラマブル光学素子の内部に形成可
能となり、コスト、スペース的により有利となる観点か
らプログラム制御にて実施例を示したが、当然ワイヤー
ドロジックでも構成することが可能である。
As described above, if the user stores each means of the present invention in the inviolable area and allows the user to use other memory space, the user can program the control system for the optical system of the present invention. Although the embodiment has been described by the program control from the viewpoint that it can be formed inside the optical element and is more advantageous in terms of cost and space, it is naturally possible to configure it by a wired logic.

【0040】[0040]

【発明の効果】本発明のプログラマブル光学素子によれ
ば、 1:任意のホログラム光学素子のデータを記憶させる事
ができるので汎用性が高くなり、光学素子を製造する必
要が無くなる。 2:1つの実時間ホログラム素子に複数のホログラム光
学素子を書き込めるようになったので複雑な光学システ
ムを形成する事が容易になる。また小型化が可能であ
る。 3:実時間ホログラム素子の熱膨張により発生する収差
を無くす事ができるので、例えば従来その為に実時間ホ
ログラム素子に使用出来なかった透明プラスチック材料
が使用可能となる。 4:本発明のソフト開発支援装置を用いる事によって、
従来の光学素子に必要な位置合わせが不要となる。ま
た、ホログラム光学素子の欠点であった収差の位置依存
性を無くす事ができるので、例えば従来その為に量産で
きなかった高NAホログラムレンズなどが使用可能とな
る。 5:制御対象化手段によって、プログラマブル光学素子
の実時間ホログラム素子に書き込まれたホログラム光学
素子を制御対象とする事ができ、より応用範囲が広がる
(例えばオートフォーカスなど)。また、波長を検出し
それを操作量とすることによって、ホログラム光学素子
の欠点であった収差の波長依存性を無くす事ができるの
で、従来その為に量産できなかった高NAホログラムレ
ンズなどが使用可能となる。
EFFECTS OF THE INVENTION According to the programmable optical element of the present invention, since it is possible to store the data of any one of the hologram optical elements, the versatility is enhanced and it is not necessary to manufacture the optical element. 2: Since a plurality of hologram optical elements can be written in one real-time hologram element, it becomes easy to form a complicated optical system. It can also be downsized. 3: Since the aberration generated by the thermal expansion of the real-time hologram element can be eliminated, for example, a transparent plastic material which cannot be used for the real-time hologram element in the related art can be used. 4: By using the software development support device of the present invention,
The alignment required for conventional optical elements is no longer necessary. Further, since the position dependency of the aberration, which is a drawback of the hologram optical element, can be eliminated, it is possible to use, for example, a high NA hologram lens which could not be mass-produced conventionally because of that. 5: The hologram optical element written in the real-time hologram element of the programmable optical element can be an object to be controlled by the object to be controlled, and the application range is further expanded (for example, autofocus). Also, by detecting the wavelength and using it as the manipulated variable, it is possible to eliminate the wavelength dependence of the aberration, which was a drawback of the hologram optical element. Therefore, it is possible to use a high NA hologram lens or the like that could not be mass-produced conventionally. It will be possible.

【0041】以上に示すように、本発明のプログラマブ
ル光学素子及びそのソフト開発支援システムによって従
来のハードウエアによる光学システムをソフトウエアに
置き換える事と位置合わせを不要とする事ができる。
As described above, the programmable optical element and its software development support system of the present invention can replace the conventional optical system with hardware with software and eliminate the need for alignment.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明のプログラマブル光学素子の概念図。FIG. 1 is a conceptual diagram of a programmable optical element of the present invention.

【図2】本発明のプログラマブル光学素子の一実施例で
あるプログラム制御された場合の構成図。
FIG. 2 is a configuration diagram of a programmable optical element according to an embodiment of the present invention, which is program-controlled.

【図3】実施例のホログラム素子構成図。FIG. 3 is a configuration diagram of a hologram element of an example.

【図4】実施例のホログラム素子構成図。FIG. 4 is a configuration diagram of a hologram element of an example.

【図5】実施例のホログラム素子構成図。FIG. 5 is a configuration diagram of a hologram element of an example.

【図6】実施例のホログラム素子構成図。FIG. 6 is a configuration diagram of a hologram element of an example.

【図7】本発明のプログラマブル光学素子の1例である
マトリクス電極ー液晶媒体型の実時間ホログラム素子を
使用した場合の斜視図。
FIG. 7 is a perspective view when a matrix electrode-liquid crystal medium type real-time hologram element which is an example of the programmable optical element of the present invention is used.

【図8】図7のA−A´断面図。8 is a cross-sectional view taken along the line AA ′ of FIG.

【図9】実施例のホログラム光学素子のパターンデータ
の作成方法を示す説明図。
FIG. 9 is an explanatory diagram showing a method of creating pattern data of the hologram optical element of the embodiment.

【図10】実施例のホログラム光学素子のパターンデー
タの作成方法を示す説明図。
FIG. 10 is an explanatory diagram showing a method of creating pattern data of the hologram optical element of the embodiment.

【図11】実施例のホログラム光学素子のパターンデー
タの作成方法を示す説明図。
FIG. 11 is an explanatory diagram showing a method of creating pattern data of the hologram optical element of the embodiment.

【図12】実施例のホログラム光学素子のパターンデー
タの作成方法を示す説明図。
FIG. 12 is an explanatory diagram showing a method of creating pattern data of the hologram optical element of the embodiment.

【図13】実施例のホログラム光学素子のパターンデー
タの作成方法を示す説明図。
FIG. 13 is an explanatory diagram showing a method of creating pattern data of the hologram optical element of the embodiment.

【図14】実施例の各データのデータフォーマット例を
示す説明図。
FIG. 14 is an explanatory view showing a data format example of each data of the embodiment.

【図15】実施例の各データのデータフォーマット例を
示す説明図。
FIG. 15 is an explanatory diagram showing a data format example of each data of the embodiment.

【図16】実施例に係る一般的な制御系のブロック構成
図。
FIG. 16 is a block configuration diagram of a general control system according to the embodiment.

【図17】実施例のプログラマブル光学素子のプログラ
ム制御された場合の書換制御手段のフローチャート。
FIG. 17 is a flowchart of rewriting control means when the programmable optical element of the embodiment is program-controlled.

【図18】実施例のプログラマブル光学素子のプログラ
ム制御された場合の制御対象化手段のフローチャート。
FIG. 18 is a flowchart of control targeting means when the programmable optical element of the embodiment is program-controlled.

【図19】実施例の操作信号のフォーマット例を示す説
明図。
FIG. 19 is an explanatory diagram showing a format example of an operation signal according to the embodiment.

【図20】本発明の制御対象化手段の動作を示す説明
図。
FIG. 20 is an explanatory diagram showing the operation of the control targeting means of the present invention.

【図21】実施例の制御対象化データを示す図表。FIG. 21 is a chart showing control target data of the example.

【図22】本発明のソフト開発支援装置の概念図。FIG. 22 is a conceptual diagram of a software development support device of the present invention.

【図23】本発明のプログラマブル光学素子とソフト開
発支援装置の接続を示すブロック図。
FIG. 23 is a block diagram showing the connection between the programmable optical element of the present invention and the software development support device.

【図24】本発明のプログラマブル光学素子とソフト開
発支援装置の接続を示すブロック図。
FIG. 24 is a block diagram showing the connection between the programmable optical element of the present invention and the software development support device.

【図25】本発明によるソフト開発支援装置の計算手段
のフローチャート。
FIG. 25 is a flowchart of the calculation means of the software development support device according to the present invention.

【図26】本発明の計算手段の各光学素子の位置、傾斜
の計算フローを示す説明図。
FIG. 26 is an explanatory view showing the calculation flow of the position and inclination of each optical element of the calculation means of the present invention.

【図27】本発明の計算手段の各光学素子の位置、傾斜
の計算フローを示す説明図。
FIG. 27 is an explanatory diagram showing a calculation flow of the position and inclination of each optical element of the calculation means of the present invention.

【図28】本発明の計算手段の各光学素子の位置、傾斜
の計算フローを示す説明図。
FIG. 28 is an explanatory diagram showing a calculation flow of the position and inclination of each optical element of the calculation means of the present invention.

【図29】本発明の計算手段の各光学素子の位置、傾斜
の計算フローを示す説明図。
FIG. 29 is an explanatory diagram showing a calculation flow of the position and inclination of each optical element of the calculation means of the present invention.

【図30】本発明のプログラマブル光学素子の複数の実
時間ホログラム素子を持つ構成図。
FIG. 30 is a block diagram of a programmable optical element of the present invention having a plurality of real-time hologram elements.

【図31】本発明のプログラマブル光学素子の複数の実
時間ホログラム素子を持つ構成図。
FIG. 31 is a block diagram showing a programmable optical element of the present invention having a plurality of real-time hologram elements.

【図32】本発明のプログラマブル光学素子の複数の実
時間ホログラム素子を持つ構成図。
FIG. 32 is a block diagram showing a programmable optical element of the present invention having a plurality of real-time hologram elements.

【図33】従来技術によるレーザービーム位置制御装置
の構成図。
FIG. 33 is a configuration diagram of a laser beam position control device according to a conventional technique.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

30 入出力コネクター 31 マトリクス電極ー液晶媒体型の実時間ホログラム
素子 32 の上構成部品であるガラス板 33 サーミスター 34 フレーム1 35 フレーム2 36 PWB 37 描画IC 38 CPU&メモリ 39 フレキシブル基板 92 位置検出素子(PSDなど) 94 回折格子 95 モニターレーザー光 111 ソフト開発支援装置 112 プログラマブル光学素子 93,91,115 プログラマブル光学素子により構
築された光学システム 113,141 レーザー光源 142,143,144,145 透過型実時間ホログ
ラム素子 146 ミラー 147 反射型実時間ホログラム素子
30 input / output connector 31 matrix electrode-liquid crystal medium type real-time hologram element 32 glass plate which is an upper component of 33 33 thermistor 34 frame 1 35 frame 2 36 PWB 37 drawing IC 38 CPU & memory 39 flexible board 92 position detection element ( PSD etc.) 94 Diffraction grating 95 Monitor laser light 111 Software development support device 112 Programmable optical element 93, 91, 115 Optical system constructed by programmable optical element 113, 141 Laser light source 142, 143, 144, 145 Transmission type real-time hologram Element 146 Mirror 147 Reflective real-time hologram element

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 実時間ホログラム素子、温度検出手段、
記憶手段、制御手段、入出力端子から構成され、任意の
ホログラム光学素子のパターンデータ、位置データ、お
よび制御対象化データを前記入出力端子を通じて、前記
記憶手段へ記憶させる入出力制御手段と、前記記憶手段
に入力されたパターンデータ、位置データ、温度検出手
段からの温度データを元に、実時間ホログラム素子内
に、ホログラム光学素子を書き込む書換制御手段と、前
記入出力端子に入力される操作信号により、任意の前記
ホログラム光学素子の機能や位置を、ユーザーの制御対
象とする制御対象化手段とを備えてなるプログラマブル
光学素子。
1. A real-time hologram element, temperature detecting means,
An input / output control unit configured to include a storage unit, a control unit, and an input / output terminal, and store pattern data, position data, and control target data of an arbitrary hologram optical element in the storage unit through the input / output terminal; Rewriting control means for writing the hologram optical element in the real-time hologram element based on the pattern data, the position data, and the temperature data from the temperature detection means input to the storage means, and an operation signal input to the input / output terminal. According to the above, the programmable optical element comprising a control targeting means for controlling the function or position of any of the hologram optical elements by the user.
【請求項2】 複数の透過型実時間ホログラム素子や反
射型実時間ホログラム素子、ミラーが配置してなる事を
特徴とする請求項1のプログラマブル光学素子。
2. The programmable optical element according to claim 1, wherein a plurality of transmissive real-time hologram elements, reflective real-time hologram elements, and mirrors are arranged.
【請求項3】 温度toでの実時間ホログラム素子の線
膨張率をα、実時間ホログラム素子に取り付けられた温
度検出手段からの温度データをtとする時、実時間ホロ
グラム素子の温度toにて作成されたホログラム光学素
子のパターンデータを、1/{1+α(t−to)}倍
して実時間ホログラム素子へ書き込む事により、実時間
ホログラム素子の熱膨張により発生する収差を無くすこ
とを特徴とするホログラム光学素子の書き込み方法。
3. When the linear expansion coefficient of the real-time hologram element at temperature to is α and the temperature data from the temperature detecting means attached to the real-time hologram element is t, the temperature to of the real-time hologram element is at to. Characteristic that the generated pattern data of the hologram optical element is multiplied by 1 / {1 + α (t-to)} and written in the real-time hologram element to eliminate the aberration generated by the thermal expansion of the real-time hologram element. Method for writing hologram optical element.
【請求項4】 実時間ホログラム素子やその他の光学素
子、発光素子、受光素子の位置情報を基に、ホログラム
光学素子のパターンデータ、位置データを作成すること
により、光学素子間の組み立て、製造ばらつきにより発
生する収差を無くすことを特徴とする実時間ホログラム
素子へのホログラム光学素子の書き込み方法。
4. Assembling and manufacturing variations between optical elements by creating pattern data and position data of the hologram optical element based on the position information of the real-time hologram element and other optical elements, light emitting elements, and light receiving elements. A method for writing a hologram optical element to a real-time hologram element, which is characterized by eliminating the aberration generated by the.
【請求項5】 実時間ホログラム素子へ入射する光の波
長を検出し、その波長を元にホログラム光学素子のパタ
ーンデータを作成することにより、ホログラム光学素子
へ入射する光の波長変動により発生する収差を無くすこ
とを特徴とする実時間ホログラム素子へのホログラム光
学素子の書き込み方法。
5. Aberration caused by wavelength fluctuation of light incident on the hologram optical element by detecting the wavelength of light incident on the real-time hologram element and creating pattern data of the hologram optical element based on the wavelength. A method for writing a hologram optical element to a real-time hologram element, which is characterized by eliminating the above.
【請求項6】 請求項3〜6に記載の書き込み方法の1
以上を応用することを特徴とする請求項1のプログラマ
ブル光学素子。
6. A writing method according to any one of claims 3 to 6.
The programmable optical element according to claim 1, wherein the above is applied.
【請求項7】 CADデータが入出力できる入力手段、
実時間ホログラム素子の位置,傾斜情報を検出する外付
けの撮像素子や構築する光学システム内の撮像素子との
接続用入出力端子、前記CADデータおよび撮像素子か
らの情報を基にシステム内の光学素子の位置,傾斜を算
出し、それによりホログラム光学素子のパターンデー
タ,位置データ,制御対象化データを作成する計算手段
とを備えてなることを特徴とするプログラマブル光学素
子のソフト開発支援装置。
7. An input means capable of inputting and outputting CAD data,
An external image pickup device for detecting the position and inclination information of the real-time hologram device, an input / output terminal for connection with the image pickup device in the optical system to be constructed, the CAD data and the optical information in the system based on the information from the image pickup device. A software development support device for a programmable optical element, comprising: a calculation means for calculating the position and inclination of the element, and thereby creating pattern data, position data, and control target data of the hologram optical element.
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