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JP2009031367A5 - - Google Patents

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JP2009031367A5
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Description

位相変調装置Phase modulator

本発明は、位相変調装置に関する。   The present invention relates to a phase modulation apparatus.

従来より、LCoS(Liquid Crystal on Silicon)を用いた空間光変調装置(SLM:Spatial Light Modulator)が知られている。画素電極に電圧を印加すると、LCoSの液晶分子は基板に垂直な面で回転し、入射した光の位相変調量を変化させる。しかしながら、位相変調量は画素電極に印加する電圧に対して非線形に変化するため、所望の位相変調量が得られないという問題があった。   Conventionally, a spatial light modulator (SLM) using LCoS (Liquid Crystal on Silicon) is known. When a voltage is applied to the pixel electrode, the liquid crystal molecules of LCoS rotate on a plane perpendicular to the substrate and change the amount of phase modulation of incident light. However, since the phase modulation amount changes nonlinearly with respect to the voltage applied to the pixel electrode, there is a problem that a desired phase modulation amount cannot be obtained.

LCoSのシリコン基板は半導体プロセスで処理するため、厚くすることができず機械的強度が弱い。そのため、図26に示すように、素子製造の各プロセスによって発生する応力によってシリコン基板21が歪み、LCoSの鏡面の平面度が低下する。さらに、LCoSでは、液晶層27の厚みも不均一である。そのため、各画素での位相変調量が液晶層27の厚みに応じて異なることになる。つまり、液晶層27の厚みのバラツキと、反射面の歪みとによって、LCoS型SLMで反射されて出力される波面は大きく歪み、位相変調量は画素毎に異なってしまうという問題があった。具体的には、画素の位置のx方向およびy方向を(x、y)と表し、電圧をVとすると、位相変調量Φ(V,x,y)は、以下の式によって表される。

Figure 2009031367
Since the LCoS silicon substrate is processed by a semiconductor process, it cannot be made thick and its mechanical strength is weak. Therefore, as shown in FIG. 26, the silicon substrate 21 is distorted by the stress generated by each process of element manufacture, and the flatness of the mirror surface of LCoS is lowered. Further, in LCoS, the thickness of the liquid crystal layer 27 is not uniform. Therefore, the amount of phase modulation in each pixel differs depending on the thickness of the liquid crystal layer 27. That is, there is a problem that the wavefront reflected and output by the LCoS type SLM is greatly distorted due to the variation in the thickness of the liquid crystal layer 27 and the distortion of the reflection surface, and the phase modulation amount varies from pixel to pixel. Specifically, when the x direction and the y direction of the pixel position are represented as (x, y) and the voltage is V, the phase modulation amount Φ (V, x, y) is represented by the following expression.
Figure 2009031367

これより、位相変調量Φ(V,x,y)は、電圧に依存するφ(V,x,y)と、電圧に依存しない量Φ(x,y)との和で求められる。ここで、φ(V,x,y)は、以下の式によって表される。

Figure 2009031367
Thus, the phase modulation amount Φ (V, x, y) is obtained as the sum of φ (V, x, y) that depends on the voltage and Φ 0 (x, y) that does not depend on the voltage. Here, φ (V, x, y) is expressed by the following equation.
Figure 2009031367

ここでΔn(V)は、液晶の配向方向に平行な方向に振動する電場を有する偏光成分に対する複屈折率である。d(x、y)は位置x、yにおける液晶層27の厚みである。即ち、φ(V,x,y)は、液晶層の厚みd(x、y)に依存している。φ(V,x,y)は、画素毎に異なる値となる。また、各画素において、電圧Vとφ(V,x,y)との関係は非線形である。一方、Φ(x、y)は、主としてLCoSの反射面(シリコン基板21)の歪みに起因している。以下では、電圧と位相変調量との非線形性と、d(x,y)のバラツキによる位相変調量の画素毎のバラツキとをまとめて電圧依存性位相変調特性と呼ぶ。言い換えれば、電圧依存性位相変調特性は、位相変調量Φ(V,x,y)のうち、φ(V,x,y)の性質を示している。また、Φ(x、y)が示すLCoSの反射面の歪みによる位置x、y毎の位相変調量のバラツキを電圧非依存性歪みと呼ぶ。この電圧依存性位相変調特性及び、電圧非依存性歪みを補正する方法が提案されている(例えば非特許文献1)。 Here, Δn (V) is a birefringence with respect to a polarization component having an electric field that vibrates in a direction parallel to the alignment direction of the liquid crystal. d (x, y) is the thickness of the liquid crystal layer 27 at the positions x and y. That is, φ (V, x, y) depends on the thickness d (x, y) of the liquid crystal layer. φ (V, x, y) has a different value for each pixel. In each pixel, the relationship between the voltage V and φ (V, x, y) is non-linear. On the other hand, Φ 0 (x, y) is mainly caused by distortion of the LCoS reflecting surface (silicon substrate 21). Hereinafter, the nonlinearity between the voltage and the phase modulation amount and the variation of the phase modulation amount for each pixel due to the variation of d (x, y) are collectively referred to as voltage-dependent phase modulation characteristics. In other words, the voltage-dependent phase modulation characteristic indicates the property of φ (V, x, y) out of the phase modulation amount Φ (V, x, y). Also, the variation in the amount of phase modulation for each position x and y due to the distortion of the LCoS reflecting surface indicated by Φ 0 (x, y) is called voltage-independent distortion. A method for correcting this voltage-dependent phase modulation characteristic and voltage-independent distortion has been proposed (for example, Non-Patent Document 1).

また、LCoS型SLMではないが、位相変調型SLMを用いて、電圧依存性位相変調特性の補正を行う方法が提案されている(例えば非特許文献2)。   Further, although not an LCoS type SLM, there has been proposed a method of correcting voltage-dependent phase modulation characteristics using a phase modulation type SLM (for example, Non-Patent Document 2).

また、位相変調型SLMにおいて出力波面の歪みを2光束干渉計で計測し、歪みをキャンセルするパターンを用いて電圧非依存性歪みを補正する方法が提案されている。(例えば特許文献1)
Phasecalibration of spatially nonuniform spatial lightmodulator (Applied Opt., vol.43, No. 35, Dec. 2004) Highlystable wavefront control using a hybrid liquid-crystalspatial light modulator (Proc. SPIE, volume 6306, Apr.2006) 国際公開WO2003/036368
In addition, a method has been proposed in which distortion of an output wavefront is measured with a two-beam interferometer in a phase modulation SLM, and voltage-independent distortion is corrected using a pattern for canceling the distortion. (For example, Patent Document 1)
Phasecalibration of spatially nonuniform spatial lightmodulator (Applied Opt., Vol.43, No. 35, Dec. 2004) Highlystable wavefront control using a hybrid liquid-crystalspatial light modulator (Proc. SPIE, volume 6306, Apr.2006) International Publication WO2003 / 036368

非特許文献1、2では、LCoS型SLMにおいて、2光束干渉計を用いて出力光波面の歪みを計測し、その補正を行っている。しかしながら、2光束干渉計における測定では、電圧依存性位相変調特性と電圧非依存性歪みが混合した形で計測されるという問題がある。また、非特許文献1では電圧非依存性歪みの補正に関しては、非線形な特性の中から比較的線形に近い部分を抜き出しているに過ぎず、正確な補正はできていない。   In Non-Patent Documents 1 and 2, in the LCoS SLM, the distortion of the output light wavefront is measured and corrected using a two-beam interferometer. However, the measurement with the two-beam interferometer has a problem that the voltage-dependent phase modulation characteristic and the voltage-independent distortion are mixed and measured. Further, in Non-Patent Document 1, regarding correction of voltage-independent distortion, only a relatively linear portion is extracted from nonlinear characteristics, and accurate correction cannot be performed.

非特許文献2では、位相変調型SLMにおいて、電圧依存性の歪みを偏光干渉計で計測している。測定結果に基づき、互いに隣り合う4×4画素を1ブロックとし、ブロックごとにルックアップテーブルを作成し、当該ルックアップテーブルを用いることで電圧依存性位相変調特性の補正をしている。   In Non-Patent Document 2, voltage-dependent distortion is measured with a polarization interferometer in a phase modulation SLM. Based on the measurement result, 4 × 4 pixels adjacent to each other are taken as one block, a lookup table is created for each block, and the voltage-dependent phase modulation characteristics are corrected by using the lookup table.

本発明は、電圧依存性位相変調特性の補正、及び電圧非依存性歪みの補正を高い精度で行うことが可能な位相変調装置を提供することを目的とする。   An object of the present invention is to provide a phase modulation device capable of correcting voltage-dependent phase modulation characteristics and correcting voltage-independent distortion with high accuracy.

上記目的を達成するために、本発明は、互いに隣り合うように2次元状に配列された複数の画素を備え、各画素が、駆動電圧の印加に応じて入力光に対し位相変調を行なう空間光変調器と、各画素に対して入力値を設定する入力値設定手段と、各画素を、その位相変調特性に基づいて、複数のグループの内の1つと関連付ける参照データマップと、該複数のグループに対して1対1に対応して設けられた複数の参照データと、該参照データマップを用いて、各画素に対して、当該画素が関連付けられたグループに対応した参照データを特定する特定手段と、各画素に対して入力された入力値を、前記特定手段で特定された参照データを参照して、制御値に変換する変換手段と、前記制御値を電圧値に変換し、各画素を前記電圧値の駆動電圧にて駆動する駆動手段とからなることを特徴とする位相変調装置を提供している。   In order to achieve the above object, the present invention includes a plurality of pixels arranged two-dimensionally adjacent to each other, and each pixel performs phase modulation on input light in response to application of a drive voltage. An optical modulator; input value setting means for setting an input value for each pixel; a reference data map for associating each pixel with one of a plurality of groups based on its phase modulation characteristics; A specification that identifies, for each pixel, reference data corresponding to the group to which the pixel is associated, using a plurality of reference data provided in a one-to-one correspondence with the group and the reference data map Means for converting an input value input to each pixel into a control value with reference to the reference data specified by the specifying means, and converting the control value into a voltage value. To the drive voltage of the voltage value It provides a phase modulation apparatus characterized by comprising a drive means for driving.

このような位相変調装置によれば、全画素をその位相変調特性に基づいて複数のグループに割り振り、1つのグループ内の全画素に対して、同一の参照データを使用する。このため、各画素毎に参照データを持つ必要はなく、全画素の位相変調特性を少ないデータ量で効率よく補正できる。   According to such a phase modulation apparatus, all pixels are allocated to a plurality of groups based on the phase modulation characteristics, and the same reference data is used for all the pixels in one group. For this reason, it is not necessary to have reference data for each pixel, and the phase modulation characteristics of all the pixels can be corrected efficiently with a small amount of data.

また、各画素は、動作電圧範囲内の電圧値にて駆動可能であり、前記駆動手段は、前記制御値を、前記動作電圧範囲内に設定された所定の電圧範囲内の電圧値に変換するとともに、各画素を前記電圧値の駆動電圧にて駆動し、前記所定の電圧範囲は、前記複数の画素のうちの少なくとも1つの画素の電圧依存性位相変調特性に基づいて設定されていることが好ましい。これにより、動作電圧範囲の内、電圧依存性位相変調特性に基づいた所定の電圧範囲内で駆動電圧を制御しているため、駆動電圧を精度良く制御できる。   Each pixel can be driven with a voltage value within an operating voltage range, and the driving means converts the control value into a voltage value within a predetermined voltage range set within the operating voltage range. In addition, each pixel is driven with a driving voltage having the voltage value, and the predetermined voltage range is set based on a voltage-dependent phase modulation characteristic of at least one of the plurality of pixels. preferable. Thereby, since the drive voltage is controlled within a predetermined voltage range based on the voltage-dependent phase modulation characteristic within the operating voltage range, the drive voltage can be controlled with high accuracy.

また、前記複数の参照データのそれぞれはルックアップテーブルであり、該ルックアップテーブルは、入力値が採りうる複数の第1の値と、前記複数の第1の値と電圧依存性位相変調特性を示す位相変調量との関係が所定の線形関係になるために制御値が取るべき複数の第2の値とを1対1に格納していることが好ましい。これにより、入力値と電圧依存性位相変調特性を示す位相変調量との関係が所定の線形関係になるよう、電圧依存性位相変調特性を補正することができるので、所望の位相変調量を得ることができる。   Each of the plurality of reference data is a lookup table, and the lookup table includes a plurality of first values that can be taken by an input value, the plurality of first values, and voltage-dependent phase modulation characteristics. It is preferable that a plurality of second values to be taken by the control value are stored in a one-to-one relationship because the relationship with the phase modulation amount shown is a predetermined linear relationship. As a result, the voltage-dependent phase modulation characteristic can be corrected so that the relationship between the input value and the phase modulation quantity indicating the voltage-dependent phase modulation characteristic becomes a predetermined linear relationship, and thus a desired phase modulation quantity is obtained. be able to.

また、前記参照データマップは、画素の位置情報と、該画素と関連付けられたグループに対応する参照データとを関連付けていることが好ましい。これにより、画素の特性にあった参照データを確実に選んで位相変調を行なうことができる。   The reference data map preferably associates pixel position information with reference data corresponding to a group associated with the pixel. This makes it possible to perform phase modulation by reliably selecting reference data that matches the characteristics of the pixel.

また、前記参照データマップは、各画素の電圧依存性位相変調特性と、基準となる画素の電圧依存性位相変調特性との差を示す値に基づいて、画素の位置情報と、該画素と関連付けられたグループに対応する参照データとを関連付けていることが好ましい。これにより、電圧依存性位相変調特性に応じて全画素をグループ分けできる。   Further, the reference data map is based on a value indicating a difference between a voltage-dependent phase modulation characteristic of each pixel and a voltage-dependent phase modulation characteristic of a reference pixel, and associates the pixel position information with the pixel. It is preferable to associate the reference data corresponding to the given group. Thereby, all the pixels can be grouped according to the voltage-dependent phase modulation characteristics.

また、前記基準となる画素は、各画素の電圧依存性位相変調特性と前記複数の画素における電圧依存性位相変調特性の平均との差を示す値に基づき前記複数の画素のうちから選択されたものであることが好ましい。これにより、電圧依存性位相変調特性に応じて全画素をグループ分けできる。   The reference pixel is selected from the plurality of pixels based on a value indicating a difference between a voltage-dependent phase modulation characteristic of each pixel and an average of the voltage-dependent phase modulation characteristics of the plurality of pixels. It is preferable. Thereby, all the pixels can be grouped according to the voltage-dependent phase modulation characteristics.

また、前記空間光変調器は、LCoS型空間光変調器であり、LCoS型空間光変調器はガラス基板とシリコン基板とを有し、前記参照データマップは、LCoS型空間光変調器のシリコン基板の歪みを示す値に基づいて、画素の位置情報と、該画素と関連付けられたグループに対応する参照データとを関連付けていることが好ましい。これにより、画素のグループ分けをシリコン基板の歪みを示す値に基づいて行なっているため、位相変調特性を反映させたグループ分けができる。   The spatial light modulator is an LCoS spatial light modulator, the LCoS spatial light modulator has a glass substrate and a silicon substrate, and the reference data map is a silicon substrate of the LCoS spatial light modulator. It is preferable that the pixel position information and the reference data corresponding to the group associated with the pixel are associated with each other based on the value indicating the distortion of the pixel. Thereby, since the grouping of pixels is performed based on the value indicating the distortion of the silicon substrate, the grouping reflecting the phase modulation characteristics can be performed.

また、前記参照データマップは、シリコン基板の歪みに起因する電圧非依存性歪みに基づいて、画素の位置情報と、該画素と関連付けられたグループに対応する参照データとを関連付けていることが好ましい。これにより、シリコン基板の歪みを示す電圧非依存性位相変調特性に応じて全画素をグループ分けできる。   The reference data map preferably associates pixel position information with reference data corresponding to a group associated with the pixel based on voltage-independent distortion caused by distortion of the silicon substrate. . Thereby, all the pixels can be grouped according to the voltage-independent phase modulation characteristic indicating the distortion of the silicon substrate.

また、前記参照データマップは、前記LCoS型空間光変調器のガラス基板とシリコン基板との傾きに基づいて、画素の位置情報と、該画素と関連付けられたグループに対応する参照データとを関連付けていることが好ましい。これにより、シリコン基板の傾きに応じて全画素をグループ分けできる。   The reference data map associates pixel position information with reference data corresponding to a group associated with the pixel based on the inclination of the glass substrate and the silicon substrate of the LCoS spatial light modulator. Preferably it is. Thereby, all the pixels can be grouped according to the inclination of the silicon substrate.

本発明の位相変調装置によれば、全画素をその位相変調特性に基づいて複数のグループに割り振り、1つのグループ内の全画素に対して、同一の参照データを使用する。このため、各画素毎に参照データを持つ必要はなく、全画素の位相変調特性を少ないデータ量で効率よく補正できる。   According to the phase modulation apparatus of the present invention, all pixels are allocated to a plurality of groups based on the phase modulation characteristics, and the same reference data is used for all the pixels in one group. For this reason, it is not necessary to have reference data for each pixel, and the phase modulation characteristics of all the pixels can be corrected efficiently with a small amount of data.

以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照して説明する。図1に示すように、LCoS型位相変調装置1は、LCoS型空間光変調器2と、LCoS型空間光変調器2を電圧で駆動する駆動装置3と、駆動装置3に後述する所望パターン13などのデータを送信する制御装置4とを備える。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. As shown in FIG. 1, an LCoS type phase modulation device 1 includes an LCoS type spatial light modulator 2, a driving device 3 that drives the LCoS type spatial light modulator 2 with a voltage, and a desired pattern 13 described later on the driving device 3. And the like.

図2に示すように、LCoS型空間光変調器2は、シリコン基板21と、スペーサー26を介してシリコン基板21に接着されるガラス基板25とを有する。シリコン基板21とガラス基板25との間には、液晶分子28からなる液晶層27が充填されている。シリコン基板21には複数の画素電極22と、各画素電極22に与える電圧を制御する回路(図示せず)とが形成されており、画素電極22上には配向膜23が形成されている。ガラス基板25は、対向電極24と、配向膜23とを備えている。対向電極24は、液晶層27を介して画素電極22と対向している。液晶層27の液晶分子28は、平行配向、垂直配向、もしくはハイブリッド配向になるように形成されている。LCoS型空間光変調器2は、画素電極22がアルミニウムで構成されており、入射光を反射させるミラーとしても機能する。尚、1つの画素電極22が、位相変調を行う際の1画素に対応する。   As shown in FIG. 2, the LCoS spatial light modulator 2 includes a silicon substrate 21 and a glass substrate 25 bonded to the silicon substrate 21 via a spacer 26. A liquid crystal layer 27 composed of liquid crystal molecules 28 is filled between the silicon substrate 21 and the glass substrate 25. A plurality of pixel electrodes 22 and a circuit (not shown) for controlling a voltage applied to each pixel electrode 22 are formed on the silicon substrate 21, and an alignment film 23 is formed on the pixel electrode 22. The glass substrate 25 includes a counter electrode 24 and an alignment film 23. The counter electrode 24 is opposed to the pixel electrode 22 through the liquid crystal layer 27. The liquid crystal molecules 28 of the liquid crystal layer 27 are formed so as to be parallel alignment, vertical alignment, or hybrid alignment. In the LCoS spatial light modulator 2, the pixel electrode 22 is made of aluminum, and also functions as a mirror that reflects incident light. One pixel electrode 22 corresponds to one pixel when performing phase modulation.

各画素電極22の電圧を制御する回路(図示せず)は、例えば、アクティブマトリクス回路である。アクティブマトリクス回路では、各画素電極22にトランジスタとコンデンサを配し、さらにトランジスタには画素電極22選択のための、行方向に伸びたゲート信号線と、アナログ電圧信号を供給するための、列方向に伸びたデータ信号線が接続されている。ゲート信号線にHi信号を印加して選択された画素電極22のコンデンサに、データ信号線に印加されたアナログ電圧信号が記録されることにより、当該画素電極の電圧を制御する。選択するデータ線とゲート線とを順次切り替えることにより、全ての画素電極22に所定の電圧を入力することができる。   A circuit (not shown) for controlling the voltage of each pixel electrode 22 is, for example, an active matrix circuit. In the active matrix circuit, a transistor and a capacitor are arranged on each pixel electrode 22, and further, a gate signal line extending in the row direction for selecting the pixel electrode 22 and a column direction for supplying an analog voltage signal to the transistor. The data signal line extended to is connected. The voltage of the pixel electrode is controlled by recording the analog voltage signal applied to the data signal line on the capacitor of the pixel electrode 22 selected by applying the Hi signal to the gate signal line. A predetermined voltage can be input to all the pixel electrodes 22 by sequentially switching the data line and the gate line to be selected.

図3(A)−3(C)に示すように、画素電極22に任意の電圧を印加し液晶分子28を回転させる。図3(A)は画素電極22と対向電極24との電位差がない場合の液晶分子28の状態を表している。図3(B)は当該電位差が低い状態、図3(C)は、当該電位差が大きい状態を表している。偏光成分に対する屈折率が電圧によって変化するため、当該光成分の位相が変調される。図8を参照して後述するように、画素電極22が動作可能な電圧範囲はP−Sであるが、本実施の形態では、画素電極22には動作電圧範囲P−S中の使用電圧範囲Q−R内で電圧を印加している。   As shown in FIGS. 3A-3C, an arbitrary voltage is applied to the pixel electrode 22 to rotate the liquid crystal molecules 28. FIG. 3A shows the state of the liquid crystal molecules 28 when there is no potential difference between the pixel electrode 22 and the counter electrode 24. FIG. 3B illustrates a state where the potential difference is low, and FIG. 3C illustrates a state where the potential difference is large. Since the refractive index with respect to the polarization component changes depending on the voltage, the phase of the light component is modulated. As will be described later with reference to FIG. 8, the voltage range in which the pixel electrode 22 can operate is PS, but in the present embodiment, the pixel electrode 22 has a working voltage range in the operating voltage range PS. A voltage is applied within the QR.

LCoS型空間光変調器2を用いて光の位相を変調するには、液晶の配向方向に対して平行な直線偏光をガラス基板25側から入射させる。光はガラス基板25から入射して液晶層27を伝搬し、画素電極22で反射し、再び液晶層27を伝搬してガラス基板25から出射する。光は液晶層27内を伝搬中に位相の変調を受ける。各画素電極22で位相を変調することにより、光の位相分布を制御することができる。従って、LCoS型空間光変調器2は波面を制御できる。   In order to modulate the phase of light using the LCoS type spatial light modulator 2, linearly polarized light parallel to the alignment direction of the liquid crystal is incident from the glass substrate 25 side. Light enters from the glass substrate 25, propagates through the liquid crystal layer 27, is reflected by the pixel electrode 22, propagates again through the liquid crystal layer 27, and exits from the glass substrate 25. Light undergoes phase modulation while propagating through the liquid crystal layer 27. The phase distribution of light can be controlled by modulating the phase with each pixel electrode 22. Therefore, the LCoS spatial light modulator 2 can control the wavefront.

各画素は固有の電圧依存性位相変調特性、及び、電圧非依存性位相変調特性を有している。本実施の形態では全T個の画素のそれぞれが、その電圧依存性位相変調特性に従い、r個のグループのいずれかに所属している。(ここで、T、rは、T>0,r>0,T>rを満足する正の整数である。例えばrは20である。)従って、各グループには位相変調量が近似した画素が所属している。   Each pixel has a unique voltage-dependent phase modulation characteristic and a voltage-independent phase modulation characteristic. In this embodiment, each of all T pixels belongs to one of r groups according to its voltage-dependent phase modulation characteristics. (Here, T and r are positive integers satisfying T> 0, r> 0, T> r. For example, r is 20.) Therefore, each group has a pixel whose phase modulation amount approximates. Belongs to.

図1に示すように、制御装置4は、例えばパーソナルコンピュータであり、中央処理装置41と、通信装置42と、メモリ43と、HDD44とを備える。HDD44は、所望パターン13を格納している。中央処理装置41は、LCoS型位相変調装置1全体を判断するためのものである。   As shown in FIG. 1, the control device 4 is a personal computer, for example, and includes a central processing unit 41, a communication device 42, a memory 43, and an HDD 44. The HDD 44 stores the desired pattern 13. The central processing unit 41 is for judging the entire LCoS type phase modulation device 1.

所望パターン13は、画素の位置情報と、当該画素において達成させたい所望の位相変調量を示す値(以下、画素入力値という)を全画素に関して有している。所望の位相変調量を示す値は、全階調数がN(0からN−1)のデジタル信号であり、本実施の形態ではN=256である。0からN−1までの全N階調の画素入力値が0から2πまでの1周期分の位相変調量を示す。   The desired pattern 13 has pixel position information and a value indicating a desired phase modulation amount desired to be achieved in the pixel (hereinafter referred to as a pixel input value) for all pixels. The value indicating the desired phase modulation amount is a digital signal with all the gradation numbers N (0 to N−1), and N = 256 in the present embodiment. The pixel input values of all N gradations from 0 to N−1 indicate the phase modulation amount for one cycle from 0 to 2π.

LCoS型位相変調装置1で位相変調を行う場合には、中央処理装置41は、所望パターン13をHDD44からメモリ43に読み出す。中央処理装置41は、所望パターン13を入力データとして通信装置42を介して駆動装置3に送信する。   When the LCoS type phase modulation apparatus 1 performs phase modulation, the central processing unit 41 reads the desired pattern 13 from the HDD 44 to the memory 43. The central processing unit 41 transmits the desired pattern 13 as input data to the driving device 3 via the communication device 42.

駆動装置3は、通信装置33と、処理装置31と、加算装置35と、LUT処理装置36と、画素位置検出装置37と、D/A(デジタルアナログ)回路32と、RAM38と,RAM39とを有する。D/A回路32は駆動部321を備える。RAM38は、補正パターン12を格納している。   The driving device 3 includes a communication device 33, a processing device 31, an adding device 35, an LUT processing device 36, a pixel position detecting device 37, a D / A (digital analog) circuit 32, a RAM 38, and a RAM 39. Have. The D / A circuit 32 includes a drive unit 321. The RAM 38 stores the correction pattern 12.

駆動装置3は、後述する図9のフローチャートが示すプログラムを図示せぬROMに格納している。処理装置31が、このプログラムを駆動装置3の図示せぬROMから読み出して実行することによりLCoS型位相変調装置1全体を判断して位相変調処理を実行する。   The driving device 3 stores a program shown in a flowchart of FIG. 9 described later in a ROM (not shown). The processing device 31 reads this program from a ROM (not shown) of the driving device 3 and executes it to determine the entire LCoS type phase modulation device 1 and execute the phase modulation processing.

補正パターン12は、電圧非依存性歪みを補正するためのものである。補正パターン12は、画素の位置情報と、当該画素において画素入力値に対して加算すべき値(以下、画素補正値という)を全画素に関して有する。画素補正値も全階調がN(0からN−1)のデジタル信号である。0からN−1までの全N階調の画素補正値が0から2πまでの1周期分の位相補正量を示す。   The correction pattern 12 is for correcting voltage-independent distortion. The correction pattern 12 has pixel position information and a value (hereinafter referred to as a pixel correction value) to be added to the pixel input value in the pixel for all the pixels. The pixel correction value is also a digital signal in which all gradations are N (0 to N-1). The pixel correction values for all N gradations from 0 to N−1 indicate the phase correction amount for one cycle from 0 to 2π.

RAM39は、1個のLUTマップ15と、r個(rは正の整数)のLUT11とを格納している。LUTマップ15は、各画素がr個のグループのうちのどのグループに所属しているかを示すものである。r個のLUT11は、全r個のグループに1対1に対応している。各LUT11は、対応するグループに所属する画素の電圧依存性位相変調特性を補正するためのものである。各画素の電圧依存性位相変調特性を、その画素が所属するグループに対応するLUT11によって補正することにより、各画素の電圧依存性位相変調特性の非線形性を線形に補正でき、かつ、電圧依存性位相変調特性の画素毎のバラツキを補正することができる。   The RAM 39 stores one LUT map 15 and r (r is a positive integer) LUTs 11. The LUT map 15 indicates which group of the r groups each pixel belongs to. The r LUTs 11 correspond to all r groups on a one-to-one basis. Each LUT 11 is for correcting the voltage-dependent phase modulation characteristics of the pixels belonging to the corresponding group. By correcting the voltage-dependent phase modulation characteristic of each pixel by the LUT 11 corresponding to the group to which the pixel belongs, the nonlinearity of the voltage-dependent phase modulation characteristic of each pixel can be linearly corrected, and the voltage dependency It is possible to correct the variation in the phase modulation characteristics for each pixel.

通信装置33は、制御装置4から所望パターン13などのデータを受信し、処理装置31に転送する。処理装置31は、所望パターン13に基づきLCoS型空間光変調器2を駆動するのに必要な、垂直同期信号と、水平同期信号などを含むデジタル制御信号を発生させる。また並行して、処理装置31は、所望パターン13を加算装置35に転送する。さらに並行して、処理装置31は、所望パターン13における画素の位置情報を画素位置検出装置37に出力する。   The communication device 33 receives data such as the desired pattern 13 from the control device 4 and transfers it to the processing device 31. The processing device 31 generates a digital control signal including a vertical synchronization signal and a horizontal synchronization signal necessary for driving the LCoS spatial light modulator 2 based on the desired pattern 13. In parallel, the processing device 31 transfers the desired pattern 13 to the adding device 35. In parallel, the processing device 31 outputs pixel position information in the desired pattern 13 to the pixel position detection device 37.

加算装置35は、各画素毎に、所望パターン13の画素入力値と、補正パターン12の画素補正値とを足し合せ、その加算結果を、当該画素に対応する制御入力値Aと設定する。上述のように、画素入力値と、画素補正値とは、共に、全階調数がN(0からN−1)のデジタル信号であり、本実施の形態ではN=256である。ここで、加算結果の値がNを超える場合には、さらに加算結果に対して位相折り畳み処理が施され、その結果を制御入力値Aとする。即ち、制御入力値Aは、位相変調量に対応し、0からN−1までの全N階調の制御入力値Aが位相変調量の1周期分(2π(rad))を示す。従って、加算装置35は、制御入力値Aの位相折り畳み処理において、上記の加算結果が負の値もしくは255以上の値となった場合には、加算結果を256で割った余りを制御入力値Aと設定する。例えば、上記の加算結果が512のときには、制御入力値Aは0となる。また、加算結果が384のときには制御入力値Aは128となる。なお、加算結果が負の値を256で割った余りを求めるには、まず、当該負の値の絶対値を求め、次に、当該絶対値の値と足しあわせると足しあわせた結果が256の整数倍となる数のうち最小の正の値を制御入力値Aとすればよい。例えば、加算結果が−64となったら、制御入力値Aは192である。加算装置35は、各画素の制御入力値Aを当該画素の位置情報と共にLUT処理装置36へ送信する。   The adder 35 adds the pixel input value of the desired pattern 13 and the pixel correction value of the correction pattern 12 for each pixel, and sets the addition result as the control input value A corresponding to the pixel. As described above, each of the pixel input value and the pixel correction value is a digital signal having all the gradation numbers N (0 to N−1), and N = 256 in the present embodiment. Here, when the value of the addition result exceeds N, the addition result is further subjected to a phase folding process, and the result is set as a control input value A. That is, the control input value A corresponds to the phase modulation amount, and the control input value A for all N gradations from 0 to N−1 indicates one cycle (2π (rad)) of the phase modulation amount. Therefore, when the addition result becomes a negative value or a value of 255 or more in the phase folding process of the control input value A, the adder 35 obtains the remainder obtained by dividing the addition result by 256 as the control input value A. And set. For example, when the addition result is 512, the control input value A is 0. When the addition result is 384, the control input value A is 128. In addition, in order to obtain the remainder when the addition result is obtained by dividing the negative value by 256, first, the absolute value of the negative value is obtained, and then the sum of the absolute value and the result is 256. The minimum positive value among the numbers that are integer multiples may be used as the control input value A. For example, when the addition result is −64, the control input value A is 192. The adding device 35 transmits the control input value A of each pixel to the LUT processing device 36 together with the position information of the pixel.

画素位置検出装置37は、所望パターン13が有する画素の位置情報に基づいて、LUTマップ15を参照して、各画素グループのグループ番号を特定する。画素位置検出装置37は、各画素についてその位置情報と、特定したグループ番号に対応するLUT11(即ち、当該画素の位置情報に対応したLUT11)とを、LUT処理装置36に転送する。   The pixel position detection device 37 refers to the LUT map 15 based on the pixel position information included in the desired pattern 13 and identifies the group number of each pixel group. The pixel position detection device 37 transfers the position information for each pixel and the LUT 11 corresponding to the specified group number (that is, the LUT 11 corresponding to the position information of the pixel) to the LUT processing device 36.

LUT処理装置36は、各画素に対して、当該画素の位置情報を共に受け取ったLUT11を参照して、当該画素の位置情報と共に受け取った制御入力値AをDA入力値Bに変換する。ここで、DA入力値Bは全階調数がM(0からM−1)のデジタル信号である。ここで、Mは、M>Nを満たす整数であり、本実施の形態ではM=4096である。LUT処理装置36は、各画素のDA入力値Bを当該画素の位置情報と共に駆動部321に送信する。   For each pixel, the LUT processing device 36 refers to the LUT 11 that has received the position information of the pixel, and converts the control input value A received together with the position information of the pixel into a DA input value B. Here, the DA input value B is a digital signal having all the gradation numbers M (0 to M−1). Here, M is an integer satisfying M> N, and M = 4096 in the present embodiment. The LUT processing device 36 transmits the DA input value B of each pixel to the driving unit 321 together with the position information of the pixel.

駆動部321は、各画素に対して、DA入力値Bを、動作可能な所定の使用電圧範囲(Q−R)内の電圧値を示すアナログ信号Cに変換し、LCoS型空間光変調器2の各画素をアナログ信号Cが示す電圧値の駆動電圧にて駆動する。   For each pixel, the driving unit 321 converts the DA input value B into an analog signal C indicating a voltage value within a predetermined usable voltage range (QR) that can be operated, and the LCoS spatial light modulator 2. These pixels are driven with a driving voltage having a voltage value indicated by the analog signal C.

ここで、図8に示すように、0から4095の全4096階調のDA入力値Bが使用電圧範囲Q−Rに対して線形に割り当てられている。駆動部321は、0から4095のいずれかの値であるDA入力値Bを、使用電圧範囲Q−R(最小値Qから最大値R)内の駆動電圧値を示すアナログ信号Cに変換する。   Here, as shown in FIG. 8, DA input values B of all 4096 gradations from 0 to 4095 are linearly assigned to the working voltage range QR. The drive unit 321 converts the DA input value B, which is any value from 0 to 4095, into an analog signal C that indicates a drive voltage value within the use voltage range QR (minimum value Q to maximum value R).

LUT処理装置36は、各画素毎に、制御入力値AをLUT11にてDA入力値Bに変換し、更に、駆動部321が、DA入力値Bを使用電圧範囲Q−R内の電圧値を示すアナログ信号Cに変換してLCoS型空間光変調器2に電圧を印加する。   The LUT processing device 36 converts the control input value A into the DA input value B in the LUT 11 for each pixel, and the drive unit 321 converts the DA input value B into a voltage value within the working voltage range QR. A voltage is applied to the LCoS spatial light modulator 2 after conversion to the analog signal C shown.

LUTマップ15は、後述する方法により、LCoS型位相変調装置1に備えられたLCoS型空間光変調器2の特性に応じて作成されたものである。図4−6は、LUTマップ15の例である。説明を分かりやすくするため、図4では、r=4、図5では、r=8、図6ではr=5の場合を例としている。   The LUT map 15 is created according to the characteristics of the LCoS type spatial light modulator 2 provided in the LCoS type phase modulator 1 by a method described later. FIG. 4-6 is an example of the LUT map 15. For easy understanding, FIG. 4 shows an example where r = 4, FIG. 5 shows r = 8, and FIG. 6 shows r = 5.

図4,5,6に示すLUTマップ15の例では、太線は全画素を含む画素領域に対応し、細線で区切られた1つの領域は1画素に対応している。図4では、各画素に対して、A−Dのグループ番号のうちいずれかが付されている。図5では、各画素に対してA−Hのグループ番号のいずれかが付されている。 図6では、各画素に対してA−Eのグループ番号のいずれかが付されている。なお、図5,6では、破線で囲まれた領域内に位置する画素には同一のグループ番号が付されている。   In the example of the LUT map 15 shown in FIGS. 4, 5, and 6, the thick line corresponds to the pixel area including all pixels, and one area divided by the thin line corresponds to one pixel. In FIG. 4, any one of the group numbers A to D is assigned to each pixel. In FIG. 5, any one of AH group numbers is assigned to each pixel. In FIG. 6, one of the group numbers A to E is assigned to each pixel. In FIGS. 5 and 6, the same group number is assigned to the pixels located in the area surrounded by the broken line.

図7はr個のLUT11のうちの1つの例を示す。図7に示されるように、LUT11は、制御入力値Aが採りうる値ta(第1の値)と、その制御入力値Aに対してDA入力値Bが採るべき値t(第2の値)との対応関係を示している。 FIG. 7 shows an example of one of the r LUTs 11. As shown in FIG. 7, LUT11 the control input value A and can take the value t a (first value), the value t b (second to take the DA input values B for the control input value A And the corresponding relationship.

また、図7には、DA入力値Bが採る値tが駆動部321によって対応する電圧値に変換され、当該LUT11が対応するグループに所属する画素に印加されることによって当該画素が達成する位相変調量φの平均値φaveも示している。ただし、図7のφaveに関する値はLUT11を用いて実際に測定を行った場合の位相変調量の平均値を示すものであり、LUT11は、φaveに対応するデータを有してはいない。DA入力値Aがとる値tと位相変調量の平均値φaveとは線形関係を有している。しかも、全r個のLUT11において、制御入力値Aがとりうる値tの各値に対応する位相変調量の平均値φaveは、互いに略等しくなるように、DA入力値Bがとるべき値tが定められている。具体的には、t=0でφave=1.500、t=1でφave=1.508などとなるようにDA入力値がとるべき値tが定められている。 In FIG. 7, the value t b taken by the DA input value B is converted into a corresponding voltage value by the driving unit 321, and the LUT 11 is applied to the pixel belonging to the corresponding group, thereby achieving the pixel. The average value φ ave of the phase modulation amount φ is also shown. However, the value related to φ ave in FIG. 7 indicates the average value of the phase modulation amount when the measurement is actually performed using the LUT 11, and the LUT 11 does not have data corresponding to φ ave . The average value phi ave value t a and the phase modulation amount DA input value A takes has a linear relationship. Moreover, in all the r LUT11, average phi ave of the phase modulation amount for each values of t a control input value A can take is to be substantially equal to each other, to be taken by the DA input value B value t b is defined. Specifically, the value t b that the DA input value should take is determined such that t a = 0, φ ave = 1.500, t a = 1, φ ave = 1.508, and so on.

従って、各グループに属する画素について、制御入力値Aを対応するLUT11にてDA入力値Bに変換し、さらにこのDA入力値Bをアナログ信号Cに変換して電圧を印加すれば、各グループに属する画素において得られる位相変調量φは、制御入力値Aに対し略線形でかつ、グループ毎のバラツキが小さいものとなる。   Therefore, for the pixels belonging to each group, if the control input value A is converted into the DA input value B by the corresponding LUT 11, and further the DA input value B is converted into the analog signal C and a voltage is applied, the voltage is applied to each group. The phase modulation amount φ obtained in the pixel to which it belongs is substantially linear with respect to the control input value A and has a small variation for each group.

補正パターン12、及び、LUT11、LUTマップ15は、LCoS型位相変調装置1の起動時に、駆動装置3の図示せぬROMから、それぞれRAM38、RAM39に読み出す。あるいは、補正パターン12、及び、LUT11、LUTマップ15は、制御装置4のHDD44に保存されており、LCoS型位相変調装置1の起動時に、駆動装置3に転送されて、それぞれ、RAM38、RAM39に保持するようにしてもよい。また、RAM38,39を統合して単一のRAMとし、この単一のRAMが補正パターン12、LUTマップ15、及びLUT11を保持するようにしてもよい。   The correction pattern 12, the LUT 11, and the LUT map 15 are read from the ROM (not shown) of the driving device 3 to the RAM 38 and the RAM 39, respectively, when the LCoS phase modulation device 1 is activated. Alternatively, the correction pattern 12, the LUT 11, and the LUT map 15 are stored in the HDD 44 of the control device 4, and transferred to the drive device 3 when the LCoS type phase modulation device 1 is activated, and stored in the RAM 38 and RAM 39, respectively. You may make it hold | maintain. Alternatively, the RAMs 38 and 39 may be integrated into a single RAM, and the single RAM may hold the correction pattern 12, the LUT map 15, and the LUT 11.

上記構成を有するLCoS型位相変調装置1は、図9に示すように動作して位相変調を行なう。まず、ステップ1で、通信装置33は、制御装置4から所望パターン13を受信し処理装置31に転送する。ステップ2では、処理装置31は画素位置検出装置37に各画素の位置情報を送信する。ステップ3では、画素位置検出装置37は、各画素の位置情報に基づきLUTマップ15を参照し、各画素が所属するグループのグループ番号を特定する。ステップ4では、画素位置検出装置37は、各画素の位置情報と、各画素に対して特定したグループ番号に対応するLUT11をLUT処理装置36に送信する。   The LCoS type phase modulation apparatus 1 having the above configuration operates as shown in FIG. 9 to perform phase modulation. First, in step 1, the communication device 33 receives the desired pattern 13 from the control device 4 and transfers it to the processing device 31. In step 2, the processing device 31 transmits the position information of each pixel to the pixel position detection device 37. In step 3, the pixel position detection device 37 refers to the LUT map 15 based on the position information of each pixel, and identifies the group number of the group to which each pixel belongs. In step 4, the pixel position detecting device 37 transmits the position information of each pixel and the LUT 11 corresponding to the group number specified for each pixel to the LUT processing device 36.

また、制御装置31は、ステップ2と並行して、ステップ5で、所望パターン13を加算装置35に送信する。ステップ6では、加算装置35は、各画素毎に所望パターン13における画素入力値と、補正パターン12における補正入力値とを足し合わせ、必要に応じて足し合わせた値の位相折り畳みを行なう。このようにして求めた値を当該画素の位置情報に対応する制御入力値Aとして設定する。ステップ7において、LUT処理装置36は、各画素毎にステップ4にて画素位置検出装置37から受信したLUT11を参照して、制御入力値AをDA入力値Bに変換する。ステップ8では、駆動部321が、DA入力値Bをアナログ信号Cに変換して、LCoS型空間光変調器2へ出力する。   Further, in parallel with step 2, the control device 31 transmits the desired pattern 13 to the adding device 35 in step 5. In step 6, the adder 35 adds the pixel input value in the desired pattern 13 and the correction input value in the correction pattern 12 for each pixel, and performs phase folding of the added value as necessary. The value obtained in this way is set as the control input value A corresponding to the position information of the pixel. In step 7, the LUT processing device 36 converts the control input value A into the DA input value B with reference to the LUT 11 received from the pixel position detection device 37 in step 4 for each pixel. In step 8, the drive unit 321 converts the DA input value B into an analog signal C and outputs the analog signal C to the LCoS spatial light modulator 2.

処理装置31は、ステップ1,5と並行して、ステップ9で、LCoS型空間光変調器2の駆動に必要なデジタル信号を生成する。   In parallel with Steps 1 and 5, the processing device 31 generates a digital signal necessary for driving the LCoS spatial light modulator 2 in Step 9.

ステップ10では、LCoS型空間光変調器2は、ステップ8にて駆動部321から受け取ったアナログ信号Cと制御装置31から受け取ったデジタル信号とに基づいて入射光の位相を変調する。   In step 10, the LCoS spatial light modulator 2 modulates the phase of the incident light based on the analog signal C received from the drive unit 321 and the digital signal received from the control device 31 in step 8.

LCoS型位相変調装置1を作成する際には、LCoS型位相変調装置1が備えるLCoS型空間光変調器2に対応して駆動部321、LUTマップ15、LUT11、補正パターン12を設定する。その設定方法について以下説明する。なお、設定の順番としては、まず、D/A回路32の使用電圧範囲Q−Rの最小・最大電圧Q,Rを設定し、次に、LUTマップ15を作成し、その後、LUTマップ15に基づいてLUT11を作成し、最後に、補正パターン12を作成する。   When creating the LCoS type phase modulation device 1, the drive unit 321, the LUT map 15, the LUT 11, and the correction pattern 12 are set corresponding to the LCoS type spatial light modulator 2 provided in the LCoS type phase modulation device 1. The setting method will be described below. As the order of setting, first, the minimum and maximum voltages Q and R of the working voltage range QR of the D / A circuit 32 are set, then the LUT map 15 is created, and then the LUT map 15 is set. Based on this, an LUT 11 is created, and finally a correction pattern 12 is created.

図10を参照して、使用電圧の最小値Qおよび最大値Rの設定方法を説明する。まず、ステップ21では、図11に示す偏光干渉計60を用いて、全画素の内任意に選択した複数の画素(例えば、5個の画素)に対して電圧依存性の位相変調特性を測定する。偏光干渉計60はキセノンランプ61と、コリメートレンズ62と、偏光子63と、ビームスプリッター64と、LCoS型位相変調装置1と、検光子65と、イメージレンズ66,67と、帯域フィルター68と、イメージセンサー69とからなる。ここでは、駆動部321は、図12に示すように、DA入力値0−4095を、LCoS型空間光変調器2に印加可能な動作電圧範囲(Q‐R)に対して線形に割り当てるように設定されている。LCoS型空間光変調器2によって位相変調された光が、イメージセンサー69によって測定される。偏光子63の偏光方向は、LCoS型空間光変調器2の液晶分子の配向方向に対し45°ずれている。このため、LCoS型空間光変調器2に入射される光(入射光)は、液晶分子28の配向方向に対し45°ずれる。入射光が液晶層27を透過することによって、入射光の位相変調される成分(液晶分子28の配向方向に対し平行な成分)と位相変調されない成分との間には位相差が生じる。従って、LCoS型空間光変調器2で反射した光(反射光)の偏光方向は、入射光の位相変調される成分の位相変調量に依存する。また、検光子65の配向方向は偏光子63に対して90°ずれており、検光子65を透過する光の強度は反射光の偏光方向に依存するため、イメージセンサー69の測定結果により、電圧依存性の位相変調特性が強度情報Iとして測定される。ある画素におけるイメージセンサー69によって測定される強度情報Iから、例えば、以下の式を用いて位相変調量φが求まる。

Figure 2009031367
ここで、Imaxは、LCoS型空間光変調器2に印加する電圧を動作電圧範囲内で変化させて測定される強度情報の最大値であり、Iminは、LCoS型空間光変調器2に印加する電圧を動作電圧範囲内で変化させて測定される強度情報の最小値である。 A method for setting the minimum value Q and the maximum value R of the operating voltage will be described with reference to FIG. First, in step 21, voltage-dependent phase modulation characteristics are measured for a plurality of pixels (for example, five pixels) arbitrarily selected from all the pixels using the polarization interferometer 60 shown in FIG. . The polarization interferometer 60 includes a xenon lamp 61, a collimator lens 62, a polarizer 63, a beam splitter 64, an LCoS phase modulator 1, an analyzer 65, image lenses 66 and 67, a bandpass filter 68, And an image sensor 69. Here, as shown in FIG. 12, the drive unit 321 linearly assigns the DA input value 0-4095 to the operating voltage range (QR) that can be applied to the LCoS spatial light modulator 2. Is set. The light phase-modulated by the LCoS type spatial light modulator 2 is measured by the image sensor 69. The polarization direction of the polarizer 63 is shifted by 45 ° with respect to the alignment direction of the liquid crystal molecules of the LCoS type spatial light modulator 2. For this reason, the light (incident light) incident on the LCoS spatial light modulator 2 is shifted by 45 ° with respect to the alignment direction of the liquid crystal molecules 28. When the incident light passes through the liquid crystal layer 27, a phase difference is generated between the phase-modulated component of the incident light (a component parallel to the alignment direction of the liquid crystal molecules 28) and the component that is not phase-modulated. Therefore, the polarization direction of the light (reflected light) reflected by the LCoS spatial light modulator 2 depends on the phase modulation amount of the phase-modulated component of the incident light. Further, the orientation direction of the analyzer 65 is shifted by 90 ° with respect to the polarizer 63, and the intensity of light transmitted through the analyzer 65 depends on the polarization direction of the reflected light. Dependent phase modulation characteristics are measured as intensity information I. From the intensity information I measured by the image sensor 69 in a certain pixel, for example, the phase modulation amount φ is obtained using the following equation.
Figure 2009031367
Here, I max is the maximum value of intensity information measured by changing the voltage applied to the LCoS spatial light modulator 2 within the operating voltage range, and I min is applied to the LCoS spatial light modulator 2. This is the minimum value of the intensity information measured by changing the applied voltage within the operating voltage range.

ステップ22では、イメージセンサー69の測定結果に基づいて、DA入力値‐電圧依存性位相変調特性を各画素について求める。図12は、画素5点に対して得られたDA入力値‐電圧依存性位相変調量の関係を示すグラフである。図12より、以下の(A)‐(D)が確認できる。(A)位相変調量が2π(rad)以上ある。(B)電圧が変化しても位相変調量がほとんど変化しない領域(DA入力値が0−800の範囲)がある。(C)画素5点の位相変調量が異なる。(D)位相変調量がDA入力値に対して非線形である。   In step 22, the DA input value-voltage dependent phase modulation characteristic is obtained for each pixel based on the measurement result of the image sensor 69. FIG. 12 is a graph showing the relationship between the DA input value-voltage-dependent phase modulation amount obtained for five pixels. From FIG. 12, the following (A)-(D) can be confirmed. (A) The amount of phase modulation is 2π (rad) or more. (B) There is a region where the amount of phase modulation hardly changes even when the voltage changes (a range where the DA input value is 0 to 800). (C) The amount of phase modulation at five pixels is different. (D) The phase modulation amount is non-linear with respect to the DA input value.

LCoS型空間光変調器2において、位相変調量が2π(rad)分あれば、位相の折り畳み処理を行うことで2π(rad)以上の位相変調量を実現することができる。従って、液晶に印加する電圧の駆動範囲は、位相変調量が2π(rad)確保できる範囲であれば十分である。しかし、実際には歪みの補正を行う際には、各画素の位相変調量のバラツキを考慮してある程度の余裕が必要であるため、位相変調量を2π(rad)以上確保できる値として、本実施の形態では3.5π(rad)に設定する。ここで、位相の折り畳み処理とは、制御入力値の位相折り畳みと同様に、位相が2π(rad)以上か0より小さい場合に、位相を2π(rad)で割った値に置き換えることである。   In the LCoS spatial light modulator 2, if the phase modulation amount is 2π (rad), a phase modulation amount of 2π (rad) or more can be realized by performing phase folding processing. Therefore, the drive range of the voltage applied to the liquid crystal is sufficient if the phase modulation amount is 2π (rad). However, in practice, when distortion correction is performed, a certain amount of margin is required in consideration of variations in the phase modulation amount of each pixel. Therefore, a value that can secure a phase modulation amount of 2π (rad) or more is set as this value. In the embodiment, it is set to 3.5π (rad). Here, the phase folding process is to replace the phase with a value obtained by dividing the phase by 2π (rad) when the phase is equal to or greater than 2π (rad) or smaller than 0, similarly to the phase folding of the control input value.

具体的には、ステップ23において、LCoS型空間光変調器2に印加する使用電圧の最小電圧Qを液晶が動作するしきい値電圧以上になり、最大電圧Rが液晶の動作が飽和する飽和電圧以下になり、かつ、使用電圧の最小電圧Qと最大電圧R間の位相変調範囲がおよそ3.5πになるように設定する(図12)。このように設定した使用電圧の最小電圧Qと最大電圧Rとの範囲に対してDA入力値Bを4096階調で対応させる。図13は、最小電圧Qと最大電圧Rをこのような条件で設定した場合の上記5点に関するDA入力値Bと位相変調量と使用電圧範囲(Q‐R)との関係を示している。LCoS型空間光変調器2の動作可能電圧範囲全体を使用する図12の場合では、位相変調量が0.5π‐4π(rad)までの範囲に対してDA入力値Bは、約1100‐1800のおよそ700階調であった。これに対して、図13では、位相変調量が同じ0.5π‐4π(rad)までの範囲に対して、4096段階の電圧制御が可能となっている。従って、同じ位相変調量の範囲に対して、DA入力値Bは約5倍の階調を持つことになり、高い精度で電圧を制御できることになる。言い換えれば、最小最大電圧Q,Rを設定することで、DA入力値Bに対する使用電圧範囲のスケール変換を行なっていることになる。こうして、駆動部321は、0‐4095のDA入力値Bを使用電圧範囲Q−Rの電圧値を示すアナログ信号Cに線形変換するように設定される。   Specifically, in step 23, the minimum voltage Q of the working voltage applied to the LCoS type spatial light modulator 2 is equal to or higher than the threshold voltage at which the liquid crystal operates, and the maximum voltage R is a saturation voltage at which the operation of the liquid crystal is saturated. The phase modulation range between the minimum voltage Q and the maximum voltage R of the operating voltage is set to be approximately 3.5π (FIG. 12). The DA input value B is made to correspond to 4096 gradations in the range of the minimum voltage Q and the maximum voltage R of the use voltage set in this way. FIG. 13 shows the relationship between the DA input value B, the phase modulation amount, and the operating voltage range (QR) for the above five points when the minimum voltage Q and the maximum voltage R are set under such conditions. In the case of FIG. 12 in which the entire operable voltage range of the LCoS type spatial light modulator 2 is used, the DA input value B is about 1100-1800 for a range where the phase modulation amount is up to 0.5π-4π (rad). It was about 700 gradations. On the other hand, in FIG. 13, voltage control in 4096 steps is possible for a range up to 0.5π-4π (rad) where the phase modulation amount is the same. Therefore, the DA input value B has about five times the gradation for the same phase modulation amount range, and the voltage can be controlled with high accuracy. In other words, by setting the minimum and maximum voltages Q and R, the scale conversion of the working voltage range with respect to the DA input value B is performed. Thus, the drive unit 321 is set to linearly convert the DA input value B of 0-4095 into an analog signal C indicating the voltage value in the working voltage range QR.

次に、図14を参照してLUTマップ15の作成方法を説明する。LUTマップ15は、D/A回路32の使用電圧範囲Q−Rの最小・最大電圧Q,Rを設定した後に作成される。   Next, a method for creating the LUT map 15 will be described with reference to FIG. The LUT map 15 is created after setting the minimum and maximum voltages Q and R of the use voltage range QR of the D / A circuit 32.

ステップ31では、図11で示した偏光干渉計60で、DA入力値Bと電圧依存性の位相変調量との関係をLCoS型空間光変調器2の各画素に対して求める。具体的には、全画素に対して同じ値のDA入力値Bを印加して各画素の位相変調量を計測する。即ち、全画素に対して同じ値のDA入力値Bを駆動部321にてアナログ信号Cに変換して、このアナログ信号CにてLCoS型空間光変調器2を駆動して、位相変調量を計測する。このDA入力値Bの値を0から4095まで変化させて計測を繰り返す。あるいは、DA入力値Bについて0から4095の全ての値に関してではなく、間隔を置いて測定してもよい。   In step 31, the polarization interferometer 60 shown in FIG. 11 obtains the relationship between the DA input value B and the voltage-dependent phase modulation amount for each pixel of the LCoS spatial light modulator 2. Specifically, the DA input value B having the same value is applied to all the pixels, and the phase modulation amount of each pixel is measured. That is, the DA input value B having the same value for all the pixels is converted into an analog signal C by the drive unit 321, and the LCoS spatial light modulator 2 is driven by the analog signal C, and the phase modulation amount is set. measure. This DA input value B is changed from 0 to 4095 and measurement is repeated. Alternatively, the DA input value B may be measured at intervals rather than for all values from 0 to 4095.

ステップ32では、各画素に対してステップ31で求めたDA入力値−位相変調特性を元に、位相変調量(φ)とDA入力値(t)との関係を最小二乗法などを用いて多項式で近似する。例えば、DA入力値をt
、位相変調量をφとおき、多項式としてK次のべき多項式を用いる場合には、多項式は、(3)式のように表される。

Figure 2009031367
In step 32, based on the DA input value-phase modulation characteristic obtained in step 31 for each pixel, the relationship between the phase modulation amount (φ) and the DA input value (t b ) is determined using a least square method or the like. Approximate with polynomial. For example, the DA input value is t b
When the phase modulation amount is φ and a K-th order power polynomial is used as the polynomial, the polynomial is expressed as shown in Equation (3).
Figure 2009031367

(3)式を求めることによって、DA入力値(t)と位相変調量(φ)との関係を、光源やイメージセンサなどによる測定ノイズの影響を軽減して得ることができる。また、DA入力値Bを全ての値に関して測定せず、間隔を置いて測定した場合には、測定しなかったDA入力値Bに対する位相変調量を(3)式から推定できる。このようにして、全ての画素に対してそれぞれDA入力値Bと位相変調量φとの関係(3)を求める。 By obtaining the equation (3), the relationship between the DA input value (t b ) and the phase modulation amount (φ) can be obtained while reducing the influence of measurement noise caused by a light source, an image sensor, or the like. Further, when the DA input value B is not measured for all values but is measured at intervals, the phase modulation amount for the DA input value B that is not measured can be estimated from the equation (3). In this way, the relationship (3) between the DA input value B and the phase modulation amount φ is obtained for all the pixels.

ステップ33では、DA入力値Bと、当該DA入力値Bの入力により各画素において得られた位相変調量φを全画素に関して平均した値との関係を求める。具体的には、まず、全ての画素に関する位相変調量の平均値をDA入力値B毎に求める。これにより、DA入力値Bと、位相変調量の平均値φaveとの関係が求まる。この関係を近似式で求める。例えば、K次の多項式で求めた場合には、DA入力値Bをtb,ave(φ)として、(4)式のように求まる。

Figure 2009031367
In step 33, a relationship between the DA input value B and a value obtained by averaging the phase modulation amount φ obtained in each pixel by the input of the DA input value B for all the pixels is obtained. Specifically, first, an average value of the phase modulation amounts for all the pixels is obtained for each DA input value B. Thereby, the relationship between the DA input value B and the average value φ ave of the phase modulation amount is obtained. This relationship is obtained by an approximate expression. For example, when it is obtained by a K-th order polynomial, the DA input value B is obtained as t b, ave (φ) as shown in equation (4).
Figure 2009031367

ステップ34では、(4)で求めた、平均した位相変調量に対するDA入力値tb、ave(φ)と、DA入力値t(φ)との最小2乗誤差(RMS)値ε(以下、第1の最小2乗誤差値という)を、式(5)より画素毎に求める。

Figure 2009031367
In step 34, the least square error (RMS) value ε 1 (DA) between the DA input value t b, ave (φ) and the DA input value t b (φ) for the averaged phase modulation amount obtained in (4). Hereinafter, the first least square error value) is obtained for each pixel from Equation (5).
Figure 2009031367

次に、全画素の内、第1の最小2乗誤差(RMS)値εが最も大きい画素(最大値画素)を見つける。最小2乗誤差(RMS)値εが最も大きい画素は、当該画素の位相変調量φが位相変調量の全画素の平均値と最も離れている画素であると判断できる。 Next, a pixel (maximum value pixel) having the largest first least square error (RMS) value ε 1 among all the pixels is found. It can be determined that the pixel having the largest least square error (RMS) value ε 1 is the pixel whose phase modulation amount φ is farthest from the average value of all the pixels of the phase modulation amount.

ステップ35では、最大値画素のDA入力値(以下、tMAX(φ)という)と、DA入力値t(φ)との最小2乗誤差(RMS)値ε(以下第2の最小2乗誤差値)を、式(6)を用いて画素毎に求める。

Figure 2009031367
In step 35, the least square error (RMS) value ε 2 (hereinafter referred to as second minimum 2) between the DA input value (hereinafter referred to as t MAX (φ)) of the maximum value pixel and the DA input value t b (φ). (Multiplier error value) is obtained for each pixel using equation (6).
Figure 2009031367

ステップ36では、全画素について求めた第2の最小2乗誤差(RMS)値εの最大値を求める。一方、全画素について求めた第2の最小2乗誤差(RMS)値εの最小値は0である。最大値画素ではt(φ)=tMAX(φ)となるからである。そして、この第2の最小2乗誤差(RMS)値εの最大値と最小値との間をr個の区間に等間隔で分ける。次に、区間毎に当該区間内に最小2乗誤差値εを持つ画素を1つのグループとしてまとめる。このようにして、1つの区間に対して1つのグループを構成していき、全ての画素を20のグループに分配する。このように構成された、画素と、その画素の属するグループとの関係をLUTマップ15に保存する。 In step 36, it obtains the second minimum square error (RMS) value epsilon 2 of the maximum value obtained for all the pixels. On the other hand, the minimum value of the second least square error (RMS) value ε 2 obtained for all pixels is zero. This is because t b (φ) = t MAX (φ) in the maximum value pixel. Then, the interval between the maximum value and the minimum value of the second least square error (RMS) value ε 2 is divided into r intervals at equal intervals. Next, for each section, the pixels having the least square error value ε 2 in the section are collected as one group. In this way, one group is formed for one section, and all pixels are distributed to 20 groups. The LUT map 15 stores the relationship between the pixel thus configured and the group to which the pixel belongs.

以上のように、電圧依存性位相変調量特性を示す量εが同一の区間内に存在する画素を1つのグループとしてまとめることによりLUTマップ15が構成される。従って、電圧依存性位相変調特性の近似した画素を1つのグループにまとめることができる。 As described above, the LUT map 15 is configured by grouping pixels in which the amount ε 2 indicating the voltage-dependent phase modulation amount characteristic exists in the same section as one group. Therefore, pixels having approximate voltage-dependent phase modulation characteristics can be grouped into one group.

図4は、互いに近似する電圧依存性位相変調特性を有する画素が、全画素領域内に略均一に分散したようなLCoS型空間光変調器2に対して作成されたLUTマップ15の例である。グループA−Dに属する画素が全画素領域に略均一に分布している。図5は、近接した画素が近似した特性を有しているようなLCoS型空間光変調器2に対して作成されたLUTマップ15の例である。破線で囲まれた領域内の画素が互いに近接した特性を有するため、同一のグループに属している。   FIG. 4 is an example of the LUT map 15 created for the LCoS spatial light modulator 2 in which pixels having voltage-dependent phase modulation characteristics that are similar to each other are distributed substantially uniformly in the entire pixel region. . Pixels belonging to group A-D are distributed substantially uniformly in the entire pixel region. FIG. 5 is an example of the LUT map 15 created for the LCoS spatial light modulator 2 in which adjacent pixels have approximate characteristics. Since the pixels in the area surrounded by the broken line have characteristics close to each other, they belong to the same group.

また、LCoS型空間光変調器2の位相変調特性によっては、図6に示すグループA、B、Cのように、近接した画素が同一のグループに含まれるだけではなく、離れた画素領域においても同じグループに含まれる場合もある。   Further, depending on the phase modulation characteristics of the LCoS spatial light modulator 2, not only adjacent pixels are included in the same group as in groups A, B, and C shown in FIG. It may be included in the same group.

尚、上述のグループ化の方法は、以下[1]−[5]のように変更してもよい。   Note that the above grouping method may be changed as shown in [1]-[5] below.

[1]上記の方法で画素をグループ分けする場合には、LCoS型空間光変調器2の特性によっては全画素はr個のグループに均一に分配されていない場合がある。即ち、各グループに属する画素の個数がT/rから大きくずれる場合があり得る。これに対し、本方法[1]によれば、全画素をr個のグループに略均一に分配することができる。即ち、各グループに属する画素の個数を略T/rとすることができる。具体的には、ステップ36におけるグループ化を以下のように変更する。まず、全画素について得られた第2の最小2乗誤差(RMS)値εを昇順(または降順)に並べる。即ち、全画素分の最小2乗誤差(RMS)値εが並んだ列を作成する。この列を略一定の間隔で区切り、全体でr個の区間を構成するようにする。この結果、1つの区間に含まれる画素の数がT/rに略等しくなり、互いに略等しくなる。 [1] When the pixels are grouped by the above method, depending on the characteristics of the LCoS spatial light modulator 2, all the pixels may not be uniformly distributed to the r groups. That is, the number of pixels belonging to each group may deviate greatly from T / r. On the other hand, according to the present method [1], all the pixels can be distributed to the r groups substantially uniformly. That is, the number of pixels belonging to each group can be approximately T / r. Specifically, the grouping in step 36 is changed as follows. First, the second least square error (RMS) values ε 2 obtained for all the pixels are arranged in ascending order (or descending order). That is, a column in which the least square error (RMS) values ε 2 for all pixels are arranged is created. This column is divided at substantially constant intervals so that r sections are formed as a whole. As a result, the number of pixels included in one section is approximately equal to T / r and is approximately equal to each other.

[2]予め基準値tMAX(φ)を決めておいてもよい。この場合には、ステップ33,34は実行しない。 [2] A reference value t MAX (φ) may be determined in advance. In this case, steps 33 and 34 are not executed.

[3]LCoS型位相変調器2の製造過程において、所定の画素が他の画素に比べて著しく性能が異なることがわかっているような場合には、当該所定の画素が第1の最小2乗誤差(RMS)値εのうちで最も大きい値を持つ。その場合には、当該画素に対して得られた(3)式を基準値tMAX(φ)として設定すればよい。この場合にも、ステップ33,34は実行しない。 [3] In the manufacturing process of the LCoS type phase modulator 2, when it is known that the performance of a predetermined pixel is significantly different from that of other pixels, the predetermined pixel is the first least square. with the highest value among the error (RMS) value epsilon 1. In that case, the equation (3) obtained for the pixel may be set as the reference value t MAX (φ). Also in this case, steps 33 and 34 are not executed.

[4]ステップ31において、ある1つの値(例えば最小値0)のDA入力値Bに対する位相変調量φのみを各画素毎に求めるのでもよい。ステップ32からステップ35までの処理は行わず、ステップ36において、測定した位相変調量φを基に、グループ化を行う。例えば、全画素の位相変調量φを昇順(または降順)に並べる。即ち、全画素の位相変調量φが並んだ列を作成する。この位相変調量φの列を一定の間隔で区切りr個の区間を構成する。従って、1つの区間には、位相変調量φが、T/r個だけ並ぶことになる。同一の区間に含まれる位相変調量φを達成した画素を同一のグループ内のものとする。従って、同一のDA入力値Bに対して互いに近似した位相変調量を達成したT/r個の画素を同一のグループに所属させることができる。各グループに互いに略等しい個数の画素を分配することができる。   [4] In step 31, only the phase modulation amount φ with respect to the DA input value B of one value (for example, the minimum value 0) may be obtained for each pixel. The processing from step 32 to step 35 is not performed, and grouping is performed in step 36 based on the measured phase modulation amount φ. For example, the phase modulation amounts φ of all the pixels are arranged in ascending order (or descending order). That is, a column in which the phase modulation amounts φ of all the pixels are arranged is created. This column of phase modulation amounts φ is divided at regular intervals to form r sections. Therefore, only T / r phase modulation amounts φ are arranged in one section. Pixels that achieve the phase modulation amount φ included in the same section are assumed to be in the same group. Therefore, T / r pixels that have achieved phase modulation amounts approximate to each other with respect to the same DA input value B can belong to the same group. A substantially equal number of pixels can be distributed to each group.

また、全画素の位相変調量φを昇順、又は、降順に並べる代わりに、全画素の位相変調量のうち最大値と最小値との間を長さの等しいr個の区間に分けてもよい。位相変調量φが同一の区間に値をもつ画素を同一のグループとして構成する。この場合には、1つのグループに属する画素の個数はT/r個から大きくずれる可能性がある。   Further, instead of arranging the phase modulation amounts φ of all the pixels in ascending order or descending order, the maximum value and the minimum value of the phase modulation amounts of all the pixels may be divided into r sections having the same length. . Pixels having values in the same section of the phase modulation amount φ are configured as the same group. In this case, the number of pixels belonging to one group may deviate greatly from T / r.

[5]ステップ32において、平均した位相変調量に対するDA入力値tb,ave(φ)を用いるのではなく、予め決められた特定の画素のDA入力値tb,0(φ)に対して、第1の最小2乗誤差(RMS)値ε’を以下の式より求めても良い。尚、このときには、ステップ33は行なわない。

Figure 2009031367
[5] In step 32, instead of using the DA input value t b, ave (φ) for the averaged phase modulation amount , the DA input value t b, 0 (φ) of a predetermined specific pixel is used. The first least square error (RMS) value ε 1 ′ may be obtained from the following equation. At this time, step 33 is not performed.
Figure 2009031367

尚、上記の実施の形態では、スカラー量子化を用いてグループ化を行なったが、グループ化の方法はこれに限定されない。例えば、ステップ31において、全ての画素に関する式(3)を求めた後、上記実施例以外のスカラー量子化を用いたほかの方法や、ベクトル量子化を用いて特性の近いもの同士をr個のグループに分けるようにしてもよい。   In the above embodiment, grouping is performed using scalar quantization, but the grouping method is not limited to this. For example, after obtaining Equation (3) for all the pixels in step 31, other methods using scalar quantization other than the above embodiment, or those having similar characteristics using vector quantization are r pieces. You may make it divide into groups.

図15を参照して、LUT11の作成方法を説明する。まず、ステップ41では、ステップ31と同様に、図11で示した偏光干渉計60で、DA入力値Bと電圧依存性の位相変調量との関係をLCoS型空間光変調器2の各画素に対して求める。ステップ42では、ステップ41で求めた測定値を元に、各画素に対して、DA入力値‐電圧依存性位相変調特性を求める。結果は、上述の図13と同じになり、非線形性を有し、かつ、画素毎にバラツキがある。   A method of creating the LUT 11 will be described with reference to FIG. First, in step 41, as in step 31, the relationship between the DA input value B and the voltage-dependent phase modulation amount is applied to each pixel of the LCoS spatial light modulator 2 by the polarization interferometer 60 shown in FIG. 11. Ask for it. In step 42, the DA input value-voltage dependent phase modulation characteristic is obtained for each pixel based on the measurement value obtained in step 41. The result is the same as in FIG. 13 described above, has non-linearity, and varies from pixel to pixel.

ステップ43では、各画素に対して、得られたDA入力値‐電圧依存性位相変調特性を元に画素別LUTを作成する。即ち、(3)式を求めた場合と同様に(7)式を求める。

Figure 2009031367
In step 43, a pixel-specific LUT is created for each pixel based on the obtained DA input value-voltage dependent phase modulation characteristic. That is, the equation (7) is obtained in the same manner as the equation (3).
Figure 2009031367

ここで、式中の添字(1)は、一回目の測定に基づいて求めた近似多項式における値であることを表している。それ以外は、式(3)と同じものである。   Here, the subscript (1) in the expression represents a value in the approximate polynomial obtained based on the first measurement. Other than that, it is the same as Formula (3).

このように、DA入力値Bと位相変調量との関係を示す近似式を全画素に対して求める。一方、制御入力値Aと位相変調量との関係が線形で、かつ、0.0−2.0π(rad)を256段階の制御入力値Aで表わすために、制御入力値をta(1)とし、位相変調量φとの関係を、以下のように表す。

Figure 2009031367
In this way, an approximate expression indicating the relationship between the DA input value B and the phase modulation amount is obtained for all pixels. On the other hand, since the relationship between the control input value A and the phase modulation amount is linear, and 0.0−2.0π (rad) is represented by the 256-step control input value A, the control input value is represented by ta (1 ) And the relationship with the phase modulation amount φ is expressed as follows.
Figure 2009031367

ここで、ta(1)は0から255までの整数値であり、constはオフセット値である。このオフセット値は全ての画素で式(8)が実現できる同一の値に設定する。式(8)を式(7)に代入し制御入力値ta(1)とtとの関係を求める。この際、tは整数であるため四捨五入(または、切り捨て、切り上げ)をする必要がある。四捨五入の操作をROUNDで表すと、ta(1)とtとの関係は以下のようになる。

Figure 2009031367
Here, ta (1) is an integer value from 0 to 255, and const is an offset value. This offset value is set to the same value that can realize Equation (8) for all pixels. Equation (8) determining the relationship between the expression (7) assigned to control input values t a (1) and t b. In this case, rounding for t b is an integer (or, rounded down, up) it is necessary to make. When representing an operation of rounding in ROUND, the relationship between t b and t a (1) is as follows.
Figure 2009031367

a(1)の値0‐255に対して(9)で求まるtの値を対応させることで1つの画素に対する画素別LUTが作成される。かかる画素別LUTを全画素に対してそれぞれ求める。 A pixel-specific LUT for one pixel is created by associating the value of t b obtained in (9) with the value 0-255 of t a (1) . Such pixel-specific LUTs are obtained for all pixels.

ステップ44では、上記のように作成された画素別LUTをHDD44に保存する。画素別LUTはグループ毎のLUT11を求めるために一時的に使用するものである。HDD44に保存された画素別LUTは、以下の処理において、画素位置検出装置37が特定した画素の位置に対応する画素別LUTがHDD44から読み出され、駆動装置3のRAM39に転送される。上記の画素別LUTは、干渉計の干渉強度出力から位相を計算によって求めている。この際、測定した干渉強度の最大値と最小値を用いるが、これらの値には誤差が含まれている可能性がある。ステップ45−47では、この誤差がどの程度になるかの評価を行なっている。   In step 44, the pixel-specific LUT created as described above is stored in the HDD 44. The pixel-specific LUT is temporarily used to obtain the LUT 11 for each group. The pixel-specific LUT stored in the HDD 44 is read out from the HDD 44 and transferred to the RAM 39 of the drive device 3 in the following processing, corresponding to the pixel position specified by the pixel position detection device 37. The pixel-specific LUT obtains the phase by calculation from the interference intensity output of the interferometer. At this time, the maximum value and the minimum value of the measured interference intensity are used, but these values may include an error. In steps 45-47, the extent of this error is evaluated.

詳細には、ステップ45において、ステップ41と同じく、全画素に対してDA入力値tと位相変調量φとの関係を計測する。ただしステップ45では、LUT処理装置36は、直前のステップ44で得られた各画素用の画素別LUTに基づいて、制御入力値A(0−255)をDA入力値Bに変換した上で、駆動部321がDA入力値Bをアナログ信号Cに変換し、LCoS型空間光変調器2の対応する画素を駆動する。こうして、全画素について制御入力値A(t)と電圧依存性位相変調量φとの関係を計測する。ステップ46において、ステップ45の結果を元に制御入力値‐位相変調特性を求める。ステップ47において、ステップ46の結果から、画素別LUTにより電圧依存性位相変調特性の補正が所望の精度で行えているかを判断する。例えば、制御入力値‐電圧依存性位相変調特性が線形に近づいていれば所望の精度が得られていると判断するという方法を用いる。尚、判断方法はこの例に限定されない。ステップ47において、所望の精度が得られていないと判断した場合は、ステップ43を反復して、ステップ46の結果に基づいて画素別LUTを更新し、画素別LUTによる、電圧依存性位相変調特性に対する補正の精度を向上させる。 Specifically, in step 45, similarly to the step 41, to measure the relationship between the DA input value t b and the phase modulation amount φ for all pixels. However, in step 45, the LUT processing unit 36 converts the control input value A (0-255) into the DA input value B based on the pixel-specific LUT for each pixel obtained in the immediately preceding step 44. The drive unit 321 converts the DA input value B into an analog signal C, and drives the corresponding pixel of the LCoS spatial light modulator 2. In this way, the relationship between the control input value A (t a ) and the voltage-dependent phase modulation amount φ is measured for all pixels. In step 46, a control input value-phase modulation characteristic is obtained based on the result of step 45. In step 47, it is determined from the result of step 46 whether the voltage-dependent phase modulation characteristic is corrected with a desired accuracy by the pixel-specific LUT. For example, a method is used in which it is determined that a desired accuracy is obtained if the control input value-voltage-dependent phase modulation characteristic is close to linear. The determination method is not limited to this example. If it is determined in step 47 that the desired accuracy is not obtained, step 43 is repeated to update the pixel-specific LUT based on the result of step 46, and the voltage-dependent phase modulation characteristics by the pixel-specific LUT Improve the accuracy of correction.

2回目に行なうステップ43では、制御入力値A(tb(1))と位相変調量φとの関係を以下のように近似する。

Figure 2009031367
In step 43 performed for the second time, the relationship between the control input value A (t b (1) ) and the phase modulation amount φ is approximated as follows.

Figure 2009031367

今回の処理で得られる新たな制御入力値ta(2)もまた256階調で表され、位相変調量と線形な関係とする。従って以下の式が成り立つ。

Figure 2009031367
The new control input value ta (2) obtained by this processing is also expressed by 256 gradations and has a linear relationship with the phase modulation amount. Therefore, the following equation holds.
Figure 2009031367

前回の制御入力値A(ta(1))と今回の制御入力値A(ta(2))との関係は(10)と(11)とから以下のように表すことができる。

Figure 2009031367
The relationship between the previous control input value A (ta (1) ) and the current control input value A (ta (2) ) can be expressed as follows from (10) and (11).
Figure 2009031367

(12)式を(9)式に代入することにより、tとta(2)の関係が以下のようになる。

Figure 2009031367
(13)式により新たな制御入力値A(ta(2))とDA入力値B(t)との関係が求められる。尚、ステップ43をJ回(Jは、J>2を満たす自然数)行なった場合には、以下のような、tとta(J)の関係が得られる。
Figure 2009031367
By substituting equation (12) into equation (9 ) , the relationship between t b and t a (2) is as follows.
Figure 2009031367
The relationship between the new control input value A (t a (2) ) and the DA input value B (t b ) is obtained from equation (13). When step 43 is performed J times (J is a natural number satisfying J> 2), the following relationship between t b and ta (J) is obtained.
Figure 2009031367

これらの値に基づいて、新たな画素別LUTを作成し、ステップ44において、画素別LUTをHDD44に上書き保存する。尚、式(7)−(14)のデータは、後述するステップ48において用いられるため、一時的にHDD44に保存される。一方、ステップ47で所望の精度が得られていると判断した場合、あるいは、更新前の画素別LUTに比べて精度の向上が得られないと判断した場合には、ステップ48に移行する。   Based on these values, a new pixel-specific LUT is created, and in step 44, the pixel-specific LUT is overwritten and stored in the HDD 44. Note that the data of the equations (7) to (14) are temporarily stored in the HDD 44 because they are used in step 48 described later. On the other hand, if it is determined in step 47 that the desired accuracy has been obtained, or if it is determined that no improvement in accuracy can be obtained compared to the pixel-specific LUT before update, the process proceeds to step 48.

ステップ48では、全画素に対して得られた画素別LUTに基づいて、グループ毎のLUT11を作成する。   In step 48, the LUT 11 for each group is created based on the pixel-specific LUT obtained for all pixels.

具体的には、まず、各グループ毎に、当該グループ内の全画素で得られた位相変調量φの平均値(以下、位相変調量平均値φaveという)をDA入力値(t)毎に求める。これは、当該グループに属する全画素に対して得られた画素別LUTに基づいて決定する。ただし、当該グループ内にDA入力値‐位相変調特性が極端に異なる画素が存在する場合には、当該画素を除いた画素について位相変調量平均値φaveを求める。 Specifically, first, for each group, an average value of phase modulation amounts φ (hereinafter referred to as phase modulation amount average value φ ave ) obtained for all pixels in the group is set for each DA input value (t b ). Ask for. This is determined based on the pixel-specific LUT obtained for all the pixels belonging to the group. However, if there is a pixel having an extremely different DA input value-phase modulation characteristic in the group, the phase modulation amount average value φ ave is obtained for the pixels excluding the pixel.

次にDA入力値tあるいは制御入力値tと位相変調量平均値φaveとの関係を近似式で求める。かかる近似式に基づいて、制御入力値tとDA入力値tとの関係を示したグループ毎のLUT11を求める。こうして求めたグループ毎のLUT11を駆動装置3の図示せぬROMに保存する。また、HDD44に保存されていた画素別LUTを消去する。 Then determine the relationship between the DA input value t b or control input value t a and the phase modulation amount average value phi ave in approximation. Based on such approximate expression determines the LUT11 of each group showing the relationship between the control input values t a and DA input value t b. The LUT 11 for each group thus obtained is stored in a ROM (not shown) of the driving device 3. Also, the pixel-specific LUT stored in the HDD 44 is deleted.

以下、DA入力値tあるいは制御入力値tと位相変調量平均値φaveとの関係を示す近似式、及び、この近似式に基づき制御入力値tとDA入力値tとの関係を求める方法について、以下の3つの場合(1)〜(3)に分けて、具体的に説明する。
(1)ステップ47からステップ43へ回帰する処理が行われず、ステップ42の測定の結果に基づいて得られた画素別LUTが更新されることなく、ステップ48に到った場合である。この場合、画素別LUTは、第1回目に行われた測定(すなわち、ステップ42の測定)の結果に基づいて得られている。
(2)ステップ47からステップ43へ回帰する処理が1回行われ、ステップ45が1回行われた後ステップ48に到った場合である。この場合、画素別LUTは、第2回目に行われた測定(すなわち、最初に行われたステップ45の測定)に基づいて更新されて得られたものである。
(3)ステップ47からステップ43へ回帰する処理が2回以上行われ、ステップ45が2回以上行われた後ステップ48に到った場合である。この場合、画素別LUTは、第M回目(Mは3以上の自然数)に行われた測定(すなわち、(M−1)回目に行われたステップ45における測定)に基づいて更新されて得られたものである。
<(1)の場合>
Hereinafter, the approximate expression indicating the relationship between the DA input value t b or control input value t a and the phase modulation amount average value phi ave, and the relationship between the control input values t a and DA input value t b on the basis of the approximate expression The method for obtaining the value will be specifically described in the following three cases (1) to (3).
(1) This is a case where the process of returning from step 47 to step 43 is not performed, and step 48 is reached without updating the pixel-specific LUT obtained based on the measurement result of step 42. In this case, the pixel-specific LUT is obtained based on the result of the first measurement (that is, the measurement in step 42).
(2) The case where the process of returning from step 47 to step 43 is performed once, and after step 45 is performed once, step 48 is reached. In this case, the pixel-specific LUT is obtained by updating based on the second measurement (that is, the first measurement performed in step 45).
(3) The case where the process of returning from step 47 to step 43 is performed twice or more, and after step 45 is performed twice or more, step 48 is reached. In this case, the pixel-specific LUT is obtained by updating based on the measurement performed in the Mth time (M is a natural number of 3 or more) (that is, the measurement in step 45 performed in the (M−1) th time). It is a thing.
<In the case of (1)>

まず、第1回目の測定により得られたDA入力値tと位相変調量平均値φaveとの関係を示す近似式を以下のように求める。

Figure 2009031367
第1回目の測定における制御入力値tと位相変調量平均値φaveとの関係が線形で、かつ、0.0−2.0π(rad)を256段階の制御入力値Aで表わすために、制御入力値をta(M)とし、位相変調量の平均値φaveとの関係を以下のように表す。なお、ここで、M=1である。
Figure 2009031367
First, an approximate expression indicating the relationship between the DA input value t b obtained by the first measurement and the phase modulation amount average value φ ave is obtained as follows.
Figure 2009031367
A linear relationship between the first control input values t a and the phase modulation amount average value phi ave in the measurement, and to represent 0.0-2.0π a (rad) in 256 steps of the control input value A The control input value is t a (M) , and the relationship with the average value φ ave of the phase modulation amount is expressed as follows. Here, M = 1.
Figure 2009031367

a(M)は0から255までの整数値であり、constは全グループに対して同一のオフセット値である。 t a (M) is an integer value from 0 to 255, and const is the same offset value for all groups.

式(16)を式(15)に代入することで、以下の関係(17)が得られる。

Figure 2009031367
(17)式に対して四捨五入を行なうことにより、以下の(18―1)式が得られる。
Figure 2009031367
By substituting equation (16) into equation (15), the following relationship (17) is obtained.
Figure 2009031367
By rounding off the equation (17), the following equation (18-1) is obtained.
Figure 2009031367

(18―1)式は、DA入力値(tb(1))と制御入力値(ta(1))との関係を示している。したがって、(18―1)式が示す制御入力値ta(1)と、DA入力値tb(1)との関係に基づき、LUT11を作成する。
<(2)の場合>
Equation (18-1) shows the relationship between the DA input value (t b (1) ) and the control input value (ta (1) ). Therefore, the LUT 11 is created based on the relationship between the control input value ta (1) indicated by the equation (18-1) and the DA input value tb (1) .
<In the case of (2)>

まず、前回の制御入力値tと今回の位相変調量平均値φaveとの関係を示す近似式を以下のように求める。なお、M=2とする。

Figure 2009031367
M=2において、式(16)を式(19)に代入することで、以下の関係(20)が得られる。
Figure 2009031367
(20)式を(18−1)式に代入することにより、以下の(18―2)式が得られる。
Figure 2009031367
First, an approximate expression indicating the relationship between the previous control input values t a and the current phase modulation amount average value phi ave as follows. Note that M = 2.
Figure 2009031367
By substituting equation (16) into equation (19) at M = 2, the following relationship (20) is obtained.
Figure 2009031367
By substituting the equation (20) into the equation (18-1), the following equation (18-2) is obtained.
Figure 2009031367

(18―2)式は、DA入力値(tb(2))と制御入力値(ta(2))との関係を示している。したがって、(18―2)式が示す制御入力値ta(2)と、DA入力値tb(2)との関係に基づき、LUT11を作成する。
<(3)の場合>
(2)の場合と同様な方法により、以下の(18―3)式が得られる。

Figure 2009031367
Expression (18-2) shows the relationship between the DA input value (t b (2) ) and the control input value (ta (2) ). Therefore, the LUT 11 is created based on the relationship between the control input value ta (2) indicated by the equation (18-2) and the DA input value tb (2) .
<In the case of (3)>
The following equation (18-3) is obtained by the same method as in the case of (2).
Figure 2009031367

(18―3)式が、DA入力値(tb(M))と制御入力値(ta(M))との関係を示している。したがって、(18―3)式が示す制御入力値ta(M)と、DA入力値tb(M)との関係に基づき、LUT11を作成する。 Expression (18-3) shows the relationship between the DA input value (t b (M) ) and the control input value (ta (M) ). Therefore, the LUT 11 is created based on the relationship between the control input value ta (M) indicated by the equation (18-3) and the DA input value tb (M) .

なお、位相変調量φの平均値φaveを求める代わりに、グループ内の位相変調量φの分散が最も小さくなる値を求めその値に基づいてLUT11を作成してもよい。 Instead of obtaining the average value φ ave of the phase modulation amount φ, a value that minimizes the dispersion of the phase modulation amount φ in the group may be obtained and the LUT 11 may be created based on the value .

図7に示したLUT11には、上記の処理によりあるグループに対して得られたtとtと位相変調量φaveとの関係が格納されている。LUT11を参照して、ステップ7(図9)の変換を行うことにより、当該グループに属する画素において、制御入力値Aと位相変調量φとの関係が線形になる。LUT11を用いることにより、グループ内において画素毎の位相変調量のバラツキが補正され、かつ制御入力値Aと位相変調量との関係が略線形になるような補正が実現される。しかも、各グループについてのLUT11を作成する際、同一の(18)式を用いているため、全グループに渡って、画素毎の位相変調量のバラツキが補正され、かつ、制御入力値Aと位相変調量との関係が略線形になるような補正が実現される。 The LUT 11 shown in FIG. 7 stores the relationship between t a and t b and the phase modulation amount φ ave obtained for a certain group by the above processing. By referring to the LUT 11 and performing the conversion in step 7 (FIG. 9), the relationship between the control input value A and the phase modulation amount φ becomes linear in the pixels belonging to the group. By using the LUT 11, the variation in the phase modulation amount for each pixel in the group is corrected, and the correction is realized so that the relationship between the control input value A and the phase modulation amount is substantially linear. Moreover, since the same equation (18) is used when creating the LUT 11 for each group, the variation in the phase modulation amount for each pixel is corrected over all groups, and the control input value A and the phase are corrected. Correction is realized such that the relationship with the modulation amount is substantially linear.

以上のようにして、各グループに対してLUT11を作成した後、補正パターン12を作成する。電圧非依存性歪みは、通常では単独では計測できないが、LUT11を用いて電圧依存性位相変調特性を補正した状態でLCoS型位相変調装置1の出力波面を計測することにより計測が可能となるからである。電圧非依存性歪みを含む光波面の測定は、2光束干渉計を用いて測定される。本実施の形態では、2光束干渉計として図16に示すマイケルソン干渉計80を用いる。マイケルソン干渉計80は、レーザー光源81と、スペーシャルフィルタ82と、コリメートレンズ83と、偏光子84と、ビームスプリッター85と、LCoS型位相変調装置1と、ミラー86と、イメージレンズ87,88とCCD89とからなる。偏光子84の偏光方向は、液晶の偏光方向と平行になっている。ミラー86で反射される波面とLCoS型位相変調装置1のうちLCoS型空間光変調器2で反射される波面との干渉によって生成される干渉縞が計測され、以下の文献に示される解析方法を用いることにより、計測した干渉縞からLCoS型位相変調装置1の出力波面を求めることができる。即ち、LCoS型空間光変調器2で反射される波面には電圧非依存性歪みパターンが形成されており、ミラー86で反射される波面は平面であるので、計測した干渉縞画像をフーリエ変換し、キャリア成分を取り除くことで、電圧非依存性歪みを得る事ができる。
参考文献:M.Takeda, H.Ina, and S.Kobayashi, "Fourier-transform method of fringe pattern analysis for computer-based topography and interferometry", J. Opt. Soc. Am., Vol. 72, 156-160(1982).
As described above, after the LUT 11 is created for each group, the correction pattern 12 is created. The voltage-independent distortion cannot normally be measured by itself, but can be measured by measuring the output wavefront of the LCoS type phase modulation device 1 with the voltage-dependent phase modulation characteristic corrected using the LUT 11. It is. The measurement of the light wavefront including voltage-independent distortion is measured using a two-beam interferometer. In this embodiment, a Michelson interferometer 80 shown in FIG. 16 is used as a two-beam interferometer. The Michelson interferometer 80 includes a laser light source 81, a spatial filter 82, a collimator lens 83, a polarizer 84, a beam splitter 85, an LCoS type phase modulator 1, a mirror 86, and image lenses 87 and 88. And CCD89. The polarization direction of the polarizer 84 is parallel to the polarization direction of the liquid crystal. Interference fringes generated by interference between the wavefront reflected by the mirror 86 and the wavefront reflected by the LCoS spatial light modulator 2 in the LCoS type phase modulator 1 are measured, and an analysis method shown in the following document is used. By using it, the output wavefront of the LCoS type phase modulation device 1 can be obtained from the measured interference fringes. That is, a voltage-independent distortion pattern is formed on the wavefront reflected by the LCoS spatial light modulator 2, and the wavefront reflected by the mirror 86 is a plane. By removing the carrier component, voltage-independent distortion can be obtained.
References: M. Takeda, H. Ina, and S. Kobayashi, "Fourier-transform method of fringe pattern analysis for computer-based topography and interferometry", J. Opt. Soc. Am., Vol. 72, 156-160 (1982).

図17を参照して、電圧非依存性の歪みを補正する補正パターン12の作成方法を説明する。まず、ステップ51では、駆動装置3において、全ての画素の値が0のパターンを初期の補正パターン12としてRAM38に格納する。ステップ52では、中央処理装置41は、全ての画素の値が、0‐255のうちいずれかの値で互いに等しい位相画像を所望パターン13として設定し、所望パターン13を駆動装置3に送信する。駆動装置3において、受信した所望パターン13を加算装置35に送信し、所望パターン13における画素の位置情報を画素位置検出装置37に送信する。尚、画素位置検出装置37は、当該画素の位置情報に基づいて対応するLUT11を特定する。ステップ53では、加算装置35は、所望パターン13と補正パターン12とを加算し、加算結果に位相折り畳みを施したものを制御入力値Aとする。ステップ54では、LUT処理装置36は、特定されたLUT11に基づいて、制御入力値AをDA入力値Bに変換し、駆動装値3に転送する。ステップ55では、駆動部321が、DA入力値Bに基づいて、アナログ信号Cを生成し、LCoS型空間光変調器2に使用電圧を印加する。ステップ56では、マイケルソン干渉計80のCCD89の出力結果に基づいてLCoS型位相変調装置1の出力波面を計測する。LUT11を用いて電圧依存性位相変調特性が補正されているため、ステップ56で計測した出力波面は電圧非依存性歪みのみを含んでいる。ステップ57では、計測した電圧非依存性歪みの符号を逆にし、補正パターン12を作成する。ステップ58では、補正パターン12の位相値に対して、位相の折り畳みを施す。ステップ59では、補正パターン12の各画素の位相値(位相変調量)を、制御入力値に変換し、256階調の値に表現しなおす。かかる変換は、例えば、(8)式、および、(16)式のような位相変調量と制御入力値との理想的な関係式を用いて行なってもよいし、位相変調量と制御入力値との関係をLUT11に保持しておき、かかる関係に基づいて行なってもよい。図18は、補正パターン12を256階調の階調画像として表現した例である。ステップ60では、得られた256階調で表現した補正パターン12の値を図示せぬROMに格納する。   With reference to FIG. 17, a method of creating the correction pattern 12 for correcting the voltage-independent distortion will be described. First, in step 51, in the driving device 3, a pattern in which all the pixel values are 0 is stored in the RAM 38 as the initial correction pattern 12. In step 52, the central processing unit 41 sets a phase image in which all the pixel values are any one of 0 to 255 and equal to each other as the desired pattern 13, and transmits the desired pattern 13 to the driving device 3. In the driving device 3, the received desired pattern 13 is transmitted to the adding device 35, and pixel position information in the desired pattern 13 is transmitted to the pixel position detecting device 37. Note that the pixel position detection device 37 specifies the corresponding LUT 11 based on the position information of the pixel. In step 53, the adding device 35 adds the desired pattern 13 and the correction pattern 12, and uses the result of phase folding as the control input value A. In step 54, the LUT processing device 36 converts the control input value A into the DA input value B based on the specified LUT 11 and transfers it to the driving equipment value 3. In step 55, the drive unit 321 generates an analog signal C based on the DA input value B, and applies a use voltage to the LCoS spatial light modulator 2. In step 56, the output wavefront of the LCoS type phase modulator 1 is measured based on the output result of the CCD 89 of the Michelson interferometer 80. Since the voltage-dependent phase modulation characteristic is corrected using the LUT 11, the output wavefront measured in step 56 includes only voltage-independent distortion. In step 57, the sign of the measured voltage-independent distortion is reversed, and the correction pattern 12 is created. In step 58, the phase value of the correction pattern 12 is folded. In step 59, the phase value (phase modulation amount) of each pixel of the correction pattern 12 is converted into a control input value and re-expressed into 256 gradation values. Such conversion may be performed using, for example, an ideal relational expression between the phase modulation amount and the control input value, such as the equations (8) and (16), or the phase modulation amount and the control input value. This relationship may be held in the LUT 11 and performed based on this relationship. FIG. 18 is an example in which the correction pattern 12 is expressed as a gradation image having 256 gradations. In step 60, the obtained value of the correction pattern 12 expressed in 256 gradations is stored in a ROM (not shown).

以上の処理においても、LUT11の作成の際と同様に、干渉を測定することによる測定誤差が含まれている可能性がある。ステップ61−65において、この誤差がどの程度あるかを評価する。具体的には、ステップ61では、加算装置35は、ステップ53と同様にして上記の所望パターン13と、直前のステップ60で得られた補正パターン12とを加算し、必要に応じて加算結果に位相折り畳みを施したものを制御入力値Aとする。ステップ62−64は、ステップ54−56と同様であり、ステップ62で、LUT処理装置36は、ステップ61で得られた制御入力値Aに対するDA入力値Bを求め、ステップ63で、駆動部321は、DA入力値Bをアナログ信号Cに変換してLCoS型空間光変調器2に駆動電圧を印加する。ステップ64で、CCD89の出力結果に基づいて出力波面の計測が行なわれる。ステップ65では、この計測結果に基づいて、直前のステップ60にて得られた補正パターン12によって必要な精度の補正が行われたか否かを判断している。例えば、出力波面の平面度が得られていれば所望の精度が得られていると判断する方法を用いる。尚、判断方法はこの例に限定されない。ステップ65において、必要な精度が補正パターン12で得られたと判断されるか、もしくは精度の向上が得られないと判断される場合には補正パターン作成処理を終了する。必要な精度が得られない場合には、ステップ57に戻り、ステップ64の結果が示す電圧非依存性歪みに基づいて補正パターン12を作成しなおす。具体的には、ステップ60において、直前に得られた補正パターン12の値と、繰り返しで得られた補正パターン12の値とを、画素毎に足しあわせ、足し合わせた結果を新たな補正パターン12として図示せぬROMに保存する。こうして、反復して補正パターン12の作成を繰り返す。所望の精度が得られた補正パターン12を駆動装置3の図示せぬROMに保存する。   Even in the above processing, there is a possibility that a measurement error due to measuring interference is included as in the case of creating the LUT 11. In steps 61-65, it is evaluated how much this error exists. Specifically, in step 61, the adding device 35 adds the desired pattern 13 and the correction pattern 12 obtained in the immediately preceding step 60 in the same manner as in step 53, and if necessary, adds the result to the addition result. The control input value A is the one subjected to phase folding. Steps 62-64 are the same as Steps 54-56. In Step 62, the LUT processing unit 36 obtains the DA input value B for the control input value A obtained in Step 61. In Step 63, the drive unit 321 is obtained. Converts the DA input value B into an analog signal C and applies a drive voltage to the LCoS spatial light modulator 2. In step 64, the output wavefront is measured based on the output result of the CCD 89. In step 65, based on the measurement result, it is determined whether or not necessary correction has been performed by the correction pattern 12 obtained in the immediately preceding step 60. For example, a method is used in which it is determined that a desired accuracy is obtained if the flatness of the output wavefront is obtained. The determination method is not limited to this example. If it is determined in step 65 that the required accuracy has been obtained with the correction pattern 12, or if it is determined that the accuracy cannot be improved, the correction pattern creation processing is terminated. If the required accuracy cannot be obtained, the process returns to step 57, and the correction pattern 12 is recreated based on the voltage-independent distortion indicated by the result of step 64. Specifically, in step 60, the value of the correction pattern 12 obtained immediately before and the value of the correction pattern 12 obtained by repetition are added for each pixel, and the result of addition is a new correction pattern 12. Is stored in a ROM (not shown). Thus, the creation of the correction pattern 12 is repeated repeatedly. The correction pattern 12 having a desired accuracy is stored in a ROM (not shown) of the driving device 3.

以上の本実施の形態によるLCoS型位相変調装置1では、全画素をその位相変調特性に基づいて複数のグループに割り振り、1つのグループ内の全画素に対して、同一のLUT11を使用する。このため、各画素毎にLUT11を持つ必要はなく、全画素の位相変調特性を少ないデータ量で効率よく補正できる。そのため、装置に大容量のメモリ(RAM)を搭載することが難しい場合であっても、駆動装置3にLUT11を格納することができる。   In the above-described LCoS type phase modulation apparatus 1 according to the present embodiment, all the pixels are allocated to a plurality of groups based on the phase modulation characteristics, and the same LUT 11 is used for all the pixels in one group. For this reason, it is not necessary to have an LUT 11 for each pixel, and the phase modulation characteristics of all the pixels can be efficiently corrected with a small amount of data. Therefore, even when it is difficult to mount a large-capacity memory (RAM) in the device, the LUT 11 can be stored in the drive device 3.

さらに、駆動装置3にLUT11を格納することで、(1)所望パターン13と、補正パターン12との足し合わせ、必要であれば位相の折りたたみ処理を行う処理(加算装置35における処理)、(2)画素位置情報の取得をする処理(画素位置検出装置37における処理)、(3)LUT処理装置36において制御入力値AをLUT11に基づいてDA入力値Bへ変換し、LCoS型空間光変調器2へ出力するという処理(LUT処理装置36)を、専用のハードウェア(加算装置35、画素位置検出装置37、LUT処理装置36)を用いて行なっている。駆動装置3における(1)―(3)の処理にかかる処理時間は、例えば、制御装置4における中央処理装置41で上記の処理を行なう場合に比べて短縮できる。そのため、これらの処理を、1フレーム時間内に終わらせることができる。   Further, by storing the LUT 11 in the driving device 3, (1) processing for adding the desired pattern 13 and the correction pattern 12, and performing phase folding processing if necessary (processing in the adding device 35), (2 ) Processing for obtaining pixel position information (processing in the pixel position detection device 37), (3) In the LUT processing device 36, the control input value A is converted to the DA input value B based on the LUT 11, and the LCoS spatial light modulator 2 is performed using dedicated hardware (adder 35, pixel position detector 37, LUT processor 36). The processing time required for the processes (1) to (3) in the driving device 3 can be shortened compared to the case where the above processing is performed by the central processing unit 41 in the control device 4, for example. Therefore, these processes can be completed within one frame time.

LUTマップ15によって、画素の位置情報と、グループ番号との対応関係が把握できる。これにより、確実に画素の特性にあったLUT11を選んで位相変調を行なうことができる。   With the LUT map 15, it is possible to grasp the correspondence between the pixel position information and the group number. As a result, it is possible to perform phase modulation by selecting the LUT 11 that surely matches the characteristics of the pixel.

また、本実施の形態によるLCoS型位相変調装置1では、4096階調で表されるDA入力値Bに対して、LCoS型空間光変調器2を、動作可能電圧の範囲より小さく必要な位相変調量が確保された使用電圧の範囲内で制御している。そのため、LCoS型空間光変調器2に印加する電圧を精度良く制御できる。しかも、LUTマップ15を用いてその画素に最適なLUT11を特定している。そのため、LUT11によって制御入力値Aと電圧依存性の位相変調量との関係が略線形になり、電圧依存性に起因する画素毎のバラツキも補正されるため、所望の位相変調量を高い精度で得ることができる。さらに、補正パターン12を用いて電圧非依存性歪みを補正することにより、より正確な位相変調を行うことができる。   Further, in the LCoS type phase modulation apparatus 1 according to the present embodiment, the LCoS type spatial light modulator 2 is required to be smaller than the operable voltage range for the DA input value B represented by 4096 gradations. The amount is controlled within the range of working voltage. Therefore, the voltage applied to the LCoS spatial light modulator 2 can be accurately controlled. In addition, the LUT 11 that is optimal for the pixel is identified using the LUT map 15. For this reason, the relationship between the control input value A and the voltage-dependent phase modulation amount is substantially linear by the LUT 11, and variations among pixels due to the voltage dependency are also corrected. Obtainable. Furthermore, by correcting the voltage-independent distortion using the correction pattern 12, more accurate phase modulation can be performed.

尚、本実施の形態におけるLUTマップ15、LUT11、補正パターン12とを用いて補正を行なった場合には、(1)全く補正を行なわない場合、及び、(2)全画素に対して単一のLUT11と補正パターン12とを用いて補正を行なった場合の両者に比べて、出力波面を精度よく測定できることが確認できた。例えば、上記の各条件において測定された制御入力値‐位相変調特性と、理想的な制御入力値‐位相変調特性(φ(t)=2π/256)との最小2乗誤差(RMS)値を求めると、以下のような結果が得られた。

Figure 2009031367
When correction is performed using the LUT map 15, LUT 11, and correction pattern 12 in the present embodiment, (1) no correction is performed at all, and (2) single correction is applied to all pixels. It was confirmed that the output wavefront can be measured with higher accuracy than in the case where correction is performed using the LUT 11 and the correction pattern 12. For example, the measured control input value in each condition of the - phase and modulation characteristic, the ideal control input value - the phase modulation characteristics (φ (t a) = 2π / 256) and minimum squared error (RMS) value The following results were obtained.
Figure 2009031367

図19(A)は、LUT11及び補正パターン12を用いて、ラゲールガウシアンビームの位相変調を測定した図である。かかる補正を行っていない図19(B)と比較して、図19(A)は理論どおり同心円状のパターンが見えている。   FIG. 19A is a diagram in which the phase modulation of the Laguerre Gaussian beam is measured using the LUT 11 and the correction pattern 12. Compared to FIG. 19B without such correction, FIG. 19A shows a concentric pattern as in theory.

また、LUT11の作成及び補正パターン12の作成において、必要な精度が得られるか、精度の向上が得られなくなるまで、作成処理を反復している。そのため、高い精度でLUT11及び補正パターン12が得られ、電圧依存性位相変調特性および、電圧非依存性歪みを精度よく補正できる。   In addition, in the creation of the LUT 11 and the creation of the correction pattern 12, the creation process is repeated until the required accuracy is obtained or improvement in accuracy cannot be obtained. Therefore, the LUT 11 and the correction pattern 12 are obtained with high accuracy, and the voltage-dependent phase modulation characteristic and the voltage-independent distortion can be corrected with high accuracy.

本発明による位相変調装置及び位相変調装置の設定方法は上述した実施の形態に限定されず、特許請求の範囲に記載した範囲で種々の変形や改良が可能である。例えば、LCoS型空間光変調器2においては、画素電極22がミラーも兼ねていたが、図20に示すLCoS型空間光変調器120のように、画素電極22上に誘電体ミラー29を積層する構成のものをLCoS型空間光変調器2の代わりに用いてもよい。尚、LCoS型空間光変調器120において、LCoS型空間光変調器2と同様の構成要素には同じ番号を付し説明を省略した。   The phase modulation device and the method for setting the phase modulation device according to the present invention are not limited to the above-described embodiments, and various modifications and improvements can be made within the scope described in the claims. For example, in the LCoS spatial light modulator 2, the pixel electrode 22 also serves as a mirror. However, like the LCoS spatial light modulator 120 shown in FIG. 20, a dielectric mirror 29 is stacked on the pixel electrode 22. A configuration having the configuration may be used instead of the LCoS spatial light modulator 2. In the LCoS spatial light modulator 120, the same components as those in the LCoS spatial light modulator 2 are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.

また、制御装置4と駆動装置3とは上記の例に限定されず、駆動装置3に制御装置4の機能を組みこんでもよい。   The control device 4 and the drive device 3 are not limited to the above example, and the function of the control device 4 may be incorporated in the drive device 3.

上記の実施の形態におけるLCoS型位相変調装置1では、補正パターン12を駆動装置3のRAM38に格納し、加算装置35で所望パターン13と補正パターン12とを足し合わせたが、図21に示すLCoS型位相変調装置100のように、HDD44に所望パターン13と補正パターン12とを格納し、これらをメモリ43に読み出して、これらの値を制御装置4において足し合わせるようにしてもよい。このときには、中央処理装置41は入力値設定手段47を備える。入力値設定手段47は、所望パターン13に補正パターン12を足し合わせる。また、駆動装置130には、加算装置、及び補正パターンを格納するRAMは設けられていない。即ち、駆動装置130は、通信装置133と、処理装置131と、画素位置検出装置137と、LUT処理装置136と、D/A回路132と、RAM139とを備えている。RAM139は、LUTマップ15とLUT11とを格納している。D/A回路132は駆動部321を備える。   In the LCoS type phase modulation device 1 in the above embodiment, the correction pattern 12 is stored in the RAM 38 of the driving device 3, and the desired pattern 13 and the correction pattern 12 are added by the adding device 35. However, the LCoS shown in FIG. Like the mold phase modulation apparatus 100, the desired pattern 13 and the correction pattern 12 may be stored in the HDD 44, read out to the memory 43, and these values may be added in the control apparatus 4. At this time, the central processing unit 41 includes input value setting means 47. The input value setting means 47 adds the correction pattern 12 to the desired pattern 13. Further, the driving device 130 is not provided with an adding device and a RAM for storing the correction pattern. That is, the drive device 130 includes a communication device 133, a processing device 131, a pixel position detection device 137, an LUT processing device 136, a D / A circuit 132, and a RAM 139. The RAM 139 stores the LUT map 15 and the LUT 11. The D / A circuit 132 includes a drive unit 321.

位相変調を行なう際には、入力値設定手段47は、所望パターン13に補正パターン12を足し合わせ、必要であれば足し合わせた値に位相折り畳みを行い制御入力値Aを設定する。通信装置42は、制御入力値Aと画素位置情報とを駆動装置130に送信する。通信装置133は、制御入力値Aと画素位置情報とを処理装置131に転送する。処理装置131は、制御入力値Aを入力すべき画素の位置情報を画素位置検出装置137に送り、当該画素の制御入力値Aの値をLUT処理装置136に送る。これ以降、LCoS型位相変調装置100は、実施の形態のLCoS型位相調装置1と同様の処理を行い、LCoS型空間光変調器2が入射光の位相を変調する。上述の、LCoS型位相変調装置100では、駆動装置130にて補正パターン12と所望パターン13とを加算する必要がないため、駆動装置3に搭載するRAMの容量を削減できる。   When performing phase modulation, the input value setting means 47 adds the correction pattern 12 to the desired pattern 13 and sets the control input value A by performing phase folding on the added value if necessary. The communication device 42 transmits the control input value A and pixel position information to the driving device 130. The communication device 133 transfers the control input value A and the pixel position information to the processing device 131. The processing device 131 sends the position information of the pixel to which the control input value A is input to the pixel position detection device 137 and sends the value of the control input value A of the pixel to the LUT processing device 136. Thereafter, the LCoS type phase modulation device 100 performs the same processing as the LCoS type phase adjusting device 1 of the embodiment, and the LCoS type spatial light modulator 2 modulates the phase of the incident light. In the above-described LCoS type phase modulation device 100, since there is no need to add the correction pattern 12 and the desired pattern 13 in the driving device 130, the capacity of the RAM mounted on the driving device 3 can be reduced.

また、図22に示すLCoS型位相変調装置200のように、HDD44に、所望パターン13と、補正パターン12と、LUT11と、LUTマップ15とを保存し、これらをメモリ43に読み出してDA入力値Bを求め駆動装置230に送信するようにしてもよい。この場合には、中央処理装置41は、変換手段46と、入力値設定手段47と、画素位置検出手段48とを備える。また、駆動装置230は、加算装置、LUT処理装置、画素位置検出装置、ROMは備えていない。即ち、駆動装置230は、通信装置233と、処理装置231と、駆動部321を有するD/A回路232とを備える。   Further, like the LCoS type phase modulation device 200 shown in FIG. 22, the desired pattern 13, the correction pattern 12, the LUT 11, and the LUT map 15 are stored in the HDD 44, and these are read out to the memory 43 to obtain the DA input value. B may be obtained and transmitted to the driving device 230. In this case, the central processing unit 41 includes conversion means 46, input value setting means 47, and pixel position detection means 48. The driving device 230 does not include an adding device, an LUT processing device, a pixel position detecting device, and a ROM. That is, the drive device 230 includes a communication device 233, a processing device 231, and a D / A circuit 232 having a drive unit 321.

位相変調を行なう際には、入力値設定手段47は、所望パターン12に補正パターン13を足し合わせ、必要であれば足し合わせた値に位相折り畳みを行い制御入力値Aを設定する。画素位置検出手段48は、LUTマップ15を参照し、画素の位置情報に対応するグループ番号を特定する。変換手段46は特定されたグループ番号に対応するLUT11を用いて、当該画素の制御入力値AをDA入力値Bに変換する。通信装置42は、DA入力値Bを駆動装置230に送信する。通信装置233は、受信したDA入力値Bを処理装置231に転送する。これ以降の処理は、実施の形態と同様であり、LCoS型空間光変調器2が入射光の位相を変調する。LCoS型位相変調装置200においては、駆動装置230に、所望パターン13、LUT11、LUTマップ15、補正パターン12を保持するRAMを設ける必要がない。そのため装置のコストを削減できる。   When performing phase modulation, the input value setting means 47 adds the correction pattern 13 to the desired pattern 12 and sets the control input value A by performing phase folding on the added value if necessary. The pixel position detecting unit 48 refers to the LUT map 15 and identifies a group number corresponding to the pixel position information. The conversion means 46 converts the control input value A of the pixel into the DA input value B using the LUT 11 corresponding to the specified group number. The communication device 42 transmits the DA input value B to the driving device 230. The communication device 233 transfers the received DA input value B to the processing device 231. The subsequent processing is the same as in the embodiment, and the LCoS spatial light modulator 2 modulates the phase of the incident light. In the LCoS type phase modulation device 200, it is not necessary to provide the driving device 230 with a RAM that holds the desired pattern 13, the LUT 11, the LUT map 15, and the correction pattern 12. Therefore, the cost of the apparatus can be reduced.

本実施の形態では、駆動装置3内にD/A回路32を設けているが、駆動装置3からD/A回路を分離し、LCoS型空間光変調器2側にD/A回路と、DA入力値Bを受信する受信回路とを新たに設ける構成をとっても良い。この場合、駆動装置3からLCoS側の受信回路には、DA入力値Bが伝送されることになる。   In the present embodiment, the D / A circuit 32 is provided in the driving device 3, but the D / A circuit is separated from the driving device 3, and the D / A circuit and the DA are provided on the LCoS spatial light modulator 2 side. A configuration may be adopted in which a receiving circuit that receives the input value B is newly provided. In this case, the DA input value B is transmitted from the driving device 3 to the receiving circuit on the LCoS side.

また、本実施の形態の駆動装置3では、LUT11は画素位置検出装置37を介してLUT処理装置36に読み出されているが、LUT処理装置36がLUT11を直接処理するようにしてもよい。この場合、画素位置検出装置37はLUTマップ15を参照して特定したLUT11の情報をLUT処理装置36に送信する。LUT処理装置36は、受信したLUT11の情報に基づいて、参照するLUT11を切り替えながらLUT処理(制御入力値AをDA入力値Bに変換する処理)を行なう。   In the drive device 3 of the present embodiment, the LUT 11 is read by the LUT processing device 36 via the pixel position detection device 37, but the LUT processing device 36 may directly process the LUT 11. In this case, the pixel position detection device 37 transmits information on the LUT 11 specified with reference to the LUT map 15 to the LUT processing device 36. The LUT processing device 36 performs LUT processing (processing for converting the control input value A into the DA input value B) while switching the LUT 11 to be referenced based on the received information on the LUT 11.

図1の駆動装置3は、D/A回路32を1個のみ備えているが、D/A回路32を複数個設けて、複数のアナログ信号を同時にLCoS型空間光変調器2に出力し、複数の画素に同時にアナログ信号を書き込むようにしてもよい。この場合、駆動装置3の処理回路では、複数の画素に関するDA入力値Bを各D/A回路32に同時に出力するようにしている。   1 has only one D / A circuit 32, a plurality of D / A circuits 32 are provided, and a plurality of analog signals are simultaneously output to the LCoS spatial light modulator 2. An analog signal may be simultaneously written in a plurality of pixels. In this case, the processing circuit of the driving device 3 outputs the DA input value B for a plurality of pixels to each D / A circuit 32 at the same time.

また、本実施の形態では、5つの画素に関して電圧依存性位相変調特性を測定し、その測定結果に基づいて最小・最大電圧Q,Rを設定していたが、測定する画素の数は少なくとも1つあればよい。その場合も、測定した少なくとも1つの画素に対する電圧依存性位相変調特性に基づき最小・最大電圧を設定すればよい。   In the present embodiment, the voltage-dependent phase modulation characteristics are measured for five pixels, and the minimum and maximum voltages Q and R are set based on the measurement results. However, the number of pixels to be measured is at least one. You only have to. In this case, the minimum and maximum voltages may be set based on the measured voltage-dependent phase modulation characteristic for at least one pixel.

LUT11の代わりに、(15)、(19)式で求めた近似多項式のデータ(係数ak(I),ave、Iは自然数)を駆動装置3の図示せぬROMに保存し、位相変調量を測定する際には、それらをRAM39に読み出すようにしてもよい。上述の実施の形態におけるLUT11の作成方法(ステップ48)と同様に、かかるデータと式(16)とから、ステップ47から43への回帰したか回数に応じて式(18−1),(18−2),(18−3)のいずれかを求めることにより、制御入力値AとDA入力値Bの関係を得ることができる。 Instead of the LUT 11, the approximate polynomial data (coefficients ak (I), ave and I are natural numbers) obtained by the equations (15) and (19) are stored in a ROM (not shown) of the driving device 3, and the phase modulation amount When these are measured, they may be read out to the RAM 39. Similar to the method of creating the LUT 11 in the above-described embodiment (step 48), the formulas (18-1) and (18) are determined according to the number of times the data has returned from step 47 to 43 from the data and formula (16). -2) or (18-3), the relationship between the control input value A and the DA input value B can be obtained.

上記の実施の形態では、LUT11、LUTマップ15を作成する際に全ての画素で計測を行なっていた。しかしながら、全画素に関しては位相変調量の計測は行なわず、代表する画素についてのみ測定を行うようにしてもよい。例えば、隣り合う複数の画素を1つのブロックとして構成する。ブロックの構成の仕方は、例えば4画素×4画素を1つのブロックとして構成する。1つのブロックにおいて1つの画素を代表画素とし、各ブロックの代表画素に関して測定を行う。この測定結果に基づいて、ブロック(代表画素)をグループに区分する。このようにして作成されたグループを示すLUTマップ15を作成する。即ち、LUTマップ15は、ブロックと、そのブロックに対応するLUT11との関係を示すものになる。この場合には、1つのブロック内の画素には同一のLUT11が適用される。   In the above embodiment, measurement is performed on all pixels when the LUT 11 and the LUT map 15 are created. However, the phase modulation amount may not be measured for all the pixels, and only the representative pixel may be measured. For example, a plurality of adjacent pixels are configured as one block. As a block configuration method, for example, 4 pixels × 4 pixels are configured as one block. One pixel is used as a representative pixel in one block, and measurement is performed on the representative pixel in each block. Based on the measurement result, the blocks (representative pixels) are divided into groups. An LUT map 15 indicating the group created in this way is created. That is, the LUT map 15 shows the relationship between the block and the LUT 11 corresponding to the block. In this case, the same LUT 11 is applied to the pixels in one block.

また、図23に示すように、LUT11に補正パターン12の値を包含してもよい。あるグループにおける画素の制御入力値Aをtとし、そのグループにおける画素のうち代表の1画素に対応する補正パターン12の値をp(図23ではp=64)とする。上述の実施の形態では、両者が加算された後にLUT11を適用していた。即ち、LUT11を参照するときの制御入力値Aはt+pであった。所望画像は随時変化するが、pは固定値なので、参照位置が常にpだけずれることになる。これは、LUTの参照開始位置をpだけずらすことと同等である。尚、補正パターン12において、グループにおける代表の1画素の値をpとせずに、グループ内の画素の平均値を求めその値をpとしてもよい。   Further, as shown in FIG. 23, the value of the correction pattern 12 may be included in the LUT 11. Let t be the control input value A of the pixels in a certain group, and p be the value of the correction pattern 12 corresponding to one representative pixel among the pixels in that group (p = 64 in FIG. 23). In the above-described embodiment, the LUT 11 is applied after both are added. That is, the control input value A when referring to the LUT 11 is t + p. Although the desired image changes from time to time, since p is a fixed value, the reference position is always shifted by p. This is equivalent to shifting the reference start position of the LUT by p. In the correction pattern 12, instead of setting the value of one representative pixel in the group as p, an average value of pixels in the group may be obtained and the value may be set as p.

各画素のLUT11の参照位置を補正パターンの当該画素での値分だけずらすことにより、電圧非依存性歪みを補正する情報をLUT11に包含することができる。図23は、p=64として、図4のデータに電圧非依存性歪みを補正する情報を包含させたものである。例えば、図7において、tが0であったときのtの値1050が、図23ではtが64の箇所に現れている。この場合、図1におけるLCoS型位相変調装置1の駆動装置3において、加算装置35、RAM38は不要になる。さらに、図9を参照して説明した位相変調方法において、ステップ6は必要なくなり、処理装置31は、入力値列をLUT処理装置36に送信する。また、ステップ3、4、7で用いられるLUT11は、図23に示すような補正パターン12の値を加えたLUT11である。 Information for correcting voltage-independent distortion can be included in the LUT 11 by shifting the reference position of the LUT 11 of each pixel by a value corresponding to the pixel of the correction pattern. FIG. 23 includes data for correcting voltage-independent distortion included in the data of FIG. 4 with p = 64. For example, in FIG. 7, the value 1050 of t b when t a is 0 is, in FIG. 23 t a has appeared at a position of 64. In this case, the adder 35 and the RAM 38 are unnecessary in the driving device 3 of the LCoS type phase modulation device 1 in FIG. Furthermore, in the phase modulation method described with reference to FIG. 9, step 6 is not necessary, and the processing device 31 transmits the input value sequence to the LUT processing device 36. Further, the LUT 11 used in steps 3, 4, and 7 is the LUT 11 to which the value of the correction pattern 12 as shown in FIG. 23 is added.

別の例として、p=1、及び、p=−1の場合を説明する。図7に示すように、LUT11では、制御入力値tが255,0,1に対して、DA入力値tは、それぞれ、3036,1050,1055が対応していた。これに対して、p=1の場合には、制御入力値tが255,0,1に対して、DA入力値tは、それぞれ、1050,1055,1058が対応するようにLUT11を作成すればよい。あるいはp=−1の場合には、制御入力値tが255,0,1に対して、DA入力値tは、それぞれ、3028,3036,1050が対応するようにLUT11を作成すればよい。 As another example, a case where p = 1 and p = −1 will be described. As shown in FIG. 7, the LUT11, the control input value t a is 255,0,1, DA input value t b, respectively, 3036,1050,1055 was supported. In contrast, in the case of p = 1, to the control input value t a is 255,0,1, DA input value t b, respectively, creating a LUT11 so 1050,1055,1058 corresponding do it. Or in the case of p = -1, to the control input value t a is 255,0,1, DA input value t b, respectively, may be creating a LUT11 so 3028,3036,1050 corresponding .

このように、LUT11に補正パターンの情報を含め、かかるLUT11を用いて制御入力値AをDA入力値Bに変換することで電圧非依存性による歪みも補正することができる。そのため、補正パターン12を処理する加算装置35を省略でき、効率的な位相変調が可能となる。   As described above, by including the correction pattern information in the LUT 11 and converting the control input value A to the DA input value B using the LUT 11, distortion due to voltage independence can also be corrected. Therefore, the adding device 35 for processing the correction pattern 12 can be omitted, and efficient phase modulation is possible.

LCoS型空間光変調器2では、ガラス基板25の厚さを、例えば、3mm程度と極めて厚くしているため、ガラス基板25に歪みがない。図24(A)のようにシリコン基板21の歪みだけが問題となる。尚、図24(A)、24(B)(後述)では、配向膜23、対向電極24は省略してある。図24(A)の液晶層27の厚みは、d1、d2で示されるように、シリコン基板21の歪み差がそのまま液晶層27の厚みの差となる。   In the LCoS type spatial light modulator 2, since the thickness of the glass substrate 25 is extremely thick, for example, about 3 mm, the glass substrate 25 is not distorted. Only the distortion of the silicon substrate 21 becomes a problem as shown in FIG. In FIGS. 24A and 24B (described later), the alignment film 23 and the counter electrode 24 are omitted. In the thickness of the liquid crystal layer 27 in FIG. 24A, as shown by d1 and d2, the strain difference of the silicon substrate 21 becomes the difference in thickness of the liquid crystal layer 27 as it is.

つまり、液晶層27の厚みが同じで等電圧を印加するような画素は同じ位相変調量となる。以上のことより、ガラス基板が厚い場合にはシリコン基板の歪み形状がわかれば、同じ位相変調量をもつ画素がわかることになる。そこで、図14で示したLUTマップ15の作成方法に代わって、例えば、以下の3通りのいずれかの方法によって、シリコン基板の歪み形状を示す量を測定することによりLUTマップ15を求めることができる。   That is, pixels having the same thickness of the liquid crystal layer 27 and applying an equal voltage have the same phase modulation amount. From the above, when the glass substrate is thick, if the distortion shape of the silicon substrate is known, pixels having the same phase modulation amount can be found. Therefore, instead of the method of creating the LUT map 15 shown in FIG. 14, for example, the LUT map 15 can be obtained by measuring the amount indicating the strain shape of the silicon substrate by one of the following three methods. it can.

1.図25を参照して説明する。まず、ステップ71において全画素に関して、画素別LUTを作成する。具体的には、図15に示すLUT11の作成方法において、ステップ41−47と同一の処理を行なう。次に、ステップ72では、図16に示すマイケルソン干渉計80を用いて位相変調量Φを測定する。具体的には、全画素に関して同じ値の単一の制御入力値Aを、画素別LUTを用いてDA入力値Bに変換し、さらにアナログ信号Cに変換し、アナログ信号Cを印加して行なう。ステップ73では、求めた位相変調量のうち、最大値の位相変調量に対応する画素と、最小値の位相変調量に対応する画素を求める。ステップ74では、位相変調量の最大値と最小値との間をr等分の区間に分ける。同一の区間に位相変調量を持つ画素を同一のグループとしてまとめる。このように構成されたグループと画素との関係をLUTマップ15に保存する。   1. This will be described with reference to FIG. First, in step 71, pixel-specific LUTs are created for all pixels. Specifically, in the method of creating the LUT 11 shown in FIG. Next, in step 72, the phase modulation amount Φ is measured using the Michelson interferometer 80 shown in FIG. Specifically, a single control input value A having the same value for all pixels is converted into a DA input value B using a pixel-specific LUT, further converted into an analog signal C, and the analog signal C is applied. . In step 73, a pixel corresponding to the maximum phase modulation amount and a pixel corresponding to the minimum phase modulation amount are obtained from the obtained phase modulation amounts. In step 74, the maximum value and the minimum value of the phase modulation amount are divided into r equal sections. Pixels having a phase modulation amount in the same section are collected as the same group. The relationship between groups and pixels configured in this way is stored in the LUT map 15.

尚、この方法では、マイケルソン干渉計80において、画素別LUTを用いて制御入力値AをDA入力値Bに変換して位相変調量Φを測定している。そのため、電圧依存性位相変調特性は補正されている。即ち、(1)式のうち電圧Vに依存する項φは補正されており画素毎のバラツキがない。そのため、測定された位相変調量Φの画素毎のバラツキは、Φの画素毎のバラツキそのものである。Φは、シリコン基板の歪みを示す量であった。そのため、この方法で作成したLUTマップ15では、シリコン基板の歪みを示す電圧非依存性位相変調特性に応じて全画素をグループ分けしている。 In this method, the Michelson interferometer 80 converts the control input value A to the DA input value B using the pixel-specific LUT and measures the phase modulation amount Φ. Therefore, the voltage dependent phase modulation characteristic is corrected. That is, the term φ depending on the voltage V in the equation (1) is corrected and there is no variation for each pixel. Therefore, the variation of the measured phase modulation amount Φ for each pixel is the variation for each pixel of Φ 0 itself. Φ 0 was an amount indicating strain of the silicon substrate. For this reason, in the LUT map 15 created by this method, all the pixels are grouped according to the voltage-independent phase modulation characteristic indicating the distortion of the silicon substrate.

2.本変更例では、図14で示したLUTマップ15の作成方法を以下のように変更する。実施の形態では、ステップ31では、図11の偏光干渉計60を使用してLCoS型空間光変調器2の各画素に同一のDA入力値Bに基づく同一の電圧を印加して位相変調量を計測した。しかも、このDA入力値Bを0から4095まで変化させて計測を繰り返した。これに対し、本変更例では、偏光干渉計60の代わりに、図16のマイケルソン干渉計80を使用する。また、LCoS型空間光変調器2の各画素に同一のDA入力値Bに基づく同一の電圧を印加して位相変調量を測定する。但し、この測定は、0から4095のうちの単一の値のDA入力値Bに対する電圧値を印加して行なう。ステップ32−35は行なわない。ステップ36において、ステップ31にて得られた全画素に関する位相変調量の最小値と最大値とを求め、その間をr等分する。等分した区間に値を持つ位相変調量に対応する画素を1つのグループにまとめる。このようにして画素とグループとの関係を求めLUTマップ15を作成する。   2. In this modification, the method for creating the LUT map 15 shown in FIG. 14 is changed as follows. In the embodiment, in step 31, the same voltage based on the same DA input value B is applied to each pixel of the LCoS spatial light modulator 2 using the polarization interferometer 60 of FIG. Measured. In addition, measurement was repeated with the DA input value B varied from 0 to 4095. On the other hand, in this modification, the Michelson interferometer 80 of FIG. 16 is used instead of the polarization interferometer 60. Further, the same voltage based on the same DA input value B is applied to each pixel of the LCoS spatial light modulator 2 to measure the phase modulation amount. However, this measurement is performed by applying a voltage value with respect to the DA input value B having a single value from 0 to 4095. Steps 32-35 are not performed. In step 36, the minimum value and the maximum value of the phase modulation amount for all the pixels obtained in step 31 are obtained, and the interval between them is divided into r equal parts. Pixels corresponding to phase modulation amounts having values in equally divided sections are grouped into one group. In this way, the relationship between pixels and groups is obtained and the LUT map 15 is created.

この方法でも、上記変更例1と同様、画素別LUTを用いずにマイケルソン干渉計で位相変調量Φを測定している。但し、画素別LUTによる制御入力値AからDA入力値Bへの変換は行なっていない。そのため、測定された位相変調量Φには、(1)式の電圧に依存する量φが含まれている。(2)式に示したように、φは、液晶層27の厚みd(x,y)に依存する。ガラス基板25に歪みのないLCoS型空間光変調器2では、液晶層27の厚みd(x,y)はそのまま、反射面の歪みを示す量になる。従って、(1)式のΦを求めることが、シリコン基板の歪みに関する量を求めることになる。そのため、この方法においても、シリコン基板の歪みを示す電圧非依存性位相変調特性に応じて全画素をグループ分けできる。   Also in this method, the phase modulation amount Φ is measured by a Michelson interferometer without using the pixel-specific LUT as in the first modification. However, conversion from the control input value A to the DA input value B by the pixel-specific LUT is not performed. Therefore, the measured phase modulation amount Φ includes an amount Φ that depends on the voltage of equation (1). As shown in the equation (2), φ depends on the thickness d (x, y) of the liquid crystal layer 27. In the LCoS spatial light modulator 2 in which the glass substrate 25 is not distorted, the thickness d (x, y) of the liquid crystal layer 27 is the amount indicating the distortion of the reflecting surface as it is. Therefore, obtaining Φ in equation (1) results in an amount related to the strain of the silicon substrate. Therefore, also in this method, all the pixels can be grouped according to the voltage-independent phase modulation characteristic indicating the distortion of the silicon substrate.

3.2の場合と同様にして、ステップ31で、図16のマイケルソン干渉計80で各画素が達成する位相変調量Φを測定する。この測定結果に基づき、位相変調量Φが全画素において一定の値となるようなパターンを作成し、そのパターンを用いてLUTマップ15を作成する。具体的には、DA入力値Bを0から4095の全ての値に順に設定し、対応するアナログ信号Cにて各画素を駆動する。得られた位相変調量を元に、全画素の位相変調量が互いに等しくなるDA入力値Bの分布を示すパターンを求める。ステップ32−35は行なわない。ステップ36では、ステップ31で求めたパターン内に分布したDA入力値Bのうち、最小値と最大値とを求め、その間をr等分する。同一の区間内の位相変調量を達成した画素を1つのグループにまとめる。このようにして画素とグループとの関係を求めLUTマップ15を作成する。この方法においても、シリコン基板の歪みを示す電圧非依存性位相変調特性に応じて全画素をグループ分けできる。   Similarly to the case of 3.2, in step 31, the phase modulation amount Φ achieved by each pixel is measured by the Michelson interferometer 80 of FIG. Based on this measurement result, a pattern in which the phase modulation amount Φ is a constant value in all pixels is created, and the LUT map 15 is created using the pattern. Specifically, the DA input value B is sequentially set to all values from 0 to 4095, and each pixel is driven by the corresponding analog signal C. Based on the obtained phase modulation amount, a pattern indicating a distribution of DA input values B in which the phase modulation amounts of all the pixels are equal to each other is obtained. Steps 32-35 are not performed. In step 36, the minimum value and the maximum value are obtained from the DA input values B distributed in the pattern obtained in step 31, and r is equally divided between them. Pixels that have achieved the amount of phase modulation in the same section are grouped into one group. In this way, the relationship between pixels and groups is obtained and the LUT map 15 is created. Also in this method, all the pixels can be grouped according to the voltage-independent phase modulation characteristic indicating the distortion of the silicon substrate.

上記の方法1−3では、マイケルソン干渉計80で電圧非依存性歪みの測定を行い、液晶層27の膜厚d(x,y)の差に基づく画素のグループ分けを行ったが、測定の方法はこれに限定されない。画素位置による膜厚d(x,y)の違いを示す量を測定することができれば、かかる結果に基づいて上述の方法と同様にしてLUTマップを作成することができる。例えば、光学測定によって各画素位置における膜厚d(x,y)を直接測定しグループ分けをおこなってもよい。   In the above method 1-3, the voltage-independent distortion is measured by the Michelson interferometer 80, and the pixels are grouped based on the difference in the film thickness d (x, y) of the liquid crystal layer 27. The method is not limited to this. If an amount indicating the difference in film thickness d (x, y) depending on the pixel position can be measured, an LUT map can be created in the same manner as described above based on the result. For example, the film thickness d (x, y) at each pixel position may be directly measured by optical measurement to perform grouping.

なお、上記の3つの場合において、ガラス基板25がチルトしている場合には、図24(B)のようにシリコン基板21の歪み差=膜厚差とはならない。このようにガラス基板25がチルトしている場合には、シリコン基板21の歪みに起因する膜厚d(x,y)に加えて、ガラス基板の傾きに起因する膜厚d(x,y)の差を考慮したグループ分けを行なう。例えば、ガラス基板25の下面のx、y方向に対する傾きθ,θがわかっている場合には、以下の方法でLUTマップ15を作成することができる。図24(B)において、基準面S1は、シリコン基板21の下面に対して平行な面である。即ち、ガラス基板25がチルトしなかったときには、ガラス基板25の下面は基準面S1に一致する。シリコン基板21の上面から基準面S1までの膜厚がd(x,y)であり、基準面S1からガラス基板までの膜厚がd(x,y)であり、以下の式(21)で求められる。なお、d(x,y)は、d(x,y)とd(x,y)との和で与えられる。

Figure 2009031367
ここで、基準点Oを、d(x,y)=0となる点とする。L、Lは、基準点Oから画素の位置(x,y)までの、それぞれx方向,y方向の距離である。 In the above three cases, when the glass substrate 25 is tilted, the strain difference of the silicon substrate 21 does not become the film thickness difference as shown in FIG. When the glass substrate 25 is tilted in this way, in addition to the film thickness d s (x, y) resulting from the distortion of the silicon substrate 21, the film thickness d g (x, y resulting from the tilt of the glass substrate). Grouping is performed in consideration of the difference of y). For example, when the inclinations θ x and θ y of the lower surface of the glass substrate 25 with respect to the x and y directions are known, the LUT map 15 can be created by the following method. In FIG. 24B, the reference plane S1 is a plane parallel to the lower surface of the silicon substrate 21. That is, when the glass substrate 25 is not tilted, the lower surface of the glass substrate 25 coincides with the reference plane S1. The film thickness from the upper surface of the silicon substrate 21 to the reference plane S1 is d s (x, y), the film thickness from the reference plane S1 to the glass substrate is d g (x, y), and the following equation (21 ). D (x, y) is given by the sum of d s (x, y) and d g (x, y).
Figure 2009031367
Here, the reference point O is a point where d g (x, y) = 0. L x and L y are distances from the reference point O to the pixel position (x, y) in the x direction and the y direction, respectively.

従って、膜厚差d(x,y)に起因する電圧依存性位相変調量φ(V,x,y)は以下の式より計算できる。

Figure 2009031367
ここで、電圧Vは、例えば、位相変調量Φ(x,y)の測定に使用した値とする。 Therefore, the voltage-dependent phase modulation amount φ g (V, x, y) resulting from the film thickness difference d g (x, y) can be calculated from the following equation.
Figure 2009031367
Here, the voltage V is, for example, a value used for measurement of the phase modulation amount Φ 0 (x, y).

このようにガラス基板25がチルトしたLCoS型空間光変調器2を用いて図16のマイケルソン干渉計80で位相変調量を測定した場合、得られる位相変調量は(1)式で表されるΦ(V,x,y)であり、φ(V,x,y)はΦ(V,x,y)に影響しない。 When the phase modulation amount is measured by the Michelson interferometer 80 of FIG. 16 using the LCoS type spatial light modulator 2 in which the glass substrate 25 is tilted in this way, the obtained phase modulation amount is expressed by the equation (1). Φ 0 (V, x, y), and φ g (V, x, y) does not affect Φ 0 (V, x, y).

即ち、測定された位相変調量Φ(V,x,y)は膜厚d(x,y)の差に基づいたパターンであり、計算によって求められたφ(V,x,y)は膜厚d(x,y)の差に基づいたパターンである。従って、図16のマイケルソン干渉計80で測定された位相変調量Φ(V,x,y)と、(20)式から計算で求めたφ(V,x,y)とを足しあわせ、位相の折り畳み処理を行った位相変調量(以下チルトの効果を含んだ位相変調量と呼ぶ)に基づいて、例えば、上述の変更例2のようにグループ分けを行なう。即ち、グループ分けにおいて、チルトの効果を含んだ位相変調量のうち最大値と最小値とを特定し、かかる最大値と最小値との間をr等分の区間に分ける。同一の区間にチルトの効果を含んだ位相変調量を持つ画素を同一のグループとしてまとめる。これによりLUTマップ15を作成する。 That is, the measured phase modulation amount Φ 0 (V, x, y) is a pattern based on the difference in film thickness d s (x, y), and φ g (V, x, y) obtained by calculation. Is a pattern based on the difference in film thickness d g (x, y). Therefore, the phase modulation amount Φ 0 (V, x, y) measured by the Michelson interferometer 80 in FIG. 16 and φ g (V, x, y) obtained by calculation from the equation (20) are added. Based on the phase modulation amount that has been subjected to the phase folding process (hereinafter referred to as the phase modulation amount including the effect of tilt), for example, grouping is performed as in Modification 2 described above. That is, in the grouping, the maximum value and the minimum value are specified among the phase modulation amounts including the tilt effect, and the interval between the maximum value and the minimum value is divided into r equal sections. Pixels having a phase modulation amount including a tilt effect in the same section are collected as the same group. Thereby, the LUT map 15 is created.

以上の1−3の方法、および、ガラス基板25がチルトしている場合の方法により、画素のグループ分けをシリコン基板21の歪みを示す量を反映させてグループ分けすることができる。   By the above method 1-3 and the method in the case where the glass substrate 25 is tilted, the grouping of pixels can be performed by reflecting the amount indicating the distortion of the silicon substrate 21.

LCoS型位空間光変調器2の代わりに、一般的な位相変調型の空間光変調器、例えば、光アドレス型位相変調器、MEMS型位相変調器、可変鏡、アナログ型の磁気光学素子を用いても良い。光アドレス型位相変調器としては、例えば、Yasunori Igasaki et al. “High Efficiency Electrially-Addressable Phase-Only Spatial Light Modulator”, Optical Review, Vol.6, No.4, pp. 339-344, 1999に記載されたものを使用することができる。また、MEMS型位相変調器としては、例えば、M.Friedrichs et al. “One MegapixelSLM with high optical fill factor and low creep actuators”, Optical MEMS and Their Applications Conference 2006, IEEE/LEOS International Conference onに記載されたものを使用することができる。アナログ型の磁気光学素子としては、例えば、Mitsuteru Inoue et al. ”Magnetophotinic crystals - a novel magneto-optic material with artificial periodic structures”, J. Mater. Chem. Vol.16, pp678-684, 2006に記載されたものを使用することができる。 Instead of the LCoS type spatial light modulator 2, a general phase modulation type spatial light modulator, for example, an optical address type phase modulator, a MEMS type phase modulator, a variable mirror, or an analog type magneto-optical element is used. May be. As an optical address type phase modulator, for example, described in Yasunori Igasaki et al. “High Efficiency Electrially-Addressable Phase-Only Spatial Light Modulator”, Optical Review, Vol. 6, No. 4, pp. 339-344, 1999 Can be used. As a MEMS type phase modulator, for example, it was described in M. Friedrichs et al. “One Megapixel SLM with high optical fill factor and low creep actuators”, Optical MEMS and Their Applications Conference 2006, IEEE / LEOS International Conference on. Things can be used. As an analog type magneto-optic element, for example, it is described in Mitsuteru Inoue et al. “Magnophophicnic crystals-a novel magneto-optic material with artificial periodic structures ”, J. Mater. Chem. Vol. Can be used.

尚、MEMS型SLMを用いた場合には、電圧非依存性歪みは、電圧を印加しない場合に得られる波面の歪みとして現れる。式(1)においてV=0とすると、φ(V,x,y)=0となり、Φ= Φ(0,x,y)となる。このため、図16のマイケルソン干渉計80において、電圧を印加せずに測定を行うことで、そのまま、反射面の歪みに起因するΦを求めることができる。Φに基づき補正パターン12を作成する。また、電圧依存性位相変調特性は、電圧を印加した場合における位相変調量の画素毎のバラツキとして現れる。かかる電圧依存性位相変調特性は、本実施の形態と同一な方法にて作成したLUT11にて補正することができる。 When a MEMS SLM is used, voltage-independent distortion appears as wavefront distortion obtained when no voltage is applied. If V = 0 in equation (1), then φ (V, x, y) = 0, and Φ 0 = Φ (0, x, y). For this reason, in the Michelson interferometer 80 of FIG. 16, by performing measurement without applying a voltage, it is possible to determine Φ 0 due to the distortion of the reflecting surface as it is. To create a correction pattern 12 on the basis of [Phi 0. In addition, the voltage-dependent phase modulation characteristics appear as variations in the amount of phase modulation for each pixel when a voltage is applied. Such voltage-dependent phase modulation characteristics can be corrected by the LUT 11 created by the same method as the present embodiment.

アナログ型の磁気光学素子は電圧が印加されると、入射光の偏光方向を回転させる。電圧非依存性位相変調特性は、図16のマイケルソン干渉計80にて電圧を印加せずに測定した光の偏光方向の回転の画素毎によるバラツキを示している。また電圧依存性位相変調特性は、図16のマイケルソン干渉計80にて電圧を印加して測定した光の偏光方向の回転量の画素毎のバラツキを示している。従って、マイケルソン干渉計80において、電圧を印加せずに測定した光の偏光方向の回転を元に、補正パターン12を作成する。また、マイケルソン干渉計80にて電圧を印加して測定した光の偏光方向の回転量を元に、LUT11を作成するようにすればよい。   When a voltage is applied to the analog type magneto-optical element, the polarization direction of incident light is rotated. The voltage-independent phase modulation characteristic shows the variation of the rotation of the polarization direction of the light measured by the Michelson interferometer 80 in FIG. Further, the voltage-dependent phase modulation characteristic indicates the variation of each pixel in the rotation amount in the polarization direction of the light measured by applying a voltage with the Michelson interferometer 80 in FIG. Therefore, in the Michelson interferometer 80, the correction pattern 12 is created based on the rotation of the polarization direction of the light measured without applying a voltage. Further, the LUT 11 may be created based on the amount of rotation in the polarization direction of light measured by applying a voltage with the Michelson interferometer 80.

本発明の位相変調装置は、レーザー加工、光ピンセット、適応光学、各種撮像光学系、光通信、非球面レンズ検査、短パルスレーザーのパルス波形制御、光メモリ等に用いるのに適している。   The phase modulation apparatus of the present invention is suitable for use in laser processing, optical tweezers, adaptive optics, various imaging optical systems, optical communication, aspheric lens inspection, pulse waveform control of a short pulse laser, optical memory, and the like.

本発明の実施の形態によるLCoS型空間位相変調装置の構成を示す構成図である。It is a block diagram which shows the structure of the LCoS type | mold spatial phase modulation apparatus by embodiment of this invention. LCoS型空間光変調器の構造を示す図である。It is a figure which shows the structure of a LCoS type | mold spatial light modulator. LCoS型空間光変調器の画素電極と対向電極との電位差が無い場合の液晶分子の状態を示す図である。It is a figure which shows the state of a liquid crystal molecule when there is no electric potential difference of the pixel electrode and counter electrode of a LCoS type | mold spatial light modulator. LCoS型空間光変調器の画素電極と対向電極との電位差が小さい場合の液晶分子の状態を示す図である。It is a figure which shows the state of a liquid crystal molecule in case the potential difference of the pixel electrode of a LCoS type | mold spatial light modulator and a counter electrode is small. LCoS型空間光変調器の画素電極と対向電極との電位差が大きい場合の液晶分子の状態を示す図である。It is a figure which shows the state of a liquid crystal molecule in case the potential difference of the pixel electrode and counter electrode of a LCoS type | mold spatial light modulator is large. LUTマップの例を示した図である。It is the figure which showed the example of the LUT map. LUTマップの別の例を示した図である。It is the figure which showed another example of the LUT map. LUTマップのさらに別の例を示した図である。It is the figure which showed another example of the LUT map. LUTを示す図である。It is a figure which shows LUT. D/A回路による変換について説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the conversion by a D / A circuit. 本実施の形態のLCoS型位相変調装置による位相変調の方法を示したフローチャートである。It is the flowchart which showed the method of the phase modulation by the LCoS type | mold phase modulation apparatus of this Embodiment. LCoS型空間光変調器に駆動する電圧の最小値・最大値を設定する方法を示したフローチャートである。It is the flowchart which showed the method of setting the minimum value and the maximum value of the voltage driven to a LCoS type | mold spatial light modulator. 偏光干渉計の構成を示す構成図である。It is a block diagram which shows the structure of a polarization interferometer. DA入力値と位相変調量との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between DA input value and phase modulation amount. 使用電圧の最小値・最大値を設定した後のDA入力値と位相変調量との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between DA input value after setting the minimum value and the maximum value of a use voltage, and a phase modulation amount. LUTマップを作成する方法を示したフローチャートである。It is the flowchart which showed the method of producing a LUT map. LUTを作成する方法を示したフローチャートである。It is the flowchart which showed the method of producing LUT. マイケルソン干渉計の構成を示す構成図である。It is a block diagram which shows the structure of a Michelson interferometer. 補正パターンを作成する方法を示したフローチャートである。It is the flowchart which showed the method of producing a correction pattern. 図17で示した手順に基づいて作成された補正パターンの例である。It is an example of the correction pattern produced based on the procedure shown in FIG. LUT及び補正パターンを適用して位相変調をした結果を示す図である。It is a figure which shows the result of having applied phase modulation by applying a LUT and a correction pattern. LUT及び補正パターンを適用せずに位相変調をした結果を示す図である。It is a figure which shows the result of having performed phase modulation, without applying LUT and a correction pattern. 変更例のLCoS型空間光変調器の構造を示す図である。It is a figure which shows the structure of the LCoS type | mold spatial light modulator of the example of a change. 別の変更例のLCoS型位相変調装置の構成を示す構成図である。It is a block diagram which shows the structure of the LCoS type | mold phase modulation apparatus of another modification. 更に別の変更例におけるLCoS型位相変調装置の構成を示す構成図である。It is a block diagram which shows the structure of the LCoS type | mold phase modulation apparatus in another modification. 補正パターンの情報を含むLUTを示す図である。It is a figure which shows LUT containing the information of a correction pattern. LCoS型空間光変調器の液晶層の厚みについて説明する図である。It is a figure explaining the thickness of the liquid crystal layer of a LCoS type spatial light modulator. LCoS型空間光器の液晶層の厚みとガラス基板の傾きについて説明する図である。It is a figure explaining the thickness of the liquid crystal layer of a LCoS type space light device, and the inclination of a glass substrate. 変更例における、LUTマップを作成する方法を示したフローチャートである。It is the flowchart which showed the method of producing the LUT map in the example of a change. 従来例における、LCoSの反射面の歪みを示す図である。It is a figure which shows the distortion of the reflective surface of LCoS in a prior art example.

1,100,200 LCoS型位相変調装置
2,120 LCoS型空間光変調器
31 処理装置
35 加算装置
36,136 LUT処理装置
37 画素位置検出装置
32,132 DA回路
321 駆動部
46 変換手段
48 画素位置検出手段
47 入力値設定手段
11 ルックアップテーブル
12 補正パターン
15 LUTマップ
1,100,200 LCoS type phase modulation device 2,120 LCoS type spatial light modulator 31 processing device 35 adder device 36,136 LUT processing device 37 pixel position detection device 32,132 DA circuit 321 drive unit 46 conversion means 48 pixel position Detection means 47 Input value setting means 11 Look-up table 12 Correction pattern 15 LUT map

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