空間光変調器(SLM)は、空間的・時間的に振幅変調、位相変調、または偏光を変調するために使用されるデバイスです。HOLOEYEの空間光変調器は透過型(LC)又は反射型(LCOS)液晶マイクロディスプレイにより構成されております。SLMにおける液晶の使用は、それらの光学的及び電気的な不均一度に基づきます。
HOLOEYEのSLMは、垂直配向ネマティック(VAN)、平行配向ネマティック(PAN)またはツイストネマティック(TN)のマイクロディスプレイセルのいずれかにて構成されております。ツイストネマティックセルにおいて、分子の配向は、セル両端部間で90度変化します、またその間の向きは螺旋状にずれて行きます。一方VAN/ PANセルにおける配向膜は互いに平行ですので、液晶分子も同じ配向を有します。
振幅変調を目的としてSLMを使用する場合、入射光は直線偏光でなければなりません。また、入射側の偏光に対して交差するように出射側に偏光子(検光子)を配置しなければなりません。一方、位相変調目的の場合には検光子なしのセットアップになります。ツイストネマティックLCまたはLCOSディスプレイを用いたデバイスでは、ねじれが常に偏光効果(振幅変調)を引き起こしますが、検光子なしのセットアップにおいては、振幅変調を検出することはできません(phase mostly modulation)。
一方VAN/ PANディスプレイを用いたデバイスでは、偏光/強度に影響を与えることなく、位相を変調することが可能です(phase only modulation)。最適な振幅・位相変調のためにはHOLOEYEの最適なデバイスを選ぶ必要がございます。
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GAEA-2 空間光変調器(SLM)は、標準的なデジタル・ビデオ・インターフェース(HDMI)のドライバユニットおよび10メガピクセル(4K)解像度(4164×2464ピクセル)、3.74μmピクセルピッチ、アクティブエリア0.7″ DiagonalのLCoS(Liquid Crystal on Silicon) マイクロディスプレイで構成されています。
GAEA 空間光変調器 – マイクロディスプレイの特長 | |
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ディスプレイタイプ: | 反射型LCOS(Phase Only) |
解像度: | 最大 4160×2464ピクセル |
ピクセルピッチ: | 3.74μm |
フィルファクター: | 90% |
アクティブエリア: | 15.32×9.22mm (0.7″ Diagonal) |
アドレッシング: | 8ビット(256グレーレベル) |
シグナルフォーマット: | HDMI2 – 4K Resolution |
最大空間分解能: | 133.5 lp/mm |
フレームレート: | 60Hz (3840×2160 Pixel) 60Hz (4000×2464 Pixel) 58Hz (4160×2464 Pixel) |
GAEAはプラグ&プレイ位相変調器であり、拡張モニターのように標準的なグラフィックスカードを介して、位相関数でアドレスすることができます。また、8ビットグレーレベルパターン(=8ビットの位相レベル)でアドレス指定することができます。使用されるグラフィックスカードは、HDMI-2をサポートし、少なくとも3840×2160ピクセル解像度で圧縮せずに出力することができなければなりません。アドレッシングは以下のソフトウェアや標準的な画像ビューアソフトウェアを使用して容易に行うことができます。
SLM Pattern Generator Software or SLM Slideshow Player Software
HOLOEYEではまた、様々なプログラミング言語用のAPI(Application Programming Interface)SLMディスプレイソフトウェア開発キット(SDK)も提供しております。
GAEAの非常に小さな画素サイズのディスプレイは、大きな回折角を可能にします。
波長 | 周期 | 回折角 | 周期 | 回折角 | 周期 | 回折角 |
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1550nm | 2ピクセル | 11.96° | 4ピクセル | 5.95° | 8ピクセル | 2.97° |
633nm | 2ピクセル | 4.85° | 4ピクセル | 2.43° | 8ピクセル | 1.21° |
532nm | 2ピクセル | 4.08° | 4ピクセル | 2.04° | 8ピクセル | 1.02° |
450nm | 2ピクセル | 3.45° | 4ピクセル | 1.72° | 8ピクセル | 0.86° |
参考)
回折角の求め方は右記の式です。「 sin(alpha) = lambda/grating period 」
例えば、波長633nm、8ピクセルでのブレーズド回折格子の場合
格子周期は1ピクセルが3.74μmですので、「8×3.74μm = 29.92μm」になり、
回折角は、
「sin(alpha) = 633nm / 29.92μm = 0.0211 => alpha = 1.21°」となります。
光学的特徴 | |
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反射型LCOSディスプレイ (Phase Only) | 4K 解像度 4094×2464 (10メガピクセル) |
2π位相変調 @ 1550nm | 3.74µmピクセルピッチ (大きな回折角) |
GAEAは現在3つの異なるバージョンにて提供しています。波長範囲によって異なるディスプレイで最適化されていまして、可視光帯:420nm〜650nm、近赤外光線帯域:650nm〜1100nm、通信波長帯:1550nmがございます。
デバイス型式 | 波長範囲 | フィルファクター |
---|---|---|
GAEA-2-VIS-036 | 420〜650nm | 90% |
GAEA-2-NIR-069 | 650〜1100nm | 90% |
GAEA-2-TELCO-033 | 1400〜1700nm | 90% |
Part no.:HES-7010-2-VIS-036-B
波長範囲:420〜650nm
フィルファクター:90%
平均反射率:62%
波長 | 最大位相変調量 | 平均反射率 |
---|---|---|
452nm | 4.8π | 62% |
532nm | 3.6π | 62% |
650nm | 2.8π | 62% |
GAEA-2-VIS-036は、波長420nm〜650nmでの使用に適しています。またディスプレイにはARコーティングが施されており、この波長範囲内での入射面反射率は0.5%未満になります。650nmでの位相変調量は>2πです。
Part no.:HES-7010-2-NIR-069-B
波長範囲:650〜110nm
フィルファクター:90%
平均反射率:60%
波長 | 最大位相変調量 | 平均反射率 |
---|---|---|
650nm | 4.2π | 60% |
850nm | 2.9π | 60% |
1064nm | 2π | 62% |
GAEA-2-NIR-069は、波長650nm〜1100nm用になります。ディスプレイはARコートがなされており、この波長範囲内での入射面の反射率は0.5%未満になります。1064nmでの位相変調量は2πです。
Part no.:HES-7010-2-TELCO-033-B
波長範囲:1400〜1700nm
フィルファクター:90%
平均反射率:72%
波長 | 最大位相変調量 | 平均反射率 |
---|---|---|
1550nm | 2.6π | 72% |
GAEA-TELCO-033は、波長1400nm〜1700nm用になります。ディスプレイはARコートがなされており、この波長範囲内での入射面の反射率は0.5%未満になります。1550nmでの位相変調量は>2πです。
GAEA 空間光変調器は、標準的グラフィックスカードのHDMIインターフェイスを使用することにより、拡張モニターのように使用することができます。また操作するための追加ソフトウェアや専用ハードウェアは必要としません。
デバイスには、GUI(グラフィカルユーザーインターフェイス)ベースのコンフィギュレーションマネージャーソフトウェアが同梱されています。コンフィギュレーションマネージャーソフトウェアは、幾何学的な設定、明るさ、コントラスト、新規ガンマ曲線や他のデジタル駆動方式による電気光学応答等の変更のために使用することができます。USBインタフェースは、これら高度な調整のために使われます。
加えてHOLOEYE SLMパターン・ジェネレータソフトウェアも同封されております。
主な機能は以下のとおりです。
また、SLMディスプレイSDKは、HOLOEYE 空間光変調器上に直接画像とデータ/位相アレイを表示するためのさまざまなプログラミング言語用のAPI(Application Programming Interface)をダウンロードにて提供しております。
GAEA-2 ソフトウェア特徴 | ||
---|---|---|
![]() |
SLMコンフィグレーション マネージャーソフトウェア |
ジオメトリ/ガンマ制御 |
![]() |
SLMパターン ジェネレータソフトウェア |
基本的DOEコンピュテーション、光学的機能生成(円形絞り、フレネルゾーンレンズ、アキシコン、シングル・ダブルスリット…)、グレーティング(鋸歯状溝・正弦波状溝)、関数重ね合わせ(プリズム、ゼルニケ多項式…) |
![]() |
SLMスライドショー プレーヤー |
ユーザー定義による計算された機能や画像のスライドショー再生 |
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SLMディスプレイSDK | LabVIEW、MATLAB®、Octave、またはPython™を使用して、画像とデータ/位相配列を直接表示するAPI |
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PLUTO-2 Phase only 空間光変調器(SLM)は、標準的なデジタルビデオインタフェース(HDMI)を備えたドライバユニットとフルHD解像度(1920×1080ピクセル)、ピクセルピッチ(8.0μm)、アクティブエリア(対角線0.7(インチ)型、アスペクト比 16:9)のPhase only LCOS(Liquid Crystal on Silicon)マイクロディスプレイで構成されています。
PLUTO-2空間光変調器 – マイクロディスプレイの特長 | |
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ディスプレイタイプ: | 反射型LCOS(Phase Only) |
解像度: | 1920×1080 |
ピクセルピッチ: | 8.0µm |
フィルファクター: | 93% (dependent on version) |
アクティブエリア: | 15.36×8.64mm (0.7″ Diagonal) |
アドレッシング: | 8ビット (256グレーレベル) |
シグナルフォーマット: | DVI – HDTV Resolution |
フレームレート: | 60Hz |
PLUTO-2はプラグ&プレイ位相変調器デバイスであり、標準的グラフィックスカードを介し位相モニタリングデバイスとして機能することができます。ビデオ信号の緑色チャンネルが、8ビットグレーレベルパターンのアドレス指定に使用されます(SLMのネイティブ解像度がアドレス指定される必要があります)。アドレッシングは、付属のパターンジェネレータソフトウェアまたはSLMスライドショープレーヤーソフトウェアあるいは標準的イメージビューアソフトウェアを使用して行うことができます。HOLOEYEではまた、様々なプログラミング言語用のAPI(Application Programming Interface)SLMディスプレイソフトウェア開発キット(SDK)も提供しております。
HOLOEYEではPLUTOドライバユニットで駆動することができる数種類のディスプレイを提供しています。それぞれのディスプレイは波長範囲ごとに最適化されております。全てのディスプレイにおいて高信頼性を有する高速フルデジタルアドレッシングとまた、基本的に2つの電圧生成しか必要としないために小型化に成功したドライバユニットが採用されております。
PLUTO-2のドライバは、位相関数のアドレッシングのためのHDMIインターフェースと、ドライバと通信するための(電圧vsグレーレベル分布(=ガンマ制御)& 異なる波長のSLMを較正するためのダイナミックレンジ(LCセルの両端の電圧)に使用されるための)USB接続を採用しています。このほかに、ドライバにはデバイスを外部デバイスと同期させるトリガ同期出力を備えています。
PLUTO-2ドライバにはまた、オンチップメモリが含まれるデュアルコアARM®Cortex™-A9プロセッサも搭載されております。これにより、ユーザーは、PLUTO-2デバイス上で直接処理される付加的な機能(例えば、USBフラッシュや内部メモリからロードされた画像からのスライドショーなど)をプログラムすることが可能になります。デュアルコアシステムは、組み込みLinux™SMPオペレーティングシステムを実行し、ディスプレイとドライバボードの完全な制御と管理を提供するライブラリを備えています。PLUTO-2では、SerialおよびEthernet-over-USB2(RNDIS)インターフェイス経由でのアクセスを提供し、標準のUbuntu™クロスコンパイルGCCツールチェーンを使用してプログラミングすることができます。
PLUTOのディスプレイは約60%~95%の反射率 (ディスプレイバージョンに依存)、80%以上の回折効率になります。これによりアドレス可能な回折素子あたりのトータルの光利用効率は50%以上になります。
標準的なPLUTO-VISとPLUTO-NIRバージョンのほかに特別なハイリターデーションを利用可能なHRバージョンもございます。これはスタンダードディスプレイに比べてかなり高い位相差を示し、より安定したアドレッシングを可能にし、またmod4πおよびmod6π位相関数をアドレス指定することができます。またこれはより高いスロープを可能としますので、波面補正機能のために有益です。mod2πエンコーディングに比べアドレス指定された関数内の遷移点を減らすことができるためです。
デジタル的にアドレス指定されたデバイス用のパルスコード変調はわずかに重ね合わせられた位相ちらつきをもたらします。いくつかのアプリケーションには安定した位相応答が要求されます。しかし、これは、応答時間を犠牲にすることによって、2π位相遅延での低電圧設定でもってハイリターデーションパネルを駆動すれば達成することができます。
一部のPLUTO SLMディスプレイには、反射率を90%以上に高めるための誘電体ミラーコーティングが施されています。増加した反射率のために、吸収はより少なくなり、これらのディスプレイは標準バージョンと比較してより高い入射レーザパワーで使用することができます。
バージョン | 波長範囲 | 反射率 | 最大位相変調量 | 付注 | 推奨 |
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PLUTO-2.1-UV-099 | 350〜420nm | 90% | 2.8π @ 355nm 2.3π @ 405nm |
誘電体ミラー | UV耐性 高出力用 |
PLUTO-2.1-VIS-014 | 420〜650nm | 65% | 3.9π @ 530nm 2.9π @ 650nm |
高速応答時間 | |
PLUTO-2.1-VIS-016 | 420〜650nm | 67% | 6.7π @ 530nm 5.4π @ 633nm |
ハイリター デーション |
低位相ちらつき |
PLUTO-2-VIS-096 | 450〜650nm | 95〜98% | 3.1π @ 530nm 2.5π @ 633nm |
誘電体ミラー | 高出力用 |
PLUTO-2.1-NIR-011 | 420〜1100nm | 65〜75% | 4.5π @ 530nm 2.6π @ 850nm 2π @ 1064nm |
広帯域用 高速応答時間 |
|
PLUTO-2.1-NIR-015 | 650〜1100nm | 65〜73% | 4.4π @ 850nm 3.7π @ 1064nm |
ハイリター デーション |
低位相ちらつき |
PLUTO-2.1-NIR-118 | 730〜950nm | 95% | 3.1π @ 800nm | 誘電体ミラー | 高出力用 |
PLUTO-2.1-NIR-149 | 1000〜1100nm | 93% | 2.5π @ 1064nm | 誘電体ミラー | 高出力用 |
PLUTO-2.1-NIRO-023 | 1000〜1400nm | 74% | 4.1π @ 1400nm | ||
PLUTO-2.1-TELCO-013 | 1400〜1700nm | 80% | 3.5π @ 1550nm | ||
PLUTO-2.1-TELCO-059 | 1500〜1600nm | 90% | 2.9π @ 1550nm | 誘電体ミラー | |
(*現在ご利用いただけません) |
PLUTO phase only 変調器は、標準的なグラフィックカードにありますDVI・HDMIインターフェイスを使用することによって、いわゆる外部モニターのように使用することができます。SLMを操作するために追加のソフトウェアや専用ハードウェアは必要ではありません。
デバイスにはConfiguration Managerソフトウェアが付属しています。構成マネージャを使用して、新しいガンマカーブまたは別のデジタル駆動方式を適応させることで、幾何学的設定、輝度、コントラストおよび電気光学応答を変更することができます。これらの高度なデバイス較正は、コンピュータの仮想COMポートへUSB接続をして行われます。
加えてHOLOEYE SLMパターン・ジェネレータソフトウェアも同封されております。
主な機能は以下のとおりです。
さらにSLM Slidwshow Playerソフトウェアも付属しています。
また、SLMディスプレイSDKは、HOLOEYE 空間光変調器上に直接画像とデータ/位相アレイを表示するためのさまざまなプログラミング言語用のAPI(Application Programming Interface)をダウンロードにて提供しております。
PLUTO-2 ソフトウェア特徴 | ||
---|---|---|
|
SLMコンフィグレーション マネージャーソフトウェア |
ジオメトリ/ガンマ制御 |
![]() |
SLMパターン ジェネレータソフトウェア |
基本的DOEコンピュテーション、光学的機能生成(円形絞り、フレネルゾーンレンズ、アキシコン、シングル・ダブルスリット…)、グレーティング(鋸歯状溝・正弦波状溝)、関数重ね合わせ(プリズム、ゼルニケ多項式…) |
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SLMスライドショー プレーヤー |
ユーザー定義による計算された機能や画像のスライドショー再生 |
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SLMディスプレイSDK | LabVIEW、MATLAB®、Octave、またはPython™を使用して、画像とデータ/位相配列を直接表示するAPI |
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LETO 位相変調器は、フルHD解像度(1920×1080ピクセル)反射型LCOSマイクロディスプレイで構成されています。6.4μmのピクセルピッチと0.2μmのピクセル間ギャップによって、LETO SLMは93%の高フィルファクターとそれによる高い光効率を提供します。
LETO空間光変調器 – マイクロディスプレイの特長 | |
---|---|
ディスプレイタイプ: | 反射型LCOS(Phase Only) |
解像度: | 1920×1080 |
ピクセルピッチ: | 6.4µm |
フィルファクター: | 93% |
アクティブエリア: | 12.5×7.1 mm (0.55″ Diagonal) |
アドレッシング: | 8ビット(256グレーレベル) |
シグナルフォーマット: | HDMI – HDTV Resolution |
フレームレート: | 60Hz |
LETO空間光変調器は、400〜1100nmの範囲において使用可能です。850nmまでの位相変調量は2πになります。ユーザー様により指定された波長に対して256階調でリニアに位相変調いたします。さまざまな波長を用いられる場合は、付属しますキャリブレーションソフトウェアを使用して直接的にガンマ補正を行うことで、リニアに2π位相変調させるためのデバイス設定の変更をすることができます。
HOLOEYEでは、異なる波長範囲、異なるアプリケーションでの使用に最適化された3種類のバージョンのLETO SLMを提供しています。1つ目のバージョンは可視範囲に最適化され、2つ目のバージョンは最大1100nmの近赤外領域に最適化されております。3つ目のバージョンは高速応答(180Hz)向けにに最適化されており、カラースイッチング可能なRGBレーザーを使用した可視域でのカラーフィールドシーケンス(CFS)操作に使用します(異なるパルスコードプログラミング/キャリブレーションが必要です)。
リニアに2π位相変調するため、異なる使用波長に対するデバイス設定を適合させるには、付属のConfiguration Managerソフトウェアを使用し単純なガンマ補正をすることにより実行することができます。
LETO空間光変調器の反射率は62〜75%になります(波長とバージョンに依存)。また、最適化されたLCOSマイクロディスプレイのデザインにより、LETO SLMではピッチ間が狭いことによる効率的な空間分解能を持つため回路中に生じる悪影響は小さなものになります。回折効率は(16 Levelのブレーズドグレーティングにおいて)80%以上になり、トータルの光利用効率は60%以上になります。
また、LETO位相変調器は標準的なグラフィックスカードのHDMIインターフェイスを介することで外部拡張モニターのように使用ることができます。SLMを操作するために追加のソフトウェアや専用ハードウェアは必要ではありません。
バージョン | 波長範囲 | 反射率 | 最大位相変調量 | 推奨 |
---|---|---|---|---|
LETO-VIS-009 | 420〜800nm | 〜75% | 3.7π @ 530nm 2.2π @ 800nm |
|
LETO-VIS-017 | 420〜650nm | 〜75% | 最小2π @ VIS | CFS操作用高速応答時間 |
LETO-NIR-081 | 650〜1100nm | 62〜70% | 4.4π @ 650nm 2.4π @ 1064nm |
LETO-VIS-009は、420〜1064nmで使用できます。 ディスプレイには、この範囲において0.5%未満反射のARコーティングが施されています。 ただし、800nmを超える位相シフトは制限されます(2π未満)。 LETO-NIR-081は、650〜1100nmの範囲のARコーティングを備えており、最大1100nmでの2π位相シフトを提供します。
LETO-VIS-017は可視範囲でのカラーフィールドシーケンシャル操作で使用するための高速応答時間用に最適化されています。 LETO Spatial Light Modulatorドライバーは、カラーフィールドシーケンシャル(CFS)モード(例;カラー切り替え可能なレーザーまたはLED照明等での使用)で動作するように作られています。またデバイスは光源とデバイスを同期させるために使用できるLEDコネクタを備えています。
LETO phase only 変調器は、標準的なグラフィックカードにありますDVI・HDMIインターフェイスを使用することによって、いわゆる外部モニターのように使用することができます。SLMを操作するために追加のソフトウェアや専用ハードウェアは必要ではありません。
高度なキャリブレーションのためにLETOでは、便利な標準USBインタフェースおよびJavaベースのGUIキャリブレーションソフトウェアを使用しています。ソフトウェアは新しいガンマ曲線をアップロードすること(=特定の波長で使用するためにデバイス設定を変更すること)により、電気光学応答を変更するために使用することができます。
加えてHOLOEYE SLMパターン・ジェネレータソフトウェアも同封されております。
主な機能は以下のとおりです。
さらにSLM Slidwshow Playerソフトウェアも付属しています。
また、SLMディスプレイSDKは、HOLOEYE 空間光変調器上に直接画像とデータ/位相アレイを表示するためのさまざまなプログラミング言語用のAPI(Application Programming Interface)をダウンロードにて提供しております。
LETO ソフトウェア特徴 | ||
---|---|---|
![]() |
SLMコンフィグレーション マネージャーソフトウェア |
ジオメトリ/ガンマ制御 |
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SLMパターン ジェネレータソフトウェア |
基本的DOEコンピュテーション、 光学的機能生成(円形絞り、フレネルゾーンレンズ、アキシコン、シングル・ダブルスリット…)、グレーティング(鋸歯状溝・正弦波状溝)、関数重ね合わせ(プリズム、ゼルニケ多項式…) |
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SLMスライドショー プレーヤー |
ユーザー定義による計算された機能や画像のスライドショー再生 |
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SLMディスプレイSDK | LabVIEW、MATLAB®、Octave、またはPython™を使用して、画像とデータ/位相配列を直接表示するAPI |
詳細を見る
LC2012空間光変調器は、1024×768ピクセルの解像度を有する透過型液晶(LC)マイクロディスプレイで構成されています。532nmにおいて2π、800nmにおいて1πの位相変調量になります。マイクロディスプレイとドライブエレクトロニクスは、コンパクトなケースで1つにパッケージングされていますので、光学系のセットアップを容易にします。また、標準的なポスト/ホルダに合う取り付けマウントが付属致します。LC2012は、標準的なHDMIインタフェースを使用してアドレス指定することができ、高度な校正はUSBインタフェースを使用して行うことができます。
LC 2012 空間光変調器 – マイクロディスプレイの特長 | |
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ディスプレイタイプ: | 透過型LC |
解像度: | 1024×768 |
ピクセルピッチ: | 36µm |
フィルファクター: | 58% |
アクティブエリア: | 36.9×27.6 mm (1.8″ Diagonal) |
アドレス: | 8ビット(256グレーレベル) |
シグナルフォーマット: | HDMI – XGA Resolution |
フレームレート: | 60Hz |
LC2012空間光変調器では、構成に応じて位相および振幅変調の用途に使用することができます。また高透過率とLCパネルの高コントラストは優れた画像品質を保証します。
LC 2012 空間光変調器は、標準的なグラフィックカードにありますDVI/HDMIインターフェイスを使用することによって、いわゆる外部モニターのように使用することができます。SLMを操作するために追加のソフトウェアや専用ハードウェアは必要ではありません。
デバイスには、GUI(Graphical User Interface)ベースのシンプルなキャリブレーションソフトウェアが同梱されています。校正ソフトウェアでは、LC2012ディスプレイの明るさとコントラスト、画像の上下反転を変更することができます。この校正には、LC2012ドライバへのUSB接続が必要になります。
加えてHOLOEYE SLMパターン・ジェネレータソフトウェアも同封されております。
主な機能は以下のとおりです。
また、SLMディスプレイSDKは、HOLOEYE 空間光変調器上に直接画像とデータ/位相アレイを表示するためのさまざまなプログラミング言語用のAPI(Application Programming Interface)をダウンロードにて提供しております。
LC2012 ソフトウェア特徴 | ||
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SLMコンフィグレーション マネージャーソフトウェア |
ジオメトリ/ガンマ制御 |
![]() |
SLMパターン ジェネレータソフトウェア |
基本的DOEコンピュテーション、 光学的機能生成(円形絞り、フレネルゾーンレンズ、アキシコン、シングル・ダブルスリット…)、グレーティング(鋸歯状溝・正弦波状溝)、関数重ね合わせ(プリズム、ゼルニケ多項式…) |
![]() |
SLMスライドショー プレーヤー |
ユーザー定義による計算された機能や画像のスライドショー再生 |
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SLMディスプレイSDK | LabVIEW、MATLAB®、Octave、またはPython™を使用して、画像とデータ/位相配列を直接表示するAPI |
また、LC2012空間光変調器は、実験用モジュールとして「OptiXplorer Optics Education Kit based on Spatial Light Modulator」もご提供しております。
HOLOEYE Photonics AG Youtube channel
HOLOEYEの空間光変調器に光学的な機能や情報を表示させるには、光学設計ソフトウェアや画像ソースにより表示された情報をコンピュータインターフェイスから直接転送することができます。
標準的なPCのグラフィックカードにありますDVI・HDMIポートを使用することによって、SLMは外部のプラグ&プレイモニターと同様に使用することができます。SLMを操作するのに追加のソフトウェアや専用ハードウェアは、必要はありません。
など
HoloEye Photonics社から反射型SLM専用のアクセサリが販売されました。
1つはディスプレイの温度を制御するTMS(Thermal Management System)で、パッシブ型ヒートシンク搭載のTMS 001とアクティブ型水冷式ヒートシンクを使ったTMS 002とがございます。
もう1つはDPE(Diffractive Projection Engine)という回折像を投影する装置で、面倒なアライメントは必要なく、サイズが小さく取扱いも簡単です。
HoloEye社のSLMには液晶マイクロディスプレイが使われていますが、液晶材料の特性には温度依存性があり、そうした温度による特性の変化はSLMの持つ様々な光学特性(位相変調、スイッチイング速度や位相安定性など)に影響することがあります。
そのため、性能と温度安定の維持にはアクティブ型の熱管理システムが必要です。
このTMSはペルチェ素子を使ってアクティブ温度制御を行います。
TMS 001はパッシブ型ヒートシンクを組み合わせたモデルで、TMS 002にはアクティブ型水冷ヒートシンクを組み合わせています。
TMSはSLMのディスプレイマウントとしても機能し、対応するSLMは現行モデルのPLUTO-2とGAEA-2、そして今後販売が予定されているLETOの新バージョンです。
モジュール式で用途や必要性に応じて簡単に交換ができます。
ペルチェ素子とパッシブ型ヒートシンクを組み合わせた構成でディスプレイに対して冷却と加熱の両方ができます。アクティブ温度コントローラにより、周囲の温度変化に対応してディスプレイ温度を安定化させます。室温下で最大10Wのレーザーを入射する場合であれば、ディスプレイ温度安定させるのに十分な装置です。
アクティブ型水冷ヒートシンクを備えたTMS002は高出力レーザー向けに設計されています。ウォーターリザーバーとファン冷却式冷却器とを備えていますが、外部の水冷装置につなげることもできます。コントローラには温度設定の制御機能が組み込まれているので、パソコンに接続することなく操作ができます。
TMS – Thermal Management System カタログ(PDF 277KB)
HoloEye社のSLMは可視光波長域でのイメージ関連のアプリケーション(3Dホログラフィックディスプレイや構造化証明など)で使われており、特にAR/VRやヘッドアップディスプレイの分野において、位相SLMは優れた光効率という利点をもたらします。
それは従来のプロジェクションシステムのように光を遮断(強度変調)するのではなく回折(光の再分布)によって像を生成させるからです。
その他、位相SLMのホログラフィ手法はダイナミックフォーカスや収差補正のような付加的な光学機能の追加にも使うことができます。
位相SLMを用いた回折手法は非常にシンプルで、必要なものは直線偏光を持った光源とSLMだけですが、SLMのピクセルサイズによって回折角が制限されるので出力された像を拡大するための光学素子が必要になります。
そうした回折を用いたプロジェクションシステムの開発は複雑で手間が掛かるので、標準品アクセサリとして、イメージングアプリケーションの幅広い分野で使うことのできるDPE(Diffractive Projection Engine)が作られました。
この投影装置は直線偏光のレーザー光源で使うように設計されており、光源の入力はFC/APCコネクタの偏波面保存シングルモードファイバです。
また、LETOのような高速SLMによるカラーシーケンシャルホログラムプロジェクションで使われるファイバ入力のRGBレーザー光源も使用できます。
DPEは現行モデルのPLUTO-2、LETO、GAEA-2で使用できます。
波長やピクセルピッチによりますが角倍率は~5.3xです。
作動距離は約15cm (GAEA)/約27cm (PLUTO)から無限遠で、視野角は下記のように使用するSLMのモデルによって異なります。
FoV GAEA: 42degree (full angle): 〜240mm @ 300mm distance
FoV LETO: 24degree (full angle): 〜130mm @ 300mm distance
FoV PLUTO: 20degree (full angle): 〜110mm @ 300mm distance
製品概要
Holoeye PhotonicsのDOE(Diffractive Optical Element)回折光学素子は、様々な分野で使用されています。代表的なアプリケーションは、バイオ、印刷、材料加工、非接触検査、光学計測などです。DOEを使用することによってレーザービームを容易にいろいろな形状に変更することができます。
DOEの表面には、その光学的機能のために複雑な微細構造があります。シリカやガラスにエッチングするタイプまたはポリマーにエンボス加工するタイプがあります。
DOEは、レンズ、プリズムあるいは非球面の屈折光学素子とほぼ同様の光学機能を実現することができますが、長所としてDOEは非常に小型で軽量に作ることが可能です。
またDOEは、レーザー用途に限定されるものではありません、一部のLEDまたは他の光源も変調することができます。
Holoeye Photonicsでは以下のタイプのDOEの供給が可能です。
標準品(プラスチック)
Holoeye Photonicsではコスト効率の良い標準品のDOEを用意してあります。
材質はポリメチルメタクリレート(PMMA)またはポリカーボネート(PC)のようなプラスチック材料を使用しています。
標準品は直径8mm、厚み1mm-1.2mmです。12.7mmのマウント付きもあります。
以下が標準品です。
注:下記表上のパターン画像は模式図です。実際の設定では、より高い回折次数を見ることができ、非回折次数は中心に明るいスポットとして現れることがあります。
* DOEを設計波長とは大きく異なる(Δλ> 50nm)波長でご使用される場合、広い角度の図柄はその対称性により幾何学的歪みの影響を受けます。
* DOEを設計波長とは大きく異なる(Δλ> 50nm)波長でご使用される場合、広い角度の図柄はその対称性により幾何学的歪みの影響を受けます。
* DOEを設計波長とは大きく異なる(Δλ> 50nm)波長でご使用される場合、広い角度の図柄はその対称性により幾何学的歪みの影響を受けます。
標準品(ガラス)
DOEは、実験や研究の実現可能性調査に役立ちます。
DOEの材質はUV-アクリル、シリコン、ポリマーなどがあります。
18mmのガラス基板にアクリルのDOEが貼り付けてあります、25mmマウント付きもあります。
以下が標準品です。
注:下記表上のパターン画像は模式図です。 実際の設定では、より高い回折次数を見ることができ、非回折次数は中心に明るいスポットとして現れることがあります。
投影距離100mmでの パターンサイズ(単位:mm) |
パターン角度 @633nm(単位:°) |
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型式 | 説明 | サイズ | a | b | c | d | α | β | γ | δ | 画像 |
DE 106 | 3×5 Dots | 10x10mm | 7.2 | 6 | 3 / 1 | 4 | 4.1 | 3.4 | 1.7 / 0.5 | 2.2 | ![]() |
DE 224 | 2×2 Dots* | 10x10mm | 22.6 | 16.1 | 16.1 | 16.1 | 13 | 9.2 | 9.2 | 9.2 | ![]() |
投影距離100mmでの パターンサイズ |
パターン角度 @633nm |
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型式 | 説明 | サイズ | a | b | α | β | 画像 |
DE 100 | 1:16 Dot Circle | 4x4mm | 39mm | 7.6mm | 22° | 4.4° | ![]() |
DE 101 | 1:40 Dot Circle | 4x4mm | 57mm | 4.5 | 32° | 2.6° | ![]() |
DE 102 | 1:40 Dot Circle | 4x4mm | 28mm | 2.2mm | 16° | 1.3° | ![]() |
DE 237 | 1:10 Dot Circle | 10x10mm | 10.5mm | 3.2mm | 6° | 1.9° | ![]() |
型式 | 説明 | 領域サイズ | 投影距離100mmでの パターンサイズ |
パターン角度 @633nm |
画像 |
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DE 103 | 1:8/16 Double Circle Dots | 10x10mm | Width Circle 8: 25.6mm Width Circle 16: 51.2mm Dot Spacing 8: 9.8mm Dot Spacing 16: 10.0mm |
Circle 8 遵K: 14.6° Circle 16 遵K: 28.8° Angle betw. Dots 8: 5.6° Angle betw. Dots 16: 5.7° |
![]() |
DE 104 | 12 Rings | 10x10mm | Width: 20mm Line Spacing: 1.7mm |
Width: 11.4° Line Spacing: 0.5° |
![]() |
DE 232 | 11×11 Dot Frame | 10x10mm | Width: 83mm Height: 83mm Diagonal: 118mm Dot Spacing: 8.3mm |
Width: 45° Height: 45° Diagonal: 61° Angle betw. Dots: 4.5° |
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カスタム品
Holoeye Photonicsで自社開発している空間液晶変調器を利用しカスタム品DOEをデザインしています。
カスタム品作成のステップ
Holoeye Photonicsでは回折を任意の角度でデザインすることができます。
デザインされた回折素子は、厳密な波動光学シミュレーションで検証されます。
製造テクニックは仕様と目標生産量によって選択されます。
まず、回折構造が50umまでの作成が可能なリソグラフィーによってデザインされます、これは仕様を満たすと同時にコストを抑えることを可能にします。
シーケンシャル書き込み処理の後に、イオンエッチングをし、複製のための型をつくります。
光学微細構造を有するマスターコンポーネントの製造は非常に高額になりますが、レプリカを作ることによって単価コストの低減が可能です。
レプリケーション・テクノロジーは、DOEを作成するための重要な要素です。
「光源」
「オプティカルファンクション」
「アプリケーション」
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