液晶ホログラフィック素子を用いた非接触変位計の研究

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近年の工業技術の急激な発達とそれに勝る要求の多様化から,微小変位を広範囲に渡って高精度に測定する技術が必要となってきている.これまでに,レンズの焦点距離を非点収差法を用いて精密に測定することで微小変位の測定を行う方法が利用されてきた。この方法では、測定範囲がレンズの焦点距離によって制限される。そこで、測定範囲を自由に拡張するため,レンズの代わりに液晶パネルに表示したホログラムの利用が有効であると考え、液晶ホログラムを用いた非接触変位計を提案する。本研究では、まず、ホログラムのパターンの検討を行い、測定回路を製作し、最後に変位計の測定感度・測定精度・測定範囲等を明らかにすることを目的として研究を行った。はじめに、ホログラムのパターンの検討を行った。その結果、楕円形のパターンを液晶パネルに表示し、非点収差をもつレンズとして利用することが有効であることがわかった。液晶パネルに表示したパターンを変更することで自由に焦点距離を変更することが可能となった。ただし、液晶では、ホログラムをデジタル画像として表示するため、離散的にしか焦点距離を変化させることができないこと、また、液晶のピクセルのサイズの条件から大きな回折角が得られないため、短い焦点のレンズとしては利用することができなかった。当初の研究計画では、次に、測定回路の製作を行い、その評価を行った後、変位計として組み立て、測定装置全体の性能を評価する予定であったが、十分な能力の測定回路を製作することができなかった。そこで、今後は、今回製作できなかった測定回路を完成させ、変位計としての測定性能を明らかにするため、実験を継続して行く予定である。