JPH04223208A - 実時間変形・形状解析方法及び装置 - Google Patents
実時間変形・形状解析方法及び装置Info
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- JPH04223208A JPH04223208A JP40607290A JP40607290A JPH04223208A JP H04223208 A JPH04223208 A JP H04223208A JP 40607290 A JP40607290 A JP 40607290A JP 40607290 A JP40607290 A JP 40607290A JP H04223208 A JPH04223208 A JP H04223208A
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03H—HOLOGRAPHIC PROCESSES OR APPARATUS
- G03H1/00—Holographic processes or apparatus using light, infrared or ultraviolet waves for obtaining holograms or for obtaining an image from them; Details peculiar thereto
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- Physics & Mathematics (AREA)
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- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、加熱等によって変形す
る物体を逐次ホログラムに記録し、変形の状態または無
変形部の等高線を可視化できるようにした実時間変形・
形状解析方法及び装置。
る物体を逐次ホログラムに記録し、変形の状態または無
変形部の等高線を可視化できるようにした実時間変形・
形状解析方法及び装置。
【０００２】
【従来の技術】従来、物体変形の歪等の計測では写真乾
板のホログラムを用いてなされていた。図６（ａ）と図
６（ｂ）にそれぞれ従来の記録のための構成と再生のた
めの構成を示す。すなわち、記録においては物体にレー
ザ光を照射しその反射光を乾板に記録したのち現像処理
を行い、再生においては乾板に再度レーザ光を照射して
記録された画像を読み出していた。さらに、必要に応じ
てこの像は写真撮影により記録されていた。この方法で
は、記録と再生の間で必ず現像作業が必要となり、実時
間の解析は不可能であった。現像処理を必要としないＢ
ｉ１２ＳｉＯ２０やＬｉＮｂＯ３などのフォトリフラク
ティブ結晶が現像処理が要らないホログラフィック材料
として開発されているが、これらの材料も感度や応答時
間の点からまだ応用へは至っていない。
板のホログラムを用いてなされていた。図６（ａ）と図
６（ｂ）にそれぞれ従来の記録のための構成と再生のた
めの構成を示す。すなわち、記録においては物体にレー
ザ光を照射しその反射光を乾板に記録したのち現像処理
を行い、再生においては乾板に再度レーザ光を照射して
記録された画像を読み出していた。さらに、必要に応じ
てこの像は写真撮影により記録されていた。この方法で
は、記録と再生の間で必ず現像作業が必要となり、実時
間の解析は不可能であった。現像処理を必要としないＢ
ｉ１２ＳｉＯ２０やＬｉＮｂＯ３などのフォトリフラク
ティブ結晶が現像処理が要らないホログラフィック材料
として開発されているが、これらの材料も感度や応答時
間の点からまだ応用へは至っていない。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、楽器などの
変形物体を逐次ホログラムに記録し、振動、変形、等高
線を可視化し実時間解析を可能にする実時間変形・形状
解析装置を提供することを目的とするものである。
変形物体を逐次ホログラムに記録し、振動、変形、等高
線を可視化し実時間解析を可能にする実時間変形・形状
解析装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに、この発明は、ホログラム記録のために解析される
物体を照射し、かつ参照光を空間光変調器に照射する過
程と、ホログラム多重書き込みのために集光または結像
する過程と、実時間ホログラム記録、再生用の多重記録
可能な光書き込み型空間光変調器に多重記録のタイミン
グに合わせて記録信号としての電気パルスを印加する過
程と、前記空間光変調器および前記コヒーレント光源に
消去信号及び再生信号としての電気パルスを印加する過
程と、を有することを特徴とする。
めに、この発明は、ホログラム記録のために解析される
物体を照射し、かつ参照光を空間光変調器に照射する過
程と、ホログラム多重書き込みのために集光または結像
する過程と、実時間ホログラム記録、再生用の多重記録
可能な光書き込み型空間光変調器に多重記録のタイミン
グに合わせて記録信号としての電気パルスを印加する過
程と、前記空間光変調器および前記コヒーレント光源に
消去信号及び再生信号としての電気パルスを印加する過
程と、を有することを特徴とする。
【０００４】また、ホログラム記録の物体光となる変形
物体を照射し、かつ参照光としても用いられるコヒーレ
ント光源と、ホログラム多重書き込み光学系および読み
出し光学系と、実時間ホログラム記録、再生を行い、か
つ電気パルスによるシャッター効果を有し、さらに多重
記録可能な光書き込み型空間光変調器と、前記空間光変
調器および前記コヒーレント光源に消去信号、物体の変
形に応じた時間幅の記録信号、再生信号としての電気パ
ルスを印加する制御部と、から構成されることを特徴と
する。
物体を照射し、かつ参照光としても用いられるコヒーレ
ント光源と、ホログラム多重書き込み光学系および読み
出し光学系と、実時間ホログラム記録、再生を行い、か
つ電気パルスによるシャッター効果を有し、さらに多重
記録可能な光書き込み型空間光変調器と、前記空間光変
調器および前記コヒーレント光源に消去信号、物体の変
形に応じた時間幅の記録信号、再生信号としての電気パ
ルスを印加する制御部と、から構成されることを特徴と
する。
【０００５】さらに、前記光書き込み型空間光変調器は
光電変換層として光伝導膜を有し、光変調材料として強
誘電性液晶を用い、強誘電性液晶の厚さはΔｎ・ｄ＝ｉ
λ／４（Δｎ：液晶の複屈析、ｄ：厚さ、ｉ＝１、３、
５、…、λ：再生光の波長）を満足する空間光変調器で
あり、前記ホログラムの読み出し光学系は偏光ビームス
プリッタを配置し、該偏光ビームスプリッタのひとつの
偏光軸と液晶の配向方向が一致するホログラム読み出し
系であり、前記ホログラム多重書き込み系は異なる波長
の複数のレーザ光源から構成され、または異なる波長を
発振するレーザ光源から構成されることを特徴とする。
光電変換層として光伝導膜を有し、光変調材料として強
誘電性液晶を用い、強誘電性液晶の厚さはΔｎ・ｄ＝ｉ
λ／４（Δｎ：液晶の複屈析、ｄ：厚さ、ｉ＝１、３、
５、…、λ：再生光の波長）を満足する空間光変調器で
あり、前記ホログラムの読み出し光学系は偏光ビームス
プリッタを配置し、該偏光ビームスプリッタのひとつの
偏光軸と液晶の配向方向が一致するホログラム読み出し
系であり、前記ホログラム多重書き込み系は異なる波長
の複数のレーザ光源から構成され、または異なる波長を
発振するレーザ光源から構成されることを特徴とする。
【０００６】
【作用】本発明は、加熱等によって変形する物体にレー
ザ光を照射しその反射光または透過光を参照光とともに
多重記録可能な高分解能空間光変調器（ＳＬＭと略す）
上に逐次ホログラムを記録し、これと同時にＳＬＭ上の
ホログラムを実時間で再生し、直接観測したり、画像デ
ータを電子回路処理系へ導入するので、物体の変形また
は無変形部の等高線を実時間で観測し、また解析するこ
とができる。
ザ光を照射しその反射光または透過光を参照光とともに
多重記録可能な高分解能空間光変調器（ＳＬＭと略す）
上に逐次ホログラムを記録し、これと同時にＳＬＭ上の
ホログラムを実時間で再生し、直接観測したり、画像デ
ータを電子回路処理系へ導入するので、物体の変形また
は無変形部の等高線を実時間で観測し、また解析するこ
とができる。
【０００７】
【実施例】以下に実施例を２例示す。実施例１は物体光
と参照光を反射型ＳＬＭに物体の変形前と変形後に２度
記録し、物体の変形部分と変形していない部分とでは異
なる干渉縞が観察されるようにした実時間変形・形状解
析装置である。実施例２は、まず物体光と参照光を透過
型ＳＬＭに１度照射および記録し、さらに別の波長の物
体光と参照光をＳＬＭに再度照射及び記録し、１度目ま
たは２度目いずれかの波長の参照光を照射することによ
り、物体の等高線が再生され、変形部では等高線の歪み
として観察される実時間変形解析装置である。実施例２
では光源としてレーザダイオードを用い、注入電流を変
えることによって複数の波長の光を出射させることがで
きた。また、書き込み系にはマッハツェンダ干渉系を用
いたので空間分解能が低いＳＬＭでも適用可能な構成と
した。
と参照光を反射型ＳＬＭに物体の変形前と変形後に２度
記録し、物体の変形部分と変形していない部分とでは異
なる干渉縞が観察されるようにした実時間変形・形状解
析装置である。実施例２は、まず物体光と参照光を透過
型ＳＬＭに１度照射および記録し、さらに別の波長の物
体光と参照光をＳＬＭに再度照射及び記録し、１度目ま
たは２度目いずれかの波長の参照光を照射することによ
り、物体の等高線が再生され、変形部では等高線の歪み
として観察される実時間変形解析装置である。実施例２
では光源としてレーザダイオードを用い、注入電流を変
えることによって複数の波長の光を出射させることがで
きた。また、書き込み系にはマッハツェンダ干渉系を用
いたので空間分解能が低いＳＬＭでも適用可能な構成と
した。
【０００８】［実施例１］図１は本発明の第１の実施例
の構成を示す図である。図中、１はレーザ光源、２ａは
コリメータ、３ａ−３ｃはプリズム、４ａ−４ｂはハー
フミラー、５ａは偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）、６
ａ−６ｂはレンズ、７ａは反射型ＳＬＭ、８ａはＣＣＤ
アレイ、９ａは観測される物体である。ＳＬＭ７ａは斜
線で示した部分が書き込み面、白部が読み出し面である
。
の構成を示す図である。図中、１はレーザ光源、２ａは
コリメータ、３ａ−３ｃはプリズム、４ａ−４ｂはハー
フミラー、５ａは偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）、６
ａ−６ｂはレンズ、７ａは反射型ＳＬＭ、８ａはＣＣＤ
アレイ、９ａは観測される物体である。ＳＬＭ７ａは斜
線で示した部分が書き込み面、白部が読み出し面である
。
【０００９】以下、この図に基づき実施例１を説明する
。おおむねＳＬＭ７ａの左側がホログラムの記録系で、
右側が再生系である。レーザ光源１ａは記録光源として
も再生光源としても用いられる。レーザ光線はコリメー
タ２ａでビーム系が広げられ、ハーフミラー４ａを透過
した光はさらに４ｂで２本に分けられ、このうち透過し
た１本は参照光であり、反射したもう１本は物体９ａを
照射しその反射光はレンズ６ａで集光されＳＬＭ（７ａ
）の書き込み面へ到達する物体光である。
。おおむねＳＬＭ７ａの左側がホログラムの記録系で、
右側が再生系である。レーザ光源１ａは記録光源として
も再生光源としても用いられる。レーザ光線はコリメー
タ２ａでビーム系が広げられ、ハーフミラー４ａを透過
した光はさらに４ｂで２本に分けられ、このうち透過し
た１本は参照光であり、反射したもう１本は物体９ａを
照射しその反射光はレンズ６ａで集光されＳＬＭ（７ａ
）の書き込み面へ到達する物体光である。
【００１０】ここで、ＳＬＭへ書き込みパルスを印加す
ると参照光と物体光との干渉縞がＳＬＭ７ａに記録され
る。また、物体が変形または移動の後に、再度干渉縞を
記録すると、干渉ホログラムが得られる。再生系の構成
と動作は次の通りである。３個のプリズム３ａ−３ｃを
経た読み出し光は直交ニコル読み出しのために配置され
たＰＢＳ５ａからＳＬＭ７ａの読み出し面へ照射される
。ＳＬＭで反射された回析光はＰＢＳで反射されレンズ
６ｂによりＣＣＤアレイ８ａ上に結像される。さらに電
子系による解析または記録を行うため画像信号へ変換す
るが、必要がない場合はＣＣＤアレイ８ａのかわりにス
クリーンを配置し直接目視することもできる。
ると参照光と物体光との干渉縞がＳＬＭ７ａに記録され
る。また、物体が変形または移動の後に、再度干渉縞を
記録すると、干渉ホログラムが得られる。再生系の構成
と動作は次の通りである。３個のプリズム３ａ−３ｃを
経た読み出し光は直交ニコル読み出しのために配置され
たＰＢＳ５ａからＳＬＭ７ａの読み出し面へ照射される
。ＳＬＭで反射された回析光はＰＢＳで反射されレンズ
６ｂによりＣＣＤアレイ８ａ上に結像される。さらに電
子系による解析または記録を行うため画像信号へ変換す
るが、必要がない場合はＣＣＤアレイ８ａのかわりにス
クリーンを配置し直接目視することもできる。
【００１１】ホログラムの単なる記録、再生のためには
十分な分解能を持つものであれば様ざまなものを用いる
ことができるが、本発明の実施例１ではホログラムの多
重記録が必要となるため、その記録材料として強誘電体
を用いなければならない。メモリー性を有する強誘電性
材料としてはＬｉＮｂＯ３や強誘電性液晶がすでにＳＬ
Ｍの中で実績があるが、強誘電性液晶を用いた空間光変
調器により以下の説明を行う。
十分な分解能を持つものであれば様ざまなものを用いる
ことができるが、本発明の実施例１ではホログラムの多
重記録が必要となるため、その記録材料として強誘電体
を用いなければならない。メモリー性を有する強誘電性
材料としてはＬｉＮｂＯ３や強誘電性液晶がすでにＳＬ
Ｍの中で実績があるが、強誘電性液晶を用いた空間光変
調器により以下の説明を行う。
【００１２】さて、実施例１に用いられるＳＬＭの構成
を図２（（ａ）は断面図、（ｂ）は上面図）に示す。図
２に示されるようにＳＬＭ７ａの構成は２枚のガラス基
板１１１ａー１１１ｂ間に順に透明電極１１２ａ，１１
２ｃ、光伝導層１１３、誘電体ミラー１１４、配向膜１
１５ａ、強誘電性液晶（ＦＬＣ）１１６、配向膜１１５
ｂ、透明電極１１２ｂをサンドイッチ上に挟み込んだも
のである。
を図２（（ａ）は断面図、（ｂ）は上面図）に示す。図
２に示されるようにＳＬＭ７ａの構成は２枚のガラス基
板１１１ａー１１１ｂ間に順に透明電極１１２ａ，１１
２ｃ、光伝導層１１３、誘電体ミラー１１４、配向膜１
１５ａ、強誘電性液晶（ＦＬＣ）１１６、配向膜１１５
ｂ、透明電極１１２ｂをサンドイッチ上に挟み込んだも
のである。
【００１３】スペーサ１１７はＦＬＣ１１６の厚さ制御
のために、導電性接着剤１１９は透明電極１１２ｂ，１
１２ｃ間を接続するために、封止材１１８はガラス基板
間を密封するために用いた。光伝導膜には水素化アモル
ファスシリコン（ａ−Ｓｉ：Ｈ）を用いたが、その厚さ
は２〜７μｍが望ましい。誘電体ミラーとしてはＴｉＯ
２／ＳｉＯ２のそれぞれ４分の１波長の光学長をもつ合
計１６層の多層膜を用いて製作し、その反射率は９９％
以上であった。光伝導膜の代わりに光感受層としてフォ
トダイオードを用いることができる。
のために、導電性接着剤１１９は透明電極１１２ｂ，１
１２ｃ間を接続するために、封止材１１８はガラス基板
間を密封するために用いた。光伝導膜には水素化アモル
ファスシリコン（ａ−Ｓｉ：Ｈ）を用いたが、その厚さ
は２〜７μｍが望ましい。誘電体ミラーとしてはＴｉＯ
２／ＳｉＯ２のそれぞれ４分の１波長の光学長をもつ合
計１６層の多層膜を用いて製作し、その反射率は９９％
以上であった。光伝導膜の代わりに光感受層としてフォ
トダイオードを用いることができる。
【００１４】ＳＬＭの動作は、通電状態で光伝導膜に書
き込み光が照射されるとその書き込みパターンに応じて
、光伝導膜の抵抗が変化しその結果液晶への印加電圧が
変化する。液晶は複屈折性であるためＳＬＭの読み出し
系に偏光子などを組み合わせることにより、書き込みパ
ターンやその２値化画像、反転画像などを読み出すこと
ができる。液晶として表面安定化ＦＬＣを用いた場合、
画像はメモリーされる。ＦＬＣを用いたＳＬＭにおいて
は液晶分子の光学軸のうちｄｏｗｎ状態またはｕｐ状態
のいずれか一方をＰＢＳの偏光軸に一致するように配置
すると吸収型ホログラムとして動作し、ｄｏｗｎ状態と
ｕｐ状態のちょうど中間をＰＢＳの偏光軸に一致するよ
うに配置すると位相ホログラムとして動作し、この場合
高い回析効率を得ることができる。
き込み光が照射されるとその書き込みパターンに応じて
、光伝導膜の抵抗が変化しその結果液晶への印加電圧が
変化する。液晶は複屈折性であるためＳＬＭの読み出し
系に偏光子などを組み合わせることにより、書き込みパ
ターンやその２値化画像、反転画像などを読み出すこと
ができる。液晶として表面安定化ＦＬＣを用いた場合、
画像はメモリーされる。ＦＬＣを用いたＳＬＭにおいて
は液晶分子の光学軸のうちｄｏｗｎ状態またはｕｐ状態
のいずれか一方をＰＢＳの偏光軸に一致するように配置
すると吸収型ホログラムとして動作し、ｄｏｗｎ状態と
ｕｐ状態のちょうど中間をＰＢＳの偏光軸に一致するよ
うに配置すると位相ホログラムとして動作し、この場合
高い回析効率を得ることができる。
【００１５】次に図３を参照してホログラムの記録・再
生方法の詳細について述べる。図３中、（ａ）は物体の
振動変位、（ｂ）はＳＬＭへの印加電圧、（ｃ）は消去
光強度を示す。物体は図３（ａ）に示されるように１回
目の書き込み（書き込みＩ）のあとに変形することとす
る。ＳＬＭは、ＦＬＣ材料によるメモリー性を有するた
め、その動作にあたっては消去、書き込み、読み出しの
３ステップが必要となる。
生方法の詳細について述べる。図３中、（ａ）は物体の
振動変位、（ｂ）はＳＬＭへの印加電圧、（ｃ）は消去
光強度を示す。物体は図３（ａ）に示されるように１回
目の書き込み（書き込みＩ）のあとに変形することとす
る。ＳＬＭは、ＦＬＣ材料によるメモリー性を有するた
め、その動作にあたっては消去、書き込み、読み出しの
３ステップが必要となる。
【００１６】ＳＬＭには消去用にパルス幅Ｔｅ１，Ｔｅ
２のパルスと書き込み用にパルス幅Ｔｗ１，Ｔｗ２，Ｔ
ｗ３のパルスが順に印加される、図３（ｂ）に示される
Ｔｅ２が消去の負電圧に、Ｔｗ２およびＴｗ３が書き込
みの正電圧に相当する。消去および書き込みの前半のＴ
ｅ１とＴｗ１はそれぞれＴｅ２とＴｗ２，Ｔｗ３を補償
するパルスであり、直流成分の印加を嫌うＦＬＣの動作
を安定させ、かつ長寿命化することが目的である。動作
原理の上からはＴｅ１，Ｔｗ１のパルスはなくても動作
する。
２のパルスと書き込み用にパルス幅Ｔｗ１，Ｔｗ２，Ｔ
ｗ３のパルスが順に印加される、図３（ｂ）に示される
Ｔｅ２が消去の負電圧に、Ｔｗ２およびＴｗ３が書き込
みの正電圧に相当する。消去および書き込みの前半のＴ
ｅ１とＴｗ１はそれぞれＴｅ２とＴｗ２，Ｔｗ３を補償
するパルスであり、直流成分の印加を嫌うＦＬＣの動作
を安定させ、かつ長寿命化することが目的である。動作
原理の上からはＴｅ１，Ｔｗ１のパルスはなくても動作
する。
【００１７】図３（ｃ）に描かれた消去光強度は、図１
には記載されていない発光ダイオードなどからＳＬＭの
書き込み面に照射される消去光パルス形状（強度はＩＥ
）を示している。消去光は必ずしも必要なものではない
が、ある場合より小さい消去電圧またはより短い消去パ
ルスで消去が可能になる。さて、図３（ｂ）のパルスを
ＳＬＭに印加する場合、書き込み の後半（パルス幅
ＴＷ２）において物体の変形前の干渉縞がＳＬＭに記録
される。この後、書き込み （パルス幅Ｔｗ３、通常
Ｔｗ２と同じ時間）のパルスをＳＬＭに印加すれば、前
の干渉縞に重ねて新しい干渉縞が記録される。
には記載されていない発光ダイオードなどからＳＬＭの
書き込み面に照射される消去光パルス形状（強度はＩＥ
）を示している。消去光は必ずしも必要なものではない
が、ある場合より小さい消去電圧またはより短い消去パ
ルスで消去が可能になる。さて、図３（ｂ）のパルスを
ＳＬＭに印加する場合、書き込み の後半（パルス幅
ＴＷ２）において物体の変形前の干渉縞がＳＬＭに記録
される。この後、書き込み （パルス幅Ｔｗ３、通常
Ｔｗ２と同じ時間）のパルスをＳＬＭに印加すれば、前
の干渉縞に重ねて新しい干渉縞が記録される。
【００１８】書き込みＩと書き込みＩＩの間の時刻で物
体が変形もしくは移動すれば物体光と参照光から生成さ
れる干渉パターンはそれぞれ異なるものである。このた
め、変形のなかった部分に対しては干渉パターンは再度
書き込まれるが、変形した部分では前の干渉パターンに
加え、新しい干渉パターンが書き込まれる。したがって
、書き込みＩＩ以後にＳＬＭのＦＬＣ面に読み出し光を
照射すれば、変形のなかった部分と変形した部分では異
なる干渉パターンが読み出される。
体が変形もしくは移動すれば物体光と参照光から生成さ
れる干渉パターンはそれぞれ異なるものである。このた
め、変形のなかった部分に対しては干渉パターンは再度
書き込まれるが、変形した部分では前の干渉パターンに
加え、新しい干渉パターンが書き込まれる。したがって
、書き込みＩＩ以後にＳＬＭのＦＬＣ面に読み出し光を
照射すれば、変形のなかった部分と変形した部分では異
なる干渉パターンが読み出される。
【００１９】第１の実施例の装置により、プラスティッ
ク部品の加熱変形の様子を観察した。動作条件は消去時
間Ｔｅ１＝Ｔｅ２＝３００μｓ、消去電圧±３０Ｖ、書
き込み時間Ｔｗ１＝３００μｓ、Ｔｗ２＝Ｔｗ３＝１５
０μｓ、書き込み電圧±３０Ｖ、読み出し時間Ｔｒ＝１
ｍｓとした。このとき、物体の昇温に伴い変形部のみ干
渉パターンが変化し、変形の様子が実時間で観測された
。再生された像は明瞭に、かつ明るく再生された。
ク部品の加熱変形の様子を観察した。動作条件は消去時
間Ｔｅ１＝Ｔｅ２＝３００μｓ、消去電圧±３０Ｖ、書
き込み時間Ｔｗ１＝３００μｓ、Ｔｗ２＝Ｔｗ３＝１５
０μｓ、書き込み電圧±３０Ｖ、読み出し時間Ｔｒ＝１
ｍｓとした。このとき、物体の昇温に伴い変形部のみ干
渉パターンが変化し、変形の様子が実時間で観測された
。再生された像は明瞭に、かつ明るく再生された。
【００２０】［実施例２］図４は実施例２の構成を示す
図である。図中、２ｂはコリメータ、４ｃ−４ｅはハー
フミラー、５ｂはＰＢＳ、６ｃ−６ｄはレンズ、７ｂは
ＳＬＭ、８ｂはＣＣＤアレイ、９ｂは物体、１０はレー
ザダイオードである。 光学系については書き込み側
をマッハツェンダー干渉系としたことと光源をレーザダ
イオードとしたことを除けば実施例１とほぼ同様なので
詳細は省略する。なお、マッハツェンダー干渉系は反射
型としても構成可能である。
図である。図中、２ｂはコリメータ、４ｃ−４ｅはハー
フミラー、５ｂはＰＢＳ、６ｃ−６ｄはレンズ、７ｂは
ＳＬＭ、８ｂはＣＣＤアレイ、９ｂは物体、１０はレー
ザダイオードである。 光学系については書き込み側
をマッハツェンダー干渉系としたことと光源をレーザダ
イオードとしたことを除けば実施例１とほぼ同様なので
詳細は省略する。なお、マッハツェンダー干渉系は反射
型としても構成可能である。
【００２１】ホログラム記録はハーフミラー４ｄを通過
した光は参照光として、反射された後に物体９ｂを透過
した光は物体光としてＳＬＭ７ｂに入射する。本構成で
物体光と参照光とから発生される干渉の空間周波数は、
実施例１と比較して低いので、実施例２は空間分解能が
低いＳＬＭでも適用可能である。この場合、読み出し側
では０次の読み出し光とホログラム情報を持つ＋１次の
回析光が同一方向に出射されるので、０次光を除去する
ためにＳＬＭ７ｂが位相ホログラムを構成するように配
置する。
した光は参照光として、反射された後に物体９ｂを透過
した光は物体光としてＳＬＭ７ｂに入射する。本構成で
物体光と参照光とから発生される干渉の空間周波数は、
実施例１と比較して低いので、実施例２は空間分解能が
低いＳＬＭでも適用可能である。この場合、読み出し側
では０次の読み出し光とホログラム情報を持つ＋１次の
回析光が同一方向に出射されるので、０次光を除去する
ためにＳＬＭ７ｂが位相ホログラムを構成するように配
置する。
【００２２】図５に示したパルスによりホログラムの消
去、書き込み、読み出しを実行する。図５のうち（ａ）
は物体の変位、（ｂ）はＳＬＭへの印加電圧、（ｃ）は
物体光および参照光の強度、（ｄ）は消去光強度である
。図５（ａ）は書き込みＩと書き込みＩＩとの間に物体
の変位が生じたときの例である。図５（ｂ）のＳＬＭへ
の印加電圧と図５（ｄ）の消去光強度については実施例
１と同様である。実施例２では多重記録の方法として１
回目の記録と２回目の記録とではレーザダイオードへの
注入電流を変化することにより、波長を変えた。ここで
光源としては、ＧａＩｎＰを活性層とする波長約６７０
ｎｍのレーザダイオードを用いた。
去、書き込み、読み出しを実行する。図５のうち（ａ）
は物体の変位、（ｂ）はＳＬＭへの印加電圧、（ｃ）は
物体光および参照光の強度、（ｄ）は消去光強度である
。図５（ａ）は書き込みＩと書き込みＩＩとの間に物体
の変位が生じたときの例である。図５（ｂ）のＳＬＭへ
の印加電圧と図５（ｄ）の消去光強度については実施例
１と同様である。実施例２では多重記録の方法として１
回目の記録と２回目の記録とではレーザダイオードへの
注入電流を変化することにより、波長を変えた。ここで
光源としては、ＧａＩｎＰを活性層とする波長約６７０
ｎｍのレーザダイオードを用いた。
【００２３】書き込みＩにおいてはレーザダイオード１
０が出力５ｍＷ、波長（λ１）６７０．０ｎｍで発振す
るようにし、書き込みＩＩにおいては出力６ｍＷ、波長
（λ２）６７０．１ｎｍで発振するようにした。なお、
読み出し時には書き込みＩと同一条件で発振させた。上
述のように消去、書き込み、読み出しを順に実行すると
、物体の等高線が明暗で表示される。しかし、図５（ａ
）で示されるように書き込みＩと書き込みＩＩの間で物
体に変形が生じると、該当部分で等高線の歪みとして観
察される。ＳＬＭに電圧±２０Ｖ、Ｔｅ１，Ｔｅ２，Ｔ
ｗ１のパルス幅２００μｓ、Ｔｗ２，Ｔｗ３のパルス幅
１００μｓのパルスを印加し、読み出し時間も２００μ
ｓとして高フレームレートで変形を観測することができ
た。
０が出力５ｍＷ、波長（λ１）６７０．０ｎｍで発振す
るようにし、書き込みＩＩにおいては出力６ｍＷ、波長
（λ２）６７０．１ｎｍで発振するようにした。なお、
読み出し時には書き込みＩと同一条件で発振させた。上
述のように消去、書き込み、読み出しを順に実行すると
、物体の等高線が明暗で表示される。しかし、図５（ａ
）で示されるように書き込みＩと書き込みＩＩの間で物
体に変形が生じると、該当部分で等高線の歪みとして観
察される。ＳＬＭに電圧±２０Ｖ、Ｔｅ１，Ｔｅ２，Ｔ
ｗ１のパルス幅２００μｓ、Ｔｗ２，Ｔｗ３のパルス幅
１００μｓのパルスを印加し、読み出し時間も２００μ
ｓとして高フレームレートで変形を観測することができ
た。
【００２４】
【発明の効果】本発明によれば、変形物体を逐次ホログ
ラムに記録し、振動、変形、等高線を可視化し実時間で
解析することができる。
ラムに記録し、振動、変形、等高線を可視化し実時間で
解析することができる。
【図１】本発明の実施例１を示す図である。
【図２】実施例１のＳＬＭの構造を示す図（（ａ）断面
図，（ｂ）上面図）である。
図，（ｂ）上面図）である。
【図３】実施例１のタイミングチャートで（ａ）は物体
の振動変位、（ｂ）はＳＬＭへの印加電圧、（ｃ）は消
去光強度を示す図である。
の振動変位、（ｂ）はＳＬＭへの印加電圧、（ｃ）は消
去光強度を示す図である。
【図４】本発明の実施例２を示す図である。
【図５】実施例２のタイミングチャートで（ａ）は物体
の変位、（ｂ）はＳＬＭへの印加電圧、（ｃ）は書き込
み光強度と波長、（ｄ）は消去光強度を示す図である。
の変位、（ｂ）はＳＬＭへの印加電圧、（ｃ）は書き込
み光強度と波長、（ｄ）は消去光強度を示す図である。
【図６】従来の技術（（ａ）記録装置、（ｂ）再生装置
）を示す図である。
）を示す図である。
１ａ レーザ光源
１ｂ レーザ光源
２ａ コリメータ
２ｂ コリメータ
２ｃ コリメータ
３ａ プリズム
３ｂ プリズム
３ｃ プリズム
３ｄ プリズム
３ｅ プリズム
３ｆ プリズム
３ｇ プリズム
４ａ ハーフミラー
４ｂ ハーフミラー
４ｃ ハーフミラー
４ｄ ハーフミラー
４ｅ ハーフミラー
４ｆ ハーフミラー
５ａ ＰＢＳ
５ｂ ＰＢＳ
６ａ レンズ
６ｂ レンズ
６ｃ レンズ
６ｄ レンズ
６ｅ レンズ
６ｆ レンズ
７ａ ＳＬＭ
７ｂ ＳＬＭ
７ｃ ＳＬＭ
８ａ ＣＣＤアレイ
８ｂ ＣＣＤアレイ
９ａ 物体
９ｂ 物体
９ｃ 物体
１０ レーザダイオード
１１ ホログラム乾板
１２ スクリーン
１１１ａ ガラス基板
１１１ｂ ガラス基板
１１２ａ 透明電極
１１２ｂ 透明電極
１１２ｃ 透明電極
１１３ 光伝導層
１１４ 誘電体ミラー
１１５ａ 配向膜
１１５ｂ 配向膜
１１６ ＦＬＣ
１１７ スペーサ
１１８ 封止材
１１９ 導電性接着剤
１２０ａ リード電極
１２０ｂ リード電極
Claims (3)
- 【請求項１】 電気的に記録タイミングが制御可能な
多重記録ホログラム法による変形・形状解析方法におい
て、ホログラム記録のために解析される物体を照射し、
かつ参照光を空間光変調器に照射する過程と、ホログラ
ム多重書き込みのために集光または結像する過程と、実
時間ホログラム記録、再生用の多重記録可能な光書き込
み型空間光変調器に多重記録のタイミングに合わせて記
録信号としての電気パルスを印加する過程と、前記空間
光変調器および前記コヒーレント光源に消去信号及び再
生信号としての電気パルスを印加する過程と、を有する
ことを特徴とする実時間変形・形状解析装置。 - 【請求項２】 電気的に記録タイミング制御可能な多
重記録ホログラム素子による変形・形状解析装置におい
て、ホログラム記録の物体光となる変形物体を照射し、
かつ参照光としても用いられるコヒーレント光源と、ホ
ログラム多重書き込み光学系および読み出し光学系と、
実時間ホログラム記録、再生を行い、かつ電気パルスに
よるシャッター効果を有し、さらに多重記録可能な光書
き込み型空間光変調器と、前記空間光変調器および前記
コヒーレント光源に消去信号、物体の変形に応じた時間
幅の記録信号、再生信号としての電気パルスを印加する
制御部と、から構成されることを特徴とする実時間振動
・形状解析装置。 - 【請求項３】 請求項２記載の実時間変形・形状解析
装置において、前記光書き込み型空間光変調器は光電変
換層として光伝導膜を有し、光変調材料として強誘電性
液晶を用い、強誘電性液晶の厚さはΔｎ・ｄ＝ｉλ／４
（Δｎ：液晶の複屈析、ｄ：厚さ、ｉ＝１、３、５、…
、λ：再生光の波長）を満足する空間光変調器であり、
前記ホログラムの読み出し光学系は偏光ビームスプリッ
タを配置し、該偏光ビームスプリッタのひとつの偏光軸
と液晶の配向方向が一致するホログラム読み出し系であ
り、前記ホログラム多重書き込み系は異なる波長の複数
のレーザ光源から構成され、または異なる波長を発振す
るレーザ光源から構成されることを特徴とする実時間変
形・形状解析装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP40607290A JPH04223208A (ja) | 1990-12-25 | 1990-12-25 | 実時間変形・形状解析方法及び装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP40607290A JPH04223208A (ja) | 1990-12-25 | 1990-12-25 | 実時間変形・形状解析方法及び装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04223208A true JPH04223208A (ja) | 1992-08-13 |
Family
ID=18515698
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP40607290A Pending JPH04223208A (ja) | 1990-12-25 | 1990-12-25 | 実時間変形・形状解析方法及び装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04223208A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003514247A (ja) * | 1999-10-29 | 2003-04-15 | ホロテック アクティーゼルスカブ | 光学ホログラム干渉法による、物体中の残留応力のリアルタイム非破壊測定を行うための方法および装置 |
| KR20030075968A (ko) * | 2002-03-22 | 2003-09-26 | 대우전자주식회사 | 이에스피아이장치에서 회전체 변형이나 진동을 측정하는장치 |
| JP2011059017A (ja) * | 2009-09-11 | 2011-03-24 | Wakayama Univ | 変位分布計測方法、装置及びプログラム |
| CN108594616A (zh) * | 2018-04-11 | 2018-09-28 | 广东理工职业学院 | 一种光学图像记录演示系统及方法 |
| CN108895986A (zh) * | 2018-07-17 | 2018-11-27 | 广西师范大学 | 基于条纹成像投影的显微三维形貌测量装置 |
| CN109764822A (zh) * | 2019-01-24 | 2019-05-17 | 武汉理工大学 | 基于图像与几何轮廓的大型门式起重机梁变形测量方法 |
-
1990
- 1990-12-25 JP JP40607290A patent/JPH04223208A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003514247A (ja) * | 1999-10-29 | 2003-04-15 | ホロテック アクティーゼルスカブ | 光学ホログラム干渉法による、物体中の残留応力のリアルタイム非破壊測定を行うための方法および装置 |
| KR20030075968A (ko) * | 2002-03-22 | 2003-09-26 | 대우전자주식회사 | 이에스피아이장치에서 회전체 변형이나 진동을 측정하는장치 |
| JP2011059017A (ja) * | 2009-09-11 | 2011-03-24 | Wakayama Univ | 変位分布計測方法、装置及びプログラム |
| CN108594616A (zh) * | 2018-04-11 | 2018-09-28 | 广东理工职业学院 | 一种光学图像记录演示系统及方法 |
| CN108895986A (zh) * | 2018-07-17 | 2018-11-27 | 广西师范大学 | 基于条纹成像投影的显微三维形貌测量装置 |
| CN109764822A (zh) * | 2019-01-24 | 2019-05-17 | 武汉理工大学 | 基于图像与几何轮廓的大型门式起重机梁变形测量方法 |
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