マイクロナノ精度の変位測定は、精密機械加工、半導体製造、工業オートメーション制御などの分野で極めて重要な役割を果たしています。光格子変位センサーは、ポテンショメーター式やレーザー干渉式などの方法と比べて、構造が簡単で解像度が高く、電磁干渉に強いという利点があり、精密な変位測定の分野で重要な手法となっています。しかし、現在成熟した光格子変位センサーの多くは測定尺と読み取りヘッドで構成されており、大きな体積と小さい測定範囲（低い「レンジ・レングス比」、Range-Length Ratio、RLR）を持ちます。例えば、キーエンスのGT2-S1のRLRはわずか0.033であり、限られた空間での応用に対応できません。この課題に対し、本稿ではセンサーの体積を圧縮するために「W」字形の反射折り返し光路構造を設計し、センサープローブを本体に統合して高いRLRを実現し、変異粒子群最適化（Particle Swarm Optimization、PSO）アルゴリズムを利用して光電検出信号の識別と誤差補正を行い、高精度な計測を達成する新しいマイクロ型光格子変位センサーを提案・実装しました。検証の結果、提案したセンサーは体積を7 mm×8.5 mm×25 mmに縮小しつつ、測定範囲は15 mm、RLRは最大0.6、誤差は1.1μm以下であることが確認されました。この光格子変位センサーは小型、高いRLR、高精度測定および再利用の容易さを特徴としており、狭小で制限された空間におけるオンラインギャップおよび変位測定の課題を解決します。

絶対型光格子変位センサー;マイクロ化;変位測定;誤差補正;ギャップ測定