2次元PSDの高度利用のための自律校正法の研究

Research Project

Project/Area Number	07650163
Research Category	Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
Allocation Type	Single-year Grants
Research Field	設計工学・機械要素・トライボロジー
Research Institution	Tohoku University
Principal Investigator	林玉池東北大学, 工学部, 助手 (90270818)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	高偉東北大学, 工学部, 助手 (70270816)
Project Period (FY)	1995
Project Status	Completed (Fiscal Year 1995)
Budget Amount *help	¥1,900,000 (Direct Cost: ¥1,900,000) Fiscal Year 1995: ¥1,900,000 (Direct Cost: ¥1,900,000)
Keywords	計測 / 2次元PSD / 非線形誤差 / 自律校正 / 基準 / 精度
Research Abstract	2次元PSDの線形誤差をその素子の分解能の限界まで詳細に校正し,そのデータを基に2次元ソフトウェアリニアライザを構築することを目的に研究を進めた.まず2次元PSDの2次元の位置決めができる特性を生かし,その線形誤差の自律校正法を開発した.その手法により,特別な基準を用いずに2次元PSDの詳細な線形誤差が得られる.次にその自律校正法を実現するための実験装置を試作した.装置は光ビーム走査部と受光部からなる.光ビーム走査部は光源部とxyテーブルから構成され,受光部は校正対象となる2次元PSDと,上下に移動できるzテーブルから構成される.zテーブルは上下に移動すると,光源とPSDの距離が変わるので,これを利用してPSDに入射する光スポット径を変える.PSDのXとYの全測定範囲をスポット走査方向とそれに直角な方向に関して同じピッチでm(m=20)分割する.一回測定した後,1ピッチ移動してもう一回測定する.XとYを全部測定すると,PSDの受光面上に測定点が(m-1)×(m-1)の格子状に生じる.データ処理の上で,初めのYの読みの1/nを基準にしてXの誤差を推定し,その結果を使ってYの誤差を推定する.それからXとYの入力変位の値をそれぞれ相手の一つ前の校正結果を使って補正する手順を収束が完了するまで繰り返す.構築した校正装置を用いて2種類の2次元PSDを校正した.分解能と測定系のノイズとドリフトによる限界の繰返し精度で校正ができた.また,ディジタル変位計による校正結果と比べると,ほぼ同様の線形誤差の傾向が得られた.なお,少なくとも低周波特性ではカタログの分解能より1けた以上高い精度でPSDを使うことができることをも示した,