参照面のうねりの影響を受けない大型光学部品の光干渉式高精度うねり形状測定法

1991 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 02650028
• Research Institution: Kanazawa University
• Principal Investigator: 安達 正明 金沢大学, 工学部, 講師 (50212519)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 竹内 望 金沢大学, 工学部, 教授 (20035588)
• Keywords: 振動 / 位置制御 / 移動テ-ブル / 光干渉 / 形状計測 / うねり形状

Research Abstract

商用周波数(60Hz)の雑音信号が,周辺の動力源からの外乱振動としてや誘導雑音として,開発中の計測装置内に入り込んで行た。そこでこの信号の除去回路をロ-パスのアクティブフィルタ-を用いて作製した。この場合,60Hz以上の信号は大きく減衰することになるので,試料テ-ブルに低速移動方式を組み込んで測定対象物の高周波数成分を測定できるようにした。テ-ブルの移動スピ-ドをvμm/sとするとν=v/60(μm)以上の空間周波数成分の情報が大きく減衰することになる。本研究ではゆったりした大きな形状(低周波数形状成分が主となる)の高精度計測が目的であるから,この手法には問題はない。
低速低振動で長距離移動ができる試料テ-ブルの開発を試みた。ただし,非常に低速になるとギクシャクした動きとなり,これは摺動面の摩擦が原因していることが分かった。この動きは一般的な潤滑剤を用いても解決できなく,その振幅は,モ-タとボ-ルネジ間の接続強度とダンピング特性に強く関係しているようである。この問題は摺動面にエア-ベアリングを使うことにより大幅に改善できると考えられる。
差動式のセンサ形状を用いた時に必然的に強度が減衰していまう,うねり(低周波数)成分を高精度に回復するためのソフトウェアの開発を行った。取り込んだセンサ信号から,FFT(高速フ-リエ変換)を用いてスペクトル成分を抜き出し,その信号に,センサ形状から決定されるセンサのピックアップ周波数特性と逆の特性を持つフィルタ-をかけて,その後,逆FFTを行って形状回復を図っている。理論的に計算されるセンサのピックアップ周波数特性は,実際のセンサのピックアップ周波数特性と少し違っている。この原因は用いた顕微鏡の光学特性の理想値からのずれによると考えられるが,本装置ではその差を標準形状試料を用いて評価した。

Research Products

• [Publications] 安達 正明,三宅 富士雄,竹内 望,鈴木 紀生: "SupersmoothーSurface Profilometer using Optical Skid" International Journal of the Japan Society for Precision Engineering.