2007 Fiscal Year Annual Research Report
次世代高精度ミラー製作のための傾斜角積分型超精密形状計測法の開発
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19206019
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
遠藤 勝義 Osaka University, 大学院・工学研究科, 教授 (90152008)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
東 保男 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 機械工学センター, 准教授 (70208742)
打越 純一 大阪大学, 大学院・工学研究科, 助教 (90273581)
久米 達哉 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 機械工学センター, 助教 (40353362)
江並 和宏 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 機械工学センター, 助教 (00370073)
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| Keywords | 形状計測 / 法線ベクトル / スロープエラー / 形状誤差 / 最小二乗法 / アルゴリズム / 高精度ミラー / ロータリーエンコーダー |
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| Research Abstract |
本年度は、超精密形状計測装置の設計と測定点の座標とその点での法線ベクトルから形状を算出するアルゴリズムの開発、超精密形状計測システムの開発を実施した。
まず、超精密形状測定装置の設計では、測定対象を平面に近いミラー形状からレンズを含めた曲率半径の小さな形状に拡げ、その場合の問題点を誤差解析によって明らかにした。特に、曲率半径の小さな測定対象に対応するために、光路長を短くし、2軸2組のゴニオメーターの配置を再考し、装置全体をコンパクトにする新たなステージ系を設計した。また、入出射光路一致および光路長一定のフィードバック制御係の設計において、全計測時間を数時間以内から5分間以内と設計仕様を変更し、各測定時間を1sec以下から30msec以下に短縮した。この条件を満たすピエゾ素子を駆動に用いた制御系を設計し、既存の試作機による入出射光路一致フィードバック制御系の実証実験を試みた。なお、従来の測定点座標と法線ベクトルの測定値から積分によって形状を算出する場合は、測定点の増加とともに誤差が蓄積し、測定値から形状を算出する過程で不必要な誤差が加わる。さらに、測定点は規則的な周期の格子点である必要がある。そこで、完全系の関数で測定面形状を近似し、最小二乗法によって測定点座標とその点での法線ベクトルの残差を最小にする完全系関数の係数を求めて測定面形状を一意的に決定する、測定点の座標とその点での法線ベクトルから形状を算出するアルゴリズムの開発に成功した。そして、測定点座標を求めるためには、光路長Lの値を求める必要がある。そこで、Lを必要な精度で測定する自立校正法を発案し、計測全体を自動化して統合するシステムを設計した。
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Research Products
(4 results)
