2014 Fiscal Year Annual Research Report
次世代超精密移動ステージ角度誤差計測用高精度３軸レーザオートコリメータの研究
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24360050
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
高 偉 東北大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (70270816)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
伊東 聡 東北大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (00624818)
清水 裕樹 東北大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (70606384)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | 計測 / 角度 / 誤差 / ステージ / 超高感度 / 光 / センサ / アッベ誤差 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
最終年度である本年度は，超精密ステージの3軸角度誤差の全軸超高感度一括計測実現に向け，リニアエンコーダ光学ヘッドとスケールを共有できる，組み込み型マイクロセンサヘッド光学系を設計・試作した．前年度の理論検討の結果をもとに光学系を最適化するとともに，光電変換回路の低ノイズ化による信号S/N比向上を測った．
超精密ステージのリニアエンコーダスケールをマイクロセンサヘッド光学系の測定ターゲットとして用い，試作センサの特性を実験的に評価した．その結果，スケール格子からの0次回折光および1次回折光を同時に観測することで，ステージのピッチ・ロール・ヨー角度変位を一括計測できることを確認した．これにより，開発の3軸レーザオートコリメータの，3軸角度変位一括計測に対する有効性を実証した．
更に，予め外部センサ(オートコリメータ)で校正したPZT精密傾斜ステージを用いて試作センサの感度特性を評価した後，傾斜ステージに微小角度変位を印加して試作センサの角度測定分解能を評価した．その結果，特にアッベ誤算の要因となる超精密ステージのロール角度，ヨー角度について，試作センサが目標である測定分解能0.01arcsecを超える高分解能を有することを実験的に確認できた．また，ピッチ角度についても理論計算とほぼ一致する0.1arcsecの高測定分解能を得ることができた．
以上のとおり，研究実施計画の項目に沿って研究を実施し，予定の項目をすべて完遂し，設定した目標を達成できた．
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| Research Progress Status |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Causes of Carryover |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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[Presentation] A miniaturized three-axis angle sensor2014
Author(s)
Taiji Maruyama, Siew-Leng Tan, Yuki Shimizu, Dai Murata, So Ito, and Wei Gao
Organizer
The 6th International Conference on Positioning Technology: Mechatronics and Measurement in Precision Technology (ICPT2014)
Place of Presentation
福岡県北九州市 北九州国際会議場
Year and Date
2014-11-19 – 2014-11-20
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