| 研究課題/領域番号 |
20H00211
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| 研究種目 |
基盤研究(A)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
中区分18:材料力学、生産工学、設計工学およびその関連分野
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
高 偉 東北大学, 工学研究科, 教授 (70270816)
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| 研究分担者 |
清水 裕樹 北海道大学, 工学研究院, 教授 (70606384)
松隈 啓 東北大学, 工学研究科, 准教授 (90728370)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
44,980千円 (直接経費: 34,600千円、間接経費: 10,380千円)
2023年度: 8,710千円 (直接経費: 6,700千円、間接経費: 2,010千円)
2022年度: 13,910千円 (直接経費: 10,700千円、間接経費: 3,210千円)
2021年度: 9,750千円 (直接経費: 7,500千円、間接経費: 2,250千円)
2020年度: 12,610千円 (直接経費: 9,700千円、間接経費: 2,910千円)
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| キーワード | 精密位置決め / 加工計測 / 超精密計測 / 精密計測 / 精度 / 分解能 / 超短パルスレーザ / 光周波数コム / 変位 / 形状 / 位置決め / 光応用計測 / ３次元計測 / トレーサビリティ / 自律校正 / 角度 / 位置 / 生産工学 / 加工学 / 絶対計測 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
次世代「つながる」超精密ものづくり実現に必須となる3次元超精密「絶対」形状計測基盤の確立を目的として，不等ピッチ絶対グリッド（不等間隔のものさし）および色収差レンズの分光作用をもとに，XYZ3軸絶対位置情報を光コム光源の光周波数情報に次元変換して検出する，極高感度絶対型XYZ位置コムを開発する．さらに，ナノメートル精度が限界である従来の計測・校正分離型信頼性保証（校正）体系の打破に向け，光コム光源をGPS衛星経由で「時間」の国家標準に直結することで実現する新概念の計測・校正一体型「その場自律校正体系」を確立し，遠隔地の生産現場における国家標準に匹敵する限界精度までの極高精度化を試みる．
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| 研究成果の概要 |
次世代「つながる」超精密ものづくり実現に必須となるサブアトム級（10pm）3次元超精密「絶対」形状計測基盤の確立を目的として，不等ピッチ絶対グリッドおよび色収差レンズの分光作用を用いて計測点のXY軸，Z軸絶対位置情報をそれぞれ光周波数スケールコムに次元変換して検出する，極高感度絶対型XYZ位置コムを提案するとともに，それに必要な大面積不等ピッチ絶対グリッドを生成する波面分割光干渉光学系を構築する．さらに， XYZ位置コムの光周波数コム光源をGPS衛星経由で「時間」の国家標準に直結することで信頼性保証を同時に実現する新概念の「その場自律校正体系」確立を遂げる．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
光周波数域における独創的な差動型検出手法で，高感度かつロバストな極高精度XYZ絶対位置計測を世界に先駆けて実現できる．これは超精密光計測の学術分野を格段に発展させるもので，生産工学のみならず機械工学の幅広い分野への波及効果が高い．また絶対型XYZ位置コムにより，次世代「つながる工場」のコンセプトを超精密ものづくりに適用しIoT社会に波及させる．あらゆる計測量の中で一番高確度な「時間」の国家標準と直結した最高精度の信頼性保証サービスを，どこでも，いつでも必要な人に提供できる社会的インフラ基盤が実現し，国家標準を社会全体で容易に共有できることになり，今までにない価値を生み出すことができる．
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