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コンパクト三次元形状計測システムCompact Nano-Profilerの開発

研究課題

研究課題/領域番号 21246026
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 生産工学・加工学
研究機関東京工業大学

研究代表者

新野 秀憲  東京工業大学, 精密工学研究所, 教授 (40196639)

研究分担者 吉岡 勇人  東京工業大学, 精密工学研究所, 准教授 (90361758)
澤野 宏  東京工業大学, 精密工学研究所, 助教 (40514295)
研究期間 (年度) 2009 – 2011
研究課題ステータス 完了 (2011年度)
配分額 *注記
42,510千円 (直接経費: 32,700千円、間接経費: 9,810千円)
2011年度: 9,620千円 (直接経費: 7,400千円、間接経費: 2,220千円)
2010年度: 14,040千円 (直接経費: 10,800千円、間接経費: 3,240千円)
2009年度: 18,850千円 (直接経費: 14,500千円、間接経費: 4,350千円)
キーワードナノ計測 / 三次元計測 / コンパクト構造 / ナノ形状計測 / プローブシステム / トンネル電流 / 原子間力 / ナノ運動制御 / Nano-profiler / Nano-measuring / Nano-motion control / Three-dimensional profile / Scanning Tunneling Microscopy / Nano-geometry / Measuring machine / Probe
研究概要

本研究では,数10mm×数10mmの広い計測領域と1nmの高い計測分解能を同時に満足するコンパクト構造の3次元形状計測システムCompact Nano-Profilerを開発した.このシステムは,低重心のX-Y平面ナノ運動テーブルシステム,重力補償機能を組み込んだ鉛直方向ナノ位置決め機構,ならびに走査形トンネル顕微鏡STMプローブシステムから構成され,力学的および熱的に安定な構造を有する超精密形状計測システムである.基本性能を明らかにするため一連の計測評価実験をおこなった結果,構築したシステムがXYZの各軸について1nmの高い位置決め分解能を有すること,長時間にわたる計測時間においても高い計測安定性を有すること,ならびに高い繰返し精度を有することをそれぞれ確認した.さらにSTMプローブを原子間力顕微鏡AFMプローブに換装することにより,絶縁体であるガラスレンズなどのnmスケールの計測が可能であることについても確認し,開発したシステムが様々な材質,形状,寸法の計測対象の3次元ナノ形状計測が可能であることを明らかにした.

報告書

(4件)
  • 2011 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2010 実績報告書
  • 2009 実績報告書
  • 研究成果

    (39件)

すべて 2011 2010 2009 その他

すべて 雑誌論文 (16件) (うち査読あり 16件) 学会発表 (18件) 図書 (1件) 備考 (4件)

  • [雑誌論文] On-Machine Optical Surface Profile Measuring System for Nano-Machining2011

    • 著者名/発表者名
      Sawano Hiroshi, Takahashi Motohiro, Yoshioka Hayato, Shinno Hidenori, Mitsui Kimiyuki
    • 雑誌名

      International Journal of Automation Technology

      巻: Vol.5, No.3 ページ: 369-376

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 精密機械システム用非接触構造アクティブ除振ユニット2011

    • 著者名/発表者名
      清水一力, 澤野宏, 吉岡勇人, 新野秀憲
    • 雑誌名

      日本機械学会論文集

      巻: Vol.77, No.782 ページ: 3572-3580

    • NAID

      130001433442

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] AFMプローブを用いた三次元形状計測システム2011

    • 著者名/発表者名
      綾田翔, 澤野宏, 吉岡勇人, 新野秀憲
    • 雑誌名

      日本機械学会論文集

      巻: Vol.77, No.782 ページ: 3597-3607

    • NAID

      130001433445

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] On-Machine Optical Surface Profile Measuring System for Nano-Machining2011

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Sawano, Motohiro Takahashi, Hayato Yoshioka, Hidenori Shinno, Kimiyuki Mitsui
    • 雑誌名

      International Journal of Automation Technology

      巻: Vol.5,No.3 ページ: 369-376

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A Newly Developed Long Range Positioning Table System with a Sub-Nanometer Resolution2011

    • 著者名/発表者名
      Hidenori Shinno, Hayato Yoshioka, Hiroshi Sawano
    • 雑誌名

      CIRP Annals - Manufacturing Technology

      巻: Vol.60,No.1 号: 1 ページ: 403-406

    • DOI

      10.1016/j.cirp.2011.03.027

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 精密機械システム用非接触構造アクティブ除振ユニット2011

    • 著者名/発表者名
      清水一力, 深野宏, 吉岡勇人, 新野秀憲
    • 雑誌名

      日本機械学会論文集C編

      巻: 77 号: 782 ページ: 3572-3580

    • DOI

      10.1299/kikaic.77.3572

    • NAID

      130001433442

    • ISSN
      0387-5024, 1884-8354
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] AFMプローブを用いた三次元形状計測システム2011

    • 著者名/発表者名
      綾田翔, 深野宏, 吉岡勇人, 新野秀憲
    • 雑誌名

      日本機械学会論文集C編

      巻: 77 号: 782 ページ: 3597-3607

    • DOI

      10.1299/kikaic.77.3597

    • NAID

      130001433445

    • ISSN
      0387-5024, 1884-8354
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A Newly Developed Three-Dimensional Profile Scanner with Nanometer Spatial Resolution2010

    • 著者名/発表者名
      Shinno Hidenori, Yoshioka Hayato, Gokan Toshimichi, Sawano Hiroshi
    • 雑誌名

      Cirp Annals-Manufacturing Technology

      巻: Vol.59, No.1 ページ: 525-528

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Three-Dimensional Nano-Motion System for SPM-Based CMM, Journal of Advanced Mechanical Design2010

    • 著者名/発表者名
      Sawano Hiroshi, Gokan Toshimichi, Yoshioka Hayato, Shinno Hiden
    • 雑誌名

      Systems and Manufacturing

      巻: Vol.4, No.6 ページ: 1192-1200

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A Newly Developed X-Y Planar Nano-Motion Table System with Large Travel Range2010

    • 著者名/発表者名
      Kurisaki Yugo, Sawano Hiroshi, Yoshioka Hayato, Shinno Hidenori
    • 雑誌名

      Journal of Advanced Mechanical Design Systems and Manufacturing

      巻: Vol.4, No.5 ページ: 976-984

    • NAID

      130000335371

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A Newly Developed Long Range Positioning Table System with a Sub-Nanometer Resolution2010

    • 著者名/発表者名
      Shinno Hidenori, Yoshioka Hayato, Sawano Hiroshi
    • 雑誌名

      Cirp Annals. Manufacturing Technology

      巻: Vol.4, No.6 ページ: 1192-1200

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A Newly Developed Three-Dimensional Profile Scanner with Nanometer Spatial Resolution2010

    • 著者名/発表者名
      H.Shinno, H.Yoshioka, T.Gokan, H.Sawano
    • 雑誌名

      CIRP(International Academy for Production Engineering) Annals-Manufacturing Technology

      巻: Vol.59, No.1 ページ: 525-528

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A Newly Developed X-Y Planar Nano-Motion Table System with Large Travel Range2010

    • 著者名/発表者名
      Y.Kurisaki, H.Sawano, H.Yoshioka, H.Shinno
    • 雑誌名

      Journal of Advanced Mechanical Design, Systems and Manufacturing

      巻: Vol.4. No.5 ページ: 976-984

    • NAID

      130000335371

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Three-Dimensional Nano-Motion System for SPM-Based CMM2010

    • 著者名/発表者名
      H.Sawano, T.Gokan, H.Yoshioka, H.Shinno
    • 雑誌名

      Journal of Advanced Mechanical Design, Systems and Manufacturing

      巻: Vol.4, No.6 ページ: 1192-1200

    • NAID

      130000428100

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A High Performance Tilting Platform Driven by Hybrid Actuator2009

    • 著者名/発表者名
      Shinno Hidenori, Yoshioka Hayato, Hayashi Mamoru
    • 雑誌名

      Cirp Annals. Manufacturing Technology

      巻: Vol.58, No.1 ページ: 363-366

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A High Performance Tilting Platform Driven by Hybrid Actuator2009

    • 著者名/発表者名
      Shinno, H., Yoshioka, H., Hayashi, M.
    • 雑誌名

      Cirp Annals-Manufacturing Technology (Annals of the International Academy for Production Engineering) 58/1

      ページ: 363-366

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] AFMプローブを用いた三次元形状計測システム2011

    • 著者名/発表者名
      綾田翔,澤野宏,吉岡勇人,新野秀憲
    • 学会等名
      第8回生産加工・工作機械部門講演会
    • 発表場所
      岡山
    • 年月日
      2011-11-19
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] In-Process Ultrasonic Monitoring Method for Cutting Process2011

    • 著者名/発表者名
      Yoshioka Hayato, Fujiki Yusuke, SawanoHiroshi, Shinno Hidenori
    • 学会等名
      The 6th International Conference on Leading Edge Manufacturing in 21st Century
    • 発表場所
      Saitama, Japan
    • 年月日
      2011-11-09
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] In-Process Ultrasonic Monitoring Method for Cutting Process2011

    • 著者名/発表者名
      Hayato Yoshioka, Yusuke Fujiki, Hiroshi Sawano, Hidenori Shinno
    • 学会等名
      6th International Conference on Leading Edge Manufacturing in 21st Century
    • 発表場所
      Saitama, Japan
    • 年月日
      2011-11-09
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] A Newly Developed AFM-Based Three Dimensional Profile Measuring System2011

    • 著者名/発表者名
      Sawano Hiroshi, Ayada Sho, Yoshioka Hayato, Shinno Hidenori
    • 学会等名
      The 11th International Conference of the euspen
    • 発表場所
      Lake Como, Italy
    • 年月日
      2011-05-25
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] Structural Design of Long Range Sub-Nanometer Positioning System2011

    • 著者名/発表者名
      Yoshioka Hayato, Kuroyama Shota, Sawano Hiroshi, Shinno Hidenori
    • 学会等名
      The 11th International Conference of the euspen
    • 発表場所
      Lake Como
    • 年月日
      2011-05-25
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] A Newly Developed AFM-Based Three Dimensional Profile Measuring System2011

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Sawano, Sho Ayada, Hayato Yoshioka, Hidenori Shinno
    • 学会等名
      11th International Conference of the European Society for Precision Engineering and Nanotechnology
    • 発表場所
      Lake Como, Italy
    • 年月日
      2011-05-25
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Structural Design of Long Range Sub-Nanometer Positioning System2011

    • 著者名/発表者名
      Hayato Yoshioka, Shota Kuroyama, Hiroshi Sawano, Hidenori Shinno
    • 学会等名
      11th International Conference of the European Society for Precision Engineering and Nanotechnology
    • 発表場所
      Lake Como, Italy
    • 年月日
      2011-05-25
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] AFMプローブを用いた三次元形状計測システム2010

    • 著者名/発表者名
      綾田翔, 澤野宏, 吉岡勇人, 新野秀憲
    • 学会等名
      第8回生産加工・工作機械部門講演会講演前刷集
    • 発表場所
      岡山
    • 年月日
      2010-11-19
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] System by Means of Optical Stylus for Nano-Machining2010

    • 著者名/発表者名
      Sawano Hiroshi, Takahashi Motohiro, Yoshioka Hayato, Shinno Hidenori, Mitsui Kimiyuki
    • 学会等名
      Conference on High Performance Cutting
    • 発表場所
      Gifu, Japan
    • 年月日
      2010-10-27
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] On-Machine Shape Measuring System by Means of Optical Stylus for Nano-Machining2010

    • 著者名/発表者名
      H.Sawano, M.Takahashi, H.Yoshioka, H.Shinno, K.Mitsui
    • 学会等名
      Proceedings of 4th CIRP International Conference on High performance Cutting
    • 発表場所
      Gifu, Japan
    • 年月日
      2010-10-27
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Three-Dimensional Nano-Positioning System for Compact CMM2010

    • 著者名/発表者名
      Sawano Hiroshi, Gokan Toshimichi, Yoshioka Hayato, Shinno Hidenori
    • 学会等名
      The 10th International Conference of the euspen
    • 発表場所
      Delft, Netherland
    • 年月日
      2010-06-02
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] Three-Dimensional Nano-Positioning System for Compact CMM2010

    • 著者名/発表者名
      H.Sawano, T.Gokan, H.Yoshioka, H.Shinno
    • 学会等名
      Proceedings of the euspen International Conference-Delft-June 2010
    • 発表場所
      Delft, Netherland
    • 年月日
      2010-06-02
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] A Newly Developed X-Y Planar Nano-Motion Table System with Large Travel Ranges2009

    • 著者名/発表者名
      Kurisaki Yugo, Sawano Hiroshi, Yoshioka Hayato, Shinno Hidenori
    • 学会等名
      The 5th International Conference on Leading Edge Manufacturing in 21st Century
    • 発表場所
      Osaka, Japan
    • 年月日
      2009-12-02
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] Torque Error Compensation in Pneumatic Rotary Actuator System Using an Electromagnetic Force2009

    • 著者名/発表者名
      Hayahi Mamoru, Sawano Hiroshi, Yoshioka Hayato, Shinno Hidenori
    • 学会等名
      The 5th International Conference on Leading Edge Manufacturing in 21st Century
    • 発表場所
      Osaka, Japan
    • 年月日
      2009-12-02
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] A Newly Developed X-Y Planar Nano-Motion Table System with Large Travel Ranges2009

    • 著者名/発表者名
      Kurisaki, Y., Sawano, H., Yoshioka, H., Shinno, H.
    • 学会等名
      The 5^<th> International Conference on Leading Edge Manufacturing in 21^<st> Century
    • 発表場所
      Osaka, Japan
    • 年月日
      2009-12-02
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Torque Error Compensation in Pneumatic Rotary Actuator System Using an Electromagnetic Force2009

    • 著者名/発表者名
      Hayashi, M., Sawano, H., Yoshioka, H., Shinno, H.
    • 学会等名
      The 5^<th> International Conference on Leading Edge Manufacturing in 21^<st> Century
    • 発表場所
      Osaka, Japan
    • 年月日
      2009-12-02
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] High Torque and High Precision Rotary Table System Driven by Hybrid Actuator2009

    • 著者名/発表者名
      Hayashi Mamoru, Sawano Hiroshi, Yoshioka Hayato, Shinno Hidenori
    • 学会等名
      The 9th International Conference of the euspen
    • 発表場所
      San Sebastian, Spain
    • 年月日
      2009-06-04
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] High Torque and High precision Rotary Table System Driven by Hybrid Actuator2009

    • 著者名/発表者名
      Hayashi, M., Sawano, H., Yoshioka, H., Shinno, H.
    • 学会等名
      The 9^<th> International Conference of the euspen
    • 発表場所
      San Sebastian, Spain
    • 年月日
      2009-06-04
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [図書] Chapter 4, Various Remedies for Reduction of Thermal Deformation, Thermal Deformation in Machine Tools(Edited by Yoshimi Ito)2010

    • 著者名/発表者名
      Hidenori Shinno
    • 出版者
      McGraw-Hill
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [備考] 3次元計測装置,ナノからミリまでカバー,東工大精密位置制御で高精度,日刊工業新聞朝刊, 2010年8月24日,科学技術・大学欄.新聞発表

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [備考] 位置決めシステム,東工大ワーク制御1ナノメートル以下,日刊工業新聞朝刊, 2011年6月24日,科学技術・大学欄.新聞発表

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [備考] ワーク外さず精密測定,東工大レーザーで非接触,日刊工業新聞朝刊, 2012年1月10日,科学技術・大学欄.新聞発表

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www.pi.titech.ac.jp/news/detail_739.html

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書

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公開日: 2009-04-01   更新日: 2016-04-21  

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