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回折光干渉型シングル計測ポイントXYZ3軸サーフェスエンコーダに関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 21360057
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 生産工学・加工学
研究機関東北大学

研究代表者

高 偉  東北大学, 大学院・工学研究科, 教授 (70270816)

研究分担者 清水 祐樹  東北大学, 大学院・工学研究科, 准教授 (70606384)
荒井 義和  東北大学, 大学院・工学研究科, 助教 (20455801)
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
19,370千円 (直接経費: 14,900千円、間接経費: 4,470千円)
2011年度: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2010年度: 5,850千円 (直接経費: 4,500千円、間接経費: 1,350千円)
2009年度: 9,100千円 (直接経費: 7,000千円、間接経費: 2,100千円)
キーワード多軸計測 / 微細格子 / 平面ステージ / 回折光
研究概要

次世代XYZ3軸超精密平面ステージなどの計測制御のために, シングルレーザ入射ビームとサーフェス微細格子を用いた回折光干渉型XYZ3軸サーフェスエンコーダという全く新しいXYZ3軸変位の計測原理を提案した.また, ステージに搭載可能な小型センサヘッドを試作し, シングル計測ポイントからの情報でステージのXYZ3軸変位を100mm(X)x100mm(Y)x1mm(Z)の範囲に渡って0. 1nmの分解能で一括計測できることを実証した.

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

    (49件)

すべて 2012 2011 2010 2009 その他

すべて 雑誌論文 (17件) (うち査読あり 14件) 学会発表 (26件) 図書 (1件) 備考 (4件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] A sub-nanometric three-axis surface encoder with short-period planar gratings for stage motion measurement2012

    • 著者名/発表者名
      Akihide Kimura, Wei Gao, WooJae Kim, Koji Hosono, Yuki Shimizu, Lei Shi, Lijiang Zeng
    • 雑誌名

      Precision Engineering

      巻: (In press)

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書 2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Fast Evaluation of Period Deviation and Flatness of a Linear Scale by Using a Fizeau Interferometer2012

    • 著者名/発表者名
      WooJae Kim, Yuki Shimizu, Akihide Kimura and Wei Gao
    • 雑誌名

      International Journal of Precision Engineering and Manufacturing

      巻: (In press)

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Fast Evaluation of Period Deviation and Flatness of a Linear Scale by Using a Fizeau Interferometer2012

    • 著者名/発表者名
      WooJae Kim, Yuki Shimizu, Akihide Kimura, Wei Gao
    • 雑誌名

      International Journal of precision Engineering and Manufacturing

      巻: (未定)(印刷中)

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Multi-axis grating encoders for stage motion measurement2011

    • 著者名/発表者名
      WooJae KIM, Akihide Kimura, Koji Hosono, Yuki Shimizu and Wei Gao
    • 雑誌名

      International Journal of Nanomanufacturing

      巻: Vol.7 ページ: 409-426

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A two-degree-of-freedom linear encoder with a mosaic scale grating2011

    • 著者名/発表者名
      Akihide Kimura, Koji Hosono, WooJae Kim, Yuki Shimizu and Wei Gao
    • 雑誌名

      International Journal of Nanomanufacturing

      巻: Vol.7 ページ: 73-91

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Surface Encoders for a Mosaic Scale Grating2011

    • 著者名/発表者名
      Koji Hosono, WooJae Kim, Akihide Kimura, Yuki Shimizu and Wei Gao
    • 雑誌名

      International Journal of Automation Technology

      巻: Vol.5 ページ: 91-96

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Surface Encoders for a Mosaic Scale Grating2011

    • 著者名/発表者名
      Koji Hosono, WooJae Kim, Akihide Kimura, Yuki Shimizu, Wei Gao
    • 雑誌名

      International Journal of Automation Technology

      巻: 5 ページ: 91-96

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Multi-axis grating encoders for stage motion measurement2011

    • 著者名/発表者名
      WooJae KIM, Akihide Kimura, Koji Hosono, Yuki Shimizu, Wei Gao
    • 雑誌名

      International Journal of Nanomanufacturing

      巻: 7 ページ: 409-426

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A two-degree-of-freedom linear encoder with a mosaic scale grating2011

    • 著者名/発表者名
      Akihide Kimura, Koji Hosono, WooJae Kim, Yuki Shimizu, Wei Gao
    • 雑誌名

      International Journal of Nanomanufacturing

      巻: 7 ページ: 73-90

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 回折光干渉型多軸サーフェスエンコーダ2011

    • 著者名/発表者名
      木村彰秀, 細野幸治, 金于載, 荒井義和, 高偉
    • 雑誌名

      光アライアンス

      巻: 2011-3 ページ: 49-52

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [雑誌論文] Design and construction of a two-degree-of-freedom linear encoder for nanometric measurement of stage position and straightness2010

    • 著者名/発表者名
      Akihide Kimura, Wei Gao, Yoshikazu Arai, Zeng Lijiang
    • 雑誌名

      Precision Engineering

      巻: Vol.34 ページ: 145-155

    • NAID

      10029042455

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Position and out-of-straightness measurement of a precision linear air-bearing stage by using a two-degree-of-freedom linear encoder2010

    • 著者名/発表者名
      Akihide Kimura, Wei Gao, Zeng Lijiang
    • 雑誌名

      Measurement Science and Technology

      巻: Vol.21, No.5

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書 2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A fast evaluation method for pitch deviation and out-of-flatness of a planar scale grating2010

    • 著者名/発表者名
      Wei Gao, Akihide Kimura
    • 雑誌名

      CIRP Annals-Manufacturing Technology

      巻: Vol.59 ページ: 505-508

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A fast evaluation method for pitch deviation and out-of-flatness of a planar scale grating2010

    • 著者名/発表者名
      W.Gao, A.Kimura
    • 雑誌名

      Annals of the CIRP

      巻: 59-1 ページ: 505-508

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 多軸サーフェスエンコーダの基礎2010

    • 著者名/発表者名
      木村彰秀, 高偉
    • 雑誌名

      精密工学会誌

      巻: 76-7 ページ: 759-762

    • NAID

      130000421865

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [雑誌論文] Design and construction of a two-degree-of-freedom linear encoder for nanometric measurement of stage position and straightness2010

    • 著者名/発表者名
      Akihide Kimura, Wei Gao, Yoshikazu Arai, Zeng Lijiang
    • 雑誌名

      Precision Engineering 34-1

      ページ: 145-155

    • NAID

      10029042455

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文]2009

    • 著者名/発表者名
      木村彰秀, 高偉
    • 雑誌名

      機械設計「超精密位置決めのための変位センサ」(日刊工業新聞社)

      ページ: 47-54

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] モザイク格子サーフェスエンコーダに関する研究-マルチプローブセンサヘッドの開発2012

    • 著者名/発表者名
      細野幸治, 金于載, 清水裕樹, 伊東聡, 高偉
    • 学会等名
      精密工学会2012春季大会
    • 発表場所
      首都大学東京(東京)
    • 年月日
      2012-03-14
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] モザイク格子サーフェスエンコーダに関する研究マルチプローブセンサヘッドの開発2012

    • 著者名/発表者名
      細野幸治, 金于載, 清水裕樹, 伊東聡, 高偉
    • 学会等名
      精密工学会2012春季大会
    • 発表場所
      首都大学東京南大沢キャンパス(東京)
    • 年月日
      2012-03-14
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Fast calibration of XY gratings2012

    • 著者名/発表者名
      WooJae Kim, Yuki Shimizu, So Ito, Wei Gao
    • 学会等名
      第47回日本機械学会東北支部講演会
    • 発表場所
      東北大学(仙台)
    • 年月日
      2012-03-13
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書 2011 研究成果報告書
  • [学会発表] Industry Oriented Precision Nanometrology, APMP. TCL Workshop2011

    • 著者名/発表者名
      Kang-Won Lee, Wei Gao, Yuki Shimizu, So Ito
    • 学会等名
      Collaboration and Support for Industry in Dimensional Metrology
    • 発表場所
      Osaka
    • 年月日
      2011-12-03
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] Industry-Oriented Precision Nanometrology2011

    • 著者名/発表者名
      Wei Gao, Kang-Won Lee, Yuki Shimizu, So Ito
    • 学会等名
      APMP.TCL Workshop-Collaboration and Support for Industry in Dimensional Metrology
    • 発表場所
      大阪国際交流センター(大阪市)(招待講演)
    • 年月日
      2011-12-03
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Surface Encoders for Precision Measurement of Multi-axis Motions2011

    • 著者名/発表者名
      Wei Gao, Yuki Shimizu, So Ito, Woojae Kim, Akihide Kimura, Kouji Hosono
    • 学会等名
      the 4th International Conference of Asia Society for Precision Engineering and Nanotechnology (ASPEN-2011)
    • 発表場所
      Langham Place Hong Kong Hotel (Hong Kong, China)(招待講演)
    • 年月日
      2011-11-16
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Surface Encoders for Precision Measurement of Multi-axis Motions2011

    • 著者名/発表者名
      Yuki Shimizu, Wei Gao, So Ito, Woojae Kim, Akihide Kimura, Kouji Hosono
    • 学会等名
      the 4th International Conference of Asia Society for Precision Engineering and Nanotechnology (ASPEN2011)
    • 発表場所
      Hong Kong
    • 年月日
      2011-11-11
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] Evaluation of the linear scale for a linear encoder2011

    • 著者名/発表者名
      WooJae Kim, Akihide Kimura, Yuki Shimizu, Wei Gao
    • 学会等名
      2011年度精密工学会東北支部学術講演会
    • 発表場所
      ウェスティンホテル仙台(仙台)
    • 年月日
      2011-10-21
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書 2011 研究成果報告書
  • [学会発表] Fast Evaluation of Period Deviation and Flatness of a Linear Scale by Using a Fizeau Interferometer2011

    • 著者名/発表者名
      Woojae Kim, Akihide Kimura, Yuki Shimizu, Wei Gao
    • 学会等名
      The 10th International Symposium on Measurement Technology and Intelligent Instruments(ISMTII2011)
    • 発表場所
      KAIST (Korae)
    • 年月日
      2011-06-30
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] Sensors and Measuring Instruments for Precision Positioning2011

    • 著者名/発表者名
      Wei Gao, Seung-Woo Kim, Albert Weckenmann, Robert J. Hocken
    • 学会等名
      The 10th International Symposium on Measurement Technology and Intelligent Instruments(ISMTII2011)
    • 発表場所
      KAIST (Korae)
    • 年月日
      2011-06-30
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] Sensors and Measuring Instruments for Precision Positioning2011

    • 著者名/発表者名
      Wei Gao Seung-Woo Kim, Albert Weckenmann, Robert J.Hocken
    • 学会等名
      the 10th International Symposium on Measurement Technology and Intelligent Instruments (ISMTII-2011)
    • 発表場所
      KATST(韓国テジョン市)(招待講演)
    • 年月日
      2011-06-30
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Fast Evaluation of Period Deviation and Flatness of a Linear Scale by Using a Fizeau Interferometer2011

    • 著者名/発表者名
      Wooujae Kim, Akihide Kimura, Yuki Shimizu, Wei Gao
    • 学会等名
      the 10th International Symposium on Measurement Technology and Intelligent Instruments (ISMTII-2011)
    • 発表場所
      KATST(韓国テジョン市)
    • 年月日
      2011-06-30
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] A MULTI-PROBE SURFACE ENCODER FOR MOSAIC XY GRATING2010

    • 著者名/発表者名
      Koji Hosono, Akihide Kimura, Woojae Kim, Wei Gao, Lijiang Zeng
    • 学会等名
      The 10th International Symposium on Measurement and Quality Control (ISMQC)
    • 発表場所
      Osaka Japan
    • 年月日
      2010-09-07
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] A Surface Encoder for Mosaic XY Grating2010

    • 著者名/発表者名
      Koji Hosono, Akihide Kimura, Wei Gao, Lijiang Zeng
    • 学会等名
      International Symposium on Measurement and Quality Control 2010
    • 発表場所
      日本・大阪市
    • 年月日
      2010-09-06
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Sensors and Measuring Systems for Ultra-Precision Manufacturing2010

    • 著者名/発表者名
      Wei Gao
    • 学会等名
      The Sixth International Symposium on Precision Engineering Measurements and Instrumentation
    • 発表場所
      中国・杭州市(招待講演)
    • 年月日
      2010-08-09
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Micro and Nano Measurement Instruments2010

    • 著者名/発表者名
      Wei Gao
    • 学会等名
      欧州精密工学会euspen 2010
    • 発表場所
      オランダ・デルフト市(招待講演)
    • 年月日
      2010-06-03
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Micro and Nano Measurement Instruments2010

    • 著者名/発表者名
      Wei Gao
    • 学会等名
      10th International Conference of the European Society for Precision Engineering & Nanotechnology (Euspen2010)
    • 発表場所
      Delft,(Netherlands)
    • 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] 回折光干渉型3軸サーフェスエンコーダに関する研究-XYZ格子形状誤差マップによる計測誤差非線形成分の補正-2010

    • 著者名/発表者名
      木村彰秀, 高偉, 曽理江
    • 学会等名
      2010年度精密工学会春季大会学術講演会
    • 発表場所
      埼玉大学(さいたま市)
    • 年月日
      2010-03-18
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] 回折光干渉型3軸サーフェスエンコーダに関する研究-XYZ格子形状誤差マップによる計測誤差非線形分の補正-2010

    • 著者名/発表者名
      木村彰秀, 高偉, 曽理江
    • 学会等名
      2010年度精密工学会春季大会 学術講演会
    • 発表場所
      さいたま
    • 年月日
      2010-03-18
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] モザイクXY格子用光干渉型サーフェスエンコーダに関する研究-マルチプローブ型光学系の提案と原理確認実験-2010

    • 著者名/発表者名
      細野幸治, 木村彰秀, 高偉
    • 学会等名
      日本機械学会東北支部第45期総会・講演会
    • 発表場所
      東北大学(仙台)
    • 年月日
      2010-03-12
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] 回折光干渉型3軸サーフェスエンコーダに関する研究2009

    • 著者名/発表者名
      木村彰秀, 荒井義和, 高偉, 曽理江
    • 学会等名
      精密工学会2009年度秋季大会学術講演会
    • 発表場所
      神戸大学(神戸)
    • 年月日
      2009-09-10
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] 回折光干渉型3軸サーフェスエンコーダに関する研究-短ピッチXY格子に対応したセンサヘッドの開発-2009

    • 著者名/発表者名
      木村彰秀, 荒井義和, 高偉, 曽理江
    • 学会等名
      2009年度 精密工学会秋季大会 学術講演会
    • 発表場所
      神戸
    • 年月日
      2009-09-10
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Fast measuring technologies for ultra-precision manufacturing(招待講演)2009

    • 著者名/発表者名
      Wei Gao, Yoshikazu Arai, Yusuke Saito, Akihide Kimura, Takemi Asai
    • 学会等名
      The 9th International Symposium on Measurement Technology and Intelligent Instruments
    • 発表場所
      Saint-Petersburg, Russia
    • 年月日
      2009-07-01
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Evaluation of multi-degree-of-freedom displacement sensors2009

    • 著者名/発表者名
      Akihide Kimura, Yoshikazu Arai, Wei Gao
    • 学会等名
      The 9th International Symposium on Measurement Technology and Intelligent Instruments
    • 発表場所
      Saint-Petersburg, Russia
    • 年月日
      2009-07-01
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Evaluation of multi degree of freedom displacement sensors2009

    • 著者名/発表者名
      Akihide Kimura, Yoshikazu Arai, Wei Gao
    • 学会等名
      The 9th International Symposium on Measurement Technology and Intelligent Instruments (ISMTII2009)
    • 発表場所
      Saint Petersburg (Russia)
    • 年月日
      2009-01-07
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] Fast Measuring Technologies for Ultra-Precision Manufacturing2009

    • 著者名/発表者名
      Wei Gao, Yoshikazu Arai, Yusuke Saito, Akihide Kimura and Takemi Asai
    • 学会等名
      The 9th International Symposium on Measurement Technology and Intelligent Instruments (ISMTII2009)
    • 発表場所
      Saint Petersburg (Russia)
    • 年月日
      2009-01-07
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [図書] Precision Nanometrology2010

    • 著者名/発表者名
      Wei Gao
    • 総ページ数
      355
    • 出版者
      Springer
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www.nano.mech.tohoku.ac.jp/

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

    • URL

      http://www.nano.mech.tohoku.ac.jp/

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [備考]

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www.nano.mech.tohoku.ac.jp/

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [産業財産権] 回折格子の形状誤差評価方法2010

    • 発明者名
      木村彰秀, 高偉
    • 権利者名
      東北大学
    • 産業財産権番号
      2010-005817
    • 出願年月日
      2010-01-14
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書

URL: 

公開日: 2009-04-01   更新日: 2016-04-21  

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