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

2011 年度 研究成果報告書

• 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)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2011
• 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.

研究成果

• [雑誌論文] A sub-nanometric three-axis surface encoder with short-period planar gratings for stage motion measurement (2012)
  • 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)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fast Evaluation of Period Deviation and Flatness of a Linear Scale by Using a Fizeau Interferometer (2012)
  • 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)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Multi-axis grating encoders for stage motion measurement (2011)
  • 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
  • 査読あり
• [雑誌論文] A two-degree-of-freedom linear encoder with a mosaic scale grating (2011)
  • 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
  • 査読あり
• [雑誌論文] Surface Encoders for a Mosaic Scale Grating (2011)
  • 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
  • 査読あり
• [雑誌論文] Design and construction of a two-degree-of-freedom linear encoder for nanometric measurement of stage position and straightness (2010)
  • 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
  • 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 encoder (2010)
  • 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
  • 査読あり
• [雑誌論文] A fast evaluation method for pitch deviation and out-of-flatness of a planar scale grating (2010)
  • 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
  • 査読あり
• [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
• [学会発表] Fast calibration of XY gratings (2012)
  • 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
• [学会発表] Industry Oriented Precision Nanometrology, APMP. TCL Workshop (2011)
  • 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
• [学会発表] Surface Encoders for Precision Measurement of Multi-axis Motions (2011)
  • 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
• [学会発表] Evaluation of the linear scale for a linear encoder (2011)
  • 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
• [学会発表] Fast Evaluation of Period Deviation and Flatness of a Linear Scale by Using a Fizeau Interferometer (2011)
  • 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
• [学会発表] Sensors and Measuring Instruments for Precision Positioning (2011)
  • 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
• [学会発表] A MULTI-PROBE SURFACE ENCODER FOR MOSAIC XY GRATING (2010)
  • 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
• [学会発表] Micro and Nano Measurement Instruments (2010)
  • 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
• [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
• [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
• [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
• [学会発表] Evaluation of multi degree of freedom displacement sensors (2009)
  • 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
• [学会発表] Fast Measuring Technologies for Ultra-Precision Manufacturing (2009)
  • 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
• [備考]
  • URL: http://www.nano.mech.tohoku.ac.jp/