2014 Fiscal Year Annual Research Report
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25287038
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
栗田 光樹夫 京都大学, 理学(系)研究科(研究院), 准教授 (20419427)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
木野 勝 京都大学, 理学(系)研究科(研究院), 助教 (40377932)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 計測工学 / データ処理 / アルゴリズム / 光学 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
精密な変位センサ3つを並べた3点法ユニットを製作し、そのユニットを計測面に対して引きずることで光学面の精密形状計測を実現した。この手法で、300mmの平面を計測し、繰り返し再現性5nmを達成した（ただし、形状の2次成分は除外）。またZygo干渉計の結果との差異も10nmであることを確認し、絶対精度も光学計測に匹敵することを実証した。続けて、φ800mmの凹面鏡の前面にわたる形状を計測し、フィゾー干渉計との差異がおおむね50nm程度であることを確認した。
この計測手法の優れている点は上記の計測精度に加えて、１）無基準の計測システムであるため、大掛かりな原器等を必要としないコンパクトな計測システムであること、２）被検面に倣って運動する計測素子であるために、精密な機械案内や駆動制御システムが不要であること、３）干渉計のような被検面の形状に応じた基準原器を用いることなく自由曲面を計測できること、４）工作機械などでの機上計測が可能であること、が挙げられる。
また本年度では、得られた網目状の線状計測データをシームレスに縫い合わせる処理アルゴリズムを開発した。複数の計測にまたがる断面形状データは一般に相互に矛盾する結果を出力するが、それらデータを従来の剛体のように扱う最小二乗フィットではなく、データ自体を弾性体として扱うデータステッチ技術を開発した。本手法では弾性体とみなしたデータを強制的に張り合わせることで、その内部に発生する弾性エネルギーを最小にすることで、最終結果を得る。この手法は他の画像データや市販の計測器で得られたデータでに適応することでその有効性を確認した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
申請時の平成26年度までの計画は、検証試験として平面鏡、凹面鏡および凸面鏡の計測を挙げていた。また計測データの処理方法についても最適化のアルゴリズムの開発を目標としていた。これらおもに4つのマイルストーンについて凸面鏡の計測以外は目標精度も含めて達成できた。
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| Strategy for Future Research Activity |
研究会での報告と成果を論文にまとめる。
この研究で得た計測技術を実際の大型光学素子の開発に応用する。また別途研究意を獲得し、データ処理アルゴリズムを実装したソフトウェアを開発し、様々なデータに適応していきたいと考えている。
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| Causes of Carryover |
企業との共同研究で凹の球面鏡の入手と比較検証のためのZygo干渉計での計測を実現でき、それらに関する経費が削減できたため。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
成果報告のための研究会参加の旅費等に当てる。
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