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田中, 隆尚 ; 安達, 正明 ; Tanaka, Takanao ; Adachi, Masaaki
概要:
金沢大学理工研究域機械工学系<br />変位・変形・振動は各分野において基本的な計測量であり、多様な計測法が開発されてきた。特に光学的手法による計測法は、非接触で高感度に測定ができることから注目を集めている。本研究では、スペックル干渉を用い
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た振動測定における「振動振幅の増加に伴う物体像再生強度の低下」、「振動の位相が分からない点」を改善すべき問題点に取り上げ、半導体レーザーの波長可変性を利用した対策を提案する。<br />出版者照会後に全文公開
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藤本, 健太 ; 安達, 正明 ; Fujimoto, Kenta ; Adachi, Masaaki
概要:
金沢大学理工研究域機械工学系<br />白色干渉顕微鏡を用いる3次元形状計測法では,測定対象物と光源との距離の変化を正確に知る必要がある.そこで我々は,レーザーを2分割し,一方を測定対象物に照射し,もう一方を参照光として用い,その干渉光の変
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化から移動量を正確に求める方法の開発を目指した.<br />With white light interferometry interference peak, envelope peak, is used to identify as zero–position of an optical path difference. To measure 3–D shape of an object with the interferometry scanned z–length of a reference mirror must be measured and be used for height calculation. We propose a laser displacement meter which would be able to measure z–displacement of the mirror from the object and be built in an interference microscope. As an optical axis of the meter can be adjusted to be same as that of the interference microscope, the Abbe error does not arise. Beside, vertical vibration of the object would not make error. Phase information have been extracted from intensity change of interfered laser light and used to calculate the scanned length of the mirror.<br />出版者照会後に全文公開
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並木, 太郎 ; 安達, 正明 ; Namiki, Taro ; Adachi, Masaaki
概要:
金沢大学理工研究域機械工学系<br />機械の振動には、1種の振動だけでなく1～50Hz程度の大振幅振動と1kHz程度の微小振幅振動が混合したものがある。このような振動において、微小振幅振動の振幅分布を調べようとしても、大振幅振動の影響で振
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幅が調べられなかった。よって、本研究では、このような混合振動において、カメラのシャッター時間を通常よりも短くすることで、大振幅振動の影響を受けずに微小振幅振動の振幅分布を求める方法の開発を行った。<br />In the manufucturing process, motion of machines sometimes generates high-frequency sound. So it is required to suppress high-frequency vibration in working machines. In this research, we try to develop how to measure vibration-mode of high-frequency vibration in machine which small-amplitude and high-frequency and large-amplitude and low-frequency.<br />出版者照会後に全文公開
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安達, 正明 ; Adachi, Masaaki
概要:
金沢大学理工研究域機械工学系<br />激しい光路差変動の残る状況下で使える，波長シフト干渉計を用いる粗面の３次元形状計測法を開発している．これまで高温のドライヤー風を吹き付ける状況下での形状計測結果を報告してきた．今回は，通電し温度が上が
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りつつあるハンダごての形状を風を吹き付けないで測定した．干渉像の位相抽出のための位相シフト量計算を行う空間サイズの効果が確認できた．<br />出版者照会後に全文公開
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橋本, 康弘 ; 安達, 正明 ; Hashimoto, Yasuhiro ; Adachi, Masaaki
概要:
金沢大学理工研究域機械工学系<br />現在,非接触性,高感度性などの様々な利点からレーザを用いた光干渉応用計測技術が注目されているが、光干渉応用変形測定では光路差のサブミクロンオーダーの正確な制御が必要であり,振動や風等の影響を受ける通常
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の環境下での応用はこれまで難しかった.本研究ではDSPI法に二波長レーザと共通光路干渉計を組み合わせて,突発変形に耐えうることのでき,さらには外乱の影響を受けにくい高精度変形測定法の開発を目的とした.<br />出版者照会後に全文公開
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安達, 正明 ; 高山, 稔 ; Adachi, Masaaki ; Takayama, Minoru
概要:
金沢大学理工研究域機械工学系<br />スペックル干渉計を用いると変形中の粗面に関して、2次元的変形分布の時間変化をサブミクロンオーダーで調べることができる。そこで、我々は変形挙動が複雑とされるジュラルミン薄板を引張り、その干渉像を高速デジ
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タルカメラで連続取り込みし、これまでに開発してきた解析方法で干渉位相の変化量を求め変形量を高精度に測定してみた。この測定結果に関して報告する。<br />出版者照会後に全文公開
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| 7.
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論文
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安達, 正明 ; 上田, 覚児 ; 五十島, 一興 ; Adachi, Masaaki ; Ueda, Kakuji ; Isojima, Kazuoki
概要:
金沢大学理工研究域機械工学系<br />白色干渉垂直走査型形状測定法では,干渉像の「位相とコントラスト情報」から光路差を抽出する.取込む画像毎の位相シフト量をπ/2 とするため、深い凹凸の測定には時間がかかった.そこで我々は青と黄色のLED
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を交互に点灯させ、青では位相シフト量が6π+π/2、黄色では6π-π/2となるようにし,干渉像を通常のCCD カメラで取込んで高速に形状測定をする方法を研究してきた.この方法の絶対精度に関してして報告する.<br />出版者照会後に全文公開
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五十島, 一興 ; 安達, 正明 ; 斎藤, 潤二 ; 嶋, 一史 ; 中山, 彰 ; 山宮, 広之 ; 小林, 友博 ; 杉森, 博 ; 谷, 浩之 ; Isojima, Kazuoki ; Saitoh, Junji ; Shima, Kazufumi ; Nakayama, Akira ; Adachi, Masaaki
概要:
金沢大学理工研究域機械工学系<br />白色干渉を応用した三次元形状計測装置を開発した.測定法は,物体と参照鏡が作る干渉縞の位相とコントラストから形状を高精度に算出する位相シフト法を用い,位相シフト量を2n π±π /2(n:自然数)とする
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ことにより,高速化を実現した.光源として波長の異なる2つのLEDを使用し,交互に点灯させそれぞれの波長の干渉像を取り込み,取り込んだ画像から形状を測定する.また,高精度で長ストロークな移動ステージを搭載することにより,高速・高精度な形状測定を目指す.<br />出版者照会後に全文公開
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安達, 正明 ; 平野, 勇輝 ; 河村, 昌範 ; 岩尾, 雄太 ; Adachi, Masaaki ; Hirano, Yuuki ; Kawamura, Masanori ; Iwao, Yuuta
概要:
金沢大学理工研究域機械工学系<br />垂直走査型干渉応用形状計測技術は極小部品の高精度３次元形状計測に広く利用されている．しかし振動環境下で利用しようとすると，適正な位相シフト量への制御ができない，段差形状の場合は上面と下面を異なる時間で
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計測するため振動変位が誤差となる等の問題が発生し，使用できなかった．我々は走査型干渉顕微鏡に内蔵可能なリアルタイム変位計の開発を行ってきた．そして振動下でも計測できる高精度形状計測技術を開発した.<br />出版者照会後に全文公開
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安達, 正明 ; Adachi, Masaaki
概要:
金沢大学理工研究域機械工学系<br />光軸方向に激しい光路差変動の残る状況で使える，波長シフト干渉計を用いる粗面物体の３次元形状計測法を開発している．これまで高温のドライヤー風を吹き付ける状況での形状計測結果を報告してきた．今回は，通電し
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高温になったハンダごての形状をドライヤーの冷風をあてて測定した．干渉像の位相抽出のための位相シフト量計算を行う空間サイズの効果を，こての温度別に評価した.<br />出版者照会後に全文公開
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安達, 正明 ; 高山, 稔 ; 松本, 哲也 ; 北川, 洋一 ; Adachi, Masaaki ; Takayama, Minoru ; Matsumoto, Tetsuya ; Kitagawa, Yoichi
概要:
金沢大学理工研究域機械工学系<br />アルミ薄板の引っ張り変形に関しては，変形現象が波のように周辺に伝播するなどの報告もあり，その詳細な変形挙動はあまり明らかになっていない。そこで，我々はこれまで開発してきた「連続取込スペックル干渉画像を
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用いた変形測定法」をこの変形現象に応用し，変形測定を行った。この結果に関して報告する。<br />出版者照会後に全文公開
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安達, 正明 ; 平野, 勇輝 ; 泉澤, 俊裕 ; 五十島, 一興 ; Adachi, Masaaki ; Hirano, Yuki ; Senzawa, Toshihiro ; Isojima, Kazuoki
概要:
金沢大学理工研究域機械工学系<br />白色干渉顕微鏡による形状測定では，所定の光路差変更毎に干渉画像を多数枚取得することが求められる．我々は振動環境下でも使える装置を開発するために，顕微鏡に内蔵できるレーザー応用高速変位計の開発を試みた．
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振動により光路差が変動していても，この高速変位計を用いれば，光路差が所定の値になった瞬間に白色干渉画像を取り込むことができ，３次元形状を正しく計測することが可能となるから．このレーザー応用高速変位計を開発した結果に関し報告する.<br />出版者照会後に全文公開
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安達, 正明 ; 丹原, 嘉彦 ; 岡田, 幸司 ; Adachi, Masaaki
概要:
金沢大学理工研究域機械工学系<br />1波長のレーザを用いた変形測定は，変形が小さく画像取込毎の変形による光路差変化量が半波長以内である時のみ応用が可能である。画像取込の前後で1波長以上の光路差変化がある場合は，そのような変形が多く存在す
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るにもかかわらずこれまで測定が出来なかった。そこで2波長のレーザを同時に用いる変形測定法をこれまで研究してきた。この開発結果について報告する。<br />出版者照会後に全文公開
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安達, 正明 ; 河村, 昌範 ; 岩尾, 雄太 ; Adachi, Masaaki ; Kawamura, Masanori ; Iwao, Yuuta
概要:
金沢大学理工研究域機械工学系<br />垂直走査型干渉顕微鏡を用いる形状計測法は外部振動の影響を極めて受けやすい．我々は，外部振動の影響を受けない形状測定法の開発を目指して，測定対象とする粗面が作る干渉像の垂直走査に伴う変化から，干渉計の光
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路差変化量を高精度に測定する方法を研究して来た．そして，粗面でも光路差変化量が測定可能であることを確認した．今回は，用いる対物レンズの開口の大きさの測定値への影響を実験的に調べたので報告する.<br />出版者照会後に全文公開
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上田, 覚児 ; 安達, 正明 ; 稲部, 勝幸 ; 五十島, 一興 ; Ueda, Kakuji ; Adachi, Masaaki ; Inabe, Katsuyuki ; Isojima, Kazuoki
概要:
金沢大学理工研究域機械工学系<br />白色干渉を応用した形状測定法では，物体と参照鏡が作る干渉縞の位相とコントラストから形状を高精度に算出する．一般に，取り込む画像毎の位相シフト量をπ/2とすることが多いが，本研究では位相シフト量を2nπ
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±π/2（n:自然数）とし，シフトスピードを速める．また，光源として波長の異なる2つのLEDを使用し，交互に点灯させそれぞれの波長λ1，λ2の干渉像を取り込み，取り込んだ画像から形状を測定する研究をしている.<br />出版者照会後に全文公開
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吉田, 晶 ; 安達, 正明 ; 天野, 原成 ; Yoshita, Akira ; Adachi, Masaaki ; Asano, Motonari
概要:
金沢大学理工研究域機械工学系<br />豆腐をはじめとするゲル状物質内部の凝固状態を非接触，非破壊的に計測する手法の開発を目的としている．レーザをゲル状物質に照射するとスペックルパターンが得られる．本研究では，スペックルパターンの時間的また
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は空間的変化を用いて凝固状態の違いを捉えることが課題である.<br />出版者照会後に全文公開
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遠藤, 大 ; 安達, 正明 ; Endou, Masaru ; Adachi, Masaaki
概要:
金沢大学理工研究域機械工学系<br />光軸方向に光路差変動が存在する状況下でも使える，波長変更を用いる粗面物体の三次元形状計測法をこれまで研究してきた．しかし，外乱の影響としては光軸方向だけでなく面内方向の振動も存在する．ここでは，実際に
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測定物を面内方向にランダム振動させた状態で三次元形状計測を試み，振動による影響とその改善方法の検討結果を報告する.<br />出版者照会後に全文公開
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安達, 正明 ; Adachi, Masaaki
概要:
金沢大学理工研究域機械工学系<br />Vertical-scanning interferometries using white light are widely used to measure 3D shape of small st
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ep-like objects with high speed and high precision. This type of interferometry is being refined for more precision, more speed and more stable even in vibrating environment. In this key-note speech, I summarize our research processes to obtain high-speed and high-precision performance in 3D-shape measurement. Our processes have included technologies using two color LED, new phase shift algorithm, and an optical path difference(OPD) meter. I briefly compare our technologies with newly proposed techniques. I hope my comparison will stimulate many kinds of discussions. 微細段差加工が多用される時代を迎え，光干渉を用いた３次元形状測定技術は扱いやすさ，高速性，高精度性などから色んな所で使われています．この形状測定技術はさらなる高精度性や高速性の追求，また振動下での応用等を求めて種々の手法がまだまだ導入されつつあります．ここでは我々が開発してきた手法を紹介し，それとの簡単な比較を通して各種の手法に関する皆様の活発な議論の展開を図りたいと思います.<br />出版者照会後に全文公開
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安達, 正明 ; 河村, 昌範 ; 岩尾, 雄太 ; Adachi, Masaaki ; Kawamura, Masanori ; Iwao, Yuuta
概要:
金沢大学理工研究域機械工学系<br />干渉顕微鏡を用いた垂直走査型３Ｄ形状計測では観察面を一定量高精度に垂直移動させながら干渉画像を取得する必要がある．この方法を振動環境下でも使用したいと考える．そこで顕微鏡観察下の粗面の垂直変位量をライ
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ンカメラで高精度に計測する手法を研究した．実験では垂直走査しながら２Ｄカメラを用いて干渉像を連続取込みし，複数線上の光強度を抜き出し，抜き出し位置による変位測定値の違いが最小になる処理方法を追求した.<br />出版者照会後に全文公開
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論文 |
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Sunada, Satoshi ; Arai, Kenichi ; Yoshimura, Kazuyuki ; Adachi, Masaaki ; 砂田, 哲
概要:
金沢大学理工研究域機械工学系<br />We demonstrate experimentally and numerically that, by injecting common broadband optical noise into
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two uncoupled lasers, the phases of the respective laser oscillations can be successfully synchronized. Experimental observation of the resulting phase dynamics is achieved using a heterodyne detection method. The present phase synchronization differs from the synchronization induced by coherent light signals or narrow band optical noise in the sense that it occurs without any frequency locking to the injection light. Moreover, it is revealed that there is an optimal intensity of the injection light that maximizes the quality of the phase synchronization. These results can open new perspectives for understanding and functional utilization of the laser phase dynamics. © 2014 American Physical Society.
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Sunada, Satoshi ; Fukushima, Takehiro ; Shinohara, Susumu ; Harayama, Takahisa ; Arai, Kenichi ; Adachi, Masaaki ; 砂田, 哲 ; 安達, 正明
概要:
金沢大学理工研究域機械工学系<br />We propose a compact chaotic laser device, which consists of a semiconductor laser and a two-dimensi
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onal (2D) external cavity for delayed optical feedback. The overall size of the device is within 230μm × 1 mm. A long time delay sufficient for chaos generation can be achieved with the small area by the multiple reflections at the 2D cavity boundary, and the feedback strength is controlled by the injection current to the external cavity. We experimentally demonstrate that a variety of output properties, including chaotic output, can be selectively generated by controlling the injection current to the external cavity. © 2014 AIP Publishing LLC.
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Senzawa, Toshihiro ; Adachi, Masaaki
概要:
In a previous study, we developed the continuous-deformation measurement method which does not require specklegram in st
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atic condition and can measure deformation more than 200 micro-meters with 0.1 micro-meter resolution. This method could be applied to deformation measurement along only one direction. We have improved this method and have obtained the new method which can measure deformation along two directions by using two lasers and one color camera. To verify the validity of the method, we carried out deformation measurement of an aluminum plate which was set at a tension testing machine. Results of deformation measurement along two directions are shown. © 2011 SPIE.
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Adachi, Masaaki ; Sunada, Satoshi
概要:
A simple phase-shift extraction algorithm is proposed for interferograms recorded with random phase shifts that vary ove
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r at least 2π. The phase-shift-dependent changes in the intensity at two pixels having different phases, selected from one frame, are taken out and normalized. The sum and difference of the two normalized changes are calculated, and both the changes are normalized again along the phase shifts. The normalized sum and difference become the cosine and sine of a term including the random phase shift, respectively. Thereby, the phase shifts are extracted from both twice-normalized intensity changes. An experiment using an interference microscope equipped with a piezoelectric-transducer positioner of an objective lens is conducted to estimate the validity of the algorithm. The algorithm is verified to have satisfactory results when the multiple interferograms used have a sample size of more than 15 frames recorded with random phase shifts.
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論文 |
論文
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24. Phase-shift algorithm for white-light interferometry insensitive to linear errors in phase shift
Adachi, Masaaki
概要:
金沢大学理工研究域機械工学系<br />White-light interference has changes in fringe contrast. When phase-shift techniques are applied to
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white-light interference, the phase-shift algorithm which can extract the phase accurately under the contrast changes is required. There is often another requirement that the phase shift between frames should not be restricted to π/2. Computer simulations show that the well-known algorithms have non-negligible errors under both requirements. To find an algorithm which will satisfy the requirements, I extract individual terms (I j ∓ I k ) in an algorithmic equation by considering symmetry of light intensity against phase, where I j is light intensity just after the j-th phase shift. Using computer simulations, I search for appropriate coefficients by which the terms are multiplied in the equation, finally finding an algorithm which satisfies both the requirements with the phase shift used. © 2008 The Optical Society of Japan.
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論文
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Adachi, Masaaki ; Petzing, Jon N. ; Kerr, David
概要:
金沢大学理工研究域機械工学系<br />We have developed what we believe is a new technique for obtaining a whole-field image representing
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the deforming amounts of a diffuse object. The object is supposedly continuously deforming and does not stop deforming during the measurement. This technique uses arccosine operations to extract the absolute, not signed, value of the phase. We assume that a right-phase change retains almost the same value in a small local area. This retention determines the sign of the phase and consequently the value of the phase change. The deformation phase during any term of the deforming process is shown as a map through the temporal-phase unwrapping of the calculated phase. © 2001 Optical Society of America.
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安達, 正明 ; Adachi, Masaaki
概要:
金沢大学理工学域機械工学系<br />電子基板に対して波長可変レーザー光を照射し，スペックル干渉計を通して多数の干渉像を取込み，微小振動が残る環境下でも３次元形状を計測できる方法を開発した．ランダム振動環境下で干渉像を多数枚取り込むと，画像
…
間の位相シフト量はランダムな変化となる．画像内の異なる２画素における光強度の最大値・最小値を利用した２回規格化からこの位相シフト量を計算し，取り込んでいる光強度の変化から最小二乗近似で干渉像の位相値をカメラの全画素で計算する．実験ではレーザー波長を７種変えて全体で140枚の干渉像を取込み，６種の波長変更に伴う６種の位相変化分布から電子基板の３次元形状を計算した．<br />We have developed a 3D-shape measurement technique of an electronic substrate with electronic parts using a wavelength variable laser. In the technique many speckle interferograms are captured under small random vibrations in environment. These vibrations would make phase shifts between the captured interferograms random. Amounts of these shifts are calculated through Max & Min light intensities searchings at two different pixels in frames and twin normalizations of their intensity changes. The calculated shifts and light-intensity changes at pixels are used to extract phase distribution with the Least-Squares Algorithm. During the laser wavelength is varied from 778.20nm to 780.28nm, 140 specklegrams are captured, and phase distributions are extracted regarding 7 different wavelengths. The ratios of phase change against wavelength change are extracted at all pixels of the frame. 3D shape is then calculated from the obtained ratios.<br />研究課題/領域番号:24560289, 研究期間(年度):2012-04-01 – 2015-03-31
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論文 |
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安達, 正明 ; Adachi, Masaaki
概要:
垂直走査型の白色干渉形状測定法では装置と測定対象を一定間隔に保ち, 測定ヘッドを数十nmステップで近づけながら, 毎回干渉像を記録する必要があり, 振動環境下では使用不可能だった. 開発した手法では垂直走査型白色干渉顕微鏡内にレ-ザ光を持ち
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込み, 白色光と同軸で被測定面に照射し, レ-ザ干渉像を高速ラインカメラで取り込む. この干渉像をFPGAで高速処理し光路差変化をnm精度で抽出して, 撮影が必要となる光路差のタイミングで白色光をフラッシュさせることで, 振動環境下でも段差を持つ微細構造物の3次元形状を高精度に測定できるようになった.<br />研究課題/領域番号:18560247, 研究期間(年度):2006–2008<br />出典：「上下振動している微細構造物の高精度3次元形状測定法の開発」研究成果報告書 課題番号18560247 (KAKEN：科学研究費助成事業データベース（国立情報学研究所）)（https://kaken.nii.ac.jp/report/KAKENHI-PROJECT-18560247/18560247seika/)を加工して作成
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論文 |
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安達, 正明 ; Adachi, Masaaki
概要:
工作機械の性能向上には,加工中における機械の熱や応力による変形を実時間で高精度に評価し,変形分布の解析を介してそのデータを機械設計に生かすことが望まれる.そこで,これまでに開発されている「レーザ干渉とカメラを用いて大型物体の2次元変形分布を
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縞画像として測定する方法」をベースに,本研究では加工中の機械で見られる動的な変形を定量的かつ高精度に測定でするための方法を以下のように研究した.まず機械は加工中においては変形が止まっていることは非常に少ない.そこで,我々が開発してきた「変形した後の画像を1枚しか使用しない変形位相抽出法」を改良し,データ解析時間を短縮すると共に,高精度に変形位相変化を測定できる方法を新たに研究開発した.上の方法は,変形前の干渉位相測定に関しては位相シフト法を用いていたが,位相シフト法を用いる時は測定物体が完全静止している必要がある.そこで位相シフト法の利用を止め,測定中は対象が完全静止することなくずっと変形している場合でも,変形中の任意時点での位相を高精度に測定する方法を開発した.ただし,1波長のレーザ光と干渉計を用いる変形測定では,変形量が画像を一枚取り込む間にレーザ光の波長以上に変形すると,正確な変形位相が測定できない.そこで,二波長のレーザー光を干渉測定光学計に適用し,上で述べたところの「変形が止まることのない物体の干渉画像から動的変形を高精度評価する方法」を組み合わせて,動的でかつ大きな変形にも対応できる二次元変形の定量的変形評価方法を研究開発した.<br />To develop a machine tool of high performance it is required to measure 2-D deformation amounts of it under : cutting process and then required to feedback the measured deformation data to design process of it Therefore, we studied real-time and precision measurement technique for 2-D deformation amounts of the machine tool. We had developed a technique by which a whole-field image representing the deforming amount can be measured without : phase shift techniques. Using this technique, deformation amounts of the object continuously deforming can be measured. But in step-like deformations, discontinuous deformation, usual techniques using a laser of single wavelength can not measure accurate deforming amounts, because of 2 π ambiguousties. Here, we developed a new technique, which can measure large deformations including step-like deformations, by combining the above technique with two laser beams of different wavelengths. From a multi-line beam of an argon laser 488.0nm and 514.5nm laser beams were selected and then separately introduced to two acoustic optical (AO) modulators. These AO modulators work as shutters of l/300s. After passing those, two laser beams were coupled to single-mode ; optical fibers and were conveyed to a speckle interferometer. The light reflected from the object deforming was interfered with the reference light and was focused on CCD array of the camera with the RESTART RESET mode. This camera synchronously working with the AO shutters can separately record two specklegrams which are of two wavelengths and are alternately focused on their CCD array with 0.2 ms interval. From the intensity signal changes ofspecklegrams, phase changes in each wavelength were calculated with the previously developed technique. Finally, large deformations including step-like deformations were obtained from phase differences in two wavelengths.<br />研究課題/領域番号:11650120, 研究期間(年度):1999–2001<br />出典：「工作機械の二次元変形の高精度実時間測定技術に関する研究」研究成果報告書 課題番号11650120 (KAKEN：科学研究費助成事業データベース（国立情報学研究所）) 本文データは著者版報告書より作成
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安達, 正明 ; Adachi, Masaaki
概要:
大型光学部品の形状測定は,入手し得る最も平面に近い面(参照面)との相対的な間隔を光干渉法等により測定し,参照面が完全な平面であると仮定して,測定対象物の形状が測定される。そのため,より平面に近い高精度な大型光学部品等を測定しようとすると,参
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照面が持つ粗さやうねり形状,さらには測定室内の微少な振動や空気の擾乱が,測定結果に大きく影響し始める。 本研究では,参照面がうねりや粗さを持つことを前提にしながら,また測定環境には不規則振動があり,干渉装置が上下に振動することを前提にしながら,うねりや粗さを持つ参照面を用いた光干渉法を用いて,超精密加工面の形状測定を高精度に行なう方法について研究した。当初は上下振動の影響を受けない粗さ形状測定法についての開発(光スキッド法と命名した)を行い,次にこの方法による粗さ形状の測定結果を,ディジタル信号処理法で加工することによって,断面形状に回復するための研究を行なった。また,被測定面に反射率の変動がある場合に大きく現われる測定誤差を補正するための方法も研究開発した。当方法を用いて大型光学部品のうねり形状を実際に行なう場合は,低速度,低振動で長い距離を移動できるテーブル等の開発も必要となる。そこで移動距離120mm,移動速度20μm/sで測定対象物を移動させながら連続した光干渉測定が可能なテーブルや,低ドリフトの光センサ信号増幅器の開発も行なっている。最終的に残された問題は参照面の曲率半径(参照面が持つ全体形状を表わす曲率)の評価である。この評価法の開発は簡単ではないだろうが,これ以外の参照面が持つ多くの形状パラメータの影響を,本研究で開発した方法を用いると除去できる。<br />A profiling instrument is developed for large supersmooth surfaces, which has a height sensitivity of 0.1 nm under vibrational environments of approximately 0.4-gal root mean square. In taking a profile, a measurement point is scanned on a surface at a constant rate. An interferometric system continues to measure a differential height between the aimed point and its surroundings. The same part in a reference mirror is used during the measurement, then the roughness of the mirror does not affect the measured data. The differential height has the attenuated intensities for high spatial-frequency components. However, a digital signal processing can retrieve the original intensities of the components except one characteristic parameter, the radius of curvature of the surface. This radius can be evaluated from the data which have been measured by this instrument for another large smooth surface having a known absolute profile.<br />研究課題/領域番号:02650028, 研究期間(年度):1990–1992<br />出典：「参照面のうねりの影響を受けない大型光学部品の光干渉式高精度うねり形状測定法」研究成果報告書 課題番号02650028(KAKEN：科学研究費助成事業データベース（国立情報学研究所）) 本文データは著者版報告書より作成
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安達, 正明 ; Adachi, Masaaki
概要:
金沢大学理工研究域機械工学系<br />出版者照会後に全文公開
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論文
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安達, 正明 ; Adachi, Masaaki
概要:
金沢大学理工研究域機械工学系<br />光軸方向に光路差変動が存在する状況下でも使える，波長シフトを用いる粗面物体の３次元形状計測法をこれまで研究してきた．しかし環境によっては極めて激しい空気擾乱も存在する．ここではそのような場合を想定し，
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干渉計近くにドライヤーを持ち込み30cm程度離れた位置から高温空気を測定面に送り込んだ状態で，３次元形状計測を試み，問題点やその解決方法の検討結果を報告する.<br />出版者照会後に全文公開
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論文 |
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安達, 正明 ; Adachi, Masaaki
概要:
金沢大学自然科学研究科<br />初年度に測定器のハードウエア基本部分の構築を行い、次年度は測定誤差の発生源の探求とその改善方法の検討を行い、最終年度は改善方法を実験機に組み込んで性能改善を試み、現在は世界最高といえる性能を実現できるように
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なっている.行った内容を以下に時間経過順にて示す.1.白色干渉形状測定装置は形状計測精度に優れるものの,垂直走査スピードの高速化は達成しにくい.そこで2個のクセノンフラッシュランプ(中心波長は483nmと576nm)による干渉縞を2重露光カメラで取り込み,干渉位相を抽出する方法で,垂直ステップ走査長を0.78μm(位相シフト量は両波長で6π±π/2)としても高精度に形状計測できる方法を開発した.2.フラッシュランプに代えて高輝度LEDを用いることで,高速点灯と干渉画像の高速交互読み取りを導入し,8μm/秒の走査速度での3次元形状計測を実現した.また,用いる2波長の適正条件を検討した.3.対物レンズの開口が影響する高さ測定値の真値からのずれが観測されたが、これを測定時に取り込んだ画像データを用いて独自に補正できる方法を組み込み、標準段差試料を用いた実験で、ずれが正しく補正される事を確認した.4.超高輝度LEDを用い,点灯時間を2msとして110Frame/sの高速画像取り込みモード下で、2色の干渉画像を交互に取込みZ軸走査スピード46μm/秒で3次元形状測定できるようにした.この速度はサブナノメートルの測定精度を実現している市販されている高速測定装置(同じ取り込み速度のカメラを用いる)の約4倍のスピードであり、世界最高速度である.5.白色干渉下での位相抽出では単色干渉を用いる場合に比べ、光路差の増加に伴うコントラスト減衰が非常に大きく、これが抽出位相の誤差となる.しかし、これまでは単色を前提にしている位相抽出法しか利用されてこなかった.本研究では、コントラスト減衰があることを前提とした精度の良い位相シフト法を開発した.<br />We developed a high-speed vertical scanning profilometry which has nanometric height resolution. The developed profilometry is equipped with two short-coherent-light sources. These sources are made with two types of band-path filter and extremely high power light emitting diodes (LED). In 3-D profile measurements, this profilometry records many interferograms while vertically-scanning the Mirou-type objective with 0.4-micrometers step and alternately-flashing LED. Odd-numbered interferograms are captured with 503-nm LED and even-numbered interferograms are with 591-nm LED. Regarding the recorded interferograms, a computer extracts phase and modulation amplitude using phase-shifting technique. As two step movements are put between the sequential captures with the same LED, phase step corresponds to approximately 6π+π/2 with 503 nm and approximately 6π-π/2 with 591 nm.After searching the interferogram having modulation peak, the computer extracts optical path difference at the capturing moment of the interferogram with nanometric resolution from phase information.From 0.4 μm of the vertical step length and capturing rate more than 110 Hz, vertical scanning speed is given more than 46 μm/s. This speed is four times higher than commercial high-speed vertical scanning profilometry<br />研究課題/領域番号:14350129, 研究期間(年度):2002 – 2004<br />出典：「2色光干渉式高速高精度三次元形状測定器の開発」研究成果報告書 課題番号14350129（KAKEN：科学研究費助成事業データベース（国立情報学研究所））（https://kaken.nii.ac.jp/ja/report/KAKENHI-PROJECT-14350129/143501292004kenkyu_seika_hokoku_gaiyo/)を加工して作成
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