自由曲面の位置決めおよび姿勢の高精度測定を実現するために、「光学-機械」基準位置決め法を提案し、姿勢測定モデルを構築し、この方法の位置誤差と基準選択について研究を行った。三次元測定機と計算ホログラムに基づいて「光学-機械」基準位置決め法を提案した。次に、球形に取り付けられたリトロリフレクター（SMR）、キャッツアイ、基準球を基準として、それぞれ波面収差理論と視差効果に基づいて3種類の基準の姿勢測定モデルを構築し、位置誤差と基準領域の波面収差の関数関係を得て、3つの姿勢測定モデルを比較した。最後に、3つの基準姿勢測定方法についてシミュレーションおよび実験検証を行い、実測結果とモデルの残差結果はいずれも0.05λ未満、相対誤差は2.43％未満であり、モデルの精度を検証した。実験結果は、検出距離が1000mmのとき、キャッツアイ法の軸方向位置誤差は24μm、基準球法は50μm、SMRターゲット球法は16μm、X方向およびY方向の位置誤差は1μm、ロール角位置誤差は3.26″であった。SMRターゲット球法は位置誤差が最小であり、検出の動的範囲が最大で、検出光学部品の自由度が最も多く、自由曲面の高精度姿勢検出により適している。

光学検出;光学面形姿勢測定;「光学-機械」基準位置決め法;計算ホログラム;位置誤差