光学部品の研磨段階における従来の単一測頭検査方法は工作機械のガイドレール運動誤差に敏感であり、検査精度と現場測定効率を同時に確保することが困難である問題に対し、通常の工作機械統合条件下で適用可能な多測頭非接触面形検査方法を提案し、光学部品の研磨段階における高精度現場検査を実現する。3つのレーザー変位センサーで構成される多測頭システムの差分検出原理を説明し、三測頭の二つずつの差分により工作機械のガイドレール運動誤差を抑制し、変位差分量を被測定面の局所傾斜情報に変換する。さらに、Zernike多項式に基づく傾斜フィッティングと面形再構成の原理に基づき、最小二乗法を用いて傾斜場から全口径の面形を反演する。システムの幾何学的シミュレーションモデルを構築し、モンテカルロ法を用いて測頭の位置誤差と姿勢誤差が面形再構成結果に及ぼす影響を解析し、さらにSobol全局感度係数を導入して各誤差源が二乗平均平方根（RMS）誤差に与える寄与を定量化し、システムの組立公差割り当ておよび誤差制御戦略の根拠とする。最後に、口径Φ400 mm、単結晶シリコン材の研磨段階平面反射鏡に対して実験検証を行い、本研究の検出結果を三次元座標測定機（CMM）の結果と比較した。実験結果は、両手法のピーク・トゥ・バレー（PV）値の絶対偏差が0.21 μm、相対偏差が2.22％、RMS値の絶対偏差が0.14 μm、相対偏差が7.78％であることを示した。提案手法は良好な測定の一貫性と安定性を維持し、光学部品研磨段階における高精度面形検査のための工学的に実現しやすい解決策を提供する。

光学検査;多測頭;面形再構成;モンテカルロ解析;Sobol感度係数