研究開発された技術紹介

望遠鏡が得る情報量はその光学系の視野と分解能に比例するが、従来の軸対称鏡光学系でこれらは両立しない。自由曲面鏡を用いた光学系には条件を満たす解が存在するが、５０ｃｍを超える自由曲面鏡は実現していない。本提案では大型非球面鏡製造＋逐次三点計測法の高度化開発でこれを解決し、人工衛星１機が得る情報量を１０倍以上として天文衛星、自由空間光通信、スペースデブリ探査などの技術革新と宇宙産業市場拡大に貢献する。

自由曲面鏡の「加工・計測法対応」「データステッチ高機能化」「広視野光学系の実証」を柱に、サグ算出・ロボット制御・揺動研磨工具を開発し、最適化設計と展開機構、試作鏡3枚の製作・評価を進めた。計測・加工をロボットアームで半自動化し、超広視野3面光学系の実証準備まで到達した。
・加工計測統合
-ひきずり3点計測を自由曲面対応に拡張し、ロボット研磨と統合
・データ処理
-2次元マップ/断面ステッチ、計測経路最適化を実装し、高速・大規模処理を実現
・光学設計
-非球面量を抑えた超広視野3面系と展開機構を設計
・新ひきずり3点法
-円環計測と検出感度拡張、再現性6nm級を確認

・新ひきずり3点法
-独自開発のひきずり3点法のセンサを4つに増やし円環状の計測を可能とし、6 nmの計測再現性を達成した
-従来の直線計測の3点法では検出感度が無かったモードに対しても検出感度を有し、3点法の弱点を克服した
-学会発表と特許出願
・大型自由曲面の計測と加工
-製造難易度を軽減する自由曲面の最適化設計アルゴリズムを実現
-上記アルゴリズムをソフト化し、独自の超広視野3面光学系を提案(国際学会で発表)
-自由曲面の計測と加工のロボットアームによる半自動化に成功(国際展示会で発表)
・研究実施期間中の新規の受注
-東北大学の世界2位のサイズとなる1.85m軸外し放物面鏡
-口径2m望遠鏡(国内最大の単一鏡)
-米国大型望遠鏡の1m凸非球面鏡
-人工衛星に搭載するライダー用望遠鏡

保有する既存特許は下記の3件
・表面形状計測装置(特許第6294111号)
・光学素子の製造方法・製造システム(特許第7008307号)
・データステッチング装置・方法(特許第6508723号)
国際学会・展示会で成果発表、円環計測は2025年6月出願した(特願2025-094498)

・地球観測衛星の高分解能・広視野リモートセンシング
・天文衛星、自由空間光通信、スペースデブリ監視、LIDAR
・大型自由曲面鏡の計測・加工を要する望遠鏡・精密光学の量産前試作・検査工程

新ひきずり3点法と最適化アルゴリズム、ロボット半自動加工を確立し、世界最大級クラスの自由曲面計測・加工体制を整備。受注として、1.85m軸外し放物面鏡、口径2m望遠鏡、1m凸非球面鏡、衛星ライダー用望遠鏡を獲得。一方、3枚中1枚の研磨完了、残り2枚は継続開発段階にある。

・超広視野×高解像度を支える自由曲面鏡の計測・加工をワンストップ提供
・ロボットアームによる半自動化で大口径でも短工期・低コスト
・データ処理ソフト群で計測戦略の最適化と高速ステッチを実現

株式会社ロジストラボは、インドネシア国立天文台向け望遠鏡用鏡20枚供給に続き、東北大学とハワイ大学の天体望遠鏡用に1.85 m軸外し放物面、2 m単一鏡、1 m凸非球面、衛星搭載ライダー用望遠鏡を受注し、JAXAや欧州超大型望遠鏡関連からの引き合いも得た。市販装置は30 cm級でも1.4億円でメートル級は無く、供給企業は世界でも少数で寡占状態にある。本システムは国内メーカー2社に導入、1社が検討中で、新規参入の裾野拡大に資する。川下では衛星・地上望遠鏡やスペースデブリ監視で需要が顕在化し、受注・内示が進展している。

・2次元ステッチの計算コスト低減と実運用最適化
・自由曲面3枚の最終研磨と組立光学実証の早期完了
・軽量鏡への対応、アライメント・干渉計測との統合試験の整備
・人材確保と内製化強化による短納期・多品種対応

京都大学とは共同研究契約の枠組みで補完研究をすすめる。アドバイザーで参画している東北大学や名古屋大学とは、人材確保策への協力や技術助言などの連携を希望している。また、製造拠点が岐阜にあるため、岐阜大学との連携も希望している。