JP2003097940A - Method and device for shape measuring, storage medium storing computer program for shape measuring, and computer program for shape measuring - Google Patents

Method and device for shape measuring, storage medium storing computer program for shape measuring, and computer program for shape measuring

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JP2003097940A
JP2003097940A JP2001290177A JP2001290177A JP2003097940A JP 2003097940 A JP2003097940 A JP 2003097940A JP 2001290177 A JP2001290177 A JP 2001290177A JP 2001290177 A JP2001290177 A JP 2001290177A JP 2003097940 A JP2003097940 A JP 2003097940A
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JP
Japan
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probe
initial position
vibration
shape measuring
output signal
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Japanese (ja)
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Minoru Takahashi
実 高橋
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Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
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Publication date
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  • A Measuring Device Byusing Mechanical Method (AREA)
  • Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method and a device for shape measuring capable of accurately detecting an initial position of a probe even if the probe vibrates in a machine resonant frequency to shorten measuring time, as well as making every effort to inhibit any disadvantage such as its structural complexity or others, etc., due to the above measuring operation. SOLUTION: In performing a shape measuring method so that a detecting means 3 detects the displacement of the contact type probe brought in contact with a surface to be measured from its initial position to measure the shape of the surface, an operation processing is provided in order to detect the displacement of the probe through the detecting means 3 and then obtain a signal which may be considered as the initial position of the probe for its output signal. Thus the initial position of the probe can accurately be detected in a short time only by using the operation processing without changing mechanism of the probe.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、レンズや金型等に
おける被測定面を接触式のプローブを用いて計測するよ
うにした形状測定方法、形状測定装置、形状測定用のコ
ンピュータプログラムを記憶する記憶媒体及び形状測定
用のコンピュータプログラムに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention stores a shape measuring method, a shape measuring device, and a computer program for measuring the shape, in which a surface to be measured of a lens, a mold or the like is measured by using a contact type probe. The present invention relates to a storage medium and a computer program for shape measurement.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、微小形状を高精度に測定するため
に、触針式プローブを搭載した形状測定装置が開発され
ている。
2. Description of the Related Art Conventionally, a shape measuring device equipped with a stylus probe has been developed in order to measure a minute shape with high accuracy.

【0003】図1は、触針式のプローブの一例を示す縦
断正面図である。
FIG. 1 is a vertical sectional front view showing an example of a stylus type probe.

【0004】図1中、1は触針子2の先端に取り付けら
れ、被接触物と接触する真球である。触針子2の上方に
は、この触針子2の変位を検出するための変位計3が触
針子2の上端と対面するように設けられている。これら
の触針子2及び変位計3は、ハウジング4内に保持され
ている。触針子2は、給気孔6から給気される静圧空気
軸受け5によってハウジング4に非接触支持されなが
ら、横方向には拘束され、上下方向には摺動抵抗なく変
位可能となっている。変位計3は、ハウジング4の上端
に固定されている。また、ハウジング4は、触針子2の
変位方向と同一方向に駆動される図示しない移動ステー
ジに搭載されている。
In FIG. 1, reference numeral 1 is a true sphere that is attached to the tip of the stylus 2 and comes into contact with an object to be contacted. A displacement gauge 3 for detecting the displacement of the stylus 2 is provided above the stylus 2 so as to face the upper end of the stylus 2. The stylus 2 and the displacement meter 3 are held in the housing 4. The stylus 2 is laterally constrained and vertically displaceable without sliding resistance, while being supported by the static pressure air bearing 5 supplied from the air supply hole 6 in a non-contact manner with the housing 4. . The displacement meter 3 is fixed to the upper end of the housing 4. The housing 4 is mounted on a moving stage (not shown) that is driven in the same direction as the displacement direction of the stylus 2.

【0005】図1中、ばねを示す7は、触針子2を支持
し、ハウジング4に固定されている板ばねである。触針
子2を支持するばね7として、図1には板ばねを例示し
ているが、このばね7は、板ばねに限らず、コイルば
ね、ヒンジ、空気ばね、磁気式ばね等、その形式を問わ
ず、変位によって力が発生する機構であれば良い。ま
た、触針子2の横方向の支持機構についても、静圧空気
軸受け5に限定されず、平行板ばね等の横方向剛性の高
い支持機構であれば良い。さらに、変位計3について
も、光学式、静電容量式、作動トランス式等、その形式
は問わない。
In FIG. 1, a spring 7 is a leaf spring that supports the stylus 2 and is fixed to the housing 4. As the spring 7 that supports the stylus 2, a leaf spring is illustrated in FIG. 1, but the spring 7 is not limited to a leaf spring, but may be a coil spring, a hinge, an air spring, a magnetic spring, or the like. Regardless of the mechanism, any mechanism may be used as long as the force is generated by the displacement. Further, the lateral support mechanism of the stylus 2 is not limited to the static pressure air bearing 5, and any support mechanism having a high lateral rigidity such as a parallel leaf spring may be used. Further, the displacement meter 3 may be of any type such as an optical type, an electrostatic capacitance type, an actuating transformer type and the like.

【0006】次に、形状測定装置の基本動作を説明す
る。
Next, the basic operation of the shape measuring apparatus will be described.

【0007】図示しない被測定面の形状測定時には、触
針子2の先端の真球1が被測定面に押し付けられる。こ
れによって、触針子2は、ばね7によるばね力と被測定
面からの反力とが釣り合う位置に移動する。この時、変
位計3の出力が変化する。そこで、変位計3の出力が常
に一定となるようにハウジング4を搭載した移動ステー
ジを駆動制御する。これによって、被測定面に対する触
針子2の接触荷重が一定に保たれる。このようにして、
接触荷重を一定に保った状態で、走査用の移動ステージ
を駆動して被測定面を走査する。この際の走査軌跡が被
測定面の形状となる。
When measuring the shape of the surface to be measured (not shown), the true sphere 1 at the tip of the stylus 2 is pressed against the surface to be measured. As a result, the stylus 2 moves to a position where the spring force of the spring 7 and the reaction force from the surface to be measured are balanced. At this time, the output of the displacement meter 3 changes. Therefore, the movement stage equipped with the housing 4 is drive-controlled so that the output of the displacement meter 3 is always constant. As a result, the contact load of the stylus 2 on the surface to be measured is kept constant. In this way
With the contact load kept constant, the scanning moving stage is driven to scan the surface to be measured. The scanning locus at this time becomes the shape of the surface to be measured.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】上述したような原理の
触針式のプローブは、触針子2がばね7で支持され、か
つ、静圧空気軸受け5を利用した摺動抵抗が少ない支持
がなされているので、触針子2の重量とこれを支持する
ばね7のばね定数とによって求まる機械共振周波数で振
動しやすく、減衰しにくいという問題がある。触針子2
が振動していると、触針子2の初期位置を検出すること
が困難となるため、接触荷重に相当する変位の誤差も大
きくなってしまうことになり、正確な形状測定が困難と
なる。
In the stylus type probe having the above-mentioned principle, the stylus 2 is supported by the spring 7, and the static pressure air bearing 5 is used to support the sliding resistance. Therefore, there is a problem that vibration easily occurs at the mechanical resonance frequency obtained by the weight of the stylus 2 and the spring constant of the spring 7 supporting the stylus 2, and the damping is difficult. Stylus 2
If it vibrates, it will be difficult to detect the initial position of the stylus 2, and the error in the displacement corresponding to the contact load will also increase, making accurate shape measurement difficult.

【0009】このようなことから、従来、触針子が機械
共振周波数で振動し易いことを原因として正確な形状測
定が困難であるという問題を解決するための工夫がなさ
れている。
For this reason, conventional measures have been taken to solve the problem that accurate shape measurement is difficult because the stylus easily vibrates at the mechanical resonance frequency.

【0010】特開平9−96518号公報には、形状測
定装置における触針式プローブの振動を減衰させるため
に、プローブに1軸方向に作用する粘性流体を用いた振
動減衰機構を設けるようにした発明が記載されている。
In Japanese Unexamined Patent Publication No. 9-96518, a vibration damping mechanism using a viscous fluid acting in one axis direction is provided on the probe in order to damp the vibration of the stylus probe in the shape measuring apparatus. The invention is described.

【0011】特開2000−155019公報には、形
状測定装置における触針式プローブの残留振動を抑える
ために、移動ステージを低共振制御のもとで移動させる
ようにした発明が記載されている。
Japanese Unexamined Patent Publication No. 2000-155019 describes an invention in which a moving stage is moved under a low resonance control in order to suppress residual vibration of a stylus probe in a shape measuring apparatus.

【0012】特開2000−298013公報には、形
状測定装置における触針式プローブの振動を減衰させる
ために、プローブを支持するばねに異なる材料を付着さ
せるようにした発明が記載されている。
Japanese Unexamined Patent Publication No. 2000-298013 discloses an invention in which different materials are attached to a spring supporting a probe in order to damp the vibration of a stylus probe in a shape measuring apparatus.

【0013】しかしながら、これらの各公報に記載され
た発明は、プローブの機械的な振動を抑制しようとする
ことを基本としていることから、どうしても形状測定装
置としての基本構造になんらかの構造物を付加すること
が不可欠であり、構造の複雑化等の不都合を招くという
問題がある。
However, since the invention described in each of these publications is based on the attempt to suppress the mechanical vibration of the probe, some structure is inevitably added to the basic structure of the shape measuring device. However, there is a problem in that it causes inconvenience such as complication of the structure.

【0014】特に、特開平9−96518号公報に記載
された発明では、粘性流体を扱うためのシ−ル機構等に
よりプローブの機構が複雑化してしまったり、プローブ
重量が増加してしまったりするという問題がある。プロ
ーブの応答性の向上や跳躍振動の抑制等を考慮すると、
プローブの重量増加による不利益は極めて大きい。
In particular, in the invention disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 9-96518, a seal mechanism for handling a viscous fluid complicates the probe mechanism or increases the probe weight. There is a problem. Considering the improvement of probe response and suppression of jumping vibration,
The disadvantage of increasing the weight of the probe is extremely large.

【0015】また、特開2000−155019公報に
記載された発明は、プローブが振動しにくいように移動
ステージを駆動する方法を提案するに過ぎず、プローブ
の振動そのものの減衰性を向上させることを狙っている
わけではない。
Further, the invention disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2000-155019 merely proposes a method of driving the moving stage so that the probe is less likely to vibrate, and improves the damping of the vibration itself of the probe. I'm not aiming.

【0016】さらに、特開2000−298013公報
に記載されている発明は、例えば特開平9−96518
号公報に記載された発明に比較して簡単な機構によって
プローブの減衰性を向上させる機構を提案してはいるも
のの、プローブの振動を収束させる効果は無い。
Further, the invention described in Japanese Patent Laid-Open No. 2000-298013 is disclosed in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 9-96518.
Although a mechanism for improving the damping property of the probe by a simple mechanism is proposed as compared with the invention described in Japanese Patent Publication, there is no effect of converging the vibration of the probe.

【0017】本発明の目的は、触針子が機械共振周波数
で振動したとしても、触針子の初期位置を正確に検出
し、被測定面に対する形状測定の精度を向上させること
である。
An object of the present invention is to accurately detect the initial position of the stylus even if the stylus vibrates at the mechanical resonance frequency and improve the accuracy of shape measurement on the surface to be measured.

【0018】本発明の目的は、触針子が機械共振周波数
で振動したとしても、触針子の初期位置を正確に検出
し、被測定面に対する形状測定の測定時間を短縮するこ
とである。
An object of the present invention is to accurately detect the initial position of the stylus even if the stylus vibrates at the mechanical resonance frequency, and shorten the measuring time for shape measurement on the surface to be measured.

【0019】本発明の目的は、上記目的を達成するため
に、構造の複雑化やその他の不利益を極力生じさせない
ようにすることである。
An object of the present invention is to prevent the complication of the structure and other disadvantages from occurring as much as possible in order to achieve the above object.

【0020】[0020]

【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明は、
被測定面に接触させた接触式のプローブの初期位置から
の変位を検出手段によって検出して前記被測定面の形状
を測定するようにした形状測定方法において、初期位置
に位置する前記プローブからの出力信号を前記検出手段
によって検出する初期信号検出ステップと、前記検出手
段の出力信号に対して、前記プローブの初期位置とみな
すことができる信号を得るための演算処理を行なう演算
ステップと、を具備する。
The invention according to claim 1 is
In the shape measuring method for detecting the displacement from the initial position of the contact type probe brought into contact with the surface to be measured by the detecting means to measure the shape of the surface to be measured, from the probe located at the initial position An initial signal detecting step of detecting an output signal by the detecting means, and an arithmetic step of performing an arithmetic process for obtaining a signal that can be regarded as an initial position of the probe with respect to the output signal of the detecting means. To do.

【0021】したがって、プローブの機構を変更するこ
となく、演算処理のみによってプローブの初期位置が検
出される。
Therefore, the initial position of the probe is detected only by the arithmetic processing without changing the mechanism of the probe.

【0022】請求項2記載の発明は、請求項1記載の形
状測定方法において、前記初期信号検出ステップは、前
記被測定面に対して非接触状態である前記プローブから
の出力信号を前記検出手段によって検出する。
According to a second aspect of the present invention, in the shape measuring method according to the first aspect, in the initial signal detecting step, the output signal from the probe which is not in contact with the surface to be measured is detected by the detecting means. Detect by.

【0023】したがって、プローブの機構を変更するこ
となく、測定面に対して非接触状態であるプローブの初
期位置が演算処理のみによって検出される。
Therefore, without changing the mechanism of the probe, the initial position of the probe which is not in contact with the measurement surface is detected only by the arithmetic processing.

【0024】請求項3記載の発明は、請求項1記載の形
状測定方法において、前記初期信号検出ステップは、前
記被測定面に対して接触状態である前記プローブからの
出力信号を前記検出手段によって検出する。
According to a third aspect of the present invention, in the shape measuring method according to the first aspect, in the initial signal detecting step, an output signal from the probe in contact with the surface to be measured is detected by the detecting means. To detect.

【0025】したがって、プローブの機構を変更するこ
となく、測定面に対して接触状態であるプローブの初期
位置が演算処理のみによって検出される。
Therefore, the initial position of the probe which is in contact with the measurement surface can be detected only by the arithmetic processing without changing the mechanism of the probe.

【0026】請求項4記載の発明は、請求項1、2又は
3記載の形状測定方法において、前記プローブの初期位
置とみなすことができる信号を得るための演算処理は、
前記検出手段の出力信号に対する規定時間間隔内での平
均化処理である。
According to a fourth aspect of the present invention, in the shape measuring method according to the first, second or third aspect, the arithmetic processing for obtaining a signal that can be regarded as the initial position of the probe,
This is an averaging process for the output signal of the detecting means within a specified time interval.

【0027】したがって、プローブの初期位置とみなす
ことができる信号が容易に得られる。
Therefore, a signal that can be regarded as the initial position of the probe is easily obtained.

【0028】請求項5記載の発明は、請求項1、2又は
3記載の形状測定方法において、前記プローブの初期位
置とみなすことができる信号を得るための演算処理は、
前記検出手段の出力信号に対するローパスフィルタ処理
である。
According to a fifth aspect of the present invention, in the shape measuring method according to the first, second or third aspect, the arithmetic processing for obtaining a signal that can be regarded as the initial position of the probe,
It is a low-pass filter process for the output signal of the detection means.

【0029】したがって、プローブの初期位置とみなす
ことができる信号を得るに際して、演算処理の負荷や演
算処理のためのリソースを低減することが可能となる。
Therefore, in obtaining a signal that can be regarded as the initial position of the probe, it is possible to reduce the load of arithmetic processing and the resources for arithmetic processing.

【0030】請求項6記載の発明は、請求項1、2、
3、4又は5記載の形状測定方法において、前記プロー
ブの初期位置とみなすことができる信号を得るための演
算処理は、前記検出手段の出力信号に基づく値が規定の
範囲に収束した場合に前記プローブの振動が収束したと
判定する振動収束判定処理を含む。
The invention according to claim 6 is the invention according to claims 1, 2 and
In the shape measuring method according to 3, 4, or 5, the calculation process for obtaining a signal that can be regarded as the initial position of the probe is performed when the value based on the output signal of the detecting means converges to a specified range. A vibration convergence determination process for determining that the probe vibration has converged is included.

【0031】したがって、プローブの機構を変更するこ
となく、プローブの振動の収束が演算処理のみによって
判定される。これにより、プローブの振動減衰性能に依
存することなく、プローブの振動収束判定をすることが
でき、プローブ振動であるのか、プローブが被対象物に
接触したのかが正しく判定される。
Therefore, the convergence of the vibration of the probe is determined only by the arithmetic processing without changing the mechanism of the probe. Accordingly, the vibration convergence determination of the probe can be performed without depending on the vibration damping performance of the probe, and it is correctly determined whether the vibration is the probe vibration or the probe has contacted the object.

【0032】請求項7記載の発明は、請求項6記載の形
状測定方法において、前記検出手段の出力信号に基づく
値は、規定時間間隔内におけるピークホールド値であ
る。
According to a seventh aspect of the present invention, in the shape measuring method according to the sixth aspect, the value based on the output signal of the detecting means is a peak hold value within a prescribed time interval.

【0033】したがって、検出手段の出力信号に基づく
値が規定の範囲に収束したことを判定するに際して、演
算処理の負荷や演算処理のためのリソースを低減するこ
とが可能となる。
Therefore, when it is determined that the value based on the output signal of the detecting means has converged within the specified range, it is possible to reduce the load of the arithmetic processing and the resources for the arithmetic processing.

【0034】請求項8記載の発明は、請求項6記載の形
状測定方法において、前記検出手段の出力信号に基づく
値は、規定時間間隔内における分散である。
According to an eighth aspect of the present invention, in the shape measuring method according to the sixth aspect, the value based on the output signal of the detecting means is dispersion within a specified time interval.

【0035】したがって、検出手段の出力信号に基づく
値が規定の範囲に収束したことを判定するに際して、プ
ローブやばねの変更による収束特性の変化、経時変化、
外乱等に対してロバストとなり、その判定の精度が高ま
る。
Therefore, when it is determined that the value based on the output signal of the detecting means has converged within the specified range, the change of the convergence characteristic due to the change of the probe or the spring, the change with time,
It is robust against external disturbances and the accuracy of its determination is improved.

【0036】請求項9記載の発明は、請求項4、7又は
8記載の形状測定方法において、前記規定時間間隔は、
前記プローブの機械共振周波数の逆数で表される振動周
期以上の間隔である。
The invention according to claim 9 is the shape measuring method according to claim 4, 7 or 8, wherein the specified time interval is
It is an interval equal to or longer than the vibration period represented by the reciprocal of the mechanical resonance frequency of the probe.

【0037】したがって、状態検出の精度を得るに十分
な規定時間間隔が規定される。
Therefore, a prescribed time interval sufficient to obtain the accuracy of state detection is prescribed.

【0038】請求項10記載の発明は、請求項4、7又
は8記載の形状測定方法において、前記規定時間間隔内
でのデータ取得周期又は演算周期は、前記プローブの機
械共振周波数の逆数で表される振動周期の1/2未満以
上の間隔である。
According to a tenth aspect of the present invention, in the shape measuring method according to the fourth, seventh or eighth aspect, the data acquisition period or the calculation period within the specified time interval is represented by the reciprocal of the mechanical resonance frequency of the probe. The interval is less than 1/2 of the vibration cycle.

【0039】したがって、状態検出の精度を得るに十分
な規定時間間隔が規定される。
Therefore, a prescribed time interval sufficient to obtain the accuracy of state detection is prescribed.

【0040】請求項11記載の発明は、請求項10記載
の形状測定方法において、前記データ取得周期又は前記
演算周期を可変自在とした。
According to an eleventh aspect of the present invention, in the shape measuring method according to the tenth aspect, the data acquisition period or the calculation period is variable.

【0041】したがって、状態検出の精度を得るに十分
な規定時間間隔を、例えば各種の条件に応じて設定する
ようなことが可能となる。
Therefore, it becomes possible to set the prescribed time interval sufficient for obtaining the accuracy of the state detection, for example, according to various conditions.

【0042】請求項12記載の形状測定方法の発明は、
請求項6、7又は8記載の前記振動収束判定処理によっ
て前記プローブの振動が収束したことを判定した時点
で、請求項1、2、3、4又は5記載の前記演算ステッ
プを実行して得た値を、前記プローブの初期位置に設定
するようにした。
The invention of the shape measuring method according to claim 12 is
When the vibration convergence determination process according to claim 6, 7 or 8 determines that the vibration of the probe has converged, the calculation step according to claim 1, 2, 3, 4 or 5 is performed to obtain This value is set to the initial position of the probe.

【0043】したがって、プローブの振動による誤差を
低減した上で、精度良くプローブの初期位置を算出する
ことが可能となる。こうして、プローブの初期位置の高
精度検出が可能となることから、高精度な接触荷重設定
が可能となり、例えば、プラスチックレンズや金型等を
傷付けることなく高精度な形状測定が可能となる。
Therefore, it is possible to accurately calculate the initial position of the probe while reducing the error due to the vibration of the probe. In this way, since the initial position of the probe can be detected with high accuracy, the contact load can be set with high accuracy, and for example, the shape can be measured with high accuracy without damaging the plastic lens or the mold.

【0044】請求項13記載の発明は、被測定面に接触
させた接触式のプローブの初期位置からの変位を検出手
段によって検出して前記被測定面の形状を測定するよう
にした形状測定装置において、初期位置に位置する前記
プローブからの出力信号を前記検出手段によって検出す
る初期信号検出手段と、前記検出手段の出力信号に対し
て、前記プローブの初期位置とみなすことができる信号
を得るための演算処理を行なう演算手段と、を具備す
る。
According to a thirteenth aspect of the present invention, the shape measuring device is adapted to measure the shape of the surface to be measured by detecting the displacement from the initial position of the contact type probe brought into contact with the surface to be measured by the detecting means. In order to obtain a signal that can be regarded as the initial position of the probe with respect to the output signal of the detection means and the initial signal detection means for detecting the output signal from the probe located at the initial position by the detection means. And an arithmetic means for performing the arithmetic processing of.

【0045】したがって、プローブの機構を変更するこ
となく、演算処理のみによってプローブの初期位置が検
出される。
Therefore, the initial position of the probe can be detected only by the arithmetic processing without changing the mechanism of the probe.

【0046】請求項14記載の発明は、請求項13記載
の形状測定装置において、前記プローブの初期位置とみ
なすことができる信号を得るための演算処理は、前記検
出手段の出力信号に基づく値が規定の範囲に収束した場
合に前記プローブの振動が収束したと判定する振動収束
判定処理を含む。
According to a fourteenth aspect of the present invention, in the shape measuring apparatus according to the thirteenth aspect, the arithmetic processing for obtaining a signal that can be regarded as the initial position of the probe is performed based on a value based on the output signal of the detecting means. It includes a vibration convergence determination process for determining that the vibration of the probe has converged when it converges within a prescribed range.

【0047】したがって、プローブの機構を変更するこ
となく、プローブの振動の収束が演算処理のみによって
判定される。これにより、プローブの振動減衰性能に依
存することなく、プローブの振動収束判定をすることが
でき、プローブ振動であるのか、プローブが被対象物に
接触したのかが正しく判定される。
Therefore, the convergence of the vibration of the probe is determined only by the arithmetic processing without changing the mechanism of the probe. Accordingly, the vibration convergence determination of the probe can be performed without depending on the vibration damping performance of the probe, and it is correctly determined whether the vibration is the probe vibration or the probe has contacted the object.

【0048】請求項15記載の発明は、請求項14記載
の形状測定装置において、前記プローブの振動が収束し
たと判定したとき、前記検出手段を初期化するようにし
た。
According to a fifteenth aspect of the invention, in the shape measuring apparatus according to the fourteenth aspect, the detection means is initialized when it is determined that the vibration of the probe has converged.

【0049】したがって、プローブの振動による誤差を
低減した上でプローブの初期位置を算出するに際して、
検出手段が初期化されることからその算出処理が容易と
なる。
Therefore, in calculating the initial position of the probe after reducing the error due to the vibration of the probe,
Since the detection means is initialized, the calculation process becomes easy.

【0050】請求項16記載の発明は、請求項14又は
15記載の前記振動収束判定処理によって前記プローブ
の振動が収束したことを判定した時点で、請求項13記
載の前記演算処理を実行して得た値を、前記プローブの
初期位置に設定するようにした。
According to a sixteenth aspect of the present invention, the arithmetic processing according to the thirteenth aspect is executed when the vibration convergence determination processing according to the fourteenth or fifteenth aspect determines that the vibration of the probe has converged. The obtained value was set to the initial position of the probe.

【0051】したがって、プローブの振動による誤差を
低減した上で、精度良くプローブの初期位置を算出する
ことが可能となる。こうして、プローブの初期位置の高
精度検出が可能となることから、高精度な接触荷重設定
が可能となり、例えば、プラスチックレンズや金型等を
傷付けることなく高精度な形状測定が可能となる。
Therefore, it is possible to accurately calculate the initial position of the probe while reducing the error due to the vibration of the probe. In this way, since the initial position of the probe can be detected with high accuracy, the contact load can be set with high accuracy, and for example, the shape can be measured with high accuracy without damaging the plastic lens or the mold.

【0052】請求項17記載のコンピュータプログラム
を格納する記憶媒体の発明は、被測定面に接触させた接
触式のプローブの初期位置からの変位を検出手段によっ
て検出して前記被測定面の形状を測定するようにした形
状測定装置が備えるコンピュータにインストールされ、
このコンピュータに、初期位置に位置する前記プローブ
からの出力信号を前記検出手段によって検出する初期信
号検出機能と、前記検出手段の出力信号に対して、前記
プローブの初期位置とみなすことができる信号を得るた
めの演算処理を行なう演算機能と、を実行させる。
According to a seventeenth aspect of the present invention, there is provided a storage medium for storing a computer program. Installed on a computer equipped with a shape measuring device that is designed to measure,
This computer is provided with an initial signal detection function of detecting the output signal from the probe located at the initial position by the detection means, and a signal that can be regarded as the initial position of the probe with respect to the output signal of the detection means. And an arithmetic function for performing arithmetic processing for obtaining.

【0053】したがって、プローブの機構を変更するこ
となく、演算処理のみによってプローブの初期位置が検
出される。
Therefore, the initial position of the probe can be detected only by the arithmetic processing without changing the mechanism of the probe.

【0054】請求項18記載の発明は、請求項17記載
の記憶媒体において、前記プローブの初期位置とみなす
ことができる信号を得るための演算処理は、前記検出手
段の出力信号に基づく値が規定の範囲に収束した場合に
前記プローブの振動が収束したと判定する振動収束判定
処理を含む。
According to an eighteenth aspect of the present invention, in the storage medium according to the seventeenth aspect, a value based on an output signal of the detecting means is specified in the arithmetic processing for obtaining a signal that can be regarded as the initial position of the probe. Vibration convergence determination processing for determining that the vibration of the probe has converged when it converges to the range.

【0055】したがって、プローブの機構を変更するこ
となく、プローブの振動の収束が演算処理のみによって
判定される。これにより、プローブの振動減衰性能に依
存することなく、プローブの振動収束判定をすることが
でき、プローブ振動であるのか、プローブが被対象物に
接触したのかが正しく判定される。
Therefore, the convergence of the vibration of the probe is determined only by the arithmetic processing without changing the mechanism of the probe. Accordingly, the vibration convergence determination of the probe can be performed without depending on the vibration damping performance of the probe, and it is correctly determined whether the vibration is the probe vibration or the probe has contacted the object.

【0056】請求項19記載のコンピュータプログラム
の発明は、被測定面に接触させた接触式のプローブの初
期位置からの変位を検出手段によって検出して前記被測
定面の形状を測定するようにした形状測定装置が備える
コンピュータにインストールされ、このコンピュータ
に、初期位置に位置する前記プローブからの出力信号を
前記検出手段によって検出する初期信号検出機能と、前
記検出手段の出力信号に対して、前記プローブの初期位
置とみなすことができる信号を得るための演算処理を行
なう演算機能と、を実行させる。
According to a nineteenth aspect of the present invention, the shape of the surface to be measured is measured by detecting the displacement from the initial position of the contact type probe brought into contact with the surface to be measured by the detecting means. The probe is installed in a computer included in the shape measuring device, and the computer has an initial signal detection function of detecting an output signal from the probe located at an initial position by the detection means and the probe with respect to the output signal of the detection means And an arithmetic function for performing arithmetic processing for obtaining a signal that can be regarded as the initial position of the.

【0057】したがって、プローブの機構を変更するこ
となく、演算処理のみによってプローブの初期位置が検
出される。
Therefore, the initial position of the probe can be detected only by the arithmetic processing without changing the mechanism of the probe.

【0058】請求項20記載の発明は、請求項19記載
のコンピュータプログラムにおいて、前記プローブの初
期位置とみなすことができる信号を得るための演算処理
は、前記検出手段の出力信号に基づく値が規定の範囲に
収束した場合に前記プローブの振動が収束したと判定す
る振動収束判定処理を含む。
According to a twentieth aspect of the present invention, in the computer program according to the nineteenth aspect, a value based on the output signal of the detecting means is specified for the arithmetic processing for obtaining a signal that can be regarded as the initial position of the probe. Vibration convergence determination processing for determining that the vibration of the probe has converged when it converges to the range.

【0059】したがって、プローブの機構を変更するこ
となく、プローブの振動の収束が演算処理のみによって
判定される。これにより、プローブの振動減衰性能に依
存することなく、プローブの振動収束判定をすることが
でき、プローブ振動であるのか、プローブが被対象物に
接触したのかが正しく判定される。
Therefore, the convergence of the vibration of the probe is determined only by the arithmetic processing without changing the mechanism of the probe. Accordingly, the vibration convergence determination of the probe can be performed without depending on the vibration damping performance of the probe, and it is correctly determined whether the vibration is the probe vibration or the probe has contacted the object.

【0060】請求項21記載の発明は、被測定面に接触
させた接触式のプローブの初期位置からの変位を検出手
段によって検出して前記被測定面の形状を測定するよう
にした形状測定方法において、初期位置に位置する前記
プローブからの出力信号を前記検出手段によって検出す
る初期信号検出ステップと、前記検出手段の出力信号に
基づく値が規定の範囲に収束した場合に前記プローブの
振動が収束したと判定する振動収束判定ステップと、を
具備する。
According to a twenty-first aspect of the invention, the shape measuring method is adapted to measure the shape of the surface to be measured by detecting the displacement from the initial position of the contact type probe brought into contact with the surface to be measured by the detecting means. In the initial signal detection step of detecting the output signal from the probe located at the initial position by the detecting means, the vibration of the probe converges when the value based on the output signal of the detecting means converges to a specified range. And a vibration convergence determining step for determining that it is performed.

【0061】したがって、プローブの機構を変更するこ
となく、プローブの振動の収束が演算処理のみによって
判定される。これにより、プローブの振動減衰性能に依
存することなく、プローブの振動収束判定をすることが
でき、プローブ振動であるのか、プローブが被対象物に
接触したのかが正しく判定される。
Therefore, the convergence of the vibration of the probe is determined only by the arithmetic processing without changing the mechanism of the probe. Accordingly, the vibration convergence determination of the probe can be performed without depending on the vibration damping performance of the probe, and it is correctly determined whether the vibration is the probe vibration or the probe has contacted the object.

【0062】請求項22記載の発明は、被測定面に接触
させた接触式のプローブの初期位置からの変位を検出手
段によって検出して前記被測定面の形状を測定するよう
にした形状測定装置において、初期位置に位置する前記
プローブからの出力信号を前記検出手段によって検出す
る初期信号検出手段と、前記検出手段の出力信号に基づ
く値が規定の範囲に収束した場合に前記プローブの振動
が収束したと判定する振動収束判定処理を行う手段と、
を具備する。
According to a twenty-second aspect of the present invention, the shape measuring apparatus is adapted to measure the shape of the surface to be measured by detecting the displacement from the initial position of the contact type probe brought into contact with the surface to be measured by the detecting means. In, initial signal detection means for detecting the output signal from the probe located at the initial position by the detection means, and vibration of the probe converges when the value based on the output signal of the detection means converges to a specified range. Means for performing a vibration convergence determination process for determining that
It is equipped with.

【0063】したがって、プローブの機構を変更するこ
となく、プローブの振動の収束が演算処理のみによって
判定される。これにより、プローブの振動減衰性能に依
存することなく、プローブの振動収束判定をすることが
でき、プローブ振動であるのか、プローブが被対象物に
接触したのかが正しく判定される。
Therefore, the convergence of the vibration of the probe is determined only by the arithmetic processing without changing the mechanism of the probe. Accordingly, the vibration convergence determination of the probe can be performed without depending on the vibration damping performance of the probe, and it is correctly determined whether the vibration is the probe vibration or the probe has contacted the object.

【0064】請求項23記載の記憶媒体の発明は、被測
定面に接触させた接触式のプローブの初期位置からの変
位を検出手段によって検出して前記被測定面の形状を測
定するようにした形状測定装置が備えるコンピュータに
インストールされ、このコンピュータに、初期位置に位
置する前記プローブからの出力信号を前記検出手段によ
って検出する初期信号検出機能と、前記検出手段の出力
信号に基づく値が規定の範囲に収束した場合に前記プロ
ーブの振動が収束したと判定する振動収束判定処理を行
う機能と、を実行させるコンピュータプログラムを格納
する。
In the storage medium of the twenty-third aspect of the present invention, the displacement of the contact type probe brought into contact with the surface to be measured from the initial position is detected by the detecting means to measure the shape of the surface to be measured. It is installed in a computer included in the shape measuring device, and an initial signal detection function of detecting an output signal from the probe located at an initial position by the detection means and a value based on the output signal of the detection means are defined in the computer. A computer program for executing a function of performing a vibration convergence determination process for determining that the vibration of the probe has converged when the vibration converges to a range is stored.

【0065】したがって、プローブの機構を変更するこ
となく、プローブの振動の収束が演算処理のみによって
判定される。これにより、プローブの振動減衰性能に依
存することなく、プローブの振動収束判定をすることが
でき、プローブ振動であるのか、プローブが被対象物に
接触したのかが正しく判定される。
Therefore, the convergence of the vibration of the probe is determined only by the arithmetic processing without changing the probe mechanism. Accordingly, the vibration convergence determination of the probe can be performed without depending on the vibration damping performance of the probe, and it is correctly determined whether the vibration is the probe vibration or the probe has contacted the object.

【0066】請求項24記載のコンピュータプログラム
の発明は、被測定面に接触させた接触式のプローブの初
期位置からの変位を検出手段によって検出して前記被測
定面の形状を測定するようにした形状測定装置が備える
コンピュータにインストールされ、このコンピュータ
に、初期位置に位置する前記プローブからの出力信号を
前記検出手段によって検出する初期信号検出機能と、前
記検出手段の出力信号に基づく値が規定の範囲に収束し
た場合に前記プローブの振動が収束したと判定する振動
収束判定処理を行う機能と、を実行させる。
According to a twenty-fourth aspect of the present invention, the displacement of the contact type probe brought into contact with the surface to be measured from the initial position is detected by the detecting means to measure the shape of the surface to be measured. It is installed in a computer included in the shape measuring device, and an initial signal detection function of detecting an output signal from the probe located at an initial position by the detection means and a value based on the output signal of the detection means are defined in the computer. And a function of performing a vibration convergence determination process for determining that the vibration of the probe has converged when it converges to the range.

【0067】したがって、プローブの機構を変更するこ
となく、プローブの振動の収束が演算処理のみによって
判定される。これにより、プローブの振動減衰性能に依
存することなく、プローブの振動収束判定をすることが
でき、プローブ振動であるのか、プローブが被対象物に
接触したのかが正しく判定される。
Therefore, the convergence of the vibration of the probe is determined only by the arithmetic processing without changing the mechanism of the probe. Accordingly, the vibration convergence determination of the probe can be performed without depending on the vibration damping performance of the probe, and it is correctly determined whether the vibration is the probe vibration or the probe has contacted the object.

【0068】[0068]

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図1ないし
図16に基づいて説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

【0069】本実施の形態の発明は、被測定面に接触さ
せた接触式のプローブの初期位置からの変位を検出手段
としての変位計3によって検出し、変位計3の出力に基
づいて被測定面の形状を測定するようにした形状測定方
法、形状測定装置、形状測定用のコンピュータプログラ
ム及びそのようなコンピュータプログラムを記憶する記
憶媒体に関する。このような本実施の形態の発明に用い
る接触式のプローブの構造については、図1に従来の一
例として紹介したものと異なる点がない。そこで、接触
式プローブについては、図1に基づいて説明した接触式
プローブをそのまま利用して説明し、その内容について
も重複した説明を避ける。
In the invention of this embodiment, the displacement of the contact type probe brought into contact with the surface to be measured from the initial position is detected by the displacement meter 3 as the detecting means, and the measured object is measured based on the output of the displacement meter 3. The present invention relates to a shape measuring method adapted to measure the shape of a surface, a shape measuring device, a computer program for measuring the shape, and a storage medium storing such a computer program. The structure of the contact-type probe used in the invention of the present embodiment is the same as that of the conventional example shown in FIG. Therefore, the contact-type probe will be described by using the contact-type probe described with reference to FIG. 1 as it is, and the description thereof will not be repeated.

【0070】本実施の形態の発明は、上述したような形
状測定方法にあって、変位計3の出力信号に対して、プ
ローブの初期位置とみなすことができる信号を得るため
の演算処理を行なうようにした発明である。そこで、以
下では、そのための各種の方法を最初に説明し、次い
で、そのような方法を実現するための装置、このような
装置が備えるコンピュータにインストールされるソフト
ウェア、このようなソフトウェアを記憶する記憶媒体に
ついて言及する。
The invention of the present embodiment is the above-described shape measuring method, and performs arithmetic processing on the output signal of the displacement meter 3 to obtain a signal that can be regarded as the initial position of the probe. That is the invention. Therefore, in the following, various methods therefor will be described first, and then an apparatus for implementing such a method, software installed in a computer provided in such an apparatus, and a storage for storing such software. Mention the medium.

【0071】<第1の演算処理方法>図1に示した触針
式プローブは、摺動抵抗が少なく減衰が悪いために振動
し易く、非接触状態における初期位置を求めることが困
難である。
<First Calculation Processing Method> The stylus probe shown in FIG. 1 is apt to vibrate because of its small sliding resistance and poor damping, and it is difficult to find the initial position in the non-contact state.

【0072】そこで、触針子2の自重がばね7によって
支持され、触針子2の自重がばね7と釣り合う状態で、
触針子2とハウジング4との間の変位を検出手段として
の変位計3によって検出し(初期信号検出ステップ、初
期信号検出手段、初期信号検出機能)、検出した変位d
zに対して、図2に示すように、プローブの初期位置と
みなすことができる信号を得るための演算処理を行なう
(演算ステップ、演算手段、演算機能)。その出力であ
るdz^をプローブの初期位置dz0とする。
Therefore, the weight of the stylus 2 is supported by the spring 7, and the weight of the stylus 2 balances with the spring 7,
Displacement between the stylus 2 and the housing 4 is detected by a displacement gauge 3 as a detecting means (initial signal detecting step, initial signal detecting means, initial signal detecting function), and the detected displacement d
As shown in FIG. 2, z is subjected to arithmetic processing for obtaining a signal that can be regarded as the initial position of the probe (arithmetic step, arithmetic means, arithmetic function). The output dz ^ is the initial position dz 0 of the probe.

【0073】ここで、演算処理の内容について説明す
る。本実施の形態での演算処理としては、特に単一の処
理に限ることなく、各種の処理が実施可能である。そこ
で、以下では、平均化処理とローパスフィルタ処理とい
う2種類の演算処理について説明する。
Here, the contents of the arithmetic processing will be described. The arithmetic processing in the present embodiment is not limited to a single processing, and various kinds of processing can be performed. Therefore, in the following, two types of arithmetic processing, averaging processing and low-pass filtering processing, will be described.

【0074】まず、図3及び図4に基づいて平均化処理
について説明する。平均化処理の方法は、移動平均化処
理である。変位dzを図3に示すように所定サンプリン
グ時間tsでサンプリングしていく。サンプリングした
dzのデータをdz(0),dz(1),dz(2),
…,dz(n),dz(n+1)とする。例えば、m回
サンプリングした分の移動平均の場合、dz(0)から
dz(m−1)のデータを使用した演算処理の出力dz
^(0)は、(1)式となる。
First, the averaging process will be described with reference to FIGS. The averaging process method is a moving averaging process. The displacement dz is sampled at a predetermined sampling time ts as shown in FIG. The sampled dz data is dz (0), dz (1), dz (2),
, Dz (n), dz (n + 1). For example, in the case of a moving average sampled m times, the output dz of the arithmetic processing using the data of dz (0) to dz (m-1)
^ (0) becomes the expression (1).

【0075】[0075]

【数1】 [Equation 1]

【0076】よって、dz(n)からdz(n+m−
1)のデータを使用した平均値dz^(n)は、(2)
式となる。
Therefore, dz (n) to dz (n + m-
The average value dz ^ (n) using the data of 1) is (2)
It becomes an expression.

【0077】[0077]

【数2】 [Equation 2]

【0078】図4(a)は、変位dzで、振動の振幅が
時間とともに減衰していき、約3秒後に定常的な微小振
動となる場合を示している。プローブの減衰が悪い場
合、図4(a)に示すような微小振動が残ることがあ
る。このような変位dzを所定サンプリング時間tsで
サンプリングし、所定の回数mだけ移動平均化処理をし
た結果が図4(b)である。平均化処理であるため、出
力dz^には遅れが生じるが、4秒後には振幅が0近傍
に収束していることがわかる。このように、リアルタイ
ムに演算処理をし、定常的なプローブの微小振動やノイ
ズの影響が小さくなる所定時間後(ここでは4秒以降)
のdz^をプローブの初期位置dz0とする。
FIG. 4 (a) shows the case where the displacement dz causes the amplitude of the vibration to decay with time, and becomes a stationary microvibration after about 3 seconds. When the attenuation of the probe is poor, minute vibrations as shown in FIG. 4 (a) may remain. FIG. 4B shows a result obtained by sampling such a displacement dz at a predetermined sampling time ts and performing moving average processing a predetermined number of times m. It can be seen that the output dz ^ is delayed because of the averaging process, but the amplitude converges to near 0 after 4 seconds. In this way, the arithmetic processing is performed in real time, and after a predetermined time (in this case, 4 seconds or later) after the effects of steady microvibration and noise of the probe are reduced.
Let dz ^ be the initial position dz 0 of the probe.

【0079】次に、図3及び図5に基づいてローパスフ
ィルタ処理について説明する。(3)式は、カットオフ
周波数がωrad/sであるアナログのローパスフィル
タでの処理内容を示す式である。検出した変位dzに対
して、プローブの初期位置とみなすことができる信号を
得るための演算処理をアナログ回路で行なう場合は、
(3)式相当の電気回路をオペアンプ等で製作すること
になる。
Next, the low-pass filter processing will be described with reference to FIGS. 3 and 5. Expression (3) is an expression showing the processing content of the analog low-pass filter whose cutoff frequency is ω rad / s. When the analog circuit performs arithmetic processing for obtaining a signal that can be regarded as the initial position of the probe for the detected displacement dz,
An electric circuit equivalent to the formula (3) will be manufactured by an operational amplifier or the like.

【0080】[0080]

【数3】 [Equation 3]

【0081】これに対して、本実施の形態では、演算処
理として、デジタル処理する場合の演算処理を説明す
る。(3)式を状態空間方程式と出力方程式で表わす
と、(4)式及び(5)式となる。
On the other hand, in the present embodiment, as the arithmetic processing, arithmetic processing in the case of digital processing will be described. When the equation (3) is expressed by the state space equation and the output equation, the equations (4) and (5) are obtained.

【0082】[0082]

【数4】 [Equation 4]

【0083】[0083]

【数5】 [Equation 5]

【0084】(4)式及び(5)式を所定のサンプリン
グ時間tsで離散化すると、(6)式及び(7)式とな
る。
When equations (4) and (5) are discretized with a predetermined sampling time ts, equations (6) and (7) are obtained.

【0085】[0085]

【数6】 [Equation 6]

【0086】[0086]

【数7】 [Equation 7]

【0087】図3に示すように、変位dzを所定サンプ
リング間隔Tsでサンプリングしていく。サンプリング
したdzのデータdz(n)を(6)式及び(7)式の
入力u(k)に逐次入力し、リアルタイム処理し、算出
されるY(k)をdz(n)のフィルタリング後のデー
タdz^(n)とする。
As shown in FIG. 3, the displacement dz is sampled at a predetermined sampling interval Ts. The sampled dz data dz (n) is sequentially input to the input u (k) of the equations (6) and (7), processed in real time, and the calculated Y (k) is filtered after dz (n). Let the data be dz ^ (n).

【0088】図5(a)は、変位dzで、振動の振幅が
時間とともに減衰していき約3秒後に定常的な微小振動
となる場合を示している。プローブの減衰が悪い場合、
図5(a)に示すような微小振動が残ることがある。こ
のような変位dzを所定サンプリング時間tsでサンプ
リングし、(6)式及び(7)式によるローパスフィル
タ処理をした結果が、図5(b)である。ローパスフィ
ルタのカットオフ周波数によって変化するが、約3秒後
の振幅は、入力時の振幅よりも十分に小さく、0を中心
とした微小振幅となることがわかる。このように、リア
ルタイムに演算処理をし、定常的なプローブの微小振動
やノイズの影響が無視できるレベルとなる所定時間後
(ここでは3秒以降)のdz^をプローブの初期位置d
0とする。
FIG. 5A shows the case where the displacement dz causes the amplitude of the vibration to decay with time, and becomes a stationary microvibration after about 3 seconds. If the probe attenuation is poor,
Small vibrations as shown in FIG. 5A may remain. FIG. 5B shows a result obtained by sampling such a displacement dz at a predetermined sampling time ts and performing the low-pass filter processing by the expressions (6) and (7). Although it changes depending on the cutoff frequency of the low-pass filter, the amplitude after about 3 seconds is sufficiently smaller than the amplitude at the time of input, and it can be seen that the amplitude is a minute amplitude centered on 0. In this way, the calculation processing is performed in real time, and dz ^ after a predetermined time (here, 3 seconds or more) after which the influence of stationary microvibration and noise of the probe is negligible is set to the initial position d of the probe.
Let z 0 .

【0089】ここで、平均化処理とローパスフィルタ処
理とを比較した場合、ローパスフィルタ処理では、1サ
ンプリング前の状態変数X(k)を記憶しておき、
(6)式及び(7)式の積和演算を行なうだけであるた
め、平均化処理と比較すると、リソースの節約及び演算
負荷の低減が可能である。
Here, when the averaging process and the low-pass filter process are compared, the state variable X (k) before one sampling is stored in the low-pass filter process.
Since only the product-sum calculation of the equations (6) and (7) is performed, it is possible to save resources and reduce the calculation load as compared with the averaging process.

【0090】<第2の演算処理方法>図1に示した触針
式プローブは、触針子2とハウジング4との間の変位を
変位計3によって検出している。この場合、変位計3と
して、フォ−カス信号を利用した光学式変位計や静電容
量変位計、作動トランス型変位計等を用いた場合、アナ
ログ信号に含まれるノイズが制御系や測定された被測定
面の形状データに影響を及ぼすことがある。また、レー
ザ干渉測長器等を使用した場合でも、大気の密度分布に
よって発生するゆらぎ等のノイズがあり、制御系や測定
された被測定面の形状データに影響を及ぼすことがあ
る。
<Second Calculation Processing Method> In the stylus probe shown in FIG. 1, the displacement between the stylus 2 and the housing 4 is detected by the displacement meter 3. In this case, when the displacement gauge 3 is an optical displacement gauge using a focus signal, a capacitance displacement gauge, a displacement transformer type displacement gauge, or the like, noise included in the analog signal is detected in the control system or measured. This may affect the shape data of the surface to be measured. Even when a laser interferometer or the like is used, there is noise such as fluctuation generated by the density distribution of the atmosphere, which may affect the shape data of the control system and the measured surface to be measured.

【0091】そこで、第2の演算処理方法としては、触
針子2の先端の真球1を被測定面に押し付け、これによ
って、触針子2が、ばね7によるばね力と被測定面から
の反力とが釣り合う位置に移動した状態で、触針子2と
ハウジング4との間の変位を検出手段としての変位計3
によって検出する。そして、図2に示すように、検出し
た変位dzに対して、プローブの初期位置とみなすこと
ができる信号を得るための演算処理を行なう。その出力
であるdz^をプローブの初期位置dz0とする。
Therefore, as a second arithmetic processing method, the true sphere 1 at the tip of the stylus 2 is pressed against the surface to be measured, whereby the stylus 2 is moved from the spring force of the spring 7 and the surface to be measured. The displacement gauge 3 as a detection means detects the displacement between the stylus 2 and the housing 4 in a state in which the displacement force is balanced with the reaction force of the
Detect by. Then, as shown in FIG. 2, arithmetic processing is performed on the detected displacement dz to obtain a signal that can be regarded as the initial position of the probe. The output dz ^ is the initial position dz 0 of the probe.

【0092】ここで、演算処理としては、第1の演算処
理方法で紹介した処理と同一の処理を行なうことから、
その説明を省略する。このような演算処理の結果得られ
る値、つまり、入力dz(n)に対する演算結果dz^
(n)をプローブの変位として使用する。
Here, as the arithmetic processing, since the same processing as the processing introduced in the first arithmetic processing method is performed,
The description is omitted. The value obtained as a result of such arithmetic processing, that is, the arithmetic result dz ^ for the input dz (n)
(N) is used as the probe displacement.

【0093】<第3の演算処理方法>図1に例示した触
針式のプローブは、摺動抵抗が少なく減衰が悪いため、
小さな外力によっても振動し易い。このため、接触式プ
ローブを搭載した移動ステージが静止状態で一定時間経
過しても、プローブの振動が収束しているとは言えな
い。プローブの振動が所定の値まで収束していない状態
でブローブの初期位置を設定すると、プローブの初期位
置からの変位が接触荷重と比例関係を示すため、接触荷
重の狂いが生ずる可能性がある。また、振動の振幅を接
触荷重と誤判定し、その状態で、荷重制御するためにプ
ローブの変位計出力を使用した制御に切り換えた場合、
プローブが被測定面に衝突してしまう可能性がある。
<Third Arithmetic Processing Method> Since the probe of the stylus type illustrated in FIG. 1 has a small sliding resistance and poor attenuation,
It is easy to vibrate even with a small external force. For this reason, it cannot be said that the vibration of the probe is converged even when the moving stage equipped with the contact type probe is stationary for a certain period of time. If the initial position of the probe is set in a state where the vibration of the probe has not converged to a predetermined value, the displacement from the initial position of the probe has a proportional relationship with the contact load, and thus the contact load may be distorted. Also, if the vibration amplitude is erroneously determined as a contact load, and in that state, switching to control using the displacement gauge output of the probe to control the load,
The probe may collide with the surface to be measured.

【0094】そこで、第3の演算処理方法では、触針子
2とハウジング4との間の変位を変位計3によって検出
し、検出した変位dzに対して図6に示すような所定の
演算処理を行なう。そして、その出力であるeが所定の
範囲に入っていた場合、プローブの振動が収束したと判
定する。
Therefore, in the third arithmetic processing method, the displacement between the stylus 2 and the housing 4 is detected by the displacement meter 3, and the predetermined displacement shown in FIG. 6 is applied to the detected displacement dz. Do. When the output e is within the predetermined range, it is determined that the vibration of the probe has converged.

【0095】図6に示す演算処理の内容について説明す
る。本実施の形態での演算処理としては、特に単一の処
理に限ることなく、各種の処理が実施可能である。そこ
で、以下では、規定時間間隔内でのピークホールド処理
と分散を求める処理という2種類の演算処理について説
明する。
The contents of the arithmetic processing shown in FIG. 6 will be described. The arithmetic processing in the present embodiment is not limited to a single processing, and various kinds of processing can be performed. Therefore, in the following, two types of arithmetic processing, that is, peak hold processing within a specified time interval and processing for obtaining variance will be described.

【0096】最初に、図3に基づいてピークホールド処
理について説明する。変位dzを図3に示すように所定
サンプリング時間tsでサンプリングしていく。サンプ
リングしたdzのデータをdz(0),dz(1),d
z(2),…,dz(n),dz(n+1)とする。そ
して、例えばm回分のサンプリングのデータを比較し、
ピークホールドしていく。この場合、振幅は、0を中心
として振動しているとする。
First, the peak hold process will be described with reference to FIG. The displacement dz is sampled at a predetermined sampling time ts as shown in FIG. The sampled dz data is dz (0), dz (1), d
Let z (2), ..., Dz (n), dz (n + 1). Then, for example, comparing the data of m samplings,
Hold the peak. In this case, the amplitude is assumed to oscillate around 0.

【0097】まず、dz(0)からdz(m−1)の各
データの絶対値もしくは2乗の値をとり、その中の最大
値をe(0)とする。次のサンプリングでは、dz
(1)からdz(m)の中の最大値をe(1)とする。
n回目のサンプリングではdz(n)からdz(n+m
−1)の中の最大値をe(n)とする。これを式で表わ
すと、(8)式となる。
First, the absolute value or square value of each data of dz (0) to dz (m-1) is taken, and the maximum value among them is set as e (0). In the next sampling, dz
The maximum value from (1) to dz (m) is e (1).
In the nth sampling, dz (n) to dz (n + m
The maximum value in -1) is e (n). If this is expressed by an equation, equation (8) is obtained.

【0098】[0098]

【数8】 [Equation 8]

【0099】そこで、算出されたe(0),…,e
(n)が、所定の値erefよりも小さくなっていたと
き、振動が収束したと判定する。
Then, the calculated e (0), ..., e
When (n) is smaller than the predetermined value e ref, it is determined that the vibration has converged.

【0100】次いで、図3及び図7に基づいて分散を求
める処理について説明する。変位dzを図3に示すよう
に所定サンプリング時間tsでサンプリングしていく。
サンプリングしたdzのデータをdz(0),dz
(1),dz(2),…,dz(n),dz(n+1)
とする。そして、例えばm回分のサンプリングのデータ
を使用して、dzの不偏分散を求める。
Next, the process for obtaining the variance will be described with reference to FIGS. 3 and 7. The displacement dz is sampled at a predetermined sampling time ts as shown in FIG.
The sampled dz data is dz (0), dz
(1), dz (2), ..., dz (n), dz (n + 1)
And Then, for example, the data of m samplings is used to obtain the unbiased variance of dz.

【0101】ここで、dz(0)からdz(m−1)の
平均値をdz(0)とすると、dz(n)からdz
(n+m−1)の平均値はdz(n)となり、これを
式で表わすと、(9)式となる。
[0102] Here, an average value of dz (0) dz (m- 1) from dz - When (0), dz from dz (n)
Average of (n + m-1) is dz - (n), and the expressed this in the formula, the equation (9).

【0102】[0102]

【数9】 [Equation 9]

【0103】このときの不偏分散σ2(n)は、(1
0)式となる。
The unbiased variance σ 2 (n) at this time is (1
Equation (0) is obtained.

【0104】[0104]

【数10】 [Equation 10]

【0105】そして、(11)式に示すように、その不
偏分散の値σ2(n)をe(n)とする。
Then, as shown in equation (11), the value of the unbiased variance σ 2 (n) is set to e (n).

【0106】[0106]

【数11】 [Equation 11]

【0107】こうして、算出されたe(0),…,e
(n)が所定の値erefよりも小さくなっていたとき
に、振動が収束したと判定する。
Thus, the calculated e (0), ..., e
When (n) is smaller than the predetermined value e ref, it is determined that the vibration has converged.

【0108】図7は、図4(a)もしくは図5(a)と
同一の入力dzに対して第3の演算処理方法である図6
に示す演算処理をした結果を示すグラフである。図7の
グラフに示すように、時間が経過し、プローブの振動が
収束方向に向かうと、不偏分散σ2=eは急激に減少し
ていくことが分る。そこで、この値eが、所定の値er
efよりも小さくなっていたとき、振動が収束したと判
定する。なお、図7では、eref=0.01という収
束の値を設定することによって、収束したかどうかの判
定を行なうことができる。
FIG. 7 shows a third arithmetic processing method for the same input dz as in FIG. 4 (a) or FIG. 5 (a).
7 is a graph showing the result of the arithmetic processing shown in FIG. As shown in the graph of FIG. 7, it can be seen that the unbiased variance σ 2 = e decreases rapidly as the probe vibrations converge in the direction of time. Therefore, this value e is a predetermined value e r
When it is smaller than ef, it is determined that the vibration has converged. In FIG. 7, it is possible to determine whether or not convergence has occurred by setting a convergence value of e ref = 0.01.

【0109】<データ取得周期又は演算周期>ここで、
上述した各演算処理方法においては、いずれも、変位計
3の出力信号に対して、プローブの初期位置とみなすこ
とができる信号を得るための演算処理を行なう。このよ
うな演算処理に際しては、変位計3の出力信号を得るた
めのデータ取得周期又は演算周期を決定する必要があ
る。
<Data acquisition cycle or calculation cycle> Here,
In each of the arithmetic processing methods described above, the arithmetic processing is performed on the output signal of the displacement meter 3 to obtain a signal that can be regarded as the initial position of the probe. In such arithmetic processing, it is necessary to determine the data acquisition period or the arithmetic period for obtaining the output signal of the displacement meter 3.

【0110】そこで、以下では、このようなデータ取得
周期又は演算周期について、第1のデータ取得周期又は
演算周期と第2のデータ取得周期又は演算周期とを紹介
する。
Therefore, the first data acquisition cycle or calculation cycle and the second data acquisition cycle or calculation cycle will be introduced below regarding such data acquisition cycle or calculation cycle.

【0111】1.第1のデータ取得周期又は演算周期 第1のデータ取得周期又は演算周期について、図2ない
し図6、図8ないし図10に基づいて説明する。
1. First Data Acquisition Cycle or Calculation Cycle The first data acquisition cycle or calculation cycle will be described with reference to FIGS. 2 to 6 and FIGS. 8 to 10.

【0112】図2又は図6に示す演算処理に使用する所
定時間間隔Tは、サンプリング時間tsと演算に使用す
るサンプリング回数mとから表わすと、(12)式のよ
うになる。
The predetermined time interval T used in the arithmetic processing shown in FIG. 2 or FIG. 6 is represented by the equation (12) when expressed from the sampling time ts and the sampling number m used in the arithmetic.

【0113】[0113]

【数12】 [Equation 12]

【0114】第1のデータ取得周期又は演算周期では、
図8に示すように、(12)式で表される所定時間間隔
Tをプローブの機械共振周波数fpの逆数である機械共
振周期Tp以上する。
In the first data acquisition cycle or calculation cycle,
As shown in FIG. 8, the predetermined time interval T represented by the equation (12) is set to be equal to or greater than the mechanical resonance period T p which is the reciprocal of the mechanical resonance frequency f p of the probe.

【0115】ここで、第1の演算処理方法として説明し
た平均化処理を採用した例のデータ取得周期又は演算周
期を、第1のデータ取得周期又は演算周期とした例を説
明する。第1の演算処理方法で説明した平均化処理は、
所定時間間隔Tを移動させながら平均化していく移動平
均化処理である。
Here, an example will be described in which the data acquisition cycle or the calculation cycle of the example adopting the averaging processing described as the first calculation processing method is the first data acquisition cycle or the calculation cycle. The averaging process described in the first arithmetic processing method is
This is a moving averaging process for averaging while moving a predetermined time interval T.

【0116】図9は、サンプリング周期Tsは一定で、
サンプリング回数mを変えることによって平均化する時
間間隔Tを変化させて移動平均化処理を実施した結果を
示すグラフである。入力値は、図4(a)もしくは図5
(a)と同一の値であるdzとした。
In FIG. 9, the sampling period Ts is constant,
9 is a graph showing a result of performing moving averaging processing by changing the time interval T for averaging by changing the sampling number m. Input values are shown in Fig. 4 (a) or Fig. 5
The same value as in (a) was set to dz.

【0117】図9のグラフに示すように、時間間隔Tが
1周期から4周期の場合、移動平均化処理によって信号
の振幅の低減が可能である。これに対して、時間間隔T
を0.5周期とすると、ノイズ成分は除去されているも
のの、機械共振周波数fpの振幅が低減していないこと
が分る。
As shown in the graph of FIG. 9, when the time interval T is 1 cycle to 4 cycles, the amplitude of the signal can be reduced by the moving averaging process. On the other hand, the time interval T
It can be seen that the noise component is removed, but the amplitude of the mechanical resonance frequency f p is not reduced when the period is 0.5 cycle.

【0118】次いで、第3の演算処理方法として説明し
た分散を求める処理を採用した例のデータ取得周期又は
演算周期を、第1のデータ取得周期又は演算周期とした
例を説明する。第3の演算処理方法で説明した分散を求
める処理は、所定時間間隔Tを移動させながら不偏分散
を算出する処理である。
Next, an example will be described in which the data acquisition cycle or the calculation cycle of the example in which the processing for obtaining the variance described as the third calculation processing method is adopted is the first data acquisition cycle or the calculation cycle. The process of obtaining the variance described in the third arithmetic processing method is a process of calculating the unbiased variance while moving the predetermined time interval T.

【0119】図10は、サンプリング周期Tsは一定
で、サンプリング回数mを変えることによって不偏分散
を求める時間間隔Tを変化させた演算結果を示すグラフ
である。入力値は、図4(a)もしくは図5(a)と同
一の値であるdzとした。
FIG. 10 is a graph showing the calculation results when the sampling interval Ts is constant and the time interval T for obtaining the unbiased variance is changed by changing the sampling number m. The input value is set to dz, which is the same value as in FIG. 4 (a) or FIG. 5 (a).

【0120】図10のグラフに示すように、時間間隔T
が1周期から4周期の場合、周期が長くなれば収束時間
も早く振動的でなくなるが、この範囲であれば振動の収
束を判定する基準には問題ない。これに対して、時間間
隔Tを0.5周期とすると、大きな振幅が発生してしま
い、振動の収束を判定する基準としては使用できないこ
とが分る。
As shown in the graph of FIG. 10, the time interval T
In the case of 1 cycle to 4 cycles, the longer the cycle is, the faster the convergence time is, and the vibration is not oscillatory. However, within this range, there is no problem in the criterion for determining the vibration convergence. On the other hand, if the time interval T is set to 0.5 cycle, a large amplitude is generated, and it cannot be used as a reference for determining the convergence of vibration.

【0121】2.第2のデータ取得周期又は演算周期 第2のデータ取得周期又は演算周期を図2、図6及び図
11に基づいて説明する。
2. Second Data Acquisition Cycle or Calculation Cycle The second data acquisition cycle or calculation cycle will be described with reference to FIGS. 2, 6 and 11.

【0122】図2又は図6に示す演算処理に使用する所
定時間間隔Tを、サンプリング時間tsにおける所定時
間内のサンプリング回数mとすると、その関係は、(1
2)式に示す通りとなる。ここでは、所定時間間隔T
は、機械共振の周期よりも大きい所定値として考える。
よって、サンプリング回数mは、サンプリング時間ts
によって決定される。
Assuming that the predetermined time interval T used in the arithmetic processing shown in FIG. 2 or FIG. 6 is the number of times of sampling m within the predetermined time in the sampling time ts, the relationship is (1
It becomes as shown in the equation (2). Here, the predetermined time interval T
Is considered to be a predetermined value larger than the cycle of mechanical resonance.
Therefore, the sampling number m is the sampling time ts
Determined by

【0123】第2のデータ取得周期又は演算周期では、
サンプリング時間tsを、プローブの機械共振周波数の
逆数となる振動周期の1/2未満とする。換言すると、
サンプリング定理では、測定したい周波数の2倍以上で
サンプリングする必要があり、サンプリング周波数の1
/2がナイキスト周波数となる。すなわち、プローブの
機械共振周波数がサンプリング周波数1/tsのナイキ
スト周波数未満となるようにサンプリング時間tsを選
択する、というのが第2のデータ取得周期又は演算周期
である。
In the second data acquisition period or calculation period,
The sampling time ts is set to be less than 1/2 of the vibration cycle which is the reciprocal of the mechanical resonance frequency of the probe. In other words,
According to the sampling theorem, it is necessary to sample at more than twice the frequency you want to measure.
/ 2 becomes the Nyquist frequency. That is, the second data acquisition period or calculation period is to select the sampling time ts so that the mechanical resonance frequency of the probe is less than the Nyquist frequency of the sampling frequency 1 / ts.

【0124】図11は、演算処理の所定時間間隔Tは一
定としながら、サンプリング時間tsをプローブにおけ
る機械共振の周期の1/10、1/4、1/3、1/2
と変化させ場合の結果を示すグラフである。入力値は、
図4(a)もしくは図5(a)と同一の値であるdzと
した。
FIG. 11 shows that the sampling time ts is 1/10, 1/4, 1/3, 1/2 of the cycle of mechanical resonance in the probe while the predetermined time interval T of the arithmetic processing is constant.
It is a graph which shows the result at the time of changing. The input value is
The same value as in FIG. 4A or FIG. 5A was set to dz.

【0125】図11のグラフに示すように、実際の入力
信号にはノイズ等の高周波成分も含まれており、また、
位相の違いによってサンプリングの限界(ナイキスト周
波数)である1/2周期では正しいサンプリングができ
ていないことが分る。
As shown in the graph of FIG. 11, the actual input signal contains high-frequency components such as noise, and
It can be seen that due to the phase difference, correct sampling cannot be performed in the 1/2 cycle which is the sampling limit (Nyquist frequency).

【0126】<演算処理方法の応用>図1に示す触針式
のプローブを搭載した形状測定装置の構成および基本動
作は、従来例として説明した通りである。ここでは、重
力方向に上下する移動ステージに触針式プローブを搭載
した場合を例にして説明する。
<Application of Arithmetic Processing Method> The configuration and basic operation of the shape measuring apparatus equipped with the probe of the stylus type shown in FIG. 1 are as described in the conventional example. Here, a case where a stylus probe is mounted on a moving stage that moves up and down in the direction of gravity will be described as an example.

【0127】形状を測定するときの接触荷重は触針子2
と触針子2を支持するばね7の変位dzとによって設定
される。よって、重量mの触針子2とばね定数kpの支
持ばね7とが重力m・gと釣り合う初期位置dz0を求め
る必要がある。これを式で表わすと、(13)式の通り
となる。
The contact load when measuring the shape is the stylus 2.
And the displacement dz of the spring 7 supporting the stylus 2. Therefore, it is necessary to find the initial position dz 0 at which the stylus 2 having the weight m and the support spring 7 having the spring constant k p balance the gravity m · g. When this is expressed by a formula, it becomes as shown in formula (13).

【0128】[0128]

【数13】 [Equation 13]

【0129】接触荷重fcは、(14)式の通りとな
る。
The contact load f c is given by the equation (14).

【0130】[0130]

【数14】 [Equation 14]

【0131】ところが、本実施の形態で説明している形
式の触針式プローブは、触針子2が振動しやすいため初
期位置dz0を求めることが難しい。そこで、本実施の
形態では、上述した第3の演算方法によってプローブの
振動が収束したことを判定し、そのときのプローブ位
置、すなわちプローブの初期位置dz0を上述した第1
又は第2の演算方法を用いて検出する。
However, in the stylus probe of the type described in the present embodiment, it is difficult to find the initial position dz 0 because the stylus 2 easily vibrates. Therefore, in the present embodiment, it is determined by the above-described third calculation method that the vibration of the probe has converged, and the probe position at that time, that is, the initial position dz 0 of the probe is determined by the above-described first operation.
Alternatively, it is detected using the second calculation method.

【0132】ここで、第3の演算処理を実行するに際し
ては、プローブの振動が収束したかどうかを判定するた
めに用いる所定値を、接触荷重の精度や測定開始までの
時間によって設定する。一例として、接触荷重の精度を
良くしたい場合は厳しく、収束判定を速くし測定開始ま
での時間を短縮したい場合は設定値を緩める。
Here, when executing the third arithmetic processing, a predetermined value used for determining whether or not the vibration of the probe has converged is set according to the accuracy of the contact load and the time until the start of measurement. As an example, if the accuracy of the contact load is desired to be high, the setting value is strict, and if the convergence determination is fast and the time to start the measurement is short, the set value is loosened.

【0133】<上記形状測定方法を実施する形状測定装
置>ここで、以上説明した各演算処理方法を実施可能な
装置について説明する。
<Shape Measuring Device for Carrying Out the Shape Measuring Method> Here, a device capable of carrying out each of the arithmetic processing methods described above will be described.

【0134】接触式プローブ101は、被測定物取付治
具102上に取り付けられた被測定面103に接触する
ように保持されており、このような接触式プローブ10
1と被測定面103とは、X軸、Y軸方向に移動自在で
ある。
The contact type probe 101 is held so as to come into contact with the measured surface 103 mounted on the measured object mounting jig 102.
1 and the surface 103 to be measured are movable in the X-axis and Y-axis directions.

【0135】接触式プローブ101と被測定面103と
をX、Y方向に移動自在とするための機構として、X軸
Y軸ステージ104が設けられている。このX軸Y軸ス
テージ104は、接触式プローブ101に対して被測定
面103を有する被測定物105をX軸、Y軸方向に移
動させる。
An X-axis Y-axis stage 104 is provided as a mechanism for moving the contact type probe 101 and the surface 103 to be measured in the X and Y directions. The X-axis and Y-axis stage 104 moves the object 105 having the surface 103 to be measured in the X-axis and Y-axis directions with respect to the contact type probe 101.

【0136】これに対して、接触式プローブ101は、
X軸Y軸ステージ104に対して垂直方向に移動するよ
うに駆動されるZ軸ステージ106に搭載されている。
On the other hand, the contact type probe 101 is
It is mounted on a Z-axis stage 106 that is driven so as to move in a direction perpendicular to the X-axis and Y-axis stages 104.

【0137】そこで、被測定面103の形状測定時に
は、各ステージ104、106が駆動されて変位するの
に対して、このような各ステージ104、106の変
位、つまり被測定面103に対する接触式プローブ10
1の移動軌跡を検出するために、Z軸ステージ106上
には、X軸用レーザ測長器107とY軸用レーザ測長器
108とZ軸用レーザ測長器109とが搭載されてい
る。図12中、110はX軸レーザ測長器107用の基
準ミラー、111はY軸レーザ測長器108用の基準ミ
ラー、112はZ軸レーザ測長器109用の基準ミラー
である。また、Z軸ステージ106を位置検出するため
のリニアエンコーダであるZ軸エンコーダ113が設け
られている。
Therefore, when measuring the shape of the surface 103 to be measured, the respective stages 104 and 106 are driven and displaced, whereas the displacement of each of the stages 104 and 106, that is, the contact probe to the surface 103 to be measured. 10
In order to detect the movement locus of No. 1, an X-axis laser length measuring device 107, a Y-axis laser length measuring device 108, and a Z-axis laser length measuring device 109 are mounted on the Z-axis stage 106. . In FIG. 12, reference numeral 110 is a reference mirror for the X-axis laser length measuring instrument 107, 111 is a reference mirror for the Y-axis laser length measuring instrument 108, and 112 is a reference mirror for the Z-axis laser length measuring instrument 109. Further, a Z-axis encoder 113 which is a linear encoder for detecting the position of the Z-axis stage 106 is provided.

【0138】このようにして被測定面103に対してX
軸、Y軸方向に変位するように駆動され、被測定面10
3との理論距離を一定に維持するように接触しつつ、そ
の表面形状を測定する接触式プローブ8には、微小変位
dzを検出する変位計114として光学式変位計が搭載
されている。
In this way, X is applied to the surface 103 to be measured.
The surface to be measured 10 is driven so as to be displaced in the axial and Y-axis directions.
The contact type probe 8 that measures the surface shape of the contact type probe 3 while keeping a constant theoretical distance from the probe 3 is equipped with an optical displacement gauge as a displacement gauge 114 that detects a minute displacement dz.

【0139】次に、形状測定装置の動作を説明する。X
軸、Y軸方向の位置検出は、図示しないモータ軸上のロ
−タリエンコーダもしくはリニアエンコーダによって行
ない、この位置の値を使用して、位置決め制御系により
X軸Y軸ステージ104が駆動される。Z軸はZ軸エン
コーダ113によって位置検出され、この値を使用し
て、位置決め制御系によってZ軸ステージ106が駆動
される。
Next, the operation of the shape measuring apparatus will be described. X
Position detection in the axis and Y-axis directions is performed by a rotary encoder or a linear encoder on a motor shaft (not shown), and the X-axis Y-axis stage 104 is driven by the positioning control system using the value of this position. The position of the Z-axis is detected by the Z-axis encoder 113, and this value is used to drive the Z-axis stage 106 by the positioning control system.

【0140】そして、被測定物取付治具102上に取り
付けられた被測定物105の被測定面103に接触式プ
ローブ8を接触させ、Z軸の制御を変位計114の出力
を使用した追従制御系に切り換えて行ない、変位計11
4の出力が所定の値となるようにする。このZ軸追従制
御の状態で、X軸Y軸ステージ104を駆動して被測定
物105をX軸又はY軸方向に変位させ、被測定面10
3上を走査させる。このときの軌跡をZ軸ステージ10
6上の3軸のレーザ測長器107、108、109によ
って検出し、その値を被測定面103の表面形状とする
ことが本実施の形態における形状測定装置での形状測定
原理である。
Then, the contact type probe 8 is brought into contact with the measured surface 103 of the measured object 105 mounted on the measured object mounting jig 102, and the Z axis is controlled by the follow-up control using the output of the displacement gauge 114. Displacement meter 11
The output of 4 has a predetermined value. In this Z-axis tracking control state, the X-axis Y-axis stage 104 is driven to displace the object 105 to be measured in the X-axis or Y-axis direction, and the surface to be measured 10 is measured.
3 scan over. The locus at this time is taken as the Z-axis stage 10
The shape measuring principle in the shape measuring apparatus according to the present embodiment is to detect the values by the three-axis laser length measuring devices 107, 108, and 109 on 6 and use the values as the surface shape of the measured surface 103.

【0141】次に、Z軸の制御系を図13に示す。Next, FIG. 13 shows a Z-axis control system.

【0142】まず、接触式プローブ101を搭載した形
状測定装置のZ軸ステージ106の位置決め制御につい
て説明する。目標位置201の出力であるzrefとフィ
ードバックされるZ軸エンコーダ113の出力zとを比
較器202によって比較し、補償器203において位相
補償等の補償を行ない、ドライバ204へ偏差相当の電
流指令を出す。ドライバ204は、電流指令値相当のモ
ータ電流をZ軸アクチュエ−タ205のモータへ流し、
Z軸ステージ106を駆動する。実際の制御演算ル−プ
には存在しないが、比較器206のような形で、Z軸ス
テージ106には外乱が加わる。Z軸ステージ106の
変位zは、Z軸エンコーダ113によって検出され、比
較器202へフィードバックされる。
First, the positioning control of the Z-axis stage 106 of the shape measuring apparatus equipped with the contact type probe 101 will be described. The output z ref of the target position 201 and the output z of the Z-axis encoder 113 fed back are compared by the comparator 202, the compensator 203 performs compensation such as phase compensation, and the current command corresponding to the deviation is sent to the driver 204. put out. The driver 204 sends a motor current corresponding to the current command value to the motor of the Z-axis actuator 205,
The Z-axis stage 106 is driven. Although it does not exist in the actual control calculation loop, disturbance is applied to the Z-axis stage 106 in the form of the comparator 206. The displacement z of the Z-axis stage 106 is detected by the Z-axis encoder 113 and fed back to the comparator 202.

【0143】次に、追従制御ついて説明する。追従制御
に切り換えるとき、切換可能位置まで上記位置決め制御
によって移動させる。切換可能位置では、状態検出演算
部である状態検出手段301において、変位計114の
出力dzに基づき、プローブ振動の収束および初期位置
dz0の検出を行なう。
Next, the following control will be described. When switching to the follow-up control, the positioning control is performed to move to the switchable position. At the switchable position, the state detection means 301, which is a state detection calculation unit, converges the probe vibration and detects the initial position dz 0 based on the output dz of the displacement gauge 114.

【0144】振動の収束が完了し初期位置dz0を検出
した後、目標位置を変更し、接触式プローブ101を被
測定物105の被測定面103に接触させ、追従制御可
能な位置まで移動させる。接触式プローブ101が追従
制御可能な位置まで移動後、モード設定部207の信号
によってモード切換部208、209を切り換えて接触
式プローブ101を使用した追従制御へ切り換える。
After the vibration has been converged and the initial position dz 0 has been detected, the target position is changed and the contact probe 101 is brought into contact with the surface 103 to be measured of the object 105 to be moved to a position where follow-up control is possible. . After the contact type probe 101 has moved to a position where tracking control can be performed, the mode switching units 208 and 209 are switched according to a signal from the mode setting unit 207 to switch to tracking control using the contact type probe 101.

【0145】追従制御では、目標荷重210を荷重−変
位変換部211へ入力し、プローブ支持ばねのノミナル
ばね定数kpnomを用いて目標荷重fpref相当の目標
変位dzrefを算出する。演算器212において、目
標変位dzrefに対し、状態検出手段301で算出し
た初期位置dz0を加算し、目標荷重相当の変位を求め
る。目標荷重相当の変位とフィードバックされる接触式
プローブ101の変位である変位計114の出力dzと
を比較器202によって比較し、補償器203において
位相補償等の補償を行ない、ドライバ204へ偏差相当
の電流指令を出す。ドライバ204は、電流指令値相当
のモータ電流をZ軸アクチュエ−タ205のモータへ流
し、Z軸ステージ106を駆動する。実際の制御演算ル
−プには存在しないが、比較器206のような形で、Z
軸ステージ106には外乱と被測定面103の形状とが
加わる。
In the follow-up control, the target load 210 is input to the load-displacement conversion unit 211, and the target displacement dz ref equivalent to the target load f pref is calculated using the nominal spring constant k pnom of the probe support spring. In the calculator 212, the initial position dz 0 calculated by the state detecting means 301 is added to the target displacement dz ref to obtain the displacement equivalent to the target load. The displacement equivalent to the target load and the output dz of the displacement gauge 114, which is the displacement of the contact type probe 101 fed back, are compared by the comparator 202, the compensator 203 performs compensation such as phase compensation, and the driver 204 is informed of the deviation equivalent. Issue a current command. The driver 204 supplies a motor current corresponding to the current command value to the motor of the Z-axis actuator 205 to drive the Z-axis stage 106. Although it does not exist in the actual control operation loop, Z
A disturbance and the shape of the measured surface 103 are added to the shaft stage 106.

【0146】実際の接触荷重fpは、変位計出力dzか
ら初期位置dz0を演算器213で除算し、実際のばね
定数kpを乗算することによって算出することができ
る。
The actual contact load f p can be calculated by dividing the initial position dz 0 by the calculator 213 from the displacement meter output dz and multiplying by the actual spring constant k p .

【0147】ここで、本実施の形態では、図13に示す
状態検出演算部である状態検出手段301において、上
述した各種の演算処理を実行する。このため、状態検出
手段301は、形状測定装置が備えるコンピュータであ
り、CPUやROM、RAM等(全て図示せず)からな
るマイクロプロセッサによって構成されている。このよ
うなマイクロプロセッサの一部を構成するROMには、
上述した各種の演算処理を実行するためのコンピュータ
プログラムが格納されていおり、この意味で、ROM
は、コンピュータプログラムを記憶する記憶媒体として
機能する。
Here, in the present embodiment, the above-mentioned various arithmetic processes are executed in the state detecting means 301 which is the state detecting arithmetic unit shown in FIG. Therefore, the state detecting means 301 is a computer included in the shape measuring apparatus, and is composed of a microprocessor including a CPU, a ROM, a RAM (all not shown). The ROM that forms part of such a microprocessor is
A computer program for executing the various arithmetic processes described above is stored, and in this sense, a ROM
Functions as a storage medium that stores a computer program.

【0148】もっとも、実施に際しては、上述した各種
の演算処理を実行するコンピュータプログラムを記憶す
る記憶媒体としては、ROMのような固定データを固定
的に格納するような記憶媒体だけではなく、データ保存
可能なRAM等に記憶保存されていても良い。また、そ
のようなコンピュータプログラムの流通ということを考
慮すると、そのようなコンピュータプログラムは、各種
の磁気的、光学的な記憶媒体、可搬性を有するそのよう
な記憶媒体等に記憶されていても良く、ネットワークを
利用したダウンロードによって配信されるようにシステ
ム構築されていても良い。
However, in carrying out the invention, the storage medium for storing the computer program for executing the above-mentioned various arithmetic processes is not limited to a storage medium such as a ROM for fixedly storing fixed data, but data storage. It may be stored in a possible RAM or the like. In consideration of the distribution of such computer programs, such computer programs may be stored in various magnetic or optical storage media, such portable storage media, and the like. The system may be constructed so as to be distributed by download using a network.

【0149】ここで、本実施の形態の形状測定装置で
は、前述したように、変位計3の出力信号に対して、プ
ローブの初期位置とみなすことができる信号を得るため
の上述した演算処理を行なう。このような演算処理に際
して決定する必要がある要素として、変位計3の出力信
号を得るためのデータ取得周期又は演算周期があるのは
前述した通りである。以下、このデータ取得周期又は演
算周期について説明する。
Here, in the shape measuring apparatus according to the present embodiment, as described above, the above-described arithmetic processing for obtaining a signal that can be regarded as the initial position of the probe is applied to the output signal of the displacement meter 3. To do. As described above, the data acquisition cycle or the calculation cycle for obtaining the output signal of the displacement meter 3 is an element that needs to be determined in such calculation processing. Hereinafter, the data acquisition period or the calculation period will be described.

【0150】データ取得周期又は演算周期は、言い換え
ると、データの取得サンプリング周期のことである。C
PUやDSP等の演算デバイスを使用した本実施の形態
の形状測定装置においては、データサンプリング周期を
一定にするために、一般的には演算デバイスが備える割
込み演算処理を使用する。割込み演算周期の設定は、デ
バイスが備える割込みタイマのレジスタに所定の値を書
込むことによって実現可能である。
In other words, the data acquisition period or calculation period is the data acquisition sampling period. C
In the shape measuring apparatus of the present embodiment using an arithmetic device such as PU or DSP, in order to keep the data sampling period constant, interrupt arithmetic processing provided in the arithmetic device is generally used. The setting of the interrupt calculation cycle can be realized by writing a predetermined value in the register of the interrupt timer included in the device.

【0151】そこで、本実施の形態では、所定の条件に
よって割込みタイマの設定値を変化させたり、所定の割
込み回数時のみデータの取得を行なったりすることによ
って、データ取得サンプリングの周期を可変自在とす
る。このように、データ取得サンプリングの周期を変化
させることによって、フィルタ処理の帯域を条件に応じ
て変化させることが可能である。
Therefore, in the present embodiment, by changing the set value of the interrupt timer according to a predetermined condition, or by acquiring the data only at a predetermined number of interrupts, the data acquisition sampling period can be freely changed. To do. In this way, by changing the data acquisition sampling period, it is possible to change the band of the filtering process according to the conditions.

【0152】ここで、所定のサンプリング周期Tsのと
き、所定の応答となるように設計された(6)式、
(7)式で表される離散化された状態変数ad,bd,c
d,ddを使用してステップ応答のシミュレーションを行
なうと、図14に示す結果が得られた。すなわち、状態
変数を固定にしておき、サンプリング周期Tsを短くす
ることによってフィルタの帯域が広がって応答が速くな
り(カットオフ周波数が高くなる)、サンプリング周期
Tsを長くすることによってフィルタの帯域が狭くなっ
て応答が遅くなる(カットオフ周波数が低くなる)。
Here, the equation (6) designed to give a predetermined response at the predetermined sampling period Ts,
Discretized state variables a d , b d , and c represented by equation (7)
When the step response was simulated using d 1 and d 2 , the results shown in FIG. 14 were obtained. That is, when the state variable is fixed and the sampling period Ts is shortened, the filter band is widened to increase the response (cutoff frequency is increased), and the sampling period Ts is lengthened to narrow the filter band. The response becomes slower (cutoff frequency becomes lower).

【0153】さらに、本実施の形態の形状測定装置で
は、接触式プローブ101の被測定面103に対する追
従制御への切換可能位置では、状態検出演算部である状
態検出手段301において変位計114の出力dzから
プローブ振動の収束を検出し、変位値をカウントするカ
ウンタを備える変位計114のカウンタを初期化し、初
期位置dz0=0とする。変位値をカウントするカウンタ
を備える変位計114としては、レーザ測長器のよう
に、アナログ波形を分周してカウントする方式の変位計
が用いられる。これによって、演算器212、213を
不要とすることができる。
Further, in the shape measuring apparatus of the present embodiment, at the position where the contact type probe 101 can be switched to the follow-up control for the surface to be measured 103, the output of the displacement gauge 114 in the state detecting means 301 which is the state detecting arithmetic unit. The convergence of the probe vibration is detected from dz, and the counter of the displacement meter 114 equipped with a counter that counts the displacement value is initialized to the initial position dz 0 = 0. As the displacement meter 114 having a counter that counts the displacement value, a displacement meter of a system that divides and counts an analog waveform, such as a laser length measuring device, is used. This can eliminate the need for the computing units 212 and 213.

【0154】[0154]

【発明の効果】請求項1記載の発明は、被測定面に接触
させた接触式のプローブの初期位置からの変位を検出手
段によって検出して前記被測定面の形状を測定するよう
にした形状測定方法において、初期位置に位置する前記
プローブからの出力信号を前記検出手段によって検出す
る初期信号検出ステップと、前記検出手段の出力信号に
対して、前記プローブの初期位置とみなすことができる
信号を得るための演算処理を行なう演算ステップと、を
具備するので、プローブの機構を変更することなく、演
算処理のみによってプローブの初期位置を正確に且つ短
時間で検出することができる。また、プローブにおいて
粘性流体等の減衰材の使用を不要とすることができるた
め、機構の単純化を図ることができ、これに伴い、材料
のリサイクルもし易くなるばかりか、粘性流体を使用す
る場合には不可避の破棄時における環境負荷をなくすこ
とができる。
According to the first aspect of the present invention, the shape of the surface to be measured is measured by detecting the displacement from the initial position of the contact type probe brought into contact with the surface to be measured by the detecting means. In the measurement method, an initial signal detection step of detecting an output signal from the probe located at an initial position by the detection means, and a signal that can be regarded as the initial position of the probe with respect to the output signal of the detection means. And an arithmetic step for performing arithmetic processing for obtaining the probe, the initial position of the probe can be detected accurately and in a short time only by the arithmetic processing without changing the mechanism of the probe. Also, since it is not necessary to use a damping material such as a viscous fluid in the probe, the mechanism can be simplified, and along with this, it is easy to recycle the material, and when using a viscous fluid. In this way, the environmental load at the time of unavoidable disposal can be eliminated.

【0155】請求項2記載の発明は、請求項1記載の形
状測定方法において、前記初期信号検出ステップは、前
記被測定面に対して非接触状態である前記プローブから
の出力信号を前記検出手段によって検出するので、プロ
ーブの機構を変更することなく、測定面に対して非接触
状態であるプローブの初期位置を演算処理のみによって
検出することができる。
According to a second aspect of the present invention, in the shape measuring method according to the first aspect, in the initial signal detecting step, the output signal from the probe that is not in contact with the surface to be measured is detected by the detecting means. Since it is detected by the above-mentioned method, it is possible to detect the initial position of the probe which is in a non-contact state with respect to the measurement surface only by the arithmetic processing without changing the mechanism of the probe.

【0156】請求項3記載の発明は、請求項1記載の形
状測定方法において、前記初期信号検出ステップは、前
記被測定面に対して接触状態である前記プローブからの
出力信号を前記検出手段によって検出するので、プロー
ブの機構を変更することなく、測定面に対して接触状態
であるプローブの初期位置を演算処理のみによって検出
することができる。
According to a third aspect of the present invention, in the shape measuring method according to the first aspect, in the initial signal detecting step, the output signal from the probe in contact with the surface to be measured is detected by the detecting means. Since the detection is performed, the initial position of the probe that is in contact with the measurement surface can be detected only by the calculation process without changing the mechanism of the probe.

【0157】請求項4記載の発明は、請求項1、2又は
3記載の形状測定方法において、前記プローブの初期位
置とみなすことができる信号を得るための演算処理は、
前記検出手段の出力信号に対する規定時間間隔内での平
均化処理であるので、プローブの初期位置とみなすこと
ができる信号を容易に得ることができる。
According to a fourth aspect of the present invention, in the shape measuring method according to the first, second or third aspect, the arithmetic processing for obtaining a signal that can be regarded as the initial position of the probe,
Since the averaging process is performed on the output signal of the detecting means within a specified time interval, it is possible to easily obtain a signal that can be regarded as the initial position of the probe.

【0158】請求項5記載の発明は、請求項1、2又は
3記載の形状測定方法において、前記プローブの初期位
置とみなすことができる信号を得るための演算処理は、
前記検出手段の出力信号に対するローパスフィルタ処理
であるので、プローブの初期位置とみなすことができる
信号を得るに際して、演算処理の負荷や演算処理のため
のリソースを低減することができる。
According to a fifth aspect of the present invention, in the shape measuring method according to the first, second or third aspect, the arithmetic processing for obtaining a signal that can be regarded as the initial position of the probe,
Since the low-pass filter processing is performed on the output signal of the detection means, when obtaining a signal that can be regarded as the initial position of the probe, it is possible to reduce the load of the arithmetic processing and the resources for the arithmetic processing.

【0159】請求項6記載の発明は、請求項1、2、
3、4又は5記載の形状測定方法において、前記プロー
ブの初期位置とみなすことができる信号を得るための演
算処理は、前記検出手段の出力信号に基づく値が規定の
範囲に収束した場合に前記プローブの振動が収束したと
判定する振動収束判定処理を含むので、プローブの機構
を変更することなく、プローブの振動の収束を演算処理
のみによって判定することができ、これにより、プロー
ブの振動減衰性能に依存することなくプローブの振動収
束判定をすることができ、よって、プローブ振動である
のか、プローブが被対象物に接触したのかを正しく判定
することができる。
The invention according to claim 6 is the same as claim 1, 2 or
In the shape measuring method according to 3, 4, or 5, the calculation process for obtaining a signal that can be regarded as the initial position of the probe is performed when the value based on the output signal of the detecting means converges to a specified range. Since it includes the vibration convergence determination process that determines that the probe vibration has converged, it is possible to determine the probe vibration convergence only by the calculation process without changing the probe mechanism. It is possible to make a vibration convergence determination of the probe without depending on, and thus it is possible to correctly determine whether it is probe vibration or whether the probe has contacted the object.

【0160】請求項7記載の発明は、請求項6記載の形
状測定方法において、前記検出手段の出力信号に基づく
値は、規定時間間隔内におけるピークホールド値である
ので、検出手段の出力信号に基づく値が規定の範囲に収
束したことを判定するに際して、演算処理の負荷や演算
処理のためのリソースを低減することができる。
According to a seventh aspect of the present invention, in the shape measuring method according to the sixth aspect, since the value based on the output signal of the detecting means is a peak hold value within a specified time interval, the output signal of the detecting means is When determining that the base value has converged to the specified range, it is possible to reduce the load of the arithmetic processing and the resources for the arithmetic processing.

【0161】請求項8記載の発明は、請求項6記載の形
状測定方法において、前記検出手段の出力信号に基づく
値は、規定時間間隔内における分散であるので、検出手
段の出力信号に基づく値が規定の範囲に収束したことを
判定するに際して、プローブやばねの変更による収束特
性の変化、経時変化、外乱等に対してロバストとなり、
その判定の精度を向上させることができる。
According to an eighth aspect of the present invention, in the shape measuring method according to the sixth aspect, the value based on the output signal of the detecting means is a variance within a specified time interval, so the value based on the output signal of the detecting means. Is determined to be within the specified range, it is robust against changes in the convergence characteristics due to changes in the probe and spring, changes over time, disturbances, etc.
The accuracy of the determination can be improved.

【0162】請求項9記載の発明は、請求項4、7又は
8記載の形状測定方法において、前記規定時間間隔は、
前記プローブの機械共振周波数の逆数で表される振動周
期以上の間隔であるので、状態検出の精度を得るに十分
な規定時間間隔を規定することができ、したがって、状
態検出の精度を向上させることができる。
The invention according to claim 9 is the shape measuring method according to claim 4, 7 or 8, wherein the specified time interval is
Since the interval is equal to or longer than the vibration period represented by the reciprocal of the mechanical resonance frequency of the probe, it is possible to define the specified time interval sufficient to obtain the accuracy of the state detection, and thus improve the accuracy of the state detection. You can

【0163】請求項10記載の発明は、請求項4、7又
は8記載の形状測定方法において、前記規定時間間隔内
でのデータ取得周期又は演算周期は、前記プローブの機
械共振周波数の逆数で表される振動周期の1/2未満以
上の間隔であるので、状態検出の精度を得るに十分な規
定時間間隔を規定することができ、したがって、状態検
出の精度を向上させることができる。
According to a tenth aspect of the present invention, in the shape measuring method according to the fourth, seventh or eighth aspect, the data acquisition period or the calculation period within the specified time interval is represented by the reciprocal of the mechanical resonance frequency of the probe. Since the interval is less than ½ of the vibration cycle to be performed, it is possible to define the specified time interval sufficient to obtain the accuracy of the state detection, and thus the accuracy of the state detection can be improved.

【0164】請求項11記載の発明は、請求項10記載
の形状測定方法において、前記データ取得周期又は前記
演算周期を可変自在としたので、状態検出の精度を得る
に十分な規定時間間隔を、例えば各種の条件に応じて設
定するようなことができる。
According to the eleventh aspect of the invention, in the shape measuring method according to the tenth aspect, the data acquisition period or the calculation period is made variable, so that a prescribed time interval sufficient to obtain the accuracy of state detection is For example, it can be set according to various conditions.

【0165】請求項12記載の形状測定方法の発明は、
請求項6、7又は8記載の前記振動収束判定処理によっ
て前記プローブの振動が収束したことを判定した時点
で、請求項1、2、3、4又は5記載の前記演算ステッ
プを実行して得た値を、前記プローブの初期位置に設定
するようにしたので、プローブの振動による誤差を低減
した上で、精度良くプローブの初期位置を算出すること
ができ、したがって、プローブの初期位置の高精度検出
が可能となることから、高精度な接触荷重設定が可能と
なり、例えば、プラスチックレンズや金型等を傷付ける
ことなく高精度な形状測定を実施することができる。
The invention of the shape measuring method according to claim 12 is
When the vibration convergence determination process according to claim 6, 7 or 8 determines that the vibration of the probe has converged, the calculation step according to claim 1, 2, 3, 4 or 5 is performed to obtain Since this value is set to the initial position of the probe, the error due to the vibration of the probe can be reduced and the initial position of the probe can be calculated with high accuracy. Since the detection can be performed, the contact load can be set with high accuracy, and for example, the shape can be measured with high accuracy without damaging the plastic lens or the mold.

【0166】請求項13記載の発明は、被測定面に接触
させた接触式のプローブの初期位置からの変位を検出手
段によって検出して前記被測定面の形状を測定するよう
にした形状測定装置において、初期位置に位置する前記
プローブからの出力信号を前記検出手段によって検出す
る初期信号検出手段と、前記検出手段の出力信号に対し
て、前記プローブの初期位置とみなすことができる信号
を得るための演算処理を行なう演算手段と、を具備する
ので、プローブの機構を変更することなく、演算処理の
みによってプローブの初期位置を正確に且つ短時間で検
出することができる。また、プローブにおいて粘性流体
等の減衰材の使用を不要とすることができるため、機構
の単純化を図ることができ、これに伴い、材料のリサイ
クルもし易くなるばかりか、粘性流体を使用する場合に
は不可避の破棄時における環境負荷をなくすことができ
る。
According to a thirteenth aspect of the present invention, the shape measuring device is adapted to measure the shape of the surface to be measured by detecting the displacement from the initial position of the contact type probe brought into contact with the surface to be measured by the detecting means. In order to obtain a signal that can be regarded as the initial position of the probe with respect to the output signal of the detection means and the initial signal detection means for detecting the output signal from the probe located at the initial position by the detection means. And an arithmetic means for performing the arithmetic processing, the initial position of the probe can be accurately detected in a short time only by the arithmetic processing without changing the mechanism of the probe. Also, since it is not necessary to use a damping material such as a viscous fluid in the probe, the mechanism can be simplified, and along with this, it is easy to recycle the material, and when using a viscous fluid. In this way, the environmental load at the time of unavoidable disposal can be eliminated.

【0167】請求項14記載の発明は、請求項13記載
の形状測定装置において、前記プローブの初期位置とみ
なすことができる信号を得るための演算処理は、前記検
出手段の出力信号に基づく値が規定の範囲に収束した場
合に前記プローブの振動が収束したと判定する振動収束
判定処理を含むので、プローブの機構を変更することな
く、プローブの振動の収束を演算処理のみによって判定
することができる。
According to a fourteenth aspect of the present invention, in the shape measuring apparatus according to the thirteenth aspect, the arithmetic processing for obtaining a signal that can be regarded as the initial position of the probe is performed based on a value based on the output signal of the detecting means. Since it includes a vibration convergence determination process that determines that the vibration of the probe has converged when it converges within a specified range, it is possible to determine the convergence of the vibration of the probe only by the calculation process without changing the mechanism of the probe. .

【0168】請求項15記載の発明は、請求項14記載
の形状測定装置において、前記プローブの振動が収束し
たと判定したとき、前記検出手段を初期化するようにし
たので、プローブの振動による誤差を低減した上でプロ
ーブの初期位置を算出するに際して、検出手段が初期化
されることからその算出処理の容易化を図ることができ
る。
According to the fifteenth aspect of the invention, in the shape measuring apparatus according to the fourteenth aspect, when it is determined that the vibration of the probe has converged, the detecting means is initialized, so that an error due to the vibration of the probe is caused. When the initial position of the probe is calculated after reducing the above, the calculation process can be facilitated because the detection means is initialized.

【0169】請求項16記載の発明は、請求項14又は
15記載の前記振動収束判定処理によって前記プローブ
の振動が収束したことを判定した時点で、請求項13記
載の前記演算処理を実行して得た値を、前記プローブの
初期位置に設定するようにしたので、プローブの振動に
よる誤差を低減した上で、精度良くプローブの初期位置
を算出することができ、したがって、プローブの初期位
置の高精度検出が可能となることから、高精度な接触荷
重設定が可能となり、例えば、プラスチックレンズや金
型等を傷付けることなく高精度な形状測定を実施するこ
とができる。
According to a sixteenth aspect of the present invention, when the vibration convergence determination process according to the fourteenth or fifteenth aspect determines that the vibration of the probe has converged, the arithmetic process according to the thirteenth aspect is executed. Since the obtained value is set to the initial position of the probe, the error due to the vibration of the probe can be reduced, and the initial position of the probe can be calculated with high accuracy. Since the accuracy can be detected, the contact load can be set with high accuracy, and for example, the shape can be measured with high accuracy without damaging the plastic lens or the mold.

【0170】請求項17記載のコンピュータプログラム
を格納する記憶媒体の発明は、被測定面に接触させた接
触式のプローブの初期位置からの変位を検出手段によっ
て検出して前記被測定面の形状を測定するようにした形
状測定装置が備えるコンピュータにインストールされ、
このコンピュータに、初期位置に位置する前記プローブ
からの出力信号を前記検出手段によって検出する初期信
号検出機能と、前記検出手段の出力信号に対して、前記
プローブの初期位置とみなすことができる信号を得るた
めの演算処理を行なう演算機能と、を実行させるので、
プローブの機構を変更することなく、演算処理のみによ
ってプローブの初期位置を正確に且つ短時間で検出する
ことができる。また、プローブにおいて粘性流体等の減
衰材の使用を不要とすることができるため、機構の単純
化を図ることができ、これに伴い、材料のリサイクルも
し易くなるばかりか、粘性流体を使用する場合には不可
避の破棄時における環境負荷をなくすことができる。
According to a seventeenth aspect of the present invention, there is provided a storage medium storing a computer program, wherein a displacement of a contact type probe brought into contact with a surface to be measured from an initial position is detected by a detecting means to determine the shape of the surface to be measured. Installed on a computer equipped with a shape measuring device that is designed to measure,
This computer is provided with an initial signal detection function of detecting the output signal from the probe located at the initial position by the detection means, and a signal that can be regarded as the initial position of the probe with respect to the output signal of the detection means. Since the calculation function that performs the calculation process for obtaining is executed,
The initial position of the probe can be detected accurately and in a short time only by the arithmetic processing without changing the mechanism of the probe. Also, since it is not necessary to use a damping material such as a viscous fluid in the probe, the mechanism can be simplified, and along with this, it is easy to recycle the material, and when using a viscous fluid. In this way, the environmental load at the time of unavoidable disposal can be eliminated.

【0171】請求項18記載の発明は、請求項17記載
の記憶媒体において、前記プローブの初期位置とみなす
ことができる信号を得るための演算処理は、前記検出手
段の出力信号に基づく値が規定の範囲に収束した場合に
前記プローブの振動が収束したと判定する振動収束判定
処理を含むので、プローブの機構を変更することなく、
プローブの振動の収束を演算処理のみによって判定する
ことができ、これにより、プローブの振動減衰性能に依
存することなくプローブの振動収束判定をすることがで
き、よって、プローブ振動であるのか、プローブが被対
象物に接触したのかを正しく判定することができる。
According to an eighteenth aspect of the present invention, in the storage medium according to the seventeenth aspect, a value based on the output signal of the detecting means is specified for the arithmetic processing for obtaining a signal that can be regarded as the initial position of the probe. Since it includes a vibration convergence determination process that determines that the vibration of the probe has converged when it converges to the range of, without changing the mechanism of the probe,
It is possible to determine the convergence of the vibration of the probe only by calculation processing, and thus it is possible to determine the convergence of the vibration of the probe without depending on the vibration damping performance of the probe. It is possible to correctly determine whether or not the object is touched.

【0172】請求項19記載のコンピュータプログラム
の発明は、被測定面に接触させた接触式のプローブの初
期位置からの変位を検出手段によって検出して前記被測
定面の形状を測定するようにした形状測定装置が備える
コンピュータにインストールされ、このコンピュータ
に、初期位置に位置する前記プローブからの出力信号を
前記検出手段によって検出する初期信号検出機能と、前
記検出手段の出力信号に対して、前記プローブの初期位
置とみなすことができる信号を得るための演算処理を行
なう演算機能と、を実行させるので、プローブの機構を
変更することなく、演算処理のみによってプローブの初
期位置を正確に且つ短時間で検出することができる。ま
た、プローブにおいて粘性流体等の減衰材の使用を不要
とすることができるため、機構の単純化を図ることがで
き、これに伴い、材料のリサイクルもし易くなるばかり
か、粘性流体を使用する場合には不可避の破棄時におけ
る環境負荷をなくすことができる。
According to a nineteenth aspect of the invention of a computer program, the displacement of the contact type probe brought into contact with the surface to be measured from the initial position is detected by the detecting means to measure the shape of the surface to be measured. The probe is installed in a computer included in the shape measuring device, and the computer has an initial signal detection function of detecting an output signal from the probe located at an initial position by the detection unit, and the probe with respect to the output signal of the detection unit. The calculation function that performs a calculation process to obtain a signal that can be regarded as the initial position of the probe is executed, and the probe initial position can be accurately and quickly measured only by the calculation process without changing the probe mechanism. Can be detected. Also, since it is not necessary to use a damping material such as a viscous fluid in the probe, the mechanism can be simplified, and along with this, it is easy to recycle the material, and when using a viscous fluid. In this way, the environmental load at the time of unavoidable disposal can be eliminated.

【0173】請求項20記載の発明は、請求項19記載
のコンピュータプログラムにおいて、前記プローブの初
期位置とみなすことができる信号を得るための演算処理
は、前記検出手段の出力信号に基づく値が規定の範囲に
収束した場合に前記プローブの振動が収束したと判定す
る振動収束判定処理を含むので、プローブの機構を変更
することなく、プローブの振動の収束を演算処理のみに
よって判定することができ、これにより、プローブの振
動減衰性能に依存することなくプローブの振動収束判定
をすることができ、よって、プローブ振動であるのか、
プローブが被対象物に接触したのかを正しく判定するこ
とができる。
According to a twentieth aspect of the present invention, in the computer program according to the nineteenth aspect, a value based on the output signal of the detecting means is specified for the arithmetic processing for obtaining a signal that can be regarded as the initial position of the probe. Since it includes a vibration convergence determination process for determining that the vibration of the probe has converged when it converges to the range of, the convergence of the vibration of the probe can be determined only by the calculation process without changing the mechanism of the probe, With this, it is possible to determine the vibration convergence of the probe without depending on the vibration damping performance of the probe.
It is possible to correctly determine whether the probe has contacted the object.

【0174】請求項21記載の発明は、被測定面に接触
させた接触式のプローブの初期位置からの変位を検出手
段によって検出して前記被測定面の形状を測定するよう
にした形状測定方法において、初期位置に位置する前記
プローブからの出力信号を前記検出手段によって検出す
る初期信号検出ステップと、前記検出手段の出力信号に
基づく値が規定の範囲に収束した場合に前記プローブの
振動が収束したと判定する振動収束判定ステップと、を
具備するので、プローブの機構を変更することなく、プ
ローブの振動の収束を演算処理のみによって判定するこ
とができ、これにより、プローブの振動減衰性能に依存
することなくプローブの振動収束判定をすることがで
き、よって、プローブ振動であるのか、プローブが被対
象物に接触したのかを正しく判定することができる。
According to a twenty-first aspect of the invention, the shape measuring method is adapted to measure the shape of the surface to be measured by detecting the displacement from the initial position of the contact type probe brought into contact with the surface to be measured by the detecting means. In the initial signal detection step of detecting the output signal from the probe located at the initial position by the detecting means, the vibration of the probe converges when the value based on the output signal of the detecting means converges to a specified range. It is possible to determine the convergence of the vibration of the probe only by the arithmetic processing without changing the mechanism of the probe, and to depend on the vibration damping performance of the probe. It is possible to determine the vibration convergence of the probe without doing so. Therefore, whether the vibration of the probe or the contact of the probe with the object It can be correctly determined.

【0175】請求項22記載の発明は、被測定面に接触
させた接触式のプローブの初期位置からの変位を検出手
段によって検出して前記被測定面の形状を測定するよう
にした形状測定装置において、初期位置に位置する前記
プローブからの出力信号を前記検出手段によって検出す
る初期信号検出手段と、前記検出手段の出力信号に基づ
く値が規定の範囲に収束した場合に前記プローブの振動
が収束したと判定する振動収束判定処理を行う手段と、
を具備するので、プローブの機構を変更することなく、
プローブの振動の収束を演算処理のみによって判定する
ことができ、これにより、プローブの振動減衰性能に依
存することなくプローブの振動収束判定をすることがで
き、よって、プローブ振動であるのか、プローブが被対
象物に接触したのかを正しく判定することができる。
According to a twenty-second aspect of the present invention, the shape measuring device is adapted to measure the shape of the surface to be measured by detecting the displacement from the initial position of the contact type probe brought into contact with the surface to be measured by the detecting means. In, initial signal detection means for detecting the output signal from the probe located at the initial position by the detection means, and vibration of the probe converges when the value based on the output signal of the detection means converges to a specified range. Means for performing a vibration convergence determination process for determining that
Since it is equipped with, without changing the mechanism of the probe,
It is possible to determine the convergence of the vibration of the probe only by calculation processing, and thus it is possible to determine the convergence of the vibration of the probe without depending on the vibration damping performance of the probe. It is possible to correctly determine whether or not the object is touched.

【0176】請求項23記載の記憶媒体の発明は、被測
定面に接触させた接触式のプローブの初期位置からの変
位を検出手段によって検出して前記被測定面の形状を測
定するようにした形状測定装置が備えるコンピュータに
インストールされ、このコンピュータに、初期位置に位
置する前記プローブからの出力信号を前記検出手段によ
って検出する初期信号検出機能と、前記検出手段の出力
信号に基づく値が規定の範囲に収束した場合に前記プロ
ーブの振動が収束したと判定する振動収束判定処理を行
う機能と、を実行させるコンピュータプログラムを格納
するので、プローブの機構を変更することなく、プロー
ブの振動の収束を演算処理のみによって判定することが
でき、これにより、プローブの振動減衰性能に依存する
ことなくプローブの振動収束判定をすることができ、よ
って、プローブ振動であるのか、プローブが被対象物に
接触したのかを正しく判定することができる。
In the invention of the storage medium according to claim 23, the displacement of the contact type probe brought into contact with the surface to be measured from the initial position is detected by the detecting means to measure the shape of the surface to be measured. It is installed in a computer included in the shape measuring device, and an initial signal detection function of detecting an output signal from the probe located at an initial position by the detection means and a value based on the output signal of the detection means are defined in the computer. A function for performing a vibration convergence determination process for determining that the vibration of the probe has converged when it converges to a range, and a computer program for executing the function are stored, so that the vibration of the probe can be converged without changing the mechanism of the probe. It can be determined only by calculation processing, which allows the probe to be used without depending on the vibration damping performance of the probe. Can be the vibration convergence determination, therefore, whether a probe vibration, the probe can be determined whether the contact with the object correctly.

【0177】請求項24記載のコンピュータプログラム
の発明は、被測定面に接触させた接触式のプローブの初
期位置からの変位を検出手段によって検出して前記被測
定面の形状を測定するようにした形状測定装置が備える
コンピュータにインストールされ、このコンピュータ
に、初期位置に位置する前記プローブからの出力信号を
前記検出手段によって検出する初期信号検出機能と、前
記検出手段の出力信号に基づく値が規定の範囲に収束し
た場合に前記プローブの振動が収束したと判定する振動
収束判定処理を行う機能と、を実行させるので、プロー
ブの機構を変更することなく、プローブの振動の収束を
演算処理のみによって判定することができ、これによ
り、プローブの振動減衰性能に依存することなくプロー
ブの振動収束判定をすることができ、よって、プローブ
振動であるのか、プローブが被対象物に接触したのかを
正しく判定することができる。
According to a twenty-fourth aspect of the invention of a computer program, the displacement of the contact type probe brought into contact with the surface to be measured from the initial position is detected by the detecting means to measure the shape of the surface to be measured. It is installed in a computer included in the shape measuring device, and an initial signal detection function of detecting an output signal from the probe located at an initial position by the detection means and a value based on the output signal of the detection means are defined in the computer. The function that performs the vibration convergence determination process that determines that the vibration of the probe has converged when it converges to the range is executed, so that the convergence of the probe vibration is determined by only the calculation process without changing the probe mechanism. This makes it possible to judge the vibration convergence of the probe without depending on the vibration damping performance of the probe. It can, therefore, whether a probe vibration, the probe can be determined whether the contact with the object correctly.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】接触式プローブの縦断側面図である。FIG. 1 is a vertical side view of a contact probe.

【図2】プローブの初期位置とみなすことができる信号
を得るための演算処理が実行される様子を示す模式図で
ある。
FIG. 2 is a schematic diagram showing how an arithmetic process is performed to obtain a signal that can be regarded as an initial position of a probe.

【図3】接触式プローブの出力信号のサンプリング周期
を例示するグラフである。
FIG. 3 is a graph illustrating a sampling period of an output signal of a contact probe.

【図4】接触式のプローブの出力信号が減衰していく様
子をその移動平均化処理の結果と対応付けて示すシミュ
レーションのグラフである。
FIG. 4 is a simulation graph showing how the output signal of the contact type probe is attenuated in association with the result of the moving averaging process.

【図5】接触式のプローブの出力信号が減衰していく様
子をそのローパスフィルタ処理の結果と対応付けて示す
シミュレーションのグラフである。
FIG. 5 is a simulation graph showing how the output signal of the contact-type probe is attenuated in association with the result of the low-pass filter processing.

【図6】プローブの初期位置とみなすことができる信号
を得るための演算処理が実行される様子を示す模式図で
ある。
FIG. 6 is a schematic diagram showing how an arithmetic process is performed to obtain a signal that can be regarded as an initial position of a probe.

【図7】接触式のプローブの出力信号に対して振動収束
を判定する演算処理をした結果を示すシミュレーション
のグラフである。
FIG. 7 is a simulation graph showing a result of a calculation process for determining vibration convergence for an output signal of a contact probe.

【図8】接触式プローブの出力信号のサンプリング周期
を例示するグラフである。
FIG. 8 is a graph illustrating a sampling period of an output signal of a contact probe.

【図9】サンプリング周期を一定として、サンプリング
回数を変えることによって平均化する時間間隔を変化さ
せて移動平均化処理を実施した結果を示すシミュレーシ
ョンのグラフである。
FIG. 9 is a simulation graph showing a result of performing moving averaging processing by changing a sampling interval and changing a averaging time interval with a constant sampling period.

【図10】サンプリング周期は一定で、サンプリング回
数を変えることによって不偏分散を求める時間間隔を変
化させた演算結果を示すシミュレーションのグラフであ
る。
FIG. 10 is a simulation graph showing a calculation result in which the sampling cycle is constant and the time interval for obtaining the unbiased variance is changed by changing the number of times of sampling.

【図11】演算処理の所定時間間隔を一定としながら、
サンプリング時間をプローブにおける機械共振の周期の
1/10、1/4、1/3、1/2と変化させ場合の結
果を示すシミュレーションのグラフである。
FIG. 11 is a diagram showing a case where a predetermined time interval of arithmetic processing is constant,
It is a graph of simulation which shows a result when changing the sampling time to 1/10, 1/4, 1/3, and 1/2 of the cycle of mechanical resonance in the probe.

【図12】形状測定装置の構造を示す模式図である。FIG. 12 is a schematic view showing a structure of a shape measuring device.

【図13】Z軸の制御系を示すブロック図である。FIG. 13 is a block diagram showing a Z-axis control system.

【図14】所定のサンプリング周期のとき、所定の応答
となるように設計された離散化された複数個の状態変数
を使用してステップ応答のシミュレーションを行なった
結果を示すシミュレーションのグラフである。
FIG. 14 is a simulation graph showing a result of performing a step response simulation using a plurality of discretized state variables designed to have a predetermined response at a predetermined sampling period.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

3 検出手段(変位計) 101 プローブ(接触式プローブ) 103 被測定面 3 Detection means (displacement meter) 101 probe (contact type probe) 103 surface to be measured

Claims (24)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 被測定面に接触させた接触式のプローブ
の初期位置からの変位を検出手段によって検出して前記
被測定面の形状を測定するようにした形状測定方法にお
いて、 初期位置に位置する前記プローブからの出力信号を前記
検出手段によって検出する初期信号検出ステップと、 前記検出手段の出力信号に対して、前記プローブの初期
位置とみなすことができる信号を得るための演算処理を
行なう演算ステップと、を具備することを特徴とする形
状測定方法。
1. A shape measuring method in which a displacement of a contact type probe brought into contact with a surface to be measured from an initial position is detected by a detecting means to measure the shape of the surface to be measured. An initial signal detecting step of detecting an output signal from the probe by the detecting means, and an operation for performing an arithmetic process for obtaining a signal that can be regarded as an initial position of the probe with respect to the output signal of the detecting means. A shape measuring method, comprising:
【請求項2】 前記初期信号検出ステップは、前記被測
定面に対して非接触状態である前記プローブからの出力
信号を前記検出手段によって検出することを特徴とする
請求項1記載の形状測定方法。
2. The shape measuring method according to claim 1, wherein in the initial signal detecting step, the detecting means detects an output signal from the probe which is in a non-contact state with the surface to be measured. .
【請求項3】 前記初期信号検出ステップは、前記被測
定面に対して接触状態である前記プローブからの出力信
号を前記検出手段によって検出することを特徴とする請
求項1記載の形状測定方法。
3. The shape measuring method according to claim 1, wherein the detecting step detects the output signal from the probe which is in contact with the surface to be measured in the initial signal detecting step.
【請求項4】 前記プローブの初期位置とみなすことが
できる信号を得るための演算処理は、前記検出手段の出
力信号に対する規定時間間隔内での平均化処理であるこ
とを特徴とする請求項1、2又は3記載の形状測定方
法。
4. An arithmetic process for obtaining a signal that can be regarded as an initial position of the probe is an averaging process for an output signal of the detecting means within a specified time interval. 2. The shape measuring method according to 2 or 3.
【請求項5】 前記プローブの初期位置とみなすことが
できる信号を得るための演算処理は、前記検出手段の出
力信号に対するローパスフィルタ処理であることを特徴
とする請求項1、2又は3記載の形状測定方法。
5. The calculation process for obtaining a signal that can be regarded as the initial position of the probe is a low-pass filter process for the output signal of the detection means. Shape measurement method.
【請求項6】 前記プローブの初期位置とみなすことが
できる信号を得るための演算処理は、前記検出手段の出
力信号に基づく値が規定の範囲に収束した場合に前記プ
ローブの振動が収束したと判定する振動収束判定処理を
含むことを特徴とする請求項1、2、3、4又は5記載
の形状測定方法。
6. The calculation process for obtaining a signal that can be regarded as the initial position of the probe is that the vibration of the probe converges when the value based on the output signal of the detecting means converges within a specified range. The shape measuring method according to claim 1, further comprising a vibration convergence determining process.
【請求項7】 前記検出手段の出力信号に基づく値は、
規定時間間隔内におけるピークホールド値であることを
特徴とする請求項6記載の形状測定方法。
7. The value based on the output signal of the detecting means is:
The shape measuring method according to claim 6, wherein the peak hold value is within a specified time interval.
【請求項8】 前記検出手段の出力信号に基づく値は、
規定時間間隔内における分散であることを特徴とする請
求項6記載の形状測定方法。
8. The value based on the output signal of the detection means is
The shape measuring method according to claim 6, wherein the dispersion is within a specified time interval.
【請求項9】 前記規定時間間隔は、前記プローブの機
械共振周波数の逆数で表される振動周期以上の間隔であ
ることを特徴とする請求項4、7又は8記載の形状測定
方法。
9. The shape measuring method according to claim 4, wherein the specified time interval is an interval equal to or longer than a vibration period represented by an inverse number of a mechanical resonance frequency of the probe.
【請求項10】 前記規定時間間隔内でのデータ取得周
期又は演算周期は、前記プローブの機械共振周波数の逆
数で表される振動周期の1/2未満以上の間隔であるこ
とを特徴とする請求項4、7又は8記載の形状測定方
法。
10. The data acquisition period or the calculation period within the specified time interval is an interval of less than 1/2 of a vibration period represented by the reciprocal of the mechanical resonance frequency of the probe. The shape measuring method according to Item 4, 7 or 8.
【請求項11】 前記データ取得周期又は前記演算周期
を可変自在としたことを特徴とする請求項10記載の形
状測定方法。
11. The shape measuring method according to claim 10, wherein the data acquisition period or the calculation period is variable.
【請求項12】 請求項6、7又は8記載の前記振動収
束判定処理によって前記プローブの振動が収束したこと
を判定した時点で、請求項1、2、3、4又は5記載の
前記演算ステップを実行して得た値を、前記プローブの
初期位置に設定するようにしたことを特徴とする形状測
定方法。
12. The calculation step according to claim 1, 2, 3, 4 or 5, when it is determined that the vibration of the probe has converged by the vibration convergence determination process according to claim 6, 7, or 8. The shape measurement method is characterized in that the value obtained by executing the above step is set to the initial position of the probe.
【請求項13】 被測定面に接触させた接触式のプロー
ブの初期位置からの変位を検出手段によって検出して前
記被測定面の形状を測定するようにした形状測定装置に
おいて、 初期位置に位置する前記プローブからの出力信号を前記
検出手段によって検出する初期信号検出手段と、 前記検出手段の出力信号に対して、前記プローブの初期
位置とみなすことができる信号を得るための演算処理を
行なう演算手段と、を具備することを特徴とする形状測
定装置。
13. A shape measuring device configured to measure the shape of the surface to be measured by detecting the displacement from the initial position of a contact type probe brought into contact with the surface to be measured and detecting the shape of the surface to be measured. And an initial signal detecting means for detecting an output signal from the probe by the detecting means, and an arithmetic operation for performing an arithmetic process on the output signal of the detecting means to obtain a signal that can be regarded as an initial position of the probe. A shape measuring device comprising:
【請求項14】 前記プローブの初期位置とみなすこと
ができる信号を得るための演算処理は、前記検出手段の
出力信号に基づく値が規定の範囲に収束した場合に前記
プローブの振動が収束したと判定する振動収束判定処理
を含むことを特徴とする請求項13記載の形状測定装
置。
14. The calculation process for obtaining a signal that can be regarded as the initial position of the probe is that the vibration of the probe converges when a value based on the output signal of the detecting means converges within a prescribed range. The shape measuring device according to claim 13, further comprising a vibration convergence determination process for determining.
【請求項15】 前記プローブの振動が収束したと判定
したとき、前記検出手段を初期化するようにしたことを
特徴とする請求項14記載の形状測定装置。
15. The shape measuring apparatus according to claim 14, wherein when it is determined that the vibration of the probe has converged, the detecting means is initialized.
【請求項16】 請求項14又は15記載の前記振動収
束判定処理によって前記プローブの振動が収束したこと
を判定した時点で、請求項13記載の前記演算処理を実
行して得た値を、前記プローブの初期位置に設定するよ
うにしたことを特徴とする形状測定装置。
16. The value obtained by executing the arithmetic processing according to claim 13 when the vibration convergence determination processing according to claim 14 or 15 determines that the vibration of the probe has converged, A shape measuring device characterized by being set at an initial position of a probe.
【請求項17】 被測定面に接触させた接触式のプロー
ブの初期位置からの変位を検出手段によって検出して前
記被測定面の形状を測定するようにした形状測定装置が
備えるコンピュータにインストールされ、このコンピュ
ータに、初期位置に位置する前記プローブからの出力信
号を前記検出手段によって検出する初期信号検出機能
と、 前記検出手段の出力信号に対して、前記プローブの初期
位置とみなすことができる信号を得るための演算処理を
行なう演算機能と、を実行させるコンピュータプログラ
ムを格納する記憶媒体。
17. A computer provided with a shape measuring device configured to measure the shape of the surface to be measured by detecting the displacement of the contact type probe brought into contact with the surface to be measured from the initial position by a detection means. , An initial signal detection function of detecting an output signal from the probe located at an initial position by the detection means, and a signal that can be regarded as an initial position of the probe with respect to the output signal of the detection means. A storage medium that stores a computer program that executes an arithmetic function that performs arithmetic processing for obtaining
【請求項18】 前記プローブの初期位置とみなすこと
ができる信号を得るための演算処理は、前記検出手段の
出力信号に基づく値が規定の範囲に収束した場合に前記
プローブの振動が収束したと判定する振動収束判定処理
を含むことを特徴とする請求項17記載の記憶媒体。
18. The calculation process for obtaining a signal that can be regarded as the initial position of the probe is that the vibration of the probe converges when a value based on the output signal of the detecting means converges within a specified range. The storage medium according to claim 17, further comprising a vibration convergence determination process for determining.
【請求項19】 被測定面に接触させた接触式のプロー
ブの初期位置からの変位を検出手段によって検出して前
記被測定面の形状を測定するようにした形状測定装置が
備えるコンピュータにインストールされ、このコンピュ
ータに、 初期位置に位置する前記プローブからの出力信号を前記
検出手段によって検出する初期信号検出機能と、 前記検出手段の出力信号に対して、前記プローブの初期
位置とみなすことができる信号を得るための演算処理を
行なう演算機能と、を実行させるコンピュータプログラ
ム。
19. A computer provided with a shape measuring device configured to measure the shape of the surface to be measured by detecting a displacement of a contact type probe brought into contact with the surface to be measured from an initial position by a detecting means. , An initial signal detection function of detecting the output signal from the probe located at the initial position by the detection means, and a signal that can be regarded as the initial position of the probe with respect to the output signal of the detection means And a computer program for executing a calculation function for performing a calculation process for obtaining.
【請求項20】 前記プローブの初期位置とみなすこと
ができる信号を得るための演算処理は、前記検出手段の
出力信号に基づく値が規定の範囲に収束した場合に前記
プローブの振動が収束したと判定する振動収束判定処理
を含むことを特徴とする請求項19記載のコンピュータ
プログラム。
20. The calculation process for obtaining a signal that can be regarded as the initial position of the probe is that the vibration of the probe converges when the value based on the output signal of the detecting means converges within a specified range. 20. The computer program according to claim 19, further comprising a vibration convergence determination process for determining.
【請求項21】 被測定面に接触させた接触式のプロー
ブの初期位置からの変位を検出手段によって検出して前
記被測定面の形状を測定するようにした形状測定方法に
おいて、 初期位置に位置する前記プローブからの出力信号を前記
検出手段によって検出する初期信号検出ステップと、 前記検出手段の出力信号に基づく値が規定の範囲に収束
した場合に前記プローブの振動が収束したと判定する振
動収束判定ステップと、を具備することを特徴とする形
状測定方法。
21. A shape measuring method, wherein a displacement of a contact type probe brought into contact with a surface to be measured from an initial position is detected by a detecting means to measure the shape of the surface to be measured. An initial signal detection step of detecting an output signal from the probe by the detection means, and vibration convergence for determining that the vibration of the probe has converged when a value based on the output signal of the detection means converges to a specified range. A shape measuring method comprising: a determining step.
【請求項22】 被測定面に接触させた接触式のプロー
ブの初期位置からの変位を検出手段によって検出して前
記被測定面の形状を測定するようにした形状測定装置に
おいて、 初期位置に位置する前記プローブからの出力信号を前記
検出手段によって検出する初期信号検出手段と、 前記検出手段の出力信号に基づく値が規定の範囲に収束
した場合に前記プローブの振動が収束したと判定する振
動収束判定処理を行う手段と、を具備することを特徴と
する形状測定装置。
22. A shape measuring device configured to measure the shape of the surface to be measured by detecting the displacement of the contact type probe brought into contact with the surface to be measured from the initial position by a detecting means. Initial signal detection means for detecting the output signal from the probe by the detection means, and vibration convergence for determining that the vibration of the probe has converged when the value based on the output signal of the detection means converges to a specified range. A shape measuring device comprising: a means for performing a determination process.
【請求項23】 被測定面に接触させた接触式のプロー
ブの初期位置からの変位を検出手段によって検出して前
記被測定面の形状を測定するようにした形状測定装置が
備えるコンピュータにインストールされ、このコンピュ
ータに、 初期位置に位置する前記プローブからの出力信号を前記
検出手段によって検出する初期信号検出機能と、 前記検出手段の出力信号に基づく値が規定の範囲に収束
した場合に前記プローブの振動が収束したと判定する振
動収束判定処理を行う機能と、を実行させるコンピュー
タプログラムを格納する記憶媒体。
23. Installed in a computer provided with a shape measuring device configured to measure the shape of the surface to be measured by detecting the displacement from the initial position of the contact type probe brought into contact with the surface to be measured by the detecting means. In this computer, an initial signal detection function of detecting an output signal from the probe located at an initial position by the detection means, and a value of the probe when the value based on the output signal of the detection means converges to a specified range A storage medium that stores a computer program that executes a function of performing vibration convergence determination processing that determines that vibration has converged.
【請求項24】 被測定面に接触させた接触式のプロー
ブの初期位置からの変位を検出手段によって検出して前
記被測定面の形状を測定するようにした形状測定装置が
備えるコンピュータにインストールされ、このコンピュ
ータに、 初期位置に位置する前記プローブからの出力信号を前記
検出手段によって検出する初期信号検出機能と、 前記検出手段の出力信号に基づく値が規定の範囲に収束
した場合に前記プローブの振動が収束したと判定する振
動収束判定処理を行う機能と、を実行させるコンピュー
タプログラム。
24. Installed in a computer provided with a shape measuring device configured to measure the shape of the surface to be measured by detecting the displacement of the contact type probe brought into contact with the surface to be measured from the initial position by a detection means. In this computer, an initial signal detection function of detecting an output signal from the probe located at an initial position by the detection means, and a value of the probe when the value based on the output signal of the detection means converges to a specified range A computer program that executes a function of performing vibration convergence determination processing for determining that vibration has converged.
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