CN108700398A - 形状测定装置和形状测定方法 - Google Patents

形状测定装置和形状测定方法 Download PDF

Info

Publication number
CN108700398A
CN108700398A CN201780012696.1A CN201780012696A CN108700398A CN 108700398 A CN108700398 A CN 108700398A CN 201780012696 A CN201780012696 A CN 201780012696A CN 108700398 A CN108700398 A CN 108700398A
Authority
CN
China
Prior art keywords
shape
sensor
measured
measuring
measuring apparatus
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201780012696.1A
Other languages
English (en)
Inventor
高桥裕树
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Olympus Corp
Original Assignee
Olympus Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Olympus Corp filed Critical Olympus Corp
Publication of CN108700398A publication Critical patent/CN108700398A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B5/00—Measuring arrangements characterised by the use of mechanical techniques
    • G01B5/20—Measuring arrangements characterised by the use of mechanical techniques for measuring contours or curvatures
    • G01B5/213—Measuring arrangements characterised by the use of mechanical techniques for measuring contours or curvatures for measuring radius of curvature
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B21/00—Measuring arrangements or details thereof, where the measuring technique is not covered by the other groups of this subclass, unspecified or not relevant
    • G01B21/02—Measuring arrangements or details thereof, where the measuring technique is not covered by the other groups of this subclass, unspecified or not relevant for measuring length, width, or thickness
    • G01B21/04—Measuring arrangements or details thereof, where the measuring technique is not covered by the other groups of this subclass, unspecified or not relevant for measuring length, width, or thickness by measuring coordinates of points
    • G01B21/045—Correction of measurements
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B5/00—Measuring arrangements characterised by the use of mechanical techniques
    • G01B5/004—Measuring arrangements characterised by the use of mechanical techniques for measuring coordinates of points
    • G01B5/008—Measuring arrangements characterised by the use of mechanical techniques for measuring coordinates of points using coordinate measuring machines
    • G01B5/012—Contact-making feeler heads therefor
    • G01B5/016—Constructional details of contacts
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B5/00—Measuring arrangements characterised by the use of mechanical techniques
    • G01B5/20—Measuring arrangements characterised by the use of mechanical techniques for measuring contours or curvatures
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M11/00—Testing of optical apparatus; Testing structures by optical methods not otherwise provided for
    • G01M11/02—Testing optical properties
    • G01M11/0221—Testing optical properties by determining the optical axis or position of lenses
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M11/00—Testing of optical apparatus; Testing structures by optical methods not otherwise provided for
    • G01M11/02—Testing optical properties
    • G01M11/0242—Testing optical properties by measuring geometrical properties or aberrations
    • G01M11/025—Testing optical properties by measuring geometrical properties or aberrations by determining the shape of the object to be tested
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/02—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness
    • G01B11/026—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness by measuring distance between sensor and object
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B3/00—Measuring instruments characterised by the use of mechanical techniques
    • G01B3/002—Details
    • G01B3/008—Arrangements for controlling the measuring force
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B5/00—Measuring arrangements characterised by the use of mechanical techniques
    • G01B5/004—Measuring arrangements characterised by the use of mechanical techniques for measuring coordinates of points
    • G01B5/008—Measuring arrangements characterised by the use of mechanical techniques for measuring coordinates of points using coordinate measuring machines

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
  • A Measuring Device Byusing Mechanical Method (AREA)

Abstract

形状测定装置(1)具有：保持架(45)，其对测定对象物W进行保持；传感器(30)，其测定被测定面W1的加压状态下的形状并输出测定值；驱动装置，其使传感器(30)绕中心轴R1旋转；滑轨(20)和杆(21)，它们能够使传感器(30)在与中心轴(R1)垂直的轴(R2)上移动，并且能够在轴(R2)与中心轴(R1)的交点的两侧范围内移动；XYZ载台，其能够使保持架(45)沿Z轴移动，并且能够使保持架(45)在XY面内移动；以及控制装置(60)，其根据从传感器(30)输出的测定值来计算被测定面(W1)的球心的位置，进行使球心的位置与传感器(30)的旋转中心(C)一致的控制。

Description

形状测定装置和形状测定方法
技术领域
本发明涉及测定球面形状部件的曲面的形状的形状测定装置和形状测定方法。
背景技术
作为球面形状的代表性的部件，有光学透镜、对光学透镜进行加工的加工器皿。以往，作为这些部件的形状测定方法，例如提出了专利文献1所示那样的使用了接触式探针的接触式的测定方法、专利文献2、3所示那样的使用了激光位移计的非接触式的测定方法。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开平8-219764号公报
专利文献2：日本特开平9-178439号公报
专利文献3：日本特开2002-257511号公报
发明内容
发明要解决的课题
在对光学透镜进行加工的加工器皿的表面上设置有由聚氨酯等构成的弹性体，在对光学透镜进行加工时，该弹性体被加压/变形。
然而，在专利文献1～3中提出的测定方法中，未考虑上述那样的光学透镜加工时的加工器皿(弹性体)的加压/变形，只能够测定加压/变形前的加工器皿的形状。因此，在专利文献1～3中提出的测定方法中，存在如下的问题：在传感器所测定出的加工器皿的形状(以下称为“测定形状”)与光学透镜加工时的加工器皿的实际形状(以下称为“有效形状”)之间产生偏差。
本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于，提供能够高精度地对测定对象物的实际形状进行测定的形状测定装置和形状测定方法。
用于解决课题的手段
为了解决上述课题并达成目的，本发明的形状测定装置测定测定对象物的被测定面的形状，所述测定对象物具有呈球面状的所述被测定面，其特征在于，该形状测定装置具有：保持架，其对所述测定对象物进行保持；传感器，其测定所述被测定面的加压状态下的形状并输出测定值；传感器旋转机构，其使所述传感器绕第一轴旋转；传感器移动机构，其能够使所述传感器在与所述第一轴垂直的第二轴上移动，并且能够使所述传感器沿所述第二轴在所述第二轴与所述第一轴的交点的两侧范围内移动；保持架移动机构，其能够使所述保持架沿与铅垂方向平行的第三轴移动，并且能够使所述保持架在与所述第三轴垂直的面内移动；以及控制装置，其根据从所述传感器输出的所述测定值来计算所述被测定面的形状和所述被测定面的球心的位置，对所述保持架移动机构进行使所述球心的位置与所述第一轴与所述第二轴的所述交点一致的控制。
另外，关于本发明的形状测定装置，其特征在于，在上述发明中，所述测定对象物是用于加工光学透镜的加工器皿，在构成所述被测定面的所述加工器皿的表面设置有弹性体。
另外，关于本发明的形状测定装置，其特征在于，在上述发明中，所述传感器以预先计算出的、在加工所述光学透镜时作用于所述加工器皿的表面的压力，对所述被测定面进行加压。
另外，关于本发明的形状测定装置，其特征在于，在上述发明中，所述传感器在与所述被测定面接触的部位具有沿所述被测定面对所述传感器进行引导的引导机构。
另外，关于本发明的形状测定装置，其特征在于，在上述发明中，所述引导机构具有一个以上的转子。
另外，关于本发明的形状测定装置，其特征在于，在上述发明中，所述控制装置计算所述转子的偏心量，并根据所述偏心量来校正从所述传感器输出的所述测定值。
另外，关于本发明的形状测定装置，其特征在于，在上述发明中，所述传感器在所述第二轴上的位置能够根据所述被测定面的全局的形状来调节。
另外，关于本发明的形状测定装置，其特征在于，在上述发明中，该形状测定装置还具有保持架旋转机构，该保持架旋转机构使所述保持架绕所述第三轴旋转。
另外，关于本发明的形状测定装置，其特征在于，在上述发明中，所述控制装置根据通过所述传感器测定在表面的至少一部分具有正球面的主装置而获得的测定值，来计算所述形状测定装置的组装误差，并使用所述组装误差来校正从所述传感器输出的所述被测定面的所述测定值。
另外，关于本发明的形状测定装置，其特征在于，在上述发明中，所述控制装置具有存储部，该存储部存储针对所述形状测定装置而预先获取的关于测长距离的信息，所述控制装置使用所述关于测长距离的信息，来校正所述传感器与所述被测定面的距离导致的所述测定值的误差。
另外，关于本发明的形状测定装置，其特征在于，在上述发明中，该形状测定装置还具有温度计测器，该温度计测器对所述形状测定装置的周围的温度进行计测，所述控制装置具有存储部，该存储部存储针对所述形状测定装置而预先获取的关于温度特性的信息，所述控制装置使用所述关于温度特性的信息，来校正所述温度的变化导致的所述测定值的误差。
另外，关于本发明的形状测定装置，其特征在于，在上述发明中，所述控制装置根据所述传感器所测定出的所述被测定面和所述测定对象物的外周面的测定值，来计算所述外周面相对于所述被测定面的偏心量。
为了解决上述课题并达成目的，本发明的形状测定方法是如下的形状测定装置进行测定的形状测定方法，该形状测定装置能够使测定对象物的被测定面的形状绕第一轴旋转，并且具有能够在与所述第一轴垂直的第二轴上移动的传感器，所述测定对象物具有呈球面状的所述被测定面，其特征在于，该形状测定方法包含如下步骤：根据从所述传感器输出的测定值来计算所述被测定面的形状和所述被测定面的球心的位置，并使所述球心的位置与所述第一轴与所述第二轴的交点一致，所述传感器测定加压状态下的所述被测定面的形状。
另外，关于本发明的形状测定方法，其特征在于，在上述发明中，在所述步骤中，测定用于加工光学透镜的、在表面设置有弹性体的加工器皿，作为所述测定对象物。
另外，关于本发明的形状测定方法，其特征在于，在上述发明中，由所述传感器以预先计算出的、在加工所述光学透镜时作用于所述加工器皿的表面的压力，对所述被测定面进行加压。
另外，关于本发明的形状测定方法，其特征在于，在上述发明中，该形状测定方法还包含如下步骤：在所述传感器中计算设置于与所述被测定面接触的部位的转子的偏心量，并根据所述偏心量来校正从所述传感器输出的所述测定值。
另外，关于本发明的形状测定方法，其特征在于，在上述发明中，该形状测定方法还包含如下步骤：根据所述被测定面的全局的形状来调节所述传感器在所述第二轴上的位置。
另外，关于本发明的形状测定方法，其特征在于，在上述发明中，该形状测定方法还包含如下步骤：主装置测定步骤，通过所述传感器来测定在表面的至少一部分具有正球面的主装置的所述正球面，并输出测定值；第一运算步骤，根据在所述主装置测定步骤中测定出的所述主装置的测定值来计算所述形状测定装置的组装误差；以及第二运算步骤，使用在所述第一运算步骤中计算出的所述组装误差来校正从所述传感器输出的所述被测定面的所述测定值。
另外，关于本发明的形状测定方法，其特征在于，在上述发明中，该形状测定方法还包含校正步骤，在该校正步骤中，使用针对所述形状测定装置而预先获取的关于测长距离的信息，来校正所述传感器与所述被测定面的距离导致的所述测定值的误差。
另外，关于本发明的形状测定方法，其特征在于，在上述发明中，该形状测定方法还包含校正步骤，在该校正步骤中，使用针对所述形状测定装置而预先获取的关于温度特性的信息，来校正所述形状测定装置的周围的温度的变化导致的所述测定值的误差。
另外，关于本发明的形状测定方法，其特征在于，在上述发明中，该形状测定方法还包含如下步骤：根据所述传感器所测定出的所述被测定面和所述测定对象物的外周面的测定值，来计算所述外周面相对于所述被测定面的偏心量。
发明效果
根据本发明，由于一边对被测定面进行加压一边进行扫描来进行形状测定，因此即使在将在表面设置有弹性体的加工器皿作为测定对象物的情况下，也能够高精度地测定加工时的有效形状。
附图说明
图1是示出本发明的实施方式的形状测定装置的结构的示意图。
图2是示出本发明的实施方式的形状测定装置所具有的传感器的第一结构例的剖视图。
图3示出本发明的实施方式的形状测定装置所具有的传感器的第一结构例，是示出与图2不同的位置的剖面的剖视图。
图4是示出本发明的实施方式的形状测定装置的形状测定方法的流程图。
图5是示出本发明的实施方式的形状测定装置的形状测定方法中的主装置(测定对象物)的调节方法的流程图。
图6是用于说明本发明的实施方式的形状测定装置的形状测定方法中的被测定面的测定方法的第一例的示意图。
图7是用于说明本发明的实施方式的形状测定装置的形状测定方法中的主装置的测定值的校正方法的曲线图。
图8是示出本发明的实施方式的形状测定装置的形状测定方法中的运算处理和数据保存方法的流程图。
图9是用于说明本发明的实施方式的形状测定装置的形状测定方法中的传感器的测定值的校正方法的曲线图。
图10是用于说明本发明的实施方式的形状测定装置的形状测定方法中的传感器的测定值的校正方法的曲线图。
图11是示出本发明的实施方式的形状测定装置所具有的传感器的第二结构例的剖视图。
图12是示出本发明的实施方式的形状测定装置所具有的传感器的第三结构例的剖视图。
图13是用于说明本发明的实施方式的形状测定装置的形状测定方法中的被测定面的测定方法的第二例的示意图。
图14是示出本发明的实施方式的形状测定装置所具有的传感器的第四结构例的剖视图。
图15是用于说明本发明的实施方式的形状测定装置的形状测定方法中的偏心量的测定方法的示意图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施方式的形状测定装置和形状测定方法进行说明。另外，本发明并不限定于以下的实施方式，在以下的实施方式中的构成要素中也包含本领域技术人员能够并且容易置换的要素、或者实质上相同的要素。另外，在以下参照的各附图中，对相同部分标注相同的标号而示出。
【形状测定装置】
以下，参照图1～图3对本发明的实施方式的形状测定装置的结构进行说明。形状测定装置1测定具有如下被测定面的测定对象物的该被测定面的形状，该被测定面呈凸或者凹的球面状，更详细地说，测定被测定面的各点处的径向的形状偏差。
如图1所示，形状测定装置1具有基座10、一对支承部件11、编码器12、一对滑轨20、杆21、传感器30、θ载台41、X载台42、Y载台43、Z载台44、保持架45、温度计测器50以及控制装置60。另外，在以下的说明中，如该图1所示，将铅垂方向设为Z方向，将与Z方向垂直的水平面设为XY面。
测定对象物W是在至少一部分具有呈凸或者凹的球面状的被测定面W1的部件，具体而言，是用于加工(研磨加工)光学透镜的加工器皿。如后所述，在构成被测定面W1的加工器皿的表面上设置有弹性体We(参照图2和图3)。另外，在图1中，使测定对象物W的上表面(被测定面W1)为凹形状，使下表面为平面状，但测定对象物W的形状只要至少被测定面W1呈球面形状，则未特别限定。另外，关于被测定面W1的表面状态，可以是粗糙面，也可以是研磨面。
基座10形成为平板状，在该基座10上配置有以传感器30为首的各种部件。一对支承部件11形成为棒状，配置于基座10的两侧面上的彼此对置的位置。
一对滑轨20被安装成能够通过编码器12而相对于支承部件11旋转。一对滑轨20设置成能够绕编码器12的中心轴R1(第一轴)旋转360°并且彼此平行。另外，编码器12是用于检测传感器30的旋转角度的旋转角度感测部件。
杆21被安装成能够沿设置于滑轨20的导轨部20a滑动。滑轨20和杆21作为使传感器30在与中心轴R1垂直的轴R2(第二轴)上移动的“传感器移动机构”而发挥功能。而且，作为能够供该传感器30移动的路径的轴R2与中心轴R1的交点为传感器30的旋转中心C。
杆21和传感器30被设置成能够沿轴R2在旋转中心C的两侧范围内移动。杆21在导轨部20a上的位置(即传感器30在轴R2上的位置)根据被测定面W1的全局的形状来调节。具体而言，在被测定面W1的全局的形状为凹的球面状的情况下，杆21配置在比支点20b靠下侧的位置，在被测定面W1的全局的形状为凸的球面状的情况下，杆21配置在比支点20b靠上侧的位置。
在滑轨20和杆21上例如设置有未图示的驱动装置，滑轨20的旋转运动和杆21在滑轨20上的滑动由控制装置60经由该驱动装置而自动控制。另外，该驱动装置作为通过滑轨20使传感器30绕中心轴R1旋转的“传感器旋转机构”而发挥功能。
编码器12的旋转移动量和杆21在滑轨20上的直进移动量(相对于支点20b的距离和移动方向)被输出给控制装置60。另外，滑轨20的旋转运动和杆21在滑轨20上的滑动并不是自动控制，也可以由用户手动地进行控制。
传感器30测定测定对象物W的被测定面W1的形状。传感器30与通常的接触式或者非接触式的传感器不同，一边加压被测定面W1一边测定其形状。而且，传感器30将测定出的测定对象物W的形状(测定值)输出给控制装置60。这里，对传感器30的具体结构进行后述(参照图2和图3)。
θ载台41被设置成能够在基座10上的水平面内旋转。θ载台41作为通过绕与Z方向平行的轴旋转使保持架45(即测定对象物W)相对于杆21的相对的朝向变化的“保持架旋转机构”而发挥功能。
X载台42、Y载台43以及Z载台44设置在θ载台41上。X载台42、Y载台43以及Z载台44作为通过在θ载台41上在XYZ的各方向上的平移来调节保持架45(测定对象物W)的三维位置的“保持架移动机构”而发挥功能。
在θ载台41、X载台42、Y载台43以及Z载台44上设置有未图示的驱动装置，θ载台41的旋转运动和X载台42、Y载台43以及Z载台44在各方向上的平移运动由控制装置60通过该驱动装置而自动控制。另外，θ载台41的旋转运动和X载台42、Y载台43以及Z载台44在各方向上的平移运动也可以不是自动控制，而由用户手动地进行控制。
保持架45配置在Z载台44上，对测定对象物W进行保持。温度计测器50隔着腿部50a设置在基座10上，测定周围的温度。温度计测器50所测定出的周围的温度被输出给控制装置60。
控制装置60控制整个形状测定装置1的动作。控制装置60例如由个人计算机构成。控制装置60具有：存储部61，其存储该控制装置60的控制程序和各种信息；运算部62，其计算被测定面W1的形状；显示部63，其显示计算出的被测定面W1的形状；以及控制部64，其统一控制这些各部分的动作。
控制部64以使被测定面W1的球心与传感器30的旋转中心C一致的方式调节杆21在滑轨20上的位置、θ载台41、X载台42、Y载台43以及Z载台44的位置，控制测定被测定面W1的形状的一系列的动作。
具体而言，控制部64通过传感器30来扫描被测定面W1从而测定被测定面W1的形状(微小的凹凸、相对于正球的形状误差)。如上所述，被测定面W1的球心被控制部64设定成与传感器30的旋转中心C一致。因此，通过使滑轨20和θ载台41旋转，能够将从传感器30至被测定面W1上的各点的距离维持为恒定。而且，由此能够对被测定面W1的整个区域排除在传感器30中产生的固有误差、具体而言是至被测定面W1为止的测量距离的差异导致的误差(以下称为“直进性误差”)，从而进行高精度的形状测定。
(直进性误差和温度特性误差的校正运算)
这里，只要测定对象物W的被测定面W1为正球，则能够进行上述那样的排除了直进性误差的形状测定。然而，在被测定面W1上产生起伏等偏离正球的情况下，上述直进性误差的影响会表现在传感器30(具体而言是后述的第一位移传感器37)的测定结果中。另外，有时根据形状测定装置1所设置的环境而产生起因于温度变化的误差(以下称为“温度特性误差”)。
因此，在本实施方式中，事先评价传感器30(具体而言是后述的第一位移传感器37)中的直进性误差和温度特性误差的误差成分(校正数据)并存储在存储部61中，针对从传感器30输出的测定值使用这些误差成分进行校正运算，由此实现了高精度的形状测定。另外，这些误差成分是传感器30所单独具有的固有成分，只要一次获取并存储在存储部61中，则到进行传感器30的校准为止不需要再次获取。
这里，若使与被测定面W1的测定对象距离(从传感器30(具体而言是后述的第一位移传感器37)至被测定面W1上的各点的距离)变化，则会在测定对象距离与传感器30的测定值之间产生误差。这样的误差是直进性误差。直进性误差能够从针对各测定对象距离的传感器30的测定值中获取，所获取的直进性误差存储在存储部61中。
另外，若不使传感器30(具体而言是后述的第一位移传感器37)与被测定面W1的位置关系变化而使温度环境变化，则会在测定对象距离与传感器30的测定值之间产生误差。该误差是温度特性误差。温度特性误差能够从针对各测定对象距离的传感器30的测定值中获取，所获取的温度特性误差存储在存储部61中。
(传感器的结构)
以下，参照图2和图3对形状测定装置1所具有的传感器30的具体结构进行说明。这里，图2和图3示出被测定面W1的形状测定时的传感器30的剖面。另外，图3示出与图2所示的剖面垂直的剖面。
传感器30是具有多个位移传感器的传感器单元。传感器30具有外壳31、空气供给管32、板状部件33、支承部件34、转子35、编码器36、第一位移传感器37以及第二位移传感器38。
在外壳31的内部空间31a配置有第一位移传感器37的一部分、板状部件33、支承部件34的一部分等。另外，在进行被测定面W1的形状测定时，经由空气供给路31b向内部空间31a供给压缩空气。
空气供给管32像外壳31的内部空间31a供给压缩空气。空气供给管32的一端侧与外部的空气供给源(省略图示)连接，另一端侧与形成于外壳31的空气供给路31b连接。而且，在进行被测定面W1的形状测定时，空气供给管32经由空气供给路31b向内部空间31a供给压缩空气。
板状部件33配置于内部空间31a，构成为能够在该内部空间31a内移动。在板状部件33的一个面(与第一位移传感器37对置的面)上，因供给到内部空间31a的压缩空气而作用有压力P。即，板状部件33被压力P向被测定面W1的方向加压(施力)。
支承部件34对转子35进行支承。支承部件34的一端侧固定于板状部件33。另外，支承部件34的另一端侧被分成两叉(参照图3)，由设置于该两叉部分之间的轴部件(省略图示)对转子35进行轴支承。另外，在支承部件34的内部设置有第二位移传感器38。另外，在本实施方式中，如图2和图3所示，将支承部件34和板状部件33分体地示出，但两者也可以一体地构成。
转子35是用于沿被测定面W1对传感器30进行引导的引导机构。转子35设置于在通过传感器30对被测定面W1进行形状测定时与该被测定面W1接触的部位(传感器30的前端)。
转子35例如由内置有轴承的辊构成，在进行被测定面W1的形状测定时绕轴部件(省略图示)一边自转一边扫描被测定面W1。另外，在进行被测定面W1的形状测定时，转子35根据施加给上述的板状部件33的压力P而对被测定面W1进行加压。
这里，本实施方式中的测定对象物W是在表面上设置有弹性体We的加工器皿，有时在被测定面W1上无意地形成例如微细的孔、槽等。因此，当例如想要通过通常的接触式探针来一边加压被测定面W1一边进行扫描时，接触式探针可能会卡在被测定面W1上。因此，在本实施方式中，通过使设置于传感器30的前端的转子35作为用于沿被测定面W1对该传感器30进行引导的引导机构而发挥功能，能够避免卡在被测定面W1上，从而传感器30能够在被测定面W1上顺畅地进行扫描。
编码器36是测定转子35相对于规定位置的旋转角度的编码器，设置在转子35的旋转轴的位置。编码器36所测定出的转子35的旋转角度被输出给控制装置60。
第一位移传感器37测定被测定面W1的形状。第一位移传感器37以与板状部件33隔开规定间隙的方式配置在与板状部件33对置的位置，通过对板状部件33的位移进行检测来测定被测定面W1的形状。然后，第一位移传感器37所测定出的板状部件33的位移被输出给控制装置60。
作为第一位移传感器37，例如也可以使用通过三角测距方式来测定位移的非接触式的光照射型位移计、接触式的测定器。
第二位移传感器38测定转子35的偏心量。第二位移传感器38以与转子35隔开规定间隙的方式配置在与转子35对置的位置，通过对转子35的外周的位移进行检测来测定转子35的偏心量。然后，第二位移传感器38所测定出的转子35的偏心量被输出给控制装置60。
作为第二位移传感器38，例如也可以使用通过三角测距方式来测定位移的非接触式的光照射型位移计、接触式的测定器。
在本实施方式中，与第一位移传感器37对被测定面W1的形状测定同步地，通过第二位移传感器38来获取(计算)转子35的偏心量，并根据该偏心量来校正第一位移传感器37的测定值。由此，即使在例如因在转子35的形状上产生微小的起伏等而发生旋转抖动的情况下，也能够防止测定误差的产生。
具有以上那样的传感器30的形状测定装置1在对测定对象物W的被测定面W1的形状进行测定时，一边再现光学透镜加工时的状况一边进行测定。即，形状测定装置1借助在加工光学透镜时作用于加工器皿(测定对象物W)的表面的压力，来一边加压被测定面W1一边进行形状的测定。这样，在与光学透镜的加工过程中相同的压力施加给加工器皿(测定对象物W)的状态下，测定被测定面W1的形状。
这里，被测定面W1在形状测定时的加压量在被测定面W1的形状测定之前预先通过实验来计算出。具体而言，能够根据实际加工中使用的加工器皿(测定对象物W)与作为加工对象的光学透镜的形状的比率，来计算在光学透镜加工时作用于加工器皿的每单位面积的力作为加压量。另外，所谓在光学透镜加工时作用于加工器皿的每单位面积的力，具体而言是表示光学透镜与加工器皿整面接触，光学透镜变为最终形状时(加工即将结束之前)的每单位面积的力。
另外，优选被测定面W1在形状测定时的加压量与在光学透镜加工时作用于加工器皿(测定对象物W)的压力相同，但也可以包含一些误差等。
【形状测定方法】
以下，参照图4～图10对使用了本实施方式的形状测定装置1的形状测定方法进行说明。
首先，将具有呈正球状的被测定面的主装置设置在保持架45上(步骤S10)。另外，在以下的说明中，使主装置所具有的被测定面为凸的球面形状，但即使是凹的球面形状，也能够同样地执行各步骤。
接着，进行主装置的各种调节(步骤S11)。以下，关于本步骤中的主装置的调节方法的详细，参照图5进行说明。
首先，通过控制装置60的自动控制或者用户的手动控制来调节θ载台41、X载台42、Y载台43以及Z载台44，并输出主装置的顶点的位置(步骤S111)。
接着，通过控制装置60的自动控制或者用户的手动控制，以使主装置的球心与传感器30的旋转中心C一致的方式调节Z载台44，并输出主装置的球心位置(步骤S112)。
接着，通过控制装置60的自动控制或者用户的手动控制来调节杆21在滑轨20上的位置，并输出测定基准距离，该测定基准距离是按各个传感器30设定传感器30与主装置的顶点的距离而得的(步骤S113)。
然后，最后通过控制装置60的自动控制或者用户的手动控制使设置于滑轨20的驱动装置旋转，使传感器30移动到测定开始位置(步骤S114)。然后，处理返回到主例程(参照图4)。
在步骤S11之后，通过控制装置60的自动控制，通过设置于滑轨20的驱动装置使滑轨20旋转，使传感器30绕中心轴R1从测定开始位置旋转至测定结束位置，进行主装置的被测定面的测定(步骤S12)。
这里，作为本步骤中的主装置的被测定面的测定方法(扫描方法)，例如举出了图6的方法。在图6的例子中，通过在使传感器30与半圆周M1上的1点接触的状态下使设置于滑轨20的驱动装置相对于主装置Wm的被测定面W1旋转，来扫描半圆周M1。接着，使θ载台41旋转而错开传感器30的接触点，在使传感器30与半圆周M2上的1点接触的状态下使所述驱动装置旋转，由此扫描半圆周M2。同样地通过传感器30来反复进行半圆周M3～Mn的扫描，从而能够测定各半圆周M3～Mn的形状。
在步骤S12之后，运算部62读取从传感器30输出的测定值(第一位移传感器37的位移量、第二位移传感器38的位移量、编码器36的旋转量)、编码器12的旋转量、θ载台41的旋转量以及从温度计测器50输出的温度测定值，进行校正被测定面W1的测定值来计算该被测定面W1的形状的运算处理，并将运算结果的数据保存在存储部61中(步骤S13)。
在本步骤中，具体而言，运算部62对从传感器30输出的主装置Wm的测定值进行转子35的偏心误差量的计算、第一位移传感器37的直进性误差和温度特性误差的校正。以下，参照图7～图10对它们的详细进行说明。
在图7中，实线表示主装置Wm的被测定面W1的形状的理论值，虚线表示测定值。主装置Wm的被测定面W1呈以比目标的测定精度高的精度制作出的正球状。因此，图7所示的理论值与测定值的差可以被认为是形状测定装置1的测定误差(组装误差、转子35的偏心误差、直进性误差、温度特性误差)。
如图8所示，控制装置60的运算部62首先计算转子35的偏心量并进行保存(步骤S131)。在本步骤中，如图9的(a)所示，运算部62对第二位移传感器38与编码器36的同步输出的测定值(第二位移传感器测定值)校正预先存储在存储部61中的直进性误差(每个测量距离的测定误差)和温度特性误差这两个误差并去除。去除该两个误差后的测定值为转子35的偏心量(偏心误差量)。运算部62将这样得到的偏心量的数据保存在存储部61中。
接着，运算部62校正第一位移传感器37的直进性误差和温度特性误差(步骤S132)。在本步骤中，如图9的(b)所示，运算部62对第一位移传感器37的测定值(第一位移传感器测定值)校正预先存储在存储部61中的直进性误差(每个测量距离的测定误差)和温度特性误差这两个误差并去除。
接着，运算部62计算设备的组装误差并进行保存(步骤S133)。在本步骤中，如图10所示，运算部62对去除在步骤S132中校正的两个误差后的第一位移传感器37的测定值(参照图9的(b))，校正在步骤S131中计算出的转子35的偏心量。由此，计算相对于主装置理论值的设备的组装误差。运算部62将这样计算出的组装误差的数据保存在存储部61中。
这里，在图9的(a)和图10的(a)中，曲线图的纵轴表示偏心量【μm】，曲线图的横轴表示转子35的旋转角【θ】。另外，在图9的(b)和图10的(b)中，曲线图的纵轴表示形状误差【μm】，曲线图的横轴表示测定对象物W的测定角【θ】。另外，在图10中，以转子35的外周长度为测定对象物W的测定长度的1/4的情况为一例并进行示出。即，在该图10的例子中，使用转子35的旋转一周的偏心量，来计算与测定对象物W的测定长度的1/4对应的组装误差。
在步骤S13之后，控制部64根据在步骤S13中计算出的被测定面W1的形状来判定该被测定面W1的球心位置O与传感器30的旋转中心C(参照图1)是否一致(步骤S14)。
在被测定面W1的球心位置O与传感器30的旋转中心C不一致的情况下(步骤S14中“否”)，返回到步骤S11，重新进行主装置Wm的调节。
另一方面，在被测定面W1的球心位置O与传感器30的旋转中心C一致的情况下(步骤S14中“是”)，从保持架45取下主装置Wm，将测定对象物W设置在保持架45上(步骤S15)。此时，主装置Wm的球心位置O与传感器30的旋转中心C一致的状态下的主装置Wm的测定值成为对测定对象物W进行测定时的基准值。
接着，进行测定对象物W的各种调节(步骤S16)。本步骤中的测定对象物W的调节方法与步骤S11相同(参照图5)。
接着，通过控制装置60的自动控制来进行测定对象物W的被测定面W1的测定(步骤S17)。本步骤中的测定对象物W的被测定面W1的测定方法与步骤S12相同(参照图6)。
接着，读取从传感器30输出的测定值(第一位移传感器37的位移量、第二位移传感器38的位移量、编码器36的旋转量)、编码器12的旋转量、θ载台41的旋转量以及从温度计测器50输出的温度测定值，进行校正测定对象物W的被测定面W1的测定值来计算该被测定面W1的形状的运算处理，并将运算结果的数据保存在存储部61中(步骤S18)。
在本步骤中，具体而言，运算部62对测定对象物W的被测定面W1的测定值与步骤S13同样地进行转子35的偏心量(偏心误差量)的计算、第一位移传感器37的直进性误差和温度特性误差的校正。接着，运算部62根据校正后的数据来校正转子35的偏心量，最后通过校正在步骤S13中计算出的组装误差的值，来进行形状测定装置1的组装误差的校正。由此，得到了去除组装误差、转子35的偏心误差、直进性误差以及温度特性误差后的被测定面W1的测定值(校正后测定值)。
接着，控制部64根据在步骤S18中计算出的被测定面W1的形状来判定被测定面W1的球心位置O与传感器30的旋转中心C(参照图1)是否一致(步骤S19)。
在被测定面W1的球心位置O与传感器30的旋转中心C不一致的情况下(步骤S19中“否”)，返回到步骤S16，重新进行测定对象物W的调节。
另一方面，在被测定面W1的球心位置O与传感器30的旋转中心C一致的情况下(步骤S19中“是”)，控制部64将表示在步骤S18中计算出的被测定面W1的形状的数据输出给显示部63，并显示被测定面W1的形状作为测定结果(步骤S20)。由此，形状测定装置1的形状测定方法结束。
如以上说明的那样，根据本实施方式，由于一边加压被测定面W1一边进行扫描来进行形状测定，因此即使在将在表面上设置有弹性体We的加工器皿作为测定对象物W的情况下，也能够高精度地测定加工时的有效形状。
另外，根据本实施方式，传感器30构成为能够沿滑轨20的导轨部20a移动，在使被测定面W1的球心位置O与传感器30的旋转中心C一致的基础上使传感器30旋转，因此无论测定对象物W的被测定面W1为凸状或者凹状中的任意形状、或者无论曲率半径如何，均能够将与被测定面W1的测长距离保持为大致恒定并且进行测定。因此，能够使测定值的直进性误差变得极小。
另外，根据本实施方式，通过运算处理来去除因被测定面W1的微小的起伏而产生的直进性误差和温度特性误差，从而能够进一步提高测定对象物W的被测定面W1的形状的测定精度。
另外，根据本实施方式，通过使用具有呈正球状的被测定面W1的主装置Wm来进行测定，来计算形状测定装置1的组装误差，通过从测定对象物W的测定值中去除该组装误差，能够进行更高精度的形状测定。
另外，在本实施方式中，由于转子35由辊构成，因此具有转子35不易磨损从而耐久度优异这样的优点。
【变形例1】
在上述的实施方式中，对形状测定装置1的传感器30具有一个转子35的情况进行了说明，但也可以像图11所示那样采用具有多个转子的结构。
变形例1中的传感器30A具有两个外壳31A的内部空间31a、两个板状部件33A、两个支承部件34A、两个转子35A，并且仅具有一个位移传感器(仅第一位移传感器37)。另外，传感器30A中的第一位移传感器37配置于两个转子35A之间。而且，第一位移传感器37通过经由两个转子35A之间的间隙将光照射到被测定面W1，来测定该被测定面W1的位移。
具有以上那样的传感器30A的变形例1的形状测定装置在进行被测定面W1的形状测定时，如图11所示，通过两个转子35A对被测定面W1进行加压而使其表面被加压/变形，由第一位移传感器37直接测定被测定面W1的形状。
即，变形例1的形状测定装置不进行形状测定装置1那样的利用了第二位移传感器38的转子35的偏心的校正，而测定被测定面W1的形状，因此能够通过更简单的方法来高精度地测定测定对象物W的被测定面W1的有效形状。
另外，在变形例1的形状测定装置中，若两个转子35A之间的间隔过宽，则因测定对象物W的弹性而使第一位移传感器37的测定点复原，因此两个转子35A之间的间隔优选被设定为窄至不会复原的程度。
【变形例2】
在上述的实施方式中，对形状测定装置1的传感器30中的转子35由辊构成的情况进行了说明，但也可以像图12所示那样，采用具有由辊以外构成的转子的结构。
在变形例2中的传感器30B中，转子35B由钢球构成，并且仅具有一个位移传感器(仅第一位移传感器37)。构成转子35B的钢球是偏心量小的(例如0.5μm以下的)正球。另外，传感器30B与上述的传感器30同样地构成为第一位移传感器37对板状部件33的位移进行测定。另外，转子35B被筒状的支承部件34B支承。
具有以上那样的传感器30B的变形例2的形状测定装置通过将偏心量小的钢球用作转子35B，从而不用进行形状测定装置1那样的利用了第二位移传感器38的转子35的偏心的校正，而能够测定被测定面W1的形状，因此能够通过更简单的方法来高精度地测定测定对象物W的被测定面W1的有效形状。
另外，通过将旋转自如的钢球用作转子35B，还能提高扫描方法的自由度。即，具有传感器30B的变形例2的形状测定装置除了上述的图6中示出的扫描方法之外还能够进行例如图13所示那样的扫描方法。
在图13的例子中，通过在使传感器30B与圆周L1上的1点接触的状态下使θ载台41相对于主装置Wm的被测定面W1旋转一周，来扫描圆周L1。接着，使设置于滑轨20的驱动装置旋转而错开传感器30B的接触点，在使传感器30B与圆周L2上的1点接触的状态下使θ载台41旋转一周，由此扫描圆周L2。同样地通过传感器30B来反复进行圆周L3～Ln的扫描，从而能够测定各圆周L3～Ln的形状。
【变形例3】
在上述的实施方式中，对形状测定装置1的传感器30中的引导机构由旋转体(转子35)构成的情况进行了说明，但也可以像图14所示那样采用具有由旋转体以外构成的引导机构的结构。
在变形例3中的传感器30C中，引导机构不是由转子构成，而由两端部朝向外壳31侧弯曲的板状部件35C构成，并且仅具有一个位移传感器(仅第一位移传感器37)。另外，板状部件35C被棒状的支承部件34C支承。
具有以上那样的传感器30C的变形例3的形状测定装置通过将板状部件35C用作引导机构，不进行形状测定装置1那样的利用了第二位移传感器38的转子35的偏心的校正，而测定被测定面W1的形状，因此能够通过更简单的方法和结构来高精度地测定被测定面W1的有效形状。
【变形例4】
在上述的变形例2中，对通过形状测定装置来测定测定对象物W的被测定面(球面)W1的形状的情况(参照图13)进行了说明，但变形例2的形状测定装置也能够测定外周面相对于测定对象物W的被测定面W1的偏心量。
变形例4中的偏心量的测定方法在图4所示的步骤S19之后(判定为测定对象物的被测定面W1的球心位置O与传感器30的旋转中心C(参照图1)一致之后)执行。图15是用于说明偏心量的测定方法的示意图。
首先，形状测定装置对测定对象物W的外周面Wo进行测定。详细地说，通过在使传感器30(转子35)与圆周K1上的1点接触的状态下使θ载台41相对于测定对象物W的外周面Wo旋转一周，来扫描圆周K1。接着，驱动Z载台44而错开传感器30的接触点，在使传感器30(转子35)与圆周K2上的1点接触的状态下使θ载台41旋转一周，由此扫描圆周K2。同样地通过传感器30来反复进行对圆周K3～Kn的扫描，从而能够测定各圆周K1～Kn的形状。
然后，运算部62根据测定对象物W的外周面Wo的测定值和在步骤S18中获取的数据，来计算外周面Wo相对于被测定面W1的偏心量(XY方向的偏移(移位量)、外周面Wo的倾斜量(偏斜量))。
以上，通过用于实施发明的方式具体地对本发明的形状测定装置和形状测定方法进行了说明，但本发明的主旨并不限于这些记载，必须基于权利要求书的记载进行广义的解释。另外，基于这些记载进行的各种变更、改变等当然也包含在本发明的主旨内。
例如，在上述的形状测定装置中，在对被测定面W1进行加压时使用压缩空气，但也可以通过小型伺服器、弹簧来进行加压。
另外，在上述的形状测定装置中，对根据第二位移传感器38所获取的偏心量来校正第一位移传感器37的测定值的情况进行了说明，但例如在转子35的偏心量非常小的情况下(例如0.5μm以下的情况下等)，也可以不进行这样的校正。即，形状测定装置在使用偏心量非常小的转子35的情况下，也可以采用如下结构：不具有第二位移传感器38并且不进行基于偏心量的校正。
标号说明
1：形状测定装置；10：基座；11：支承部件；12：编码器；20：滑轨；20a：导轨部；20b：支点；21：杆；30、30A、30B、30C：传感器；31：外壳；31a：内部空间；31b：空气供给路；32：空气供给管；33、33A：板状部件；34、34A、34B、34C：支承部件；35、35A、35B：转子；35C：板状部件；36：编码器；37：第一位移传感器；38：第二位移传感器；41：θ载台；42：X载台；43：Y载台；44：Z载台；45：保持架；50：温度计测器；50a：腿部；60：控制装置；61：存储部；62：运算部；63：显示部；64：控制部；W：测定对象物；We：弹性体；W1：被测定面；Wm：主装置；Wo：外周面。

Claims (21)

1.一种形状测定装置，其测定测定对象物的被测定面的形状，所述测定对象物具有呈球面状的所述被测定面，其特征在于，
该形状测定装置具有：
保持架，其对所述测定对象物进行保持；
传感器，其测定所述被测定面的加压状态下的形状并输出测定值；
传感器旋转机构，其使所述传感器绕第一轴旋转；
传感器移动机构，其能够使所述传感器在与所述第一轴垂直的第二轴上移动，并且能够使所述传感器沿所述第二轴在所述第二轴与所述第一轴的交点的两侧范围内移动；
保持架移动机构，其能够使所述保持架沿与铅垂方向平行的第三轴移动，并且能够使所述保持架在与所述第三轴垂直的面内移动；以及
控制装置，其根据从所述传感器输出的所述测定值来计算所述被测定面的形状和所述被测定面的球心的位置，对所述保持架移动机构进行使所述球心的位置与所述第一轴与所述第二轴的所述交点一致的控制。
2.根据权利要求1所述的形状测定装置，其特征在于，
所述测定对象物是用于加工光学透镜的加工器皿，
在构成所述被测定面的所述加工器皿的表面设置有弹性体。
3.根据权利要求2所述的形状测定装置，其特征在于，
所述传感器以预先计算出的、在加工所述光学透镜时作用于所述加工器皿的表面的压力，对所述被测定面进行加压。
4.根据权利要求1至3中的任意一项所述的形状测定装置，其特征在于，
所述传感器在与所述被测定面接触的部位具有引导机构，该引导机构沿所述被测定面对所述传感器进行引导。
5.根据权利要求4所述的形状测定装置，其特征在于，
所述引导机构具有一个以上的转子。
6.根据权利要求5所述的形状测定装置，其特征在于，
所述控制装置计算所述转子的偏心量，并根据所述偏心量来校正从所述传感器输出的所述测定值。
7.根据权利要求1至6中的任意一项所述的形状测定装置，其特征在于，
所述传感器在所述第二轴上的位置能够根据所述被测定面的全局的形状来调节。
8.根据权利要求1至7中的任意一项所述的形状测定装置，其特征在于，
该形状测定装置还具有保持架旋转机构，该保持架旋转机构使所述保持架绕所述第三轴旋转。
9.根据权利要求1至8中的任意一项所述的形状测定装置，其特征在于，
所述控制装置根据通过所述传感器测定在表面的至少一部分具有正球面的主装置而获得的测定值，来计算所述形状测定装置的组装误差，并使用所述组装误差来校正从所述传感器输出的所述被测定面的所述测定值。
10.根据权利要求1至9中的任意一项所述的形状测定装置，其特征在于，
所述控制装置具有存储部，该存储部存储针对所述形状测定装置而预先获取的关于测长距离的信息，
所述控制装置使用所述关于测长距离的信息，来校正所述传感器与所述被测定面的距离导致的所述测定值的误差。
11.根据权利要求1至9中的任意一项所述的形状测定装置，其特征在于，
该形状测定装置还具有温度计测器，该温度计测器对所述形状测定装置的周围的温度进行计测，
所述控制装置具有存储部，该存储部存储针对所述形状测定装置而预先获取的关于温度特性的信息，
所述控制装置使用所述关于温度特性的信息，来校正所述温度的变化导致的所述测定值的误差。
12.根据权利要求1至11中的任意一项所述的形状测定装置，其特征在于，
所述控制装置根据所述传感器所测定出的所述被测定面和所述测定对象物的外周面的测定值，来计算所述外周面相对于所述被测定面的偏心量。
13.一种形状测定方法，其是如下的形状测定装置进行测定的形状测定方法，该形状测定装置能够使测定对象物的被测定面的形状绕第一轴旋转，并且具有能够在与所述第一轴垂直的第二轴上移动的传感器，所述测定对象物具有呈球面状的所述被测定面，其特征在于，
该形状测定方法包含如下步骤：根据从所述传感器输出的测定值来计算所述被测定面的形状和所述被测定面的球心的位置，并使所述球心的位置与所述第一轴与所述第二轴的交点一致，所述传感器测定加压状态下的所述被测定面的形状。
14.根据权利要求13所述的形状测定方法，其特征在于，
在所述步骤中，测定用于加工光学透镜的、在表面上设置有弹性体的加工器皿，作为所述测定对象物。
15.根据权利要求14所述的形状测定方法，其特征在于，
由所述传感器以预先计算出的、在加工所述光学透镜时作用于所述加工器皿的表面的压力，对所述被测定面进行加压。
16.根据权利要求13至15中的任意一项所述的形状测定方法，其特征在于，
该形状测定方法还包含如下步骤：在所述传感器中计算设置于与所述被测定面接触的部位的转子的偏心量，并根据所述偏心量来校正从所述传感器输出的所述测定值。
17.根据权利要求13至16中的任意一项所述的形状测定方法，其特征在于，
该形状测定方法还包含如下步骤：根据所述被测定面的全局的形状来调节所述传感器在所述第二轴上的位置。
18.根据权利要求13至17中的任意一项所述的形状测定方法，其特征在于，
该形状测定方法还包含如下步骤：
主装置测定步骤，通过所述传感器来测定在表面的至少一部分具有正球面的主装置的所述正球面，并输出测定值；
第一运算步骤，根据在所述主装置测定步骤中测定出的所述主装置的测定值来计算所述形状测定装置的组装误差；以及
第二运算步骤，使用在所述第一运算步骤中计算出的所述组装误差来校正从所述传感器输出的所述被测定面的所述测定值。
19.根据权利要求13至18中的任意一项所述的形状测定方法，其特征在于，
该形状测定方法还包含校正步骤，在该校正步骤中，使用针对所述形状测定装置而预先获取的关于测长距离的信息，来校正所述传感器与所述被测定面的距离导致的所述测定值的误差。
20.根据权利要求13至18中的任意一项所述的形状测定方法，其特征在于，
该形状测定方法还包含校正步骤，在该校正步骤中，使用针对所述形状测定装置而预先获取的关于温度特性的信息，来校正所述形状测定装置的周围的温度的变化导致的所述测定值的误差。
21.根据权利要求13至20中的任意一项所述的形状测定方法，其特征在于，
该形状测定方法还包含如下步骤：根据所述传感器所测定出的所述被测定面和所述测定对象物的外周面的测定值，来计算所述外周面相对于所述被测定面的偏心量。
CN201780012696.1A 2016-06-03 2017-05-29 形状测定装置和形状测定方法 Pending CN108700398A (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016111783A JP2017219333A (ja) 2016-06-03 2016-06-03 形状測定装置および形状測定方法
JP2016-111783 2016-06-03
PCT/JP2017/019846 WO2017209026A1 (ja) 2016-06-03 2017-05-29 形状測定装置および形状測定方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN108700398A true CN108700398A (zh) 2018-10-23

Family

ID=60477481

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201780012696.1A Pending CN108700398A (zh) 2016-06-03 2017-05-29 形状测定装置和形状测定方法

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20180364021A1 (zh)
JP (1) JP2017219333A (zh)
CN (1) CN108700398A (zh)
WO (1) WO2017209026A1 (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112444229A (zh) * 2019-08-30 2021-03-05 住友重机械工业株式会社 形状测量装置、基准器及检测仪的校准方法

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7045194B2 (ja) * 2018-01-11 2022-03-31 株式会社ミツトヨ レンズ測定装置およびレンズ測定方法
CN109916254B (zh) * 2019-03-21 2022-01-18 三峡大学 一种闸门底枢轴瓦的磨损量测量装置及测量方法
CN114812331B (zh) * 2022-04-19 2024-01-02 中国航发动力股份有限公司 一种检验零件内球心位置的测量装置

Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4903413A (en) * 1986-02-07 1990-02-27 Rank Taylor Hobson Limited Surface profile measurement of workpieces
JPH07143998A (ja) * 1993-07-12 1995-06-06 Nobelpharma Ab 義歯やブリッジなどの製造に関する方法と装置
JPH08219764A (ja) * 1995-02-13 1996-08-30 Canon Inc 表面形状測定方法
JP2002228403A (ja) * 2001-01-30 2002-08-14 Olympus Optical Co Ltd 球面測定装置および球面測定方法
JP2007107931A (ja) * 2005-10-11 2007-04-26 Toppan Printing Co Ltd ワークの厚みの検査装置並びにワーク搬送装置及び排出装置
CN101537588A (zh) * 2008-03-17 2009-09-23 尼斯可光机株式会社 球面研磨装置
TW201140012A (en) * 2010-03-25 2011-11-16 Fanuc Corp Contact type measurement device having fine contact force adjustment mechanism
JP2012132748A (ja) * 2010-12-21 2012-07-12 Canon Inc 形状測定方法及び形状測定装置
CN103105141A (zh) * 2012-12-30 2013-05-15 北京理工大学 大型球面非球面轮廓扫描测量方法与装置
CN103443654A (zh) * 2012-04-03 2013-12-11 公益财团法人地震预知综合研究振兴会 应力和应变检测装置
TW201423033A (zh) * 2012-11-29 2014-06-16 尼康股份有限公司 形狀測定裝置、構造物製造系統、載台裝置、形狀測定方法、構造物製造方法、記錄有程式之記錄媒體
WO2016051954A1 (ja) * 2014-10-02 2016-04-07 オリンパス株式会社 形状測定装置及び形状測定方法

Patent Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4903413A (en) * 1986-02-07 1990-02-27 Rank Taylor Hobson Limited Surface profile measurement of workpieces
JPH07143998A (ja) * 1993-07-12 1995-06-06 Nobelpharma Ab 義歯やブリッジなどの製造に関する方法と装置
JPH08219764A (ja) * 1995-02-13 1996-08-30 Canon Inc 表面形状測定方法
JP2002228403A (ja) * 2001-01-30 2002-08-14 Olympus Optical Co Ltd 球面測定装置および球面測定方法
JP2007107931A (ja) * 2005-10-11 2007-04-26 Toppan Printing Co Ltd ワークの厚みの検査装置並びにワーク搬送装置及び排出装置
CN101537588A (zh) * 2008-03-17 2009-09-23 尼斯可光机株式会社 球面研磨装置
TW201140012A (en) * 2010-03-25 2011-11-16 Fanuc Corp Contact type measurement device having fine contact force adjustment mechanism
JP2012132748A (ja) * 2010-12-21 2012-07-12 Canon Inc 形状測定方法及び形状測定装置
CN103443654A (zh) * 2012-04-03 2013-12-11 公益财团法人地震预知综合研究振兴会 应力和应变检测装置
TW201423033A (zh) * 2012-11-29 2014-06-16 尼康股份有限公司 形狀測定裝置、構造物製造系統、載台裝置、形狀測定方法、構造物製造方法、記錄有程式之記錄媒體
CN103105141A (zh) * 2012-12-30 2013-05-15 北京理工大学 大型球面非球面轮廓扫描测量方法与装置
WO2016051954A1 (ja) * 2014-10-02 2016-04-07 オリンパス株式会社 形状測定装置及び形状測定方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112444229A (zh) * 2019-08-30 2021-03-05 住友重机械工业株式会社 形状测量装置、基准器及检测仪的校准方法
CN112444229B (zh) * 2019-08-30 2022-06-24 住友重机械工业株式会社 形状测量装置、基准器及检测仪的校准方法

Also Published As

Publication number Publication date
US20180364021A1 (en) 2018-12-20
JP2017219333A (ja) 2017-12-14
WO2017209026A1 (ja) 2017-12-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN100541117C (zh) 表面特性测量仪的平直度校正方法以及表面特性测量仪
CN108700398A (zh) 形状测定装置和形状测定方法
US10145682B2 (en) Reduction of errors of a rotating device used during the determination of coordinates of a workpiece or during the machining of a workpiece
CN101711343B (zh) 用于校准扫描头部的装置和方法
US9393663B2 (en) Measuring device
CN101539413B (zh) 用于校准多轴计量系统的几何形状的方法
CN104246429B (zh) 用于在确定工件坐标或加工工件时降低旋转装置的误差的方法和装置
EP3315896B1 (en) Surface shape measuring device and method
JP2009534198A (ja) 誤差補正の方法
CN103857493A (zh) 机床及用于测量工件的方法
CN102121813A (zh) 眼镜框形状测量设备
JP2011215016A (ja) 非球面形状測定装置
CN103940366A (zh) 三维形状测定装置用探测器
CN106461385A (zh) 用于物体几何测量的装置和方法
CN106796104B (zh) 形状测量装置以及形状测量方法
CN105937886A (zh) 形状测量装置、加工装置及形状测量装置的校正方法
WO2010037904A9 (en) Method for measuring a cylindrical element in a fiber web machine and an arrangement and a measuring device for the method
JP6170385B2 (ja) 測定装置、測定方法および物品の製造方法
JP4980818B2 (ja) 多点プローブの零点誤差の変動検出方法
JP2009180700A (ja) 円筒形状測定装置および円筒の表面形状測定方法
CN110231002A (zh) 卧式孔检测仪
JP5032741B2 (ja) ３次元形状測定方法及び３次元形状測定装置
CN101208580A (zh) 绘制表面轮廓
JP2009066611A (ja) 研削機の圧延ロール径計測装置及び圧延ロールの径計測方法
KR101130703B1 (ko) 초정밀 리니어 스테이지의 오차 측정방법 및 이를 위한 오차 측정장치

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20181023