DE102021003854A1

DE102021003854A1 - Formmessverfahren

Info

Publication number: DE102021003854A1
Application number: DE102021003854.1A
Authority: DE
Inventors: Lukasz REDLARSKI; Hideyuki Arai
Original assignee: Mitutoyo Corp
Current assignee: Mitutoyo Corp
Priority date: 2020-07-28
Filing date: 2021-07-27
Publication date: 2022-02-03
Also published as: CN114001672A; US11530914B2; JP2022024683A; US20220034650A1

Abstract

Es wird ein Formmessverfahren zur Verfügung gestellt, welches Formdaten auf einem lichtdurchlässigen zu messenden Gegenstand in der Dickenrichtung erhält.Ein Formmessapparat wendet auf einen Lichtstrahl ein periodisches Muster an, welches eine Periodizität in einer Richtung normal auf eine optische Achse aufweist und in der Richtung normal auf die optische Achse verlagerbar ist, verlagert relativ einen Brennpunkt einer Objektivlinse in einer Richtung parallel zu der optischen Achse und berechnet, basierend auf einer Amplitude einer Intensität des Lichtstrahls, welche durch einen Fotodetektor detektiert wird, Flächenformdaten auf dem zu messenden Gegenstand. Dann werden ein eine obere Oberfläche messender Schritt eines Erhaltens von Flächenformdaten auf einer oberen Oberfläche des zu messenden Gegenstands und ein eine Bodenoberfläche messender Schritt eines Erhaltens von Flächenformdaten auf einer Bodenoberfläche des zu messenden Gegenstands durch ein Transmittieren durch die obere Oberfläche des zu messenden Gegenstands und ein Ausrichten des Brennpunkts der Objektivlinse auf der Bodenoberfläche des zu messenden Gegenstands durchgeführt.

Description

AUFNAHME DURCH BEZUGNAHME
Diese Anmeldung basiert auf und beansprucht den Vorteil der Priorität der JP Patentanmeldung Nr. 2020-127404 , eingereicht am 28. Juli 2020 (DAS Code 397F), deren Offenbarung hierin in ihrer Gesamtheit durch Bezugnahme aufgenommen wird.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Formmessverfahren.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich beispielsweise auf ein Formmessverfahren für ein Erhalten der Differenz zwischen einer Form einer oberen Oberfläche und einer Form einer unteren bzw. Bodenoberfläche eines lichtdurchlässigen zu messenden Gegenstands bzw. Objekts oder von Formdaten auf dem bzw. betreffend den zu messenden Gegenstand in einer Dickenrichtung an einer willkürlichen Position.
2. Beschreibung des Standes der Technik
Tragbare Terminal-Vorrichtungen geringer Größe, wie beispielsweise ein Mobiltelefon, ein Smart-Telefon und ein Laptop-Computer, sind mit einer Kamera ausgerüstet bzw. ausgestattet und von der Kamera wurde gefordert, eine bemerkenswert hohe bzw. gute Leistung aufzuweisen.
Um die Leistung einer Kamera zu verbessern, erfordert die Genauigkeit einer Linse, und es ist bzw. wird ein Formmessverfahren für ein Inspizieren der Genauigkeit einer Linse notwendig.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Um eine Linse zu inspizieren bzw. zu überprüfen, wird eine Linsenoberfläche gescannt bzw. abgetastet oder wird einer Punktmessung mit einem Kontakttyp-Fühler unterworfen.
Jedoch weist das obige Messverfahren unvermeidbare technische Probleme auf.
Das erste Problem ist, dass, wenn eine untere bzw. Bodenoberfläche einer Linse nach einem Messen einer oberen Oberfläche der Linse zu messen ist, die Linse umgekehrt (umgedreht) werden muss, oder es muss ein gesamter Messapparat oder ein Fühler bewegt werden, um zu der Bodenoberfläche der Linse gerichtet zu sein.
Um eine derartige Konfiguration zu implementieren, ist ein Apparat großer Größe erforderlich.
Zusätzlich wird, wenn die Messachse (Koordinatenachse), wenn die obere Oberfläche gemessen wird, von der Messachse (Koordinatenachse) abweicht, wenn die Bodenoberfläche gemessen wird, die Abweichung ein Messfehler.
Das zweite Problem ist, dass, da eine Kameralinse in jüngster Zeit extrem miniaturisiert wurde, ein Durchführen einer Forminspektion an einer derartigen Linse mit einer hohen Genauigkeit und einer hohen Auflösung mit einem Kontakttyp-Fühler an Grenzen gelangt bzw. stößt.
Es ist anzumerken bzw. festzuhalten, dass, als ein Oberflächenform-Messverfahren ohne ein Kontaktieren, die JP 5592763 B und JP 6502113 B von der Anmelderin derartige Verfahren offenbaren. Jedoch verbleibt das obige erste Problem ungelöst, und eine Linsenformmessung weist unverändert Probleme einer Erhöhung einer Größe eines Messapparats und von Messfehlern auf, welche durch eine Abweichung von einer Messachse (Koordinatenachse) bewirkt werden.
Aus diesen Gründen ist ein Formmessverfahren für ein Berechnen der Flächenformen bzw. -gestalten einer oberen Oberfläche und einer unteren bzw. Bodenoberfläche von beispielsweise einer Linse, um Formdaten auf einem bzw. betreffend einen zu messenden Gegenstand in der Dickenrichtung mit einer hohen Genauigkeit und einem hohen Durchsatz.
Ein Zweck der vorliegenden Erfindung ist, ein Formmessverfahren für ein Erhalten von Formdaten auf einem bzw. betreffend einen lichtdurchlässigen zu messenden Gegenstand in der Dickenrichtung zur Verfügung zu stellen.
Ein Formmessverfahren in einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Verwendung eines Formmessapparats, beinhaltend:

eine Lichtquelle;
ein periodisches Muster aufbringende Mittel für ein Aufbringen bzw. Anwenden auf einen Lichtstrahl von der Lichtquelle eines periodischen Musters, welches eine Periodizität in einer Richtung normal auf eine optische Achse aufweist und in der Richtung normal auf die optische Achse verlagerbar ist;
eine Objektivlinse, welche einen zu messenden Gegenstand mit dem Lichtstrahl bestrahlt, auf welchen das periodische Muster aufgebracht wird;
eine Brennpunkt-Antriebseinheit, welche einen Brennpunkt der Objektivlinse relativ zu dem zu messenden Gegenstand in einer Richtung parallel zu der optischen Achse verlagert bzw. verschiebt;
einen Fotodetektor, welcher den Lichtstrahl detektiert, welcher durch den zu messenden Gegenstand reflektiert wird;
eine Flächenform-Berechnungseinheit, welche basierend auf einer Amplitude einer Intensität des Lichtstrahls, welche durch den Fotodetektor detektiert wird, Flächenformdaten auf dem zu messenden Gegenstand berechnet; und
eine Formanalyseeinheit, welche aus den Flächenformdaten, welche durch die Flächenform-Berechnungseinheit berechnet werden, eine Form bzw. Gestalt des zu messenden Gegenstands analysiert,
wobei das Formmessverfahren beinhaltet:
- einen eine obere Oberfläche messenden Schritt eines Erhaltens bzw. Erfassens durch den Formmessapparat von Flächenformdaten auf einer oberen Oberfläche des zu messenden Gegenstands;
- einen eine Bodenoberfläche messenden Schritt eines Erhaltens bzw. Erfassens durch den Formmessapparat von Flächenformdaten auf einer unteren bzw. Bodenoberfläche des zu messenden Gegenstands durch ein Transmittieren bzw. Durchtreten durch die obere Oberfläche des zu messenden Gegenstands und ein Ausrichten des Brennpunkts der Objektivlinse auf der Bodenoberfläche des zu messenden Gegenstands; und
- einen eine Form analysierenden Schritt bzw. Formanalyseschritt eines Berechnens, basierend auf den Formdaten der oberen Oberfläche, welche in dem die obere Oberfläche messenden Schritt erhalten werden, und der Formdaten der Bodenoberfläche, welche in dem die Bodenoberfläche messenden Schritt erhalten werden, einer Differenz zwischen der Form der oberen Oberfläche und der Form der Bodenoberfläche oder von Formdaten auf dem bzw. betreffend den zu messenden Gegenstand in einer Dickenrichtung an einer willkürlichen Position, in welchem
- der zu messende Gegenstand ein lichtdurchlässiger Gegenstand ist,
- die obere Oberfläche eine Fläche nahe zu der Objektivlinse ist, und
- die Bodenoberfläche eine Fläche entfernt von der Objektivlinse ist.

In einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es bevorzugt, dass das Formmessverfahren weiters einen ersten eine Brechung korrigierenden Schritt eines Durchführens einer Korrektur basierend auf einem Brechungsindex des zu messenden Gegenstands beinhaltet, wenn die Flächenform-Berechnungseinheit die Form der Bodenoberfläche in dem die Bodenoberfläche messenden Schritt berechnet.
In einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es bevorzugt, dass das Formmessverfahren weiters einen zweiten eine Brechung korrigierenden Schritt eines Korrigierens eines Lichtbrechungsausmaßes aufgrund einer Form der oberen Oberfläche des zu messenden Gegenstands beinhaltet, wenn die Flächenform-Berechnungseinheit die Form der Bodenoberfläche in dem die Bodenoberfläche messenden Schritt berechnet.
In einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es bevorzugt, dass der die obere Oberfläche messende Schritt vor dem die Bodenoberfläche messenden Schritt durchgeführt wird, und das Verfahren weiters einen zweiten eine Brechung korrigierenden Schritt eines Korrigierens, basierend auf einer Form der oberen Oberfläche, welche in dem die obere Oberfläche messenden Schritt erhalten wird, eines Lichtbrechungsausmaßes aufgrund der Form der oberen Oberfläche des zu messenden Gegenstands beinhaltet, wenn die Flächenform-Berechnungseinheit die Form der Bodenoberfläche berechnet.
In einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es bevorzugt, dass der zu messende Gegenstand eine Linse ist.
In einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es bevorzugt, dass die Formanalyseeinheit ein Anpassen bzw. Fitten an wenigstens eine der Formdaten der oberen Oberfläche und der Formdaten der Bodenoberfläche durchführt, um einen Scheitel bzw. eine Spitze der Linse zu berechnen.
In einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es bevorzugt, dass die Formanalyseeinheit als eine Linsendicke einen Abstand zwischen einem Scheitel einer oberen Oberfläche der Linse und einem Scheitel einer Bodenoberfläche berechnet.
Figurenliste

1 ist ein Diagramm, welches schematisch eine Konfiguration eines Formmesssystems gemäß einer ersten beispielhaften Ausführungsform zeigt;
2 ist ein Diagramm, welches eine Konfiguration um eine Bühne zeigt;
3 ist ein Diagramm, welches beispielhaft Bilder durch ein Filter eines räumlichen Musters zeigt;
4 ist ein Diagramm, welches beispielhaft Bilder durch das Filter eines räumlichen Musters zeigt;
5 ist ein Diagramm, welches beispielhaft die Amplitude einer Lichtintensität in einem Bild durch das Filter eines räumlichen Musters zeigt;
6 ist ein funktionelles Blockdiagramm einer Regel- bzw. Steuereinheit 300;
7 ist ein Flussdiagramm für ein Erläutern von Bewegungen in einem Formmessverfahren;
8 ist ein Diagramm, welches zeigt, dass eine obere Oberfläche untersucht bzw. gesucht wird;
9 ist ein Diagramm, welches ein Beispiel einer Form einer oberen Oberfläche zeigt, welche durch eine Flächenformberechnung erhalten wird;
10 ist ein Diagramm, welches ein Beispiel einer Form einer oberen Oberfläche zeigt, welche durch eine Flächenformanalyse erhalten wird;
11 ist ein Diagramm, welches zeigt, dass eine untere bzw. Bodenoberfläche untersucht bzw. gesucht wird;
12 ist ein Diagramm, welches ein Beispiel einer Form einer Bodenoberfläche zeigt, welche durch eine Flächenformberechnung erhalten wird;
13 ist ein Diagramm, welches ein Beispiel eines Resultats zeigt, welches durch ein Subtrahieren eines Profils einer Linsen-Bodenoberfläche von einem Profil einer oberen Oberfläche der Linse und ein Berechnen der Linsendicke an jeder Position erhalten wird;
14 ist ein Diagramm, welches zeigt, dass eine Bodenoberfläche untersucht bzw. gesucht wird; und
15 ist ein Diagramm, welches zeigt, dass eine Linse W auf einer Bühne angeordnet ist, während die optische Achse geneigt ist.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Eine beispielhafte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist bzw. wird illustriert und unter Bezugnahme auf Bezugszeichen beschrieben, welche den Elementen in den Zeichnungen beigefügt sind.
(Erste beispielhafte Ausführungsform)
1 ist ein Diagramm, welches schematisch eine Konfiguration bzw. einen Aufbau eines Formmesssystems 100 gemäß einer ersten beispielhaften Ausführungsform zeigt.
Das Formmesssystem 100 beinhaltet einen Formmessapparat 200 als ein optisches Beobachtungssystem und eine Regel- bzw. Steuereinheit 300, welche den Formmessapparat 200 regelt bzw. steuert.
In 1 ist ein zu messender Gegenstand eine Linse W.
Zuerst werden die Linse W als der zu messende Gegenstand und eine Bühne 210, auf welcher die Linse W anzuordnen ist, beschrieben.
2 zeigt den Umfang der Linse W als der zu messende Gegenstand.
Die Linse W ist eine Linse für eine Kamera einer tragbaren Terminal- bzw. Anzeigevorrichtung geringer Größe, wie beispielsweise eines Mobiltelefons, eines Smartphones oder eines Laptop-Computers, und weist einen Durchmesser von etwa 10 mm oder geringer und eine Dicke von etwa 500 Mikrometer auf. Die Linse W weist ein Flanschteil um das Linsenteil auf, und das Flanschteil ist bzw. wird auf der Bühne 210 angeordnet. Die Bühne 210 ist mit einem Loch versehen (als ein Bühnenloch 211 bezeichnet). Das Halterungs- bzw. Bühnenloch 211 weist einen Durchmesser größer als das Linsenteil der Linse W und kleiner als das Flanschteil auf.
In der oberen Oberfläche der Bühne 210 ist eine Montagehalterungsfläche 212 um das Bühnenloch 211 vorgesehen, um das Flanschteil darauf anzuordnen.
Die Montagehalterungsfläche 212 wird fertiggestellt bzw. endbearbeitet, um eine Fläche so normal bzw. senkrecht wie möglich auf die optische Achse des Formmessapparats 200 zu sein. Alternativ kann die Montagehalterungsfläche 212 eine Neigungs- (Verjüngungs-) Fläche (einer Kegelform) sein, welche geringfügig in Richtung zu dem Bühnenloch 211 geneigt ist. Dann muss, wenn die Bodenoberfläche des Flanschteils auf der Montagehalterungsfläche 212 der Bühne 210 angeordnet wird, die optische Achse der Linse W so parallel wie möglich zu der optischen Achse des Formmessapparats 200 sein.
Es ist festzuhalten bzw. anzumerken, dass es wünschenswert ist, dass die optische Achse der Linse W im Wesentlichen mit der optischen Achse des Formmessapparats 200 ausgerichtet ist bzw. fluchtet, wobei jedoch, wenn sie geringfügig voneinander abweichen oder zueinander geneigt sind, eine Messung durchgeführt werden kann.
Spezifisch ist, solange der Scheitel (von jeder der oberen Oberfläche und der unteren bzw. Bodenoberfläche) der Linse W innerhalb des Blickfelds einer Objektivlinse 250 des Formmessapparats 200 ist, die Abweichung zwischen der optischen Achse der Linse W und der optischen Achse des Formmessapparats 200 erlaubbar.
(Die Größe des Blick- bzw. Gesichtsfelds eines Mikroskops ist beispielsweise etwa 0,3 mm x 0,3 mm, obwohl sie von der Linsenvergrößerung abhängt, und es ist nur erforderlich, die Linse W in einer derartigen Weise anzuordnen, dass der Scheitel bzw. die Spitze innerhalb des Bereichs ist bzw. liegt.)
Zurückkehrend zu 1 werden eine Basiskonfiguration des Formmessapparats 200 und sein Messprinzip beschrieben.
Es ist festzuhalten bzw. anzumerken, dass die Basiskonfiguration des Formmessapparats 200 und sein Messprinzip durch JP 5592763 B der Anmelderin und dgl. bekannt sind, wobei sie jedoch unten kurz beschrieben werden.
Die Konfiguration des Formmessapparats 200 wird aufeinanderfolgend entlang des optischen Wegs bzw. Pfads beschrieben.
Ein Lichtstrahl, welcher von einer Lichtquelle 205 emittiert wird, tritt zuerst durch ein Filter 220 eines räumlichen Musters bzw. ein Raummuster-Filter (ein periodisches Muster aufbringende bzw. anwendende Mittel) hindurch, und es wird ein periodisches Muster auf den Lichtstrahl zu dieser Zeit angewandt bzw. aufgebracht.
Das Filter 220 des räumlichen Musters ist ein periodisches Muster, welches eine Periodizität in einer Richtung aufweist, und ist beispielsweise ein Filter, welches ein Muster (Gitter) wie einen Streifen aufweist.
Von dem Filter 220 des räumlichen Musters wird nur gefordert, irgendein periodisches Muster zu sein, welches eine Periodizität aufweist, und es kann beispielsweise ein Rechteckwellenmuster oder ein Sinuswellenmuster sein. Wenn ein Lichtstrahl durch das Filter 220 des räumlichen Musters hindurchtritt, wird das Streifenmuster auf dem Lichtstrahl angewandt bzw. aufgebracht.
Zusätzlich zu dem Filter 220 des räumlichen Musters ist eine Antriebseinheit 230 für das periodische Muster, welches das Filter 220 des räumlichen Musters in einer Richtung normal auf die optische Achse verschiebt bzw. verlagert, festgelegt. Derart ist das Filter 220 des räumlichen Musters in der Richtung normal auf die optische Achse bewegbar.
Wenn das Filter 220 des räumlichen Musters in der Richtung normal auf die optische Achse bewegt wird, wird das Streifenmuster des Lichtstrahls auch verschoben bzw. verlagert. D.h., die Streifenrichtung des Streifenmusters des Lichtstrahls ist normal auf die optische Achse und normal auf die Bewegungsrichtung.
Das periodische Muster, welches an einem Lichtstrahl anzuwenden bzw. aufzubringen ist, ist beispielhaft in 3 gezeigt.
Die drei Muster, welche in 3 gezeigt sind, sind bzw. werden jeweils um 120° (2/3 π) aufgrund der Bewegung des Filters 220 des räumlichen Musters verschoben.
Der Lichtstrahl, auf welchen das periodische Muster aufgebracht wird, tritt durch die Linse hindurch, wird durch einen Strahlteiler 240 reflektiert und bewegt sich dann in Richtung zu der Objektivlinse 250.
Mit dem Lichtstrahl wird der zu messende Gegenstand (hier die Linse W) durch die Objektivlinse 250 bestrahlt.
An der Objektivlinse 250 ist eine Brennpunkt- bzw. Fokus-Antriebseinheit 260 festgelegt, welche die Objektivlinse 250 entlang der optischen Achse verschiebt bzw. verlagert.
Der Schritt, in welchem die Antriebseinheit 230 des periodischen Musters das Filter 220 des räumlichen Musters bewegt, und der Schritt, in welchem die Brennpunkt-Antriebseinheit 260 die Objektivlinse 250 entlang der optischen Achse bewegt, werden zur selben Zeit parallel durchgeführt.
Hier wird angenommen, dass, während die Phase des periodischen Musters durch ein Bewegen des Filters 220 des räumlichen Musters verschoben wird, der Brennpunkt (Brennebene) durch ein Verlagern der Objektivlinse 250 bewegt wird. Dann sind bzw. werden, wenn angenommen wird, dass der reflektierte Lichtstrahl von der zu messenden Fläche abgebildet wird, während die Höhe der Objektivlinse 250 geändert wird, die Bilder in 4 gezeigt. 4 zeigt, dass das Bild (der Streifen) klar gesehen wird, wenn der Brennpunkt (Fokal- bzw. Brennebene) mit der zu messenden Fläche ausgerichtet ist bzw. fluchtet, d.h., wenn sich die zu messende Fläche im Fokus bzw. Brennpunkt befindet. Im Gegensatz dazu zeigt 4, dass das Bild unklar bzw. unscharf gesehen wird, wenn der Brennpunkt (Brennebene) nicht mit der zu messenden Fläche ausgerichtet ist, d.h., wenn sich die zu messende Fläche nicht im Brennpunkt befindet.
Hier zeigt 5, was erhalten wird, durch ein Plotten bzw. Aufzeichnen der Lichtintensität an einem Punkt (kann als ein willkürliches Pixel interpretiert werden) in einem erhaltenen Bild gegenüber der Höhe der Objektivlinse 250.
Unmittelbar bevor und unmittelbar nachdem sich die zu messende Fläche im Brennpunkt befindet, sind bzw. werden die Bilder (der Streifen) klar bzw. deutlich gesehen. Dann wird, da der helle-und-dunkle Streifen des Bilds zunehmend lateral verschoben wird, wenn die Lichtintensität an einem Punkt (kann als ein willkürliches Pixel interpretiert werden) gegenüber der Höhe der Objektivlinse 250 aufgezeichnet wird, die Ablenkung bzw. der Ausschlag der Anzeige groß nahe der Höhenposition, an welcher sich die zu messende Fläche im Brennpunkt befindet.
Mit anderen Worten ist der Punkt, an welchem der Ausschlag der Lichtintensität am größten ist, die Höhenposition, an welcher sich die zu messende Fläche im Brennpunkt befindet.
Der reflektierte Lichtstrahl, welcher durch den zu messenden Gegenstand (die Linse W) reflektiert wird, tritt durch die Objektivlinse 250 nach rückwärts hindurch, wird durch den Strahlteiler 240 übertragen und tritt in einen Fotodetektor 270 ein.
Der Fotodetektor 270 ist ein Element, welches die Intensität des empfangenen Lichtstrahls in ein elektrisches Signal umwandelt und ist beispielsweise ein (zweidimensionaler) CCD Bildsensor oder ein CMOS Bildsensor. Das elektrische Signal von dem Fotodetektor 270 wird an die bzw. zu der Regel- bzw. Steuereinheit 300 übertragen.
6 ist ein funktionelles Blockdiagramm der Regel- bzw. Steuereinheit 300.
Eine Konfiguration und ein Betrieb der Regel- bzw. Steuereinheit 300 werden beschrieben.
Die Regel- bzw. Steuereinheit 300 beinhaltet einen Bewegungs-Controller bzw. eine Bewegungs-Regel- bzw. -Steuereinrichtung 310 und einen Host-Computer 360.
Der Host-Computer 360 ist mit Ausgabevorrichtungen (einer Anzeige und einem Drucker) und Eingabevorrichtungen (einer Tastatur und einer Maus) entsprechend den Erfordernissen verbunden.
Die Bewegungs-Regel- bzw. -Steuereinrichtung 310 beinhaltet eine Antriebs-Regel- bzw. -Steuereinheit 320 und eine Lichtmengen-Einstelleinheit 350.
Die Antriebs-Regel- bzw. -Steuereinheit 320 beinhaltet eine Brennpunktantriebs-Regel- bzw. -Steuereinheit 330 und eine Antriebs-Regel- bzw. -Steuereinheit 340 des periodischen Musters.
Die Brennpunktantriebs-Regel- bzw. -Steuereinheit 330 stellt einen Antriebsbefehl an die Brennpunkt-Antriebseinheit 260 bereit und die Brennpunkt-Antriebseinheit 260 verschiebt bzw. verlagert die Objektivlinse 250 entlang der optischen Achse in Übereinstimmung mit dem Antriebsbefehl.
Die Antriebs-Regel- bzw. -Steuereinheit 340 für das periodische Muster stellt einen Antriebsbefehl an die Antriebseinheit 230 für das periodische Muster bereit und die Antriebseinheit 230 für das periodische Muster verschiebt bzw. verlagert das Filter 220 des räumlichen Musters in der Richtung normal auf die optische Achse in Übereinstimmung mit dem Antriebsbefehl.
Es ist bevorzugt, dass die Bewegungsgeschwindigkeit der Objektivlinse 250 und die Phasenänderungsgeschwindigkeit des periodischen Musters eine vorbestimmte festgelegte Beziehung (Beziehungsausdruck) aufweisen, und dass die Bewegungsgeschwindigkeit der Objektivlinse 250 und die Phasenänderungsgeschwindigkeit des periodischen Musters synchron mit einer gewissen Beziehung geregelt bzw. gesteuert werden.
Das einfachste und bevorzugte Antriebsverfahren, obwohl dies nicht notwendigerweise erforderlich ist, ist, dass sowohl die Bewegungsgeschwindigkeit der Objektivlinse 250 als auch die Bewegungsgeschwindigkeit des Filters 220 des räumlichen Musters konstant sind. Wenn die Objektivlinse 250 eingestellt wird, um sich relativ langsam zu bewegen, und das Filter 220 des räumlichen Musters eingestellt wird, um sich relativ rasch zu bewegen, wird die Höhenauflösung in der Messung hoch.
Es ist nicht notwendig zu erwähnen, dass kürzere Intervalle für ein Abtasten des Bilds besser sind.
Die Lichtmengen-Einstelleinheit 350 stellt die Lichtmenge der Lichtquelle 205 ein.
Der Host-Computer 360 beinhaltet eine zentrale Be- bzw. Verarbeitungseinheit (CPU) und einen Speicher (ein ROM oder ein RAM), regelt bzw. steuert den Betrieb des Formmessapparats 200 über die Bewegungs-Regel- bzw. -Steuereinrichtung 310 in Übereinstimmung mit einem vorbestimmten Mess-Regel- bzw. -Steuerprogramm und führt ein arithmetisches Bearbeiten an Detektionsdaten von dem Formmessapparat 200 durch, um die Form bzw. Gestalt des zu messenden Gegenstands bzw. Objekts (der Linse W) zu berechnen.
Der Host-Computer 360 beinhaltet weiters eine Speichereinheit 370 und eine arithmetische Bearbeitungseinheit 380.
Die Speichereinheit 370 speichert Basisdaten (Designdaten, eine Krümmung, einen Brechungsindex und dgl.) betreffend die Form des zu messenden Gegenstands (der Linse W), Messdaten, welche durch eine Messung erhalten werden, und ein Messungs-Regel- bzw. -Steuerprogramm für ein Regeln bzw. Steuern des gesamten Messvorgangs. Die CPU führt das Messungs-Regel- bzw. -Steuerprogramm aus, wodurch ein Messvorgang durchgeführt wird.
Die arithmetische Bearbeitungseinheit 380 beinhaltet eine Flächenform-Berechnungseinheit 381 und eine Formanalyseeinheit 382.
Der Bearbeitungsvorgang der Flächenform-Berechnungseinheit 381 und der Formanalyseeinheit 382 wird unten unter Bezugnahme auf ein Flussdiagramm beschrieben.
7 ist ein Flussdiagramm für ein Erläutern eines Vorgangs bzw. Betriebs in einem Formmessverfahren gemäß der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform.
Zuerst wird in ST110 die obere Oberfläche der Linse W gesucht bzw. untersucht.
In diesem Schritt wird, wie dies oben beschrieben ist, während die Phase des periodischen Musters verschoben wird, der Brennpunkt (die Brenn- bzw. Fokalebene) der Objektivlinse 250 nahe zu der oberen Oberfläche der Linse parallel zu der optischen Achse (der Objektivlinse 250) verschoben bzw. verlagert, und zu diesem Zeitpunkt wird der reflektierte Lichtstrahl durch den Fotodetektor 270 ( 8) empfangen. Dann wird in ST120 die Flächenform der oberen Oberfläche der Linse berechnet. Dieser Schritt wird durch die Flächenform-Berechnungseinheit 381 durchgeführt.
Die Lichtintensität des Lichtstrahls, welche durch den Fotodetektor 270 empfangen bzw. erhalten wird, wird gegenüber der Höhe der Objektivlinse 250 aufgezeichnet, und die Höhenposition, bei welcher der Ausschlag bzw. die Anzeige der Lichtintensität am größten ist, wird als die Höhenposition berechnet, bei welcher sich die zu messende Fläche im Fokus bzw. Brennpunkt befindet. Da die Brennweite der Objektivlinse 250 bekannt ist, wird die Höhe (Position) der Linsenfläche aus der Position der Objektivlinse 250 bestimmt. Das Resultat eines Berechnens der oberen Oberfläche der Linse auf diese Weise ist als ein Beispiel in 9 gezeigt.
Durch ein Berechnen, für jedes Pixel bzw. jeden Bildpunkt des zweidimensionalen Fotodetektors 270, der Höhenposition, bei welcher der Ausschlag der Lichtintensität am größten ist, kann eine Höhenkarte (ein Höhenprofil, ein Konturlinienprofil, ein Konturliniendiagramm oder eine Konturkarte) der Linsenoberfläche mit der Genauigkeit des Auflösungsniveaus des Fotodetektors 270 erhalten werden.
Jedoch weist die horizontale Auflösung (Auflösungsleistung) der Objektivlinse 250 eine Grenze auf, und eine Rechenkapazität für ein Durchführen, für jedes Pixel des Fotodetektors 270, eines arithmetischen Be- bzw. Verarbeitens, wie beispielsweise eine Fourier-Transformation oder eine inverse Fourier-Transformation, weist auch eine Grenze auf. Derart ist es bevorzugt, dass die Höhe der Linsenoberfläche für jeden Sub- bzw. Unterbereich (kleinen Bereich bzw. kleine Fläche) durch ein Durchführen eines Filterns für ein Kombinieren von Pixel bzw. Bildpunkten in vier Pixel, neun Pixel, 25 Pixel oder dgl. in Abhängigkeit von der erforderten Genauigkeit berechnet wird.
Als nächstes wird in ST130 eine Flächenformanalyse an der bzw. betreffend die berechnete(n) Flächenform der oberen Oberfläche der Linse durchgeführt.
Dieser Schritt wird durch die Formanalyseeinheit 382 durchgeführt.
In diesem Beispiel ist der zu messende Gegenstand eine Linse, und die erhaltene Flächenform der oberen Oberfläche der Linse ist bekannt als ein Teil einer sphärischen Linse (oder ein Teil einer asphärischen Linse). Derart werden durch ein Durchführen eines sphärischen Fittens bzw. Anpassens (oder eines asphärischen Fittens unter Verwendung eines bereitgestellten Designwerts), die Scheitelposition der oberen Oberfläche der Linse und eine Kontur- bzw. Umrisslinie eines konzentrischen Kreises, welcher den Scheitel als das Zentrum bzw. den Mittelpunkt aufweist, berechnet.
10 ist ein Beispiel eines Resultats, welches durch eine Flächenformanalyse erhalten wird. Das Zentrum bzw. der Mittelpunkt des Blickfelds ist bzw. wird als ein Stern angezeigt, und die Scheitelposition der oberen Oberfläche der Linse ist als ein Punkt C angezeigt bzw. bezeichnet.
Als nächstes wird die untere bzw. Bodenoberfläche der Linse gemessen.
In ST140 wird die Bodenoberfläche der Linse W gesucht bzw. untersucht.
11 zeigt beispielhaft, dass, während der Brennpunkt der Objektivlinse 250 in der Richtung der optischen Achse bewegt wird, die Bodenoberfläche der Linse W ge- bzw. untersucht wird.
Nachdem die obere Oberfläche der Linse gemessen wird, während die Linse W auf der Bühne 210 angeordnet verbleibt, wird die Objektivlinse 250 für ein Suchen bzw. Untersuchen der Bodenoberfläche der Linse W abgesenkt. D.h., der Lichtstrahl, welcher von der Objektivlinse 250 emittiert wird, tritt durch die obere Oberfläche der Linse hindurch und wird auf (oder nahe) der unteren bzw. Bodenoberfläche der Linse fokussiert.
Auf diese Weise tritt der Mess-Lichtstrahl durch die obere Oberfläche der Linse hindurch und misst die Bodenoberfläche der Linse, und es muss die Linse nicht umgedreht (gewendet) werden, damit die Bodenoberfläche der Linse nach oben gerichtet ist (um näher zu der Objektivlinse 250 gebracht zu werden), wenn die Bodenoberfläche der Linse gemessen wird.
Zusätzlich ist es, um die Bodenoberfläche der Linse zu messen, nicht notwendig, einen zweiten Formmessapparat 200 auf der Seite der Bodenoberfläche der Linse vorzubereiten.
Es ist festzuhalten bzw. anzumerken, dass ein Teil des Mess-Lichtstrahls möglicherweise durch die obere Oberfläche der Linse reflektiert und zu der Objektivlinse 250 zurückkehren kann, wobei jedoch gesagt werden kann, dass Streulicht nahezu keinen Einfluss auf die Messung im Vergleich zu der Intensität des reflektierten Lichtstrahls aufweist, wenn sich die Bodenoberfläche im Brennpunkt befindet.
(In Anbetracht des Messprinzips der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform fluktuiert die Amplitude der Lichtintensität des Streulichts von der oberen Oberfläche kaum und kann als konstant erachtet bzw. angesehen werden, wobei jedoch die Amplitude der Intensität des reflektierten Lichtstrahls, wenn sich die Bodenoberfläche im Brennpunkt befindet, ausreichend groß ist.)
Basierend auf dem reflektierten Lichtstrahl von der Bodenoberfläche der Linse wird die Flächenform der Bodenoberfläche der Linse berechnet (ST150).
Dieser Schritt wird durch die Flächenform-Berechnungseinheit 381 durchgeführt.
Das Prinzip eines Berechnens der Form der Bodenoberfläche der Linse aus der Größe des Ausschlags (Amplitude) der Lichtintensität des Lichtstrahls, welche durch den Fotodetektor 270 empfangen bzw. erhalten wird, ist dasselbe wie die obige Beschreibung und eine wiederholende Beschreibung wird weggelassen.
12 zeigt ein Beispiel eines Resultats eines Berechnens der Flächenform (eine Höhenkarte, ein Höhenprofil, ein Umriss- bzw. Konturlinienprofil, ein Konturliniendiagramm oder eine Kontur- bzw. Umrisskarte) der Bodenoberfläche der Linse.
In den obigen Schritten werden das Profil der oberen Oberfläche der Linse und das Profil der Bodenoberfläche der Linse bereits berechnet, und es wird durch ein Erhalten der Differenz zwischen der oberen Oberfläche und der Bodenoberfläche die Dicke des zu messenden Gegenstands an jeder Position berechnet.
Dieses Formdaten-Analysebearbeiten wird durch die Formanalyseeinheit 382 durchgeführt.
Beispielsweise zeigt 13 ein Beispiel eines Resultats eines Berechnens der Linsendicke an jeder Position durch ein Subtrahieren des Profils der Bodenoberfläche der Linse von dem Profil der oberen Oberfläche der Linse.
Um die obere Oberfläche und die Bodenoberfläche zu messen, werden die identische Objektivlinse 250 und der Fotodetektor 270 verwendet, und es wird die Höhe der Objektivlinse 250 lediglich bzw. unmittelbar entlang der optischen Achse bewegt, ohne den zu messenden Gegenstand zu bewegen. Derart ist die Datenposition (die Position in der horizontalen Richtung) vollständig dieselbe zwischen dem Profil der oberen Oberfläche (in ST120) in 9 und dem Profil der Bodenoberfläche (in ST150) in 12. D.h., ohne das Erfordernis, ein Positionieren oder dgl. durchzuführen, kann durch ein einfaches Erhalten der Differenz zwischen der oberen Oberfläche und der Bodenoberfläche die Dicke des zu messenden Gegenstands sehr genau berechnet werden. Dies ist ein optimales Verfahren für ein Evaluieren bzw. Beurteilen beispielsweise der Dicke einer Glasplatte, der Parallelität zwischen der oberen und Bodenoberfläche oder dgl.
Hier ist es, um ein genaueres Resultat zu erhalten, wünschenswert, dass die Formdaten der Bodenoberfläche in ST160 korrigiert werden.
Wenn die Bodenoberfläche gemessen wird, tritt der Mess-Lichtstrahl durch die obere Oberfläche hindurch und bewegt sich im Inneren des zu messenden Gegenstands, und es wird der Einfluss der Form bzw. Gestalt (Krümmung) der oberen Oberfläche und des Brechungsindex des zu messenden Gegenstands selbst in dem optischen Weg bzw. Pfad des reflektierten Lichtstrahls enthalten bzw. aufgenommen.
Zuerst wird, aufgrund des Einflusses des Brechungsindexes des zu messenden Gegenstands (der Linse W) selbst, eine Brennweite f0 der Objektivlinse 250 verkürzt, und diese verkürzte Länge muss korrigiert werden (ein erster eine Brechung korrigierender Schritt).
(Wenn ein Brechungsindex n2 des zu messenden Gegenstands kleiner als ein Brechungsindex n1 (= 1,0) von Luft ist, ist die korrigierte Brennweite f' länger als die Brennweite f0 der Objektivlinse 250.)
Der Brechungsindex n2 des zu messenden Gegenstands (der Linse W), welcher für ein Durchführen einer Korrektur verwendet wird, wird aus dem Material des zu messenden Gegenstands (der Linse W) erhalten.
Zusätzlich hängt die Rate von Änderungen (Änderungsausmaß) in der Brennweite f0 der Objektivlinse 250 von der Dicke des zu messenden Gegenstands (der Linse W) ab, durch welchen der Mess-Lichtstrahl hindurchtritt.
Betreffend die Dicke des zu messenden Gegenstands (der Linse W), welche für ein Durchführen der Korrektur verwendet wird, kann erachtet bzw. in Betracht gezogen werden, dass die Dicke des zu messenden Gegenstands (der Linse W), welche als sein Designwert zur Verfügung gestellt wird, verwendet wird.
Wenn die Brennweite f0 der Objektivlinse 250, der Brechungsindex n2 des zu messenden Gegenstands (der Linse W) und die Dicke des zu messenden Gegenstands (der Linse W) als der Designwert in Betracht gezogen bzw. berücksichtigt werden, wenn sich die Bodenoberfläche im Fokus bzw. Brennpunkt befindet, kann das Verhältnis des optischen Wegs zwischen Luft und dem zu messenden Gegenstand (der Linse W) aus dem Abstand von der Objektivlinse 250 zu dem Brennpunkt berechnet werden.
Zusätzlich kann auch berücksichtigt bzw. in Betracht gezogen werden, dass eine Korrektur unter der Annahme durchgeführt wird, dass sich der optische Pfad von der Objektivlinse 250 zu dem Brennpunkt in dem zu messenden Gegenstand (der Linse W) befindet, wenn sich die Bodenoberfläche im Brennpunkt befindet.
14 zeigt, obwohl übertrieben, dass, wenn sich die Bodenoberfläche im Brennpunkt befindet, die Objektivlinse 250 näher zu der oberen Oberfläche des zu messenden Gegenstands in einem Ausmaß gebracht wird, welches fähig ist zu einer Berücksichtigung, dass sich der optische Pfad von der Objektivlinse 250 zu dem Brennpunkt in dem zu messenden Gegenstand (der Linse W) befindet. (Alternativ kann in Betracht gezogen bzw. angenommen werden, die Objektivlinse 250 zu verwenden, welche eine Brennweite aufweist, bei welcher sich die Objektivlinse 250 proximal bzw. nahe zu der oberen Oberfläche des zu messenden Gegenstands befindet, wenn die Bodenoberfläche gemessen wird.)
Als nächstes wird, wenn der zu messende Gegenstand eine Linse ist, der optische Pfad auch durch die Krümmung der oberen Oberfläche der Linse gebrochen.
Die Krümmung der oberen Oberfläche der Linse kann als ein Designwert der Linse zur Verfügung gestellt werden, oder wenn die Form der oberen Oberfläche der Linse bereits berechnet ist, können Formdaten (Krümmung oder dgl.), welche aus der Form der oberen Oberfläche der Linse erhalten werden, welche bereits durch eine Messung erhalten wurden, verwendet werden, um das Brechungsausmaß zu korrigieren (ein zweiter eine Brechung korrigierender Schritt bzw. zweiter Brechungs-Korrekturschritt).
14 zeigt auch ein Beispiel eines Korrekturausdrucks bzw. einer Korrekturgleichung.
In diesem Korrekturausdruck ist ROC der Radius der Form der oberen Oberfläche eines Werkstücks W und der Radius, welcher durch ein Fitten bzw. Anpassen erhalten wird, wie dies oben beschrieben ist, oder der Radius basierend auf dem Designwert (Designgleichung) des zu messenden Gegenstands (der Linse W).
In ST170 wird, wenn der zu messende Gegenstand die Linse W ist, der Abstand zwischen dem Scheitel der oberen Oberfläche und dem Scheitel der Bodenoberfläche als die Linsendicke berechnet.
Der Scheitel der oberen Oberfläche wurde bei einem Fitten bzw. Anpassen berechnet (in ST130 in 10).
Der Scheitel der Bodenoberfläche kann durch ein Fitten berechnet werden.
Dann wird der Abstand zwischen dem Scheitel der oberen Oberfläche und dem Scheitel der Bodenoberfläche als die Linsendicke berechnet.
Alternativ kann berücksichtigt bzw. betrachtet werden, dass eine Linse den Scheitel der Bodenoberfläche in dem Zentrum des Blickfelds aufweist.
15 zeigt, obwohl übertrieben, dass die Linse W als der zu messende Gegenstand auf der Bühne 210 angeordnet ist, während die optische Achse der Linse W aus irgendeinem Grund geneigt ist. In diesem Fall ist der Scheitel der oberen Oberfläche der Linse außerhalb des Zentrums des Blickfelds aufgrund der Neigung der Linse W, wobei jedoch berücksichtigt bzw. in Betracht gezogen werden kann, dass sich der Scheitel der Bodenoberfläche im Wesentlichen in dem Zentrum des Blickfelds befindet, solange die Linse in bzw. auf dem Zentrum der Bühne 210 (dem Bühnenloch 211) unabhängig von der Neigung der optischen Achse der Linse angeordnet ist.
Wie dies oben beschrieben ist, ist es mit dem Formmesssystem 100 gemäß der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform möglich, Flächenformdaten auf der bzw. betreffend die obere(n) Oberfläche und die Bodenoberfläche eines lichtdurchlässigen zu messenden Gegenstands (beispielsweise einer Linse) zu erhalten bzw. zu erfassen, um aus den Formdaten der oberen Oberfläche und den Formdaten der Bodenoberfläche Formdaten betreffend den zu messenden Gegenstand in der Dickenrichtung zu erhalten.
Es ist festzuhalten bzw. anzumerken, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die obige beispielhafte Ausführungsform beschränkt bzw. begrenzt ist und entsprechend bzw. geeignet modifiziert werden kann, ohne von dem Bereich bzw. Geltungsbereich abzuweichen.
Als eine Konfiguration für ein Anwenden bzw. Aufbringen eines periodischen Musters auf einen Lichtstrahl kann zusätzlich zu der Konfiguration, in welcher ein Lichtstrahl durch das bewegbar vorgesehene Filter 220 eines räumlichen Musters hindurchtritt, eine abgewandelte Konfiguration eingesetzt werden.
Beispielsweise kann durch ein Aufnehmen einer ferroelektrischen Flüssigkristallanzeige (FLCoS) oder einer digitalen Spiegelvorrichtung (DMD) in dem optischen Weg bzw. Pfad ein periodisches Muster auf einen Lichtstrahl angewandt bzw. aufgebracht werden, wenn der Lichtstrahl durch die FLCoS oder die DMD reflektiert wird.
In der Beschreibung der obigen beispielhaften Ausführungsform setzen die Objektivlinse 250 und das periodische Muster ein Bewegen ohne ein Anhalten bzw. Stoppen fort. Jedoch kann, durch ein Einsetzen bzw. Verwenden eines konventionellen Verfahrens, die Objektivlinse 250 vorübergehend angehalten werden, und es kann das periodische Muster (um 90° oder 120°) verschoben werden, während die Objektivlinse 250 angehalten wird, um eine Mehrzahl von Bildern, welche eine unterschiedliche Phase aufweisen, bei jeder Höhenposition der Objektivlinse 250 zu erhalten.
Zusätzlich wird das periodische Muster beispielhaft als ein Muster gezeigt, welches sich periodisch in einer Richtung (beispielsweise ein Streifen) ändert, wobei jedoch ein periodisches Muster, welches sich periodisch in zwei Richtungen (beispielsweise ein Kreuzgitter) oder mehr Richtungen ändert, verwendet werden kann (beispielsweise offenbart JP 6502113 ein derartiges Muster).
In der obigen beispielhaften Ausführungsform wird zuerst nach einem Brennpunkt nahe der oberen Oberfläche eines zu messenden Gegenstands (beispielsweise der Linse W) gesucht, und es werden Höhendaten betreffend die obere Oberfläche aus dem Resultat erhalten.
Als ein anderes Suchen bzw. Untersuchen eines Brennpunkts wird nach einem Brennpunkt nahe der Bodenoberfläche des zu messenden Gegenstands (beispielsweise der Linse W) gesucht, und es werden Höhendaten an der bzw. betreffend die Bodenoberfläche aus dem Resultat erhalten.
Im Prinzip ist es möglich, kontinuierlich ein Suchen bzw. Untersuchen von der Bodenoberfläche zu der oberen Oberfläche des zu messenden Gegenstands in einem Zug durchzuführen.
In diesem Fall ist es für die Objektivlinse 250 nur erforderlich, einmal in der Höhenrichtung bewegt zu werden, und es wird erwartet, die Messeffizienz zu verbessern.
Jedoch tritt in diesem Fall die Spitze der Amplitude der Lichtintensität zweimal (für die obere Oberfläche und die Bodenoberfläche) auf.
Es ist nicht unmöglich, die zwei Peak- bzw. Spitzenpositionen durch ein arithmetisches Bearbeiten, wie beispielsweise eine Fourier-Transformation oder eine inverse Fourier-Transformation, zu berechnen, wobei dies jedoch ein aufwendiges Bearbeiten erfordert und geringfügig die Genauigkeit beeinträchtigen kann.
Derart ist es gegenwärtig bevorzugt, dass der Schritt eines Suchens bzw. Untersuchens der oberen Oberfläche von dem Schritt eines Suchens bzw. Untersuchens der Bodenoberfläche getrennt wird.
Als Formdaten betreffend einen zu messenden Gegenstand, welche durch eine Formanalyse erhalten werden, ist es bevorzugt, dass, wenn der zu messende Gegenstand eine Linse ist, eine Linsenexzentrizität zusätzlich zu den obigen Beispielen vorbereitet wird.
Eine Linie, welche den Scheitel der gekrümmten Fläche der oberen Oberfläche und den Scheitel der gekrümmten Fläche der Bodenoberfläche verbindet, ist die optische Achse.
Demgegenüber wird angenommen, dass eine Linie, welche das Zentrum des Konturkreises auf der Seite der oberen Oberfläche (das Zentrum des oberen Kreises) der Linse und das Zentrum des Kontur- bzw. Umkreises auf der Seite der Bodenoberfläche (das Zentrum des Bodenkreises) der Linse verbindet, die mittige bzw. Zentrumslinie basierend auf der Kontur bzw. dem Umriss ist. Die Formdaten betreffend den zu messenden Gegenstand werden aus der Abweichung zwischen der optischen Achse und der Zentrumslinie als Linsenexzentrizität berechnet. (Eine Linsenexzentrizität beinhaltet eine Verschiebung und eine Neigung bzw. ein Kippen.)
Wenn es schwierig ist, die Zentrumslinie basierend auf der Kontur der Linse mit bzw. bei der obigen beispielhaften Ausführungsform allein zu berechnen, kann das folgende Verfahren eingesetzt werden.
Durch ein Verwenden eines anderen Formmessapparats (beispielsweise eines Bildmessapparats), um Formdaten durch ein Messen der Form bzw. Gestalt der Linse zu erhalten, können die erhaltenen Formdaten verwendet werden. Alternativ können in der obigen beispielhaften Ausführungsform die Bühne und die Objektivlinse konfiguriert sein, um relativ mit einer hohen Genauigkeit in der lateralen Richtung (der X-Achsen-Richtung und der Y-Achsen-Richtung) bewegt zu werden, um den Durchmesser der Linse zu messen.

100: Formmesssystem
200: Formmessapparat
205: Lichtquelle
210: Bühne
211: Bühnenloch
212: Montagehalterungsfläche
220: Filter eines räumlichen Musters
230: Antriebseinheit des periodischen Musters
240: Strahlteiler
250: Objektivlinse
260: Fokus- bzw. Brennpunkt-Antriebseinheit
270: Fotodetektor
300: Regel- bzw. Steuereinheit
310: Bewegungs-Regel- bzw. -Steuereinrichtung bzw. -Controller
320: Antriebs-Regel- bzw. -Steuereinheit
330: Brennpunktantriebs-Regel- bzw. -Steuereinheit
340: Antriebs-Regel- bzw. -Steuereinheit des periodischen Musters
350: Lichtmengen-Einstelleinheit
360: Host-Computer
370: Speichereinheit
380: Arithmetische Bearbeitungseinheit
381: Flächenform-Berechnungseinheit
382: Formanalyseeinheit

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 2020127404 [0001]
JP 5592763 B [0012, 0035]
JP 6502113 B [0012]
JP 6502113 [0121]

Claims

Formmessverfahren unter Verwendung eines Formmessapparats, umfassend: eine Lichtquelle; ein periodisches Muster aufbringende Mittel für ein Aufbringen auf einen Lichtstrahl von der Lichtquelle eines periodischen Musters, welches eine Periodizität in einer Richtung normal auf eine optische Achse aufweist und in der Richtung normal auf die optische Achse verlagerbar ist; eine Objektivlinse, welche konfiguriert ist, um einen zu messenden Gegenstand mit dem Lichtstrahl zu bestrahlen, auf welchen das periodische Muster aufgebracht wird; eine Brennpunkt-Antriebseinheit, welche konfiguriert ist, um einen Brennpunkt der Objektivlinse relativ zu dem zu messenden Gegenstand in einer Richtung parallel zu der optischen Achse zu verlagern; einen Fotodetektor, welcher konfiguriert ist, um den Lichtstrahl zu detektieren, welcher durch den zu messenden Gegenstand reflektiert wird; eine Flächenform-Berechnungseinheit, welche konfiguriert ist, um basierend auf einer Amplitude einer Intensität des Lichtstrahls, welche durch den Fotodetektor detektiert wird, Flächenformdaten auf dem zu messenden Gegenstand zu berechnen; und eine Formanalyseeinheit, welche konfiguriert ist, um aus den Flächenformdaten, welche durch die Flächenform-Berechnungseinheit berechnet werden, eine Form bzw. Gestalt des zu messenden Gegenstands zu analysieren, wobei das Formmessverfahren umfasst: einen eine obere Oberfläche messenden Schritt eines Erhaltens durch den Formmessapparat von Flächenformdaten auf einer oberen Oberfläche des zu messenden Gegenstands; einen eine Bodenoberfläche messenden Schritt eines Erhaltens durch den Formmessapparat von Flächenformdaten auf einer unteren bzw. Bodenoberfläche des zu messenden Gegenstands durch ein Transmittieren durch die obere Oberfläche des zu messenden Gegenstands und ein Ausrichten des Brennpunkts der Objektivlinse auf der Bodenoberfläche des zu messenden Gegenstands; und einen eine Form analysierenden Schritt eines Berechnens, basierend auf den Formdaten der oberen Oberfläche, welche in dem die obere Oberfläche messenden Schritt erhalten werden, und der Formdaten der Bodenoberfläche, welche in dem die Bodenoberfläche messenden Schritt erhalten werden, einer Differenz zwischen der Form der oberen Oberfläche und der Form der Bodenoberfläche oder von Formdaten auf dem zu messenden Gegenstand in einer Dickenrichtung an einer willkürlichen Position, wobei der zu messende Gegenstand ein lichtdurchlässiger Gegenstand ist, die obere Oberfläche eine Fläche nahe zu der Objektivlinse ist, und die Bodenoberfläche eine Fläche entfernt von der Objektivlinse ist.
Formmessverfahren nach Anspruch 1, welches weiters einen ersten eine Brechung korrigierenden Schritt eines Durchführens einer Korrektur basierend auf einem Brechungsindex des zu messenden Gegenstands umfasst, wenn die Flächenform-Berechnungseinheit die Form der Bodenoberfläche in dem die Bodenoberfläche messenden Schritt berechnet.
Formmessverfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, welches weiters einen zweiten eine Brechung korrigierenden Schritt eines Korrigierens eines Lichtbrechungsausmaßes aufgrund einer Form der oberen Oberfläche des zu messenden Gegenstands umfasst, wenn die Flächenform-Berechnungseinheit die Form der Bodenoberfläche in dem die Bodenoberfläche messenden Schritt berechnet.
Formmessverfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der die obere Oberfläche messende Schritt vor dem die Bodenoberfläche messenden Schritt durchgeführt wird, und das Verfahren weiters einen zweiten eine Brechung korrigierenden Schritt eines Korrigierens, basierend auf einer Form der oberen Oberfläche, welche in dem die obere Oberfläche messenden Schritt erhalten wird, eines Lichtbrechungsausmaßes aufgrund der Form der oberen Oberfläche des zu messenden Gegenstands umfasst, wenn die Flächenform-Berechnungseinheit die Form der Bodenoberfläche berechnet.
Formmessverfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der zu messende Gegenstand eine Linse ist.
Formmessverfahren nach Anspruch 5, wobei die Formanalyseeinheit konfiguriert wird, um ein Anpassen an wenigstens eine der Formdaten der oberen Oberfläche und der Formdaten der Bodenoberfläche durchzuführen, um einen Scheitel der Linse zu berechnen.
Formmessverfahren nach Anspruch 6, wobei die Formanalyseeinheit konfiguriert wird, um als eine Linsendicke einen Abstand zwischen einem Scheitel einer oberen Oberfläche der Linse und einem Scheitel einer Bodenoberfläche zu berechnen.