JP2002054910A - 表面性状測定器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 被検体の表面性状の測定を効率よく行う表面
性状測定器を提供する。 【解決手段】 移動可能に設置されたダイアモンド圧子
１６の先端部に光を照射する。その反射光をレンズ４６
により集光し、フォトセンサ４２で観測することにより
先端部１７の曲率半径を測定する。一方、先端部１７か
らの反射光と参照体６６からの反射光との干渉縞をＣＣ
Ｄカメラ４４にて観測することにより先端部の表面性状
を測定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は表面性状測定器に関
し、特に曲率を有する表面を備えた被検体の表面性状を
測定する表面性状測定器に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、被検体表面の粗さ、うねり、形状
等の表面性状を測定するために様々な光学機器が利用さ
れている。代表的なものは、着目している被検体の表面
部分に対して参照面を用意し、前記表面部分と参照面か
らの反射光により生成される干渉縞により着目している
被検体の表面性状を測定するものである。

【０００３】一例として、機械部品等の硬度測定に使用
されるダイアモンド圧子の形状測定があげられる。ロッ
クウエル硬さ試験機はダイアモンド圧子を試験体に押し
込み、そのくぼみの深さにより試験体の硬度を測定する
ものである。圧入されるダイアモンド圧子の形状は頂角
１２０°の円錐形状で、その先端部分を曲率半径０．２
ｍｍの球面に加工したものが使用される。しかしなが
ら、円錐形状の頂角及び曲率半径の誤差は硬度測定の結
果に大きく影響するため、硬度測定を行う前にそれらの
誤差を正確に見積もる必要がある。

【０００４】円錐形状の頂角の測定装置としてはリンニ
ク（Linnik）顕微干渉光学系（計量研究所報告 Ｖｏ
ｌ．１８，Ｎｏ．４，８７ｐ）等が知られており、この
装置により参照平面と円錐の母線との干渉縞に基づいて
頂角を求めている。

【０００５】先端球面の曲率半径の測定に関しては、干
渉計を用いた方法以外に、例えば計量研究所報告（ Ｖ
ｏｌ．１８，Ｎｏ．４，７９ｐ ）に示されている顕微
コリメータ法が知られている。顕微コリメータ法は、球
面の先端と曲率中心とに光源の像を結像した場合に観察
される光量がピークになることを利用したものである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ダイアモンド圧子の測定においては曲率半径と円錐形状
の頂角の測定に対してそれぞれ別個の装置を使用しなけ
ればならなかった。それゆえ、測定毎に新たにダイアモ
ンド圧子を各々の装置にセッティングしなければならな
いこと、また、測定毎にそのセッティング誤差を評価し
なければならない等、段取りや測定にかなりの時間を要
するという問題があった。

【０００７】本発明は上記課題を鑑みてなされたもので
あり、その目的は被検体の表面性状の測定を効率よく行
う表面性状測定器を提供することにある。

【０００８】また別の目的は、硬度測定に用いられる圧
子の表面性状測定に適した表面性状測定器を提供するこ
とにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】前述の課題を解決するた
めに、本発明は曲率を有する表面を備え、移動可能に設
置された被検体の表面性状を測定する表面性状測定器に
おいて、光源からの光により照射された前記被検体と参
照体からの各々の反射光により干渉縞を形成する干渉光
学系と、前記干渉縞に基づいて前記被検体の表面性状測
定を行う表面性状測定部と、前記被検体からの反射光を
集光する集光光学系と、前記被検体を並進移動させて前
記集光光学系により集光された光の変化に基づいて前記
被検体の曲率半径測定を行う曲率半径測定部と、を含む
ことを特徴とする。

【００１０】上記構成によれば本発明に係る表面性状測
定器により被検体の表面性状を測定できるとともに曲率
を有する被検体の曲率部分の曲率半径を測定できる。

【００１１】ここで、曲率を有する表面とは被検体の表
面の一部で近似的に球面の一部とみなせるものをいう。
また表面性状とは、被検体の表面の粗さ、うねり、形状
等の表面に関する情報を意味する。

【００１２】望ましくは、前記集光光学系と前記干渉光
学系とにおける被検体への照射光路を一致させることを
特徴とする。上記構成によれば、例えば被検体のセッテ
ィングに係る誤差、光学系の部品点数等を軽減できる。

【００１３】また、望ましくは前記参照体は参照体切換
手段により切換可能な複数の参照体を含むことを特徴と
する。上記構成によれば、測定する被検体の表面性状に
応じて参照体を切換えることにより高精度の測定ができ
る。

【００１４】また、望ましくは前記被検体の曲率半径測
定と表面性状測定とを切換える測定切換部を含むことを
特徴とする。上記構成によれば、曲率半径測定と表面性
状測定を独立して行うことができる。

【００１５】また、望ましくは前記被検体は、その被検
体の軸を中心として回転可能に設置されていることを特
徴とする。

【００１６】また、望ましくは前記被検体は照射光の光
軸に直交する軸を中心として回転可能に設置されている
ことを特徴とする。上記構成によれば、被検体を回転す
ることができるので、被検体の表面の広い範囲に対して
表面性状を測定できる。

【００１７】さらに望ましくは 前記被検体はさらに円
錐形状を備え、前記表面性状測定部は前記被検体の回転
にともなう干渉縞の変化に基づいて前記円錐形状の頂角
を測定することを特徴とする。上記構成によれば前記円
錐形状の頂角を測定することができる。

【００１８】本発明の一態様では先端部が球面形状の一
部を有し、基部に円錐形状を備え、移動可能に設置され
た被検体の表面性状を測定する表面性状測定器におい
て、光源からの光により照射された前記被検体と参照体
からの各々の反射光により干渉縞を形成する干渉光学系
と、前記干渉縞に基づいて前記被検体の表面性状測定を
行う表面性状測定部と、前記被検体の先端部からの反射
光を集光する集光光学系と、前記被検体を並進移動させ
て前記集光光学系により集光された光の変化に基づいて
前記被検体の先端部の曲率半径測定を行う曲率半径測定
部と、を含み、前記表面性状測定部は、前記被検体への
照射光の光軸と直交する軸を中心とした前記被検体の回
転にともなう干渉縞の変化に応じて前記円錐形状の頂角
を測定することを特徴とする。

【００１９】上記構成によれば先端部が球面形状の一部
を有し、基部に円錐形状を備えた被検体の先端部の曲率
半径と円錐形状の頂角を測定することができる。

【００２０】本発明の別の一態様では先端部が球面形状
の一部を有し、基部に円錐形状を備え、移動可能に設置
された被検体の表面性状を測定する表面性状測定器にお
いて、光源からの光により照射された前記被検体と参照
体からの各々の反射光により干渉縞を形成する干渉光学
系と、前記干渉縞に基づいて前記被検体の表面性状測定
を行う表面性状測定部と、を含み、前記参照体は参照体
切換部により切換可能な参照平面と参照球とを備え、前
記表面性状測定部は、前記被検体への照射光の光軸と直
交する軸を中心とした前記被検体の回転にともなう前記
参照平面との干渉縞の変化に基づいて前記円錐形状の頂
角を測定し、且つ前記参照球との干渉縞に基づいて前記
球面形状の一部の表面性状を測定することを特徴とす
る。

【００２１】上記構成によれば、先端部が球面形状の一
部を有し、基部に円錐形状を備えた被検体の先端部の曲
率半径の表面性状と円錐形状の頂角を測定することがで
きる。

【００２２】さらに望ましくは、前記被検体からの反射
光を集光する集光光学系と、前記被検体を並進移動させ
て前記集光光学系により集光された光の変化に基づいて
前記被検体の曲率半径測定を行う曲率半径測定部と、を
更に含むことを特徴とする。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態（以下
実施形態という）を図面に従って説明する。本実施形態
に係る表面性状測定器は、被検体として用いられるロッ
クウエルダイアモンド圧子の円錐形状の先端部分の曲率
半径、先端部分の表面性状、及び円錐形状の頂角を測定
する目的に使用される。

【００２４】図１は、集光光学系である顕微コリメータ
光学系を使用して、ロックウエルダイアモンド圧子の先
端部分の曲率半径を測定する場合の表面性状測定器１０
の構成図である。

【００２５】まず、ピンホール１２からの出射光は被検
体側対物レンズ１４によって集光されダイアモンド圧子
１６の先端部１７に照射される。

【００２６】ピンホール１２からの出射光は前段に設け
られた光ファイバ１８からのものであり、光ファイバ１
８による光は光アイソレータ１９を挟むレンズ２０、２
２により集光され、その後、回転拡散板２４により拡散
される。光アイソレータ１９は偏光板１９ａとλ/４波
長板１９ｂとから構成されており、光アイソレータ１９
を回転させることにより光量の調節が行える。また回転
拡散板２４は干渉ノイズ軽減のために設けられる。拡散
された光はレンズ２６、２８によってピンホール１２に
集光され、その後、レンズ３０により平行光束となりビ
ームスプリッタ３２に入射する。ビームスプリッタ３２
により反射された光束は被検体側対物レンズ１４によっ
てダイアモンド圧子１６の先端部１７に集光される。

【００２７】次に、ダイアモンド圧子１６の先端部１７
により反射された光は、被検体側対物レンズ１４に戻
り、レンズ３６によりフォトセンサ４２に集光され、更
にレンズ３８、４０によりＣＣＤカメラ４４に集光され
る。

【００２８】その際、被検体側対物レンズ１４からの光
束はビームスプリッタ４６により分割され、一方はレン
ズ３６によってピンホール４８に集光された後、フォト
センサ４２にて検出される。検出光は電気信号に変化さ
れ解析部５０（図８参照）に送られる。分割されたもう
一方の光束はレンズ３８及びレンズ４０により集光され
ＣＣＤカメラ４４にて測定される。

【００２９】図２（ａ）はダイアモンド圧子１６の側面
図であり、図２（ｂ）はダイアモンド圧子１６の先端部
１７の一部（図２（ａ）点線囲部）を拡大した図であ
る。先端部１７は円錐形状を備え、その先端部１７ａは
所定の曲率半径をもつ球面の一部となるように加工され
ている。円錐形状の頂角は略１２０°であり、曲率半径
は略０．２ｍｍである。

【００３０】図１にもどって、ダイアモンド圧子１６は
インチワームモータ５２により被検体への照射光の光軸
方向に並進移動（図１中矢印方向参照）可能である。図
３はダイアモンド圧子の並進移動にともない、フォトセ
ンサ４２で検出される光量が変化することを示した図で
ある。図３（ａ）において、縦軸はダイアモンド圧子１
６の頂点１７ｂ（図２（ｂ）参照）の位置を、横軸はフ
ォトセンサ４２が検出する光の強度を表わす。図３
（ｂ）は被検体側対物レンズ１４により集光された光が
ダイアモンド圧子１６の先端部１７ａに結像される様子
が示されている。照射光が被検体側対物レンズ１４内部
のレンズ１４ａにより、ダイアモンド圧子１６の頂点１
７ｂに結像する配置の場合（図３（ａ）中、Ｘ１の位置
に頂点１７ｂがある場合）、頂点１７ｂで反射された光
は、先端部が理想的な球面形状であると仮定すると全て
レンズ１４ａに戻るため、フォトセンサ４２により観測
される光強度はその位置で極大となり、第一のピークＰ
１として現れる（図３（ａ）参照）。次に、ダイアモン
ド圧子１６をレンズ１４ａ側に向けて移動すると（図３
（ｂ）矢印参照）、光の強度は一旦減少するが極小点を
経た後、再び上昇し始め、照射光が曲率中心１７ｃで結
像する配置（図３（ａ）中、Ｘ２の位置に頂点１７ｂが
ある場合）において第二のピークＰ２を持つ（図３
（ａ）参照）。これは、レンズ１４ａから入射してきた
光線が入射方向と逆向きに反射（正反射）されるためで
ある。

【００３１】ピークＰ１とＰ２間の距離を図１のリニア
エンコーダ５４を使用して精密測定することにより、先
端部１７ａの曲率半径の値を測定することができる。

【００３２】図１にもどって、虹彩絞り５６は可変であ
り、ダイアモンド圧子１６の先端部１７ａの曲率を有す
る部分の大きさに応じて開口数を調整することが可能で
あり、本実施形態においては最大０．６５に設定可能で
ある。

【００３３】また、ビームスプリッタ３２により分割さ
れた光のうち参照体側対物レンズ５８に向かう光束はシ
ャッタ６０により遮光されている。また、シャッタ６０
は入射する光束が反射されて被検体側対物レンズ１４か
らの光束と干渉しない様に吸収効率の高い材質で構成さ
れる。後述するように、干渉光学系により圧子の表面性
状を測定する場合は、このシャッタ６０は開いて使用さ
れる。

【００３４】すなわち、シャッタ６０は曲率半径測定用
の集光光学系と表面性状測定用の干渉光学系の測定を切
換える役割の一部を果たしている。

【００３５】図４は、参照球面を利用したリンニク顕微
干渉光学系を使用して、ダイアモンド圧子１６の先端部
１７ａの表面性状を測定する場合の表面性状測定器１０
の構成を示す。

【００３６】図中鎖線で囲まれた部分は、曲率半径測定
に使用された光学機器のうち、表面性状測定には使用さ
れないものである。測定方法を切換える際に、測定用途
に応じて光学機器の配置を変更すること、また前述のシ
ャッタ６０の開閉等の操作は手作業で行ってもよいし、
新たに切換操作を制御する機構を設けてもよい。

【００３７】なお、干渉光学系においては、シャッタ６
０はすべて開いた状態で使用される。

【００３８】光ファイバ１８による光がピンホール１２
に集束されるまでの過程の説明は図１の説明箇所と重複
するので省略する。

【００３９】ピンホール１２に集光された光はレンズ３
０により平行光束となり、その後、ビームスプリッタ３
２により二つの光束に分割される。一方は被検体側対物
レンズ１４に入射し、ダイアモンド圧子１６の先端部１
７に集光される。他方は参照体側対物レンズ５８に入射
し参照球の表面上に集光される。

【００４０】ダイアモンド圧子１６の先端部１７への照
射光は被検体側対物レンズ１４側へ反射され、参照球へ
の照射光は参照体側対物レンズ５８側へ反射される。ビ
ームスプリッタ３２を通過した被検体側対物レンズ１４
からの光束と、ビームスプリッタ３２により反射された
参照体側対物レンズ５８からの光束はレンズ６２、６４
を通過した後、それらによる干渉縞がＣＣＤカメラ４４
により観測される。

【００４１】図５（ａ）には参照体６６の側面図が示さ
れており、図５（ｂ）には参照体６６の正面図が示され
ている。本実施形態においては参照体６６は平行平面基
盤６８に参照球７０を密着したものが使用される。平行
平面基盤６８における参照球７０の取付側の平面は、後
述するようにダイアモンド圧子１６における先端部１７
の円錐形状の頂角を測定する場合に参照平面７２として
使用される。ダイアモンド圧子１６の先端部１７ａの曲
率半径と参照球７０の曲率半径とがわずかに異なれば、
曲率半径の違いに対応した干渉縞がＣＣＤカメラ４４に
て観測される。干渉縞を利用して表面性状を測定する方
法としては、フリンジスキャン法（縞走査干渉法）が知
られており、この方法は、図４に示すようにＰＺＴ７４
により参照体６６を照射光軸方向に微少振動させ、それ
にともなう干渉縞の変化を利用し、先端部１７ａの表面
性状を計測するものである。

【００４２】ＣＣＤカメラ４４で検出された表面性状の
データを解析部５０（図８参照）で解析することによ
り、例えば先端部１７ａの表面のうねり等の表面情報、
先端部１７ａの各点の曲率等を知ることができる。ま
た、解析部５０は各点の曲率に基づいて平均曲率を算出
してもよい。

【００４３】図６は、参照平面７２を利用したリンニク
顕微干渉光学系を使用して、先端部１７の円錐形状の頂
角を測定する場合の表面性状測定器１０の構成を示す。

【００４４】図中鎖線で囲まれた部分は、前述の参照球
７０を用いた表面性状測定に使用されたもので円錐形状
の頂角の測定では使用されない光学機器を示す。測定の
切換操作は手作業で行ってもよいし、新たに切換操作を
制御する機構を設けてもよい。

【００４５】光ファイバ１８による光がピンホール１２
に集束されるまでの過程の説明は図１の説明箇所と重複
するので省略する。

【００４６】ピンホール１２に集光された光はレンズ３
０により平行光束となり、レンズ３１により光束を適宜
集光した後、ビームスプリッタ３２により二つの光束に
分割される。一方は被検体側対物レンズ１４に入射しダ
イアモンド圧子１６の先端部１７の円錐形状の母線部１
７ｄ（図２（ｂ）参照）に集光される。他方は参照体側
対物レンズ５８に入射し参照平面７２に集光される。

【００４７】参照体位置調整機構８８（図８参照）によ
って、照射対象として参照球７０または参照平面７２を
選択することができ、参照体選択は参照体６６を照射光
軸と交差する方向に移動する手段により行う。

【００４８】また、ダイアモンド圧子１６は、圧子位置
調整機構８６により、照射光軸に直交する軸を中心とし
て回転することができる。従って、先端部１７ａが照射
されている配置から円錐形状の母線部１７ｄが照射され
るような配置に円滑に移行できる。それゆえ、測定毎に
セッティングする煩雑さを軽減できる。

【００４９】ダイアモンド圧子１６の母線部１７ｄへの
照射光は被検体側対物レンズ１４側へ反射され、参照平
面７２への照射光は参照体側対物レンズ５８側へ反射さ
れる。

【００５０】ビームスプリッタ３２を通過した被検体側
対物レンズ１４からの光束と、ビームスプリッタ３２に
より反射された参照体側対物レンズ５８からの光束はレ
ンズ３８、４０を通過した後、それらによる干渉縞がＣ
ＣＤカメラ４４により観測される。

【００５１】ＣＣＤカメラ４４において観測される干渉
縞は図７（計量研究所報告Ｖｏｌ．１８，Ｎｏ．４ 第
８９頁）に示す様な細長い形状である。干渉縞の延びて
いる方向に等間隔目盛が付されており、干渉縞の長さが
測定できる。

【００５２】ダイアモンド圧子１６を回転させ、前述の
干渉縞が最も長くなる位置、すなわち照射光軸と母線部
１７ｄのなす角度が略垂直になったときの配置をまず基
点とする。次に、先ほどの回転方向とは逆にダイアモン
ド圧子１６を回転させ、基点で観測される干渉縞と同様
に、干渉縞が最も長くなるような配置を終点として、基
点から終点までの回転角をロータリエンコーダ８０を使
って読み取る。その回転角に基づいて円錐形状の頂角が
求められる。終点での配置は照射光軸と母線部１７ｅ
（図２（ｂ）参照）のなす角度が略垂直になった場合に
対応する。

【００５３】なお、ダイアモンド圧子１６は、その軸
（図２（ａ）における一点鎖線）を中心として回軸可能
とされており、その角度は圧子位置調整機構８６によっ
て、任意角度に回転させて支持できるようになってい
る。これによって、円錐形状の母線部測定にあたって、
ダイアモンド圧子軸回りの任意角度における母線部の測
定が行える。

【００５４】図８は本実施形態に係る解析部５０及び位
置制御部８２の概念図である。

【００５５】解析部５０はフォトセンサ４２、ＣＣＤカ
メラ４４、位置制御部８２及び表示装置８４に接続され
ており、フォトセンサ４２からの光強度信号、ＣＣＤカ
メラ４４により検出された干渉縞の画像情報等を入力
し、例えば、光信号の強度変化、干渉縞の画像等を表示
装置８４に表示する。

【００５６】位置制御部８２は圧子位置調整機構８６及
び参照体位置調整機構８８に接続されている。参照体位
置調整機構８８は参照体６６の位置を調整するものであ
る。ダイアモンド圧子１６の先端部１７ａの表面性状測
定と円錐形状の頂角の測定とに対する測定切換に対応し
て、参照球７０及び参照平面７２の切換操作が行われる
が、この切換操作は参照体位置調整機構８８を介して位
置制御部８２で行われる。また、先端部１７ｂの表面性
状を測定する際に参照体を微少振動させる機構であるＰ
ＺＴ７４も参照体位置調整機構８８に含まれ、位置制御
部８２によってその運動が制御されている。

【００５７】圧子位置調整機構８６はダイアモンド圧子
１６の位置を調整するものであり、次に挙げる４つの機
能を有する。（１）照射光軸に対して直交方向の面内
（以下、直交面内）に移動する機構で、それらは更に粗
動機構と微動機構とからなる。本実施形態においては粗
動機構は可動範囲が５ｍｍであり、微動機構の可動範囲
は２０μｍである。 微動機構は圧電素子が使用されて
おり、位置制御部８２はそれらにより０．０１μｍの分
解能で直交面内の移動を制御できる。（２）照射光軸方
向に並進移動する機構で、本実施形態においてはインチ
ワームモータ５２を使用している。位置制御部８２はイ
ンチワームモータ５２により圧子の位置を分解能０．０
１μｍで制御できる。また、圧子の曲率半径測定する場
合、解析部５０はフォトセンサ４２の光量の情報に基づ
いて、ダイアモンド圧子を自動的に移動するよう圧子位
置調整機構８６を制御できる。（３）圧子軸を中心とし
てダイアモンド圧子１６を回転することができ、圧子表
面の任意の母線に対し光を照射することができる。
（４）照射光軸に直交する軸を中心としてダイアモンド
圧子１６を回転することができ、本実施形態においては
照射光軸に対して±３０°回転することができる。した
がって、上述のように円錐形状の母線部と参照平面との
干渉縞から円錐形状の頂角を測定することができる。ま
た、曲率をもつ先端部１７ａと円錐形状の母線との境界
部分の表面性状も参照体６６との干渉縞に基づいて測定
することができる。

【００５８】リニアエンコーダ５４は照射光軸方向の移
動距離を、ロータリエンコーダ８０は照射光軸に直交す
る軸を中心として回転させたときの回転角度を読み取る
ために使用されるが、これらの読取情報を信号として位
置制御部８２に入力してもよい。そうすれば、解析部５
０は位置制御部８２を介して得たそれらの情報を表示装
置８４に出力することができる。

【００５９】また、解析部５０はダイアモンド圧子の位
置と光信号の強度の相関を示すグラフ（図３（ａ）参
照）、ＣＣＤカメラ４４からの干渉縞の位相情報データ
に基づいて解析した先端部１７の曲率半径、表面性状及
び円錐形状の頂角等を表示装置８４に出力することがで
きる。

【００６０】本実施形態においては解析部５０と位置制
御部８２は独立に設けられているが一体として構成して
もよい。

【００６１】本実施形態においてはダイアモンド圧子１
６に照射される光の光軸が、曲率半径を測定する集光光
学系のものと先端部１７ａの表面性状及び円錐形状の頂
角を測定する干渉光学系のものと一致しているので、測
定を連続して行う場合、一つの測定から次の測定に移行
する際のセッティングに要する時間を大幅に短縮でき
る。

【００６２】また、測定に応じて光源を変更してもよ
い。被検体の表面性状のうち、粗さなどスケールが非常
に小さい構造を測定する場合、目的に応じて波長及びコ
ヒーレンスの程度が異なった光源を集光/干渉光学系そ
れぞれ独立に用意してもよい。

【００６３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば被
検体の表面性状の測定を効率よく行う表面性状測定器を
提供することができる。また硬度測定に用いられる圧子
の表面性状に適した表面性状測定器を提供することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 ダイアモンド圧子の先端部の曲率半怪を測定
する場合の本発明の実施形態に係る表面性状測定器の構
成を示す図である。

【図２】 ダイアモンド圧子の形状を示す図である。

【図３】 ダイアモンド圧子の先端部の位置とフォトセ
ンサにより検出された光の強度の関係を示す図である。

【図４】 ダイアモンド圧子の先端部の表面性状を測定
する場合の本発明の実施形態に係る表面性状測定器の構
成を示す図である。

【図５】 参照体の形状を示す図である。

【図６】 ダイアモンド圧子の円錐形状の頂角を測定す
る場合の本発明の実施形態に係る表面性状測定の構成を
示す図である。

【図７】 参照平面を使用した場合の干渉縞を示す図で
ある。

【図８】 位置制御部と解析部とを示す図である。

【符号の説明】 １８ 光ファイバ、１４ 被検体側対物レンズ、１６
ダイアモンド圧子、１７ 先端部、３６、３８、４０
レンズ、４２ フォトセンサ、４４ ＣＣＤカメラ、５
２ インチワームモータ、５４ リニアエンコーダ、５
８ 参照体側対物レンズ、６６ 参照体、７４ ＰＺ
Ｔ、８０ ロータリエンコーダ。

フロントページの続き (72)発明者 鳴海 達也 神奈川県川崎市高津区坂戸１丁目20番１号 株式会社ミツトヨ内 (72)発明者 福本 泰 神奈川県川崎市高津区坂戸１丁目20番１号 株式会社ミツトヨ内 Ｆターム(参考） 2F064 AA09 BB07 CC04 FF00 GG02 GG12 GG13 GG32 GG38 HH03 JJ01 2F065 AA46 AA50 AA54 BB05 DD03 FF16 FF17 FF51 GG01 JJ03 JJ26 LL02 LL04 LL28 LL30 LL32 LL36 LL46 QQ28

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 曲率を有する表面を備え、移動可能に設
   置された被検体の表面性状を測定する表面性状測定器に
   おいて、 光源からの光により照射された前記被検体と参照体から
   の各々の反射光により干渉縞を形成する干渉光学系と、 前記干渉縞に基づいて前記被検体の表面性状測定を行う
   表面性状測定部と、 前記被検体からの反射光を集光する集光光学系と、 前記被検体を並進移動させて前記集光光学系により集光
   された光の変化に基づいて前記被検体の曲率半径測定を
   行う曲率半径測定部と、 を含むことを特徴とする表面性状測定器。
2. 【請求項２】 請求項１記載の測定器において、 前記集光光学系と前記干渉光学系とにおける被検体への
   照射光路を一致させたことを特徴とする表面性状測定
   器。
3. 【請求項３】 請求項１記載の測定器において、 前記参照体は参照体切換手段により切換可能な複数の参
   照体を含むことを特徴とする表面性状測定器。
4. 【請求項４】 請求項１記載の測定器において、 前記被検体の曲率半径測定と表面性状測定とを切換える
   測定切換部を含むことを特徴とする表面性状測定器。
5. 【請求項５】 請求項１記載の測定器において、 前記被検体は、その被検体の軸を中心として回転可能に
   設置されていることを特徴とする表面性状測定器。
6. 【請求項６】 請求項１記載の測定器において、 前記被検体は照射光の光軸に直交する軸を中心として回
   転可能に設置されていることを特徴とする表面性状測定
   器。
7. 【請求項７】 請求項６記載の測定器において、 前記被検体はさらに円錐形状を備え、前記表面性状測定
   部は前記被検体の回転にともなう干渉縞の変化に基づい
   て前記円錐形状の頂角を測定することを特徴とする表面
   性状測定器。
8. 【請求項８】 先端部が球面形状の一部を有し、基部に
   円錐形状を備え、移動可能に設置された被検体の表面性
   状を測定する表面性状測定器において、 光源からの光により照射された前記被検体と参照体から
   の各々の反射光により干渉縞を形成する干渉光学系と、 前記干渉縞に基づいて前記被検体の表面性状測定を行う
   表面性状測定部と、 前記被検体の先端部からの反射光を集光する集光光学系
   と、 前記被検体を並進移動させて前記集光光学系により集光
   された光の変化に基づいて前記被検体の先端部の曲率半
   径測定を行う曲率半径測定部と、 を含み、 前記表面性状測定部は、前記被検体への照射光の光軸と
   直交する軸を中心とした前記被検体の回転にともなう干
   渉縞の変化に応じて前記円錐形状の頂角を測定すること
   を特徴とする表面性状測定器。
9. 【請求項９】 先端部が球面形状の一部を有し、基部に
   円錐形状を備え、移動可能に設置された被検体の表面性
   状を測定する表面性状測定器において、 光源からの光により照射された前記被検体と参照体から
   の各々の反射光により干渉縞を形成する干渉光学系と、 前記干渉縞に基づいて前記被検体の表面性状測定を行う
   表面性状測定部と、 を含み、 前記参照体は参照体切換部により切換可能な参照平面と
   参照球とを備え、 前記表面性状測定部は、前記被検体への照射光の光軸と
   直交する軸を中心とした前記被検体の回転にともなう前
   記参照平面との干渉縞の変化に基づいて前記円錐形状の
   頂角を測定し、且つ前記参照球との干渉縞に基づいて前
   記球面形状の一部の表面性状を測定することを特徴とす
   る表面性状測定器。
10. 【請求項１０】 請求項９記載の測定器において、 前記被検体からの反射光を集光する集光光学系と、 前記被検体を並進移動させて前記集光光学系により集光
    された光の変化に基づいて前記被検体の曲率半径測定を
    行う曲率半径測定部と、 を更に含むことを特徴とする表面性状測定器。