JP2015114177A - 駆動プロファイルの作成方法、および処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】処理時に駆動する部分の駆動プロファイルを簡易的に作成するのに有利な駆動プロファイル作成方法を提供する。【解決手段】被検体に対して所定の処理を行う処理ヘッドの駆動プロファイルを作成する方法であって、基準体の形状に合わせた位置および姿勢の情報を含む基準体に対する駆動プロファイルを取得する第１工程１９と、基準体の位置および姿勢を変更しながら、基準体を被検体の一部分に適用する第２工程２０と、第２工程で適用された基準体の位置および姿勢に基づいて、基準体に対する駆動プロファイルを補正して、被検体の一部分に対する処理ヘッドの駆動プロファイルを作成する第３工程２１と、被検体の複数の部分に対して第２工程および第３工程を行うことにより、被検体の複数の部分に対する処理ヘッドの複数の駆動プロファイルを作成する第４工程２３とを含む。【選択図】図２

Description

本発明は、駆動プロファイルの作成方法、および処理装置に関する。

従来、処理装置として、被検体上でプローブを走査し、被検体の形状を計測する計測装置がある。このような計測装置では、形状計測に際し、予め装置を効率良く動作させるための計画がなされる。装置動作の計画法としては、まず、作業者が、予めプローブの駆動プロファイルを別途作成して計測装置に保存しておき、計測装置が、形状計測の際にこれを読み出して利用する方法がある。この方法は、特に被検体の形状が単純である場合に用いられ得る。もう一つの装置動作の計画法として、特許文献１は、処理装置としての加工装置に適用されるものであり、加工位置を矩形に分割する工程と、矩形内の総加工時間が最小となるように加工順序および動作速度を最適化する工程とを有する計画法を開示している。この方法は、処理装置内の制御部（演算部）が実行し、特に被検体の形状が複雑である場合に用いられ得る。

国際公開第０３／０６４１０７号

しかしながら、被検体の形状が部分的には単純であっても、その単純形状を複数組み合せたような形状である場合には、作業者が駆動プロファイルを別途作成するには負荷が大きい。一方、特許文献１に示す計画法では、駆動プロファイルを作成するための演算のデータ準備やその演算自体に時間がかかる。

本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、例えば、処理時に駆動する部分の駆動プロファイルを簡易的に作成するのに有利な駆動プロファイル作成方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明は、被検体に対して所定の処理を行う処理ヘッドの駆動プロファイルを作成する方法であって、基準体の形状に合わせた位置および姿勢の情報を含む基準体に対する駆動プロファイルを取得する第１工程と、基準体の位置および姿勢を変更しながら、基準体を被検体の一部分に適用する第２工程と、第２工程で適用された基準体の位置および姿勢に基づいて、基準体に対する駆動プロファイルを補正して、被検体の一部分に対する処理ヘッドの駆動プロファイルを作成する第３工程と、被検体の複数の部分に対して第２工程および第３工程を行うことにより、被検体の複数の部分に対する処理ヘッドの複数の駆動プロファイルを作成する第４工程とを含むことを特徴とする。

本発明によれば、例えば、処理時に駆動する部分の駆動プロファイルを簡易的に作成するのに有利な駆動プロファイル作成方法を提供することができる。

本発明の第１実施形態に係る計測装置の構成を示す図である。 第１実施形態に係る駆動プロファイル作成を示すフローチャートである。 第１実施形態における円筒形状の基準体の形状計測を説明する図である。 第１実施形態における被検体に基準体を適用する状態を示す図である。 第２実施形態における円筒形状の基準体の形状計測を説明する図である。 第３実施形態における平面形状の形状計測を説明する図である。 第３実施形態における直方体形状の基準体の形状計測を説明する図である。 第３実施形態における被検体に基準体を適用する状態を示す図である。 第４実施形態における球形状の基準体の形状計測を説明する図である。 第５実施形態における円錐形状の基準体の形状計測を説明する図である。

以下、本発明を実施するための形態について図面などを参照して説明する。

（第１実施形態）
まず、本発明の第１実施形態に係る駆動プロファイルの作成方法について説明する。本実施形態に係る駆動プロファイルは、例えば、被検体の形状を接触もしくは非接触で計測する計測装置や、被検体を接触または非接触で加工する加工装置など、所定の処理を行う処理装置に適用される。以下、本実施形態では、被検体（被計測物）の形状を非接触で計測する計測装置に適用される駆動プロファイルを作成する方法について例示する。

図１は、本実施形態に係る駆動プロファイルを適用し得る計測装置１０の構成を示す概略図である。計測装置１０は、定盤１と、計測ヘッド４と、ＸＹＺステージ２と、回転ステージ３と、制御部７とを備える。計測装置１０は、計測ヘッド４を被検体５に対して移動させながら３次元計測を可能とする。なお、以下の各図において、被検体５が定盤１に載置された状態での平面内に互いに直交するＸ軸およびＹ軸を取り、このＸＹ平面に垂直（本実施形態では鉛直方向）にＺ軸を取っている。定盤１は、被検体５を載置し、ＸＹＺステージ２を支持する。計測ヘッド（処理ヘッド）４は、いわゆる非接触式プローブであり、被検体５に対して光を投受光し、すなわち、被検体５に向けて被検光束６を照明し、被検体５からの反射光または散乱光を検出することにより、被検体５との間の距離を計測する。計測ヘッド４は、その内部に、不図示の２つのガルバノミラー（第３駆動部）を備え、被検光束６を２次元状に照明可能とする。以下、ガルバノミラーで走査される被検光束６の走査方向を、第１のガルバノミラーでｘ軸方向（ωｙ）、第２のガルバノミラーでｙ軸方向（ωｘ）とする。ＸＹＺステージ（第１駆動部）２は、計測ヘッド４を、回転ステージ３を介して保持しつつ、回転ステージ３および計測ヘッド４をＸＹＺの各軸方向に移動可能とする。回転ステージ（第２駆動部）３は、計測ヘッド４をＺ軸およびＹ軸の２軸を中心に回転可能とする。

制御部７は、ＸＹＺステージ２の座標、回転ステージ３と各ガルバノミラーとのそれぞれの角度、ならびに計測ヘッド４による測長値の結果に基づいて、被検体５の形状を演算により求める。ここで、制御部７は、計測ヘッド４による計測前に、駆動プロファイル、具体的には、ＸＹＺステージ２、回転ステージ３、およびガルバノミラーの各駆動に関するプロファイルを求める。実際の計測の際には、制御部７は、駆動プロファイルに基づいて、計測ヘッド４が被検体５の計測部分を照明可能とする上記座標および各角度の駆動指令値を演算し、計測ヘッド４を計測させつつ所望の経路で移動（走査）させる。そして、本実施形態では、駆動プロファイルを、被検体５の形状情報をＣＡＤや粗形状計測により予め取得し、その上で、以下に示す方法により作成する。

図２は、本実施形態に係る駆動プロファイルを作成する流れを示すフローチャートである。まず、制御部７は、単純形状である基準体の形状に合わせた位置、姿勢、または大きさの情報を含む、基準体に対する駆動プロファイルを取得する（ステップＳ１９：第１工程）。この基準体に対する駆動プロファイルは、取得後、その形状ごとに制御部７内の記憶装置に保存される。次に、制御部７は、被検体５の一部分に、基準体の全体を適用する（ステップＳ２０：第２工程）。ここで、「適用」とは、計測装置１０のΔＺ（計測の許容深度）内で、被検光束６の照明箇所を測長可能な範囲（光束走査長を超えない範囲）で、被検体５の一部に基準体の全体を当てはめることをいう。なお、被検光束６の照明可能な範囲は、ガルバノミラーや回転ステージ３の駆動可能な最大角度で制限され、測長可能な範囲は、計測ヘッド４の計測可能条件（入射対応角、表面粗さなど）で制限される。次に、制御部７は、基準体の適用時の情報（位置、姿勢、大きさなど）に基づいて、適用後の基準体に対する駆動プロファイルを補正し、被検体５の一部分に対する計測ヘッド４の駆動プロファイルを作成する（ステップＳ２１：第３工程）。具体的には、制御部７は、予め保存されている基準体に対する駆動プロファイルを上記の適用時の情報に基づいて１次変換することで、適用後の基準体に対する駆動プロファイルを演算する。次に、制御部７は、ステップＳ２０からステップＳ２１までの工程が、被検体５の被計測領域（被処理領域）の全体に適用されたかどうかを判断し、まだ適用されていない場合には（Ｎｏ）、適用された（Ｙｅｓ）と判断するまで繰り返す。制御部７は、この繰り返しにより、被検体５の被計測領域、すなわち被検体５の複数の部分に適用し得る複数の基準体に対する駆動プロファイルを作成する（ステップＳ２２：第４工程の一部）。そして、制御部７は、ステップＳ２２までの工程で作成した複数の基準体に対する駆動プロファイルを組み合わせることで１つの駆動プロファイルとし、これを被検体５に対する駆動プロファイルとする（ステップＳ２３：第４工程の一部）。

次に、被検体５に対する駆動プロファイルを作成する具体的な方法として、形状が円筒である基準体を用いる場合について例示する。まず、被検体５に対する駆動プロファイルの作成に用いるための基準体に対する駆動プロファイルの作成方法について説明する。図３は、この場合の駆動プロファイルの作成方法に関し、円筒形状の基準体５１の形状計測を説明するための斜視図である。制御部７は、まず、計測ヘッド４に基準体５１の側面を計測させる。この計測の際、制御部７は、計測ヘッド４内のガルバノミラーで被検光束６をＺ軸方向に往復走査させつつ、図中破線矢印で示すようにＸＹＺステージ２で計測ヘッド４を基準体５１の周りを周回させる。また、計測ヘッド４の向きを変更可能する回転ステージ３は、ωｚ軸用の第１回転部３Ａとωｙ軸用の第２回転部３Ｂとの２軸用の回転部を備え、計測時には、計測ヘッド４が常に基準体５１側を向くように第１回転部３Ａを回転させる。

ここで、計測ヘッド４が基準体５１の周りを角速度ωｖで回転すると想定する。このとき、ＸＹＺステージ２の座標ＰＦ０＝（ＰＦｘ，ＰＦｙ，ＰＦｚ）、回転ステージ３の角度（Ｒｏｔ１，Ｒｏｔ２）、およびガルバノミラーの角度（Ｇａｌ１，Ｇａｌ２）のそれぞれの駆動指令値は、以下の式（１）から式（７）で表される。なお、以下、式（１）から式（７）までを総称して「第１式群」という。
ＰＦｘ＝（Ｒ＋ＷＤ）ＣＯＳ（ωｖ×ｔ） （１）
ＰＦｙ＝（Ｒ＋ＷＤ）ＳＩＮ（ωｖ×ｔ） （２）
ＰＦｚ＝Ｚ０ （一定値） （３）
Ｒｏｔ１＝ωｖ×ｔ （４）
Ｒｏｔ２＝π／２ （一定値） （５）
Ｇａｌ１＝±Ｇｖ×ｔ （６）
正：２ＮＡ＜ｔ＜（２Ｎ＋１）Ａ
負：（２Ｎ＋１）Ａ＜ｔ＜２（Ｎ＋１）Ａ
ただし、Ｎは整数、Ａ＝ｐ／（２Ｒωｖ）
Ｇａｌ２＝０ （一定値） （７）

ただし、Ｇｖはガルバノミラーの回転速度、ｐは基準体５１表面の計測ピッチ、またｔは時間である。制御部７は、計測装置１０のサンプリングレートごとに上記の各駆動部の駆動プロファイルの具体的な値を求める。なお、回転ステージ３の角度に制限がある場合には、計測ヘッド４の周回方向を適宜逆（正の方向と負の方向とを逆）として駆動プロファイルを作成してもよい。

次に、上記のように予め準備した基準体５１に対する駆動プロファイルを用いて、被検体の全体に対する駆動プロファイルを作成する方法について、図２のフローチャートに沿って説明する。図４は、本実施形態における被検体５２（図１でいう被検体５）の形状、および被検体５２に基準体５１を適用する状態を示す斜視図である。被検体５２は、全体的には軸方向に長い円筒であるが、その一方の先端部が湾曲した形状を有する。

まず、制御部７は、図２のステップＳ２０として、被検体５２の一部に基準体５１（の全体）を適用し、基準体５１に対する駆動プロファイルから、被検体５２の一部を計測ヘッド４に計測させるための駆動プロファイルを求める。ここで、図４に示す被検体５２の一部に近似する近似円筒５２Ａは、被検体５２の一部が計測可能となるように、基準体５１を当てはめたものである。この部分では、被検体５２の一部と基準体５１との形状（大きさ）がほぼ同等であるので、上記の第１式群の駆動プロファイルをそのまま用いることができる。しかしながら、被検体５２の一部と基準体５１との形状に相違がある場合、具体的には、例えば、基準体５１と被検体５２との半径の差が計測装置１０のΔＺ以上の場合には、第１式群の駆動プロファイルでは計測不可能となり、そのまま用いることができない。そこで、この場合には、制御部７は、第１式群を構成する各式を以下のように変更する。ここで、近似円筒５２Ａの半径をＲｓとすると、ＸＹＺステージ２の駆動指令値を表す式（１）および式（２）は、以下の式（８）および式（９）となる。
ＰＦｘ＝（Ｒｓ＋ＷＤ）ＣＯＳ（ωｖ×ｔ） （８）
ＰＦｙ＝（Ｒｓ＋ＷＤ）ＳＩＮ（ωｖ×ｔ） （９）
そして、制御部７は、式（８）および式（９）の各Ｒｓに被検体５２の半径を代入することで、計測ヘッド４の駆動軌跡の半径を再演算する。例えば、ΔＺが１０ｍｍで、基準体５１と被検体５２との半径がそれぞれ１００ｍｍと２００ｍｍとである場合、半径の差がΔＺ以上のため、各Ｒｓに２００を代入する。これにより、近似円筒５２Ａを計測する計測ヘッド４の駆動軌跡の半径は、基準体５１の計測時よりも１００ｍｍ外側となる。なお、この場合に第１式群を変更する方法として、式（８）および式（９）の各Ｒｓに被検体５２の半径を代入する方法に代えて、予め計測装置１０のΔＺごとに基準体５１に対する駆動プロファイルを準備し用いるものとしてもよい。

次に、制御部７は、図２のステップＳ２１として、適用後の基準体５１に対する駆動プロファイルを補正する。ここで、基準体５１は、初期状態では、図３に示すように位置（Ｘ，Ｙ，Ｚ）が原点（０，０，Ｚ０）にあり、角度（ωｘ、ωｙ、ωｚ）が（０，０，０）であるものとする。これに対して、近似円筒５２Ａは、基準体５１の初期状態から、位置（Ｘｓ、Ｙｓ、Ｚｓ）分移動し、角度（θｘ、θｙ、θｚ）分変更されて被検体５２の一部に当てはめられ、その結果、計測ヘッド４により計測可能となる。このとき、ＸＹＺステージ２の駆動プロファイルＰＦ１＝（ＰＦｘ１、ＰＦｙ１、ＰＦｚ１）は、以下の式（１０）で表されるように、１次変換で変更される。

また、回転ステージ３の駆動指令値である角度ＲｏｔＳ１＝（Ｒｏｔ１ａ、Ｒｏｔ２ａ）も、計測ヘッド４が近似円筒５２Ａを計測可能とするために、以下の式（１１）および式（１２）で表されるように変更される。
Ｒｏｔ１ａ＝ωｖ×ｔ （１１）
Ｒｏｔ２ａ＝π／２＋θｘＣＯＳ（ωｖ×ｔ−θｚ）＋θｙＳＩＮ（ωｖ×ｔ−θｚ）
（１２）
なお、計測ヘッド４と被検体５２との相対関係は、ＸＹＺステージ２と回転ステージ３で一定に維持し得る。したがって、第１のガルバノミラーの駆動指令値ＧａｌＳ１については、式（６）および式（７）のままとしても、計測ヘッド４は、近似円筒５２Ａを計測可能である。

次に、制御部７は、図２のステップＳ２２として、ステップＳ２０からステップＳ２１までの工程が、被検体５２の被計測領域の全体に適用されたかどうかを判断し、まだ適用されていない場合には、適用されるまで繰り返す。ここで、制御部７は、被検体５２の全体に適用されたかどうかを、駆動指令値から演算される計測予定点と、被検体５２の被計測領域全体の形状データとの差分値に基づいて判断する。具体的には、上記の工程まででは、被検体５２の一部に対して近似円筒５２Ａが適用されたので、制御部７は、以後の繰り返しにより、被検体５２の残りの一部に他の近似円筒５２Ｂ〜５２Ｅを繰り返し適用していく。そして、制御部７は、繰り返しの度に、順次、各近似円筒５２Ｂ〜５２Ｅを計測するためのＸＹＺステージ２の駆動指令値ＰＦ２〜ＰＦ５、回転ステージ３の駆動指令値ＲｏｔＳ２〜ＲｏｔＳ５、ガルバノミラーの駆動指令値ＧａｌＳ２〜ＧａｌＳ５を演算する。なお、被検体５２の湾曲部に基準体５１を当てはめた近似円筒５２Ｃ〜５２Ｅは、その円筒の高さが基準体５１のままでは被計測領域が隣り合う円筒と重なる。そこで、円筒形状をそのまま当てはめると重なる部分が大きい場合には、図４に示すように、それぞれの適用の繰り返しの際のステップＳ２０において、例えば、ガルバノミラーの角度の範囲を制限するなどして、円筒の高さを短くする。

次に、制御部７は、図２のステップＳ２３として、上記の工程までで作成した複数の基準体５１に対する駆動プロファイルを組み合わせる。具体的には、制御部７は、ＸＹＺステージ２の駆動指令値ＰＦ１からＰＦ５までと、回転ステージ３の駆動指令値ＲｏｔＳ１からＲｏｔＳ５までと、ガルバノミラーの駆動指令値ＧａｌＳ１からＧａｌＳ５までをそれぞれ接続する。ここで、回転ステージ３の駆動指令値について、ＲｏｔＳ(ｎ)（ｎは１〜４の任意の数、以下同様）の最後の角度が３６０度（２π）で、ＲｏｔＳ(ｎ＋１)の最初の角度が０度となるような場合があり得る。このように、ＲｏｔＳ(ｎ＋１)の最初の角度に３６０度オフセットを加えた方が、回転ステージ３の駆動指令値の角度の差が少なくなる場合には、そのようにオフセットを加えてもよい。具体的には、組み合わされる隣り合う基準体５１の一方の終了点と、他方の開始点との回転ステージ３の角度の差がπ以上のときに、一方の基準体５１に対する駆動プロファイルの角度に、３６０度または−３６０度のオフセットを加える。例えば、回転ステージ３の第１回転部３Ａの最大角度が７２０度で、近似円筒５２Ａの計測終了時の角度が３６０度である場合には、制御部７は、近似円筒５２Ｂの最初の角度に３６０度を加算する。また、回転ステージ３の角度に最大値の制限がある場合は、回転ステージ３の回転速度ωｖの符号が負の駆動指令値を採用し、角度が最大値を超えないようにする必要がある。例えば、回転ステージ３の第１回転部３Ａの最大角度が７２０度で、近似円筒５２Ａの計測終了時の角度が７２０度である場合には、制御部７は、近似円筒５２Ｂの回転ステージ３の回転方向が負の方向の駆動プロファイルを採用する。

このように、被検体５の形状が単純形状ではない場合でも、予め単純形状の基準体に対する駆動プロファイルを準備し、これらを適宜組み合わせることで、被検体５に対する駆動プロファイルを簡易的に作成することが可能となる。また、駆動プロファイルの作成にあたり、被検体５の形状の複雑さに依拠するところが少ないため、作業者に対して多大な負担を要求することもない。

以上のように、本実施形態によれば、処理時に駆動する部分の駆動プロファイルを簡易的に作成するのに有利な駆動プロファイル作成方法を提供することができる。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態に係る駆動プロファイルの作成方法について説明する。本実施形態に係る駆動プロファイルの作成方法の特徴は、上記第１実施形態と同様に円筒形状の基準体５１を用いるが、その基準体５１の形状計測の方法を第１実施形態における方法から変更する点にある。

図５は、基準体５１に対する駆動プロファイルの作成方法に関し、本実施形態における円筒形状の基準体５１の形状計測を説明するための斜視図である。制御部７は、計測ヘッド４に基準体５１の側面を計測させるが、この計測の際、本実施形態では、図中破線矢印で示すようにＸＹＺステージ２で計測ヘッド４をＺ軸に平行に移動させつつ、ガルバノミラーで被検光束６をＸＹ平面に平行に走査させる。

このとき、ＸＹＺステージ２の座標ＰＦ０＝（ＰＦｘ，ＰＦｙ，ＰＦｚ）、回転ステージ３の角度（Ｒｏｔ１，Ｒｏｔ２）、およびガルバノミラーの角度（Ｇａｌ１，Ｇａｌ２）のそれぞれの駆動指令値は、以下の式（１３）から式（１９）で表される。特に本実施形態では、制御部７は、ガルバノミラーの走査角度または計測ヘッド４の計測可能な最大入射角度から求められる被検光束６の走査幅に基づいて、基準体５１を放射状にＮ個に分割する。ここで、分割した円弧の１つ（ｉ番目）の側面を計測するときには、式（１５）および式（１９）以外は、計測中一定値である。なお、以下、式（１５）および式（１９）を総称して「第２式群」という。
ＰＦｘ＝（Ｒ＋ＷＤ）ＣＯＳ（ｉ／２πＮ） (ｉ＝０〜Ｎ) （１３）
ＰＦｙ＝（Ｒ＋ＷＤ）ＳＩＮ（ｉ／２πＮ） (ｉ＝０〜Ｎ) （１４）
ＰＦｚ＝ＰＦｖ×ｔ （１５）
Ｒｏｔ１＝ｉ／２πＮ (ｉ＝０〜Ｎ) （１６）
Ｒｏｔ２＝π／２ （１７）
Ｇａｌ１＝０ （１８）
Ｇａｌ２＝±Ｇｖ×ｔ （１９）
正：２ＮＡ＜ｔ＜（２Ｎ＋１）Ａ
負：（２Ｎ＋１）Ａ＜ｔ＜２（Ｎ＋１）Ａ
ただし、Ｎは整数、Ａ＝ｐ／（２ＰＦｖ）

ただし、ＰＦｖはＸＹＺステージ２の駆動速度である。制御部７は、第２式群の各式に基づいて、分割した円弧のｉ番目を計測ヘッド４に計測させる。この計測が終了後、制御部７は、第２式群以外の各式の駆動軸を、ｉをインクリメントした次の駆動プロファイルに移動させる。そして、制御部７は、再び第２式群の各式に基づいて、ＸＹＺステージ２のＺ軸方向および第２のガルバノミラーを駆動し、順次円筒の側面を計測させる。なお、ＸＹＺステージ２のＺ軸方向への駆動方向は、正の方向に限らず負の方向としてもよい。以下、基準体５１に対する駆動プロファイルを１次変換して補正する方法については、「ωｖ×ｔ」を「ｉ／２πＮ」に置換する以外、第１実施形態と同様であるので、説明を省略する。本実施形態によれば、基準体５１の形状計測の方法を第１実施形態とは異なるものとしても、第１実施形態と同様の効果を奏する。

（第３実施形態）
本発明の第３実施形態に係る駆動プロファイルの作成方法について説明する。上記の各実施形態では、円筒形状の基準体を用いる場合を説明したが、本実施形態に係る駆動プロファイルの作成方法の特徴は、円筒形状の基準体に代えて、直方体形状の基準体を用いる点にある。本実施形態では、直方体形状の基準体に対する駆動プロファイルを作成する前に、まず、平面形状の駆動プロファイルを作成する。

図６は、平面５３の駆動プロファイルの作成方法に関し、本実施形態における平面５３の形状計測を説明するための斜視図である。ここで、平面５３は、ＸＹ平面に平行に配置されているものと想定する。制御部７は、計測ヘッド４に平面５３を計測させるが、この計測の際、図中破線矢印で示すようにＸＹＺステージ２で計測ヘッド４をＹ軸方向に移動させつつ、第２のガルバノミラーで被検光束６をＸ軸方向に平行に走査させる。

このとき、ＸＹＺステージ２の座標ＰＦ０＝（ＰＦｘ，ＰＦｙ，ＰＦｚ）のうちのＰＦｙ、およびガルバノミラーのうちの第２のガルバノミラーの角度Ｇａｌ２のそれぞれの駆動指令値は、以下の式（２０）と式（２１）とで表される。
ＰＦｙ＝ＰＦｖ×ｔ （２０）
Ｇａｌ２＝±Ｇｖ×ｔ （２１）
正：２ＮＢ＜ｔ＜（２Ｎ＋１）Ｂ
負：（２Ｎ＋１）Ｂ＜ｔ＜２（Ｎ＋１）Ｂ
ただし、Ｎは整数、Ｂ＝ｐ／（２Ｒωｚ）

なお、上記以外の駆動軸に関する駆動指令値は一定値である。また、この計測では計測ヘッド４をＹ軸方向に移動させる場合を想定したが、計測ヘッド４をＸ軸方向に移動させるとともに、駆動軸をＰＦｘおよび第１のガルバノミラーに変更して被検光束６をＹ軸方向に走査させてもよい。さらに、この計測ではＸＹＺステージ２で計測ヘッド４を移動させつつ、ガルバノミラーで被検光束６を走査する場合を想定したが、２つのガルバノミラーで被検光束６を平面５３上に走査させてもよい。

以下、平面５３の駆動プロファイルを１次変換して補正する方法については、ＸＹＺステージ２に関しては第１実施形態と同様であるので、説明を省略する。一方、回転ステージ３に関しては、角度（Ｒｏｔ１，Ｒｏｔ２）で一定であり、平面５３の傾きが（θｘ、θｙ、θｚ）のとき、その角度（Ｒｏｔ１ａ，Ｒｏｔ２ａ）の駆動指令値は、以下の式（２２）と式（２３）とで表される。
Ｒｏｔ１ａ＝ａｒｃｔａｎ（ｔａｎθｙ／ｔａｎθｘ）＋θｚ （２２）
Ｒｏｔ２ａ＝ａｒｃｔａｎ（（ｔａｎθｘ)^２＋（ｔａｎθｙ）^２）^１/２ （２３）

次に、平面５３を組み合わせた直方体形状の基準体５４に対する駆動プロファイルの作成方法について説明する。図７は、基準体５４に対する駆動プロファイルの作成方法に関し、本実施形態における基準体５４の形状計測を説明するための斜視図である。ここで、基準体５４は、側面がＸＺ平面とＹＺ平面とに平行に配置されているものと想定する。制御部７は、計測ヘッド４に基準体５４を計測させるが、この計測の際、図中破線矢印で示すように計測ヘッド４をＺ軸を基準として周回させる。そして、制御部７は、基準体５４の各平面の計測に用いる駆動プロファイルとして、上記作成した平面５３の駆動プロファイルを用いる。この計測の際、制御部７は、平面５３の駆動プロファイルのうち、第２のガルバノミラーによる走査方向をＺ軸と平行とし、ＸＹＺステージ２に関してはＰＦｘとＰＦｙとで計測ヘッド４を移動させる。そして、制御部７は、各平面の駆動プロファイルを組み合わせる（接続する）ことで、直方体の各平面の計測プロファイルを作成する。

このとき、それぞれの駆動指令値は、以下の式（２４）から式（３０）で表される。
面５４Ｃ：ＰＦｘ＝ＰＦｖ×ｔ （２４）
Ｒｏｔ１＝０ （２５）
Ｒｏｔ２＝π／２ （２６）
面５４Ｄ：ＰＦｙ＝ＰＦｖ×ｔ （２７）
Ｒｏｔ１＝π／２ （２８）
Ｒｏｔ２＝π／２ （２９）
全平面共通：Ｇａｌ１＝±Ｇｖ×ｔ （３０）
正：２ＮＢ＜ｔ＜（２Ｎ＋１）Ｂ
負：(２Ｎ＋１）Ｂ＜ｔ＜２（Ｎ＋１）Ｂ
ただし、Ｎは整数、Ｂ＝ｐ／（２ＰＦｖ））
なお、上記の面５４Ｃと面５４Ｄとのいずれかに対向する他の平面を計測する際には、ＸＹＺステージ２の駆動速度ＰＦｖと回転ステージ３の角度Ｒｏｔ１、Ｒｏｔ２との符号が反転する。

次に、基準体５４を組み合せて被検体５５を計測する際の駆動プロファイルの作成方法について説明する。図８は、本実施形態における被検体５５（図１でいう被検体５）の形状と、被検体５５に基準体５４を適用する状態とを示す斜視図である。被検体５５は、全体的には軸方向に長い四角柱であるが、その一方の先端部が傾いた形状を有する。具体的に基準体５４を用いて被検体５５の駆動プロファイルを作成する方法は、基本的には第１実施形態と同様である。制御部７は、被検体５５の一部に近似直方体５５Ａを当てはめて１次変換することで駆動プロファイルを補正する。そして、制御部７は、繰り返し近似直方体５５Ｂ〜５５Ｃを被検体５５に当てはめていき、最終的に、作成した駆動プロファイルを組み合わせることで被検体５５の全体に対する駆動プロファイルを作成する。

本実施形態によれば、被検体５５の形状が直方体であっても、第１実施形態で説明したような駆動プロファイルを作成することができ、結果的に、第１実施形態と同様の効果を奏する。なお、本実施形態では、被検体５５の形状が直方体であるとして説明したが、例えば、多角錐のような複数の平面で構成されるその他の形状である場合にも同様に応用できる。

（第４実施形態）
次に、本発明の第４実施形態に係る駆動プロファイルの作成方法について説明する。本実施形態に係る駆動プロファイルの作成方法の特徴は、さらに上記各実施形態の場合とは基準体の形状を代えて、球形状の基準体を用いる点にある。図９は、基準体５６に対する駆動プロファイルの作成方法に関し、本実施形態における基準体５６の形状計測を説明するための斜視図である。ここで、制御部７は、計測ヘッド４をＺ軸を中心に周回させ、回転ステージ３の第２回転部３Ｂの角度制限から、計測ヘッド４に基準体５６の上半球の面のみを計測させるものとする。この計測の際の駆動プロファイルは、計測部分の緯度により回転ステージ３の第２回転部３Ｂの駆動指令値である角度Ｒｏｔ２が変わる以外は、第１実施形態における円筒計測の場合と同じとなる。このとき、回転ステージ３の角度Ｒｏｔ２は、基準体５６に対する計測ヘッド４の走査の中心の緯度をαとすると、以下の式（３１）で表される。
Ｒｏｔ２＝π／２−α (３１)
そして、基準体５６に対する駆動プロファイルを１次変換し新たな駆動プロファイルに補正する方法については、第１実施形態と同様である。ただし、球は点対象であるため、第１実施形態で説明した方法に代えて、１次変換せずに、式（３１）と、式（５）以外の第１式群をそのまま次工程に用いてもよい。本実施形態によれば、図１でいう被検体５の形状が球である場合にも、このような基準体５６を用いることで、第１実施形態と同様の効果を奏する。

（第５実施形態）
次に、本発明の第５実施形態に係る駆動プロファイルの作成方法について説明する。本実施形態に係る駆動プロファイルの作成方法の特徴は、さらに上記各実施形態の場合とは基準体の形状を代えて、円錐体形状の基準体を用いる点にある。図１０は、基準体５７に対する駆動プロファイルの作成方法に関し、本実施形態における基準体５７の形状計測を説明するための斜視図である。ここで、制御部７は、計測ヘッド４をＺ軸を中心に周回させ、回転ステージ３の第２回転部３Ｂの角度制限から、計測ヘッド４に基準体５７の側面（円錐面）のみを計測させるものとする。この計測の際の駆動プロファイルは、回転ステージ３の第２回転部３Ｂの駆動指令値である角度Ｒｏｔ２が変わる以外は、第１実施形態における円筒計測の場合と同じとなる。このとき、回転ステージ３の角度Ｒｏｔ２は、基準体５７の法線とＸＹ平面との角度をβとすると、以下の式（３２）で表される。
Ｒｏｔ２＝π／２−β (３２)
そして、基準体５７に対する駆動プロファイルを１次変換し新たな駆動プロファイルに補正する方法についても、第１実施形態と同様である。本実施形態によれば、図１でいう被検体５の形状が円錐である場合にも、このような基準体５７を用いることで、第１実施形態と同様の効果を奏する。

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は、これらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形および変更が可能である。

４ 計測ヘッド
５ 被検体
７ 制御部

Claims (9)

1. 被検体に対して所定の処理を行う処理ヘッドの駆動プロファイルを作成する方法であって、
   基準体の形状に合わせた位置および姿勢の情報を含む該基準体に対する駆動プロファイルを取得する第１工程と、
   前記基準体の位置および姿勢を変更しながら、該基準体を前記被検体の一部分に適用する第２工程と、
   前記第２工程で適用された前記基準体の位置および姿勢に基づいて、前記基準体に対する駆動プロファイルを補正して、前記被検体の一部分に対する前記処理ヘッドの駆動プロファイルを作成する第３工程と、
   前記被検体の複数の部分に対して前記第２工程および前記第３工程を行うことにより、前記被検体の複数の部分に対する前記処理ヘッドの複数の駆動プロファイルを作成する第４工程と、
   を含むことを特徴とする駆動プロファイルの作成方法。
2. 前記基準体に対する前記駆動プロファイルは、前記基準体の大きさの情報を含むことを特徴とする請求項１に記載の駆動プロファイルの作成方法。
3. 前記処理ヘッドが光の投受光を行うものであって、
   前記第２工程では、前記処理ヘッドの許容深度を超えない範囲で、前記基準体が適用される、
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の駆動プロファイルの作成方法。
4. 前記処理ヘッドが光の投受光を行うものであって、
   前記第２工程では、前記処理ヘッドの光束走査長を超えない範囲で、前記基準体が適用される、
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の駆動プロファイルの作成方法。
5. 前記第４工程では、前記複数の駆動プロファイルを組み合わせて前記被検体に対する駆動プロファイルを作成し、組み合わされる隣り合う前記基準体の一方の終了点と、他方の開始点との前記処理ヘッドの回転に係る角度の差がπ以上のときに、一方の前記基準体に対する駆動プロファイルの角度に、２πまたは−２πのオフセットを加えることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の駆動プロファイルの作成方法。
6. 前記基準体に対する駆動プロファイルは、前記処理ヘッドの回転方向が正の場合と負の場合とがあることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の駆動プロファイルの作成方法。
7. 前記第４工程では、前記処理ヘッドの回転に係る角度が、駆動可能な最大角度を超えないことを特徴とする請求項６に記載の駆動プロファイルの作成方法。
8. 前記基準体の形状は、円筒、平面、直方体、球、円錐のいずれかであることを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１項に記載の駆動プロファイルの作成方法。
9. 被検体に対して所定の処理を行う処理ヘッドを有する処理装置であって、
   前記処理ヘッドを移動させる駆動部と、
   請求項１ないし８のいずれか１項に記載の作成方法で作成された前記被検体に対する駆動プロファイルに基づいて、前記駆動部の駆動を制御する制御部と、
   を有することを特徴とする処理装置。

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