JP2017015534A - Measurement device - Google Patents
Measurement device Download PDFInfo
- Publication number
- JP2017015534A JP2017015534A JP2015131833A JP2015131833A JP2017015534A JP 2017015534 A JP2017015534 A JP 2017015534A JP 2015131833 A JP2015131833 A JP 2015131833A JP 2015131833 A JP2015131833 A JP 2015131833A JP 2017015534 A JP2017015534 A JP 2017015534A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- contact
- light source
- test object
- measurement
- 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
Links
Images
Landscapes
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
Abstract
Description
本発明は、被検物の形状を計測する計測装置に関する。 The present invention relates to a measuring apparatus that measures the shape of a test object.
被検物の形状を計測する計測装置では、被検物に光を照射し、当該被検物で反射された光に基づいて非接触で被検物の形状を計測する方法がある。しかしながら、非接触での計測は、例えば被検物に形成された穴など、狭い箇所の形状を計測する場合には不適である。そのため、このような狭い箇所では、プローブの接触子を被検物に接触させて形状の計測を行うことが好ましい。特許文献1および2には、非接触で被検物の形状を計測する機構、およびプローブを被検物に接触させて被検物の形状を計測する機構の双方を有し、被検物の計測箇所に応じて計測方法を切り替える計測装置が提案されている。
In a measuring device that measures the shape of a test object, there is a method of irradiating the test object with light and measuring the shape of the test object in a non-contact manner based on the light reflected by the test object. However, non-contact measurement is unsuitable when measuring the shape of a narrow part such as a hole formed in a test object. Therefore, in such a narrow place, it is preferable to measure the shape by bringing the contact of the probe into contact with the test object.
特許文献1および2に記載された計測装置では、非接触で被検物の形状を計測する機構(非接触式の計測機構)と、プローブを被検物に接触させて被検物の形状を計測する機構(接触式の計測機構)とが、互いに独立した計測系として構成される。しかしながら、非接触式の計測機構と接触式の計測機構とを同時に使用することは稀であるため、双方の機構を互いに独立した計測系とした構成は煩雑であり、例えば装置コストの点で不利になりうる。
In the measuring devices described in
そこで、本発明は、非接触式の計測機構および接触式の計測機構を有する計測装置の構成を簡略化するために有利な技術を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide an advantageous technique for simplifying the configuration of a measurement apparatus having a non-contact measurement mechanism and a contact measurement mechanism.
上記目的を達成するために、本発明の一側面としての計測装置は、被検物の形状を計測する計測装置であって、光を射出する光源と、光を受光する受光部と、前記被検物に接触させる接触子および光を反射する反射部を有するプローブと、前記光源からの光が入射する箇所を変更する光学系と、計測モードに応じて前記光学系を制御する制御部と、を含み、前記制御部は、第1計測モードでは、前記光源からの光が前記被検物に入射するように前記光学系を制御し、前記被検物で反射された光を受光した前記受光部の出力に基づいて、前記光源からの光が入射した前記被検物の部分の位置を決定し、第2計測モードでは、前記光源からの光が前記プローブの前記反射部に入射するように前記光学系を制御し、前記反射部で反射された光を受光した前記受光部の出力に基づいて、前記接触子が接触した前記被検物の部分の位置を決定する、ことを特徴とする。 In order to achieve the above object, a measurement apparatus according to one aspect of the present invention is a measurement apparatus that measures the shape of a test object, and includes a light source that emits light, a light receiving unit that receives light, and the target. A probe having a contactor to be brought into contact with a specimen and a reflection part that reflects light; an optical system that changes a location where light from the light source is incident; a control unit that controls the optical system according to a measurement mode; In the first measurement mode, the control unit controls the optical system so that light from the light source is incident on the test object, and receives the light reflected by the test object. Based on the output of the unit, the position of the portion of the test object where the light from the light source is incident is determined, and in the second measurement mode, the light from the light source is incident on the reflection unit of the probe. Controls the optical system and receives the light reflected by the reflector On the basis of the output of the light receiving portions, to determine the position of the portion of the test object to the contactor is in contact, characterized in that.
本発明の更なる目的又はその他の側面は、以下、添付図面を参照して説明される好ましい実施形態によって明らかにされるであろう。 Further objects and other aspects of the present invention will become apparent from the preferred embodiments described below with reference to the accompanying drawings.
本発明によれば、例えば、非接触式の計測機構および接触式の計測機構を有する計測装置の構成を簡略化するために有利な技術を提供することができる。 According to the present invention, for example, it is possible to provide an advantageous technique for simplifying the configuration of a measurement apparatus having a non-contact type measurement mechanism and a contact type measurement mechanism.
以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施の形態について説明する。なお、各図において、同一の部材ないし要素については同一の参照番号を付し、重複する説明は省略する。 DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the invention will be described with reference to the accompanying drawings. In addition, in each figure, the same reference number is attached | subjected about the same member thru | or element, and the overlapping description is abbreviate | omitted.
<第1実施形態>
本発明に係る第1実施形態の計測装置100について、図1を参照しながら説明する。図1は、第1実施形態の計測装置100を示す概略図である。第1実施形態の計測装置100は、例えば、被検物Wの形状を計測する計測ヘッド1と、計測ヘッド1を駆動するヘッド駆動部10と、制御部12とを含みうる。制御部12は、例えばCPUやメモリなどを含み、計測装置100の各部を制御するとともに、被検物Wの形状を計測する処理を行う。
<First Embodiment>
A
[ヘッド駆動部10の構成]
まず、ヘッド駆動部10の構成について説明する。ヘッド駆動部10は、例えば、被検物Wが配置される定盤2と、Yキャリッジ3と、Xスライダ4と、Zスピンドル5と、回転ヘッド6とを含みうる。
[Configuration of Head Driving Unit 10]
First, the configuration of the
Yキャリッジ3は、一対の脚部3aとXビーム3bとにより門型に構成され、例えばエアガイドを介して定盤2によって支持されている。Yキャリッジ3における一方の脚部3aには、Yキャリッジ3をY方向に沿って駆動するY駆動部8が設けられている。Y駆動部8は、定盤に設けられたYシャフト8aとYキャリッジ3に設けられたY可動部8bとから成り、Y可動部8bがYシャフト8aに沿って移動することにより、Yキャリッジ3をY方向に沿って駆動することができる。
The
Xスライダ4は、例えばエアガイドを介してYキャリッジ3のXビーム3bによって支持されており、Xスライダ4をX方向に沿って駆動するX駆動部9が設けられている。X駆動部9は、Yキャリッジ3に設けられたXシャフト9aとXスライダ4に設けられたX可動部9bとから成り、X可動部9bがXシャフト9aに沿って移動することにより、Xスライダ4をX方向に沿って駆動することができる。
The
Zスピンドル5は、回転ヘッド6が設けられたZシャフト5aと、Xスライダ4によって支持され且つZシャフト5aをZ方向に沿って駆動するZ駆動部5bとから成る。また、回転ヘッド6は、計測ヘッド1をZ軸周りに回転させることができ、それにより計測ヘッド1の姿勢を変更することができる。このようにヘッド駆動部10を構成することにより、計測装置100は、計測ヘッド1の位置や姿勢を変更しながら、被検物Wの形状を計測することができる。
The
ここで、ヘッド駆動部10は、例えば、Yキャリッジ3のY方向における位置を計測するためのY計測部7と、Xスライダ4のX方向における位置を計測するためのX計測部と、Zシャフト5aのZ方向における位置を計測するためのZ計測部とを含みうる。また、ヘッド駆動部10は、回転ヘッド6の回転量を計測するためのωZ計測部を含みうる。これにより、制御部12は、Y計測部7、X計測部、Z計測部およびωZ計測部による計測結果に基づいて、計測ヘッド1の位置(座標)を得ることができる。Y計測部7、X計測部およびZ計測部は、例えばエンコーダやレーザ干渉計をそれぞれ含みうる。また、ωZ計測部は、例えばロータリエンコーダを含みうる。図1に示す例では、エンコーダを有するY計測部7のみが図示されている。
Here, the
[制御部12の構成]
次に、制御部12の構成について、図2を参照しながら説明する。図2は、制御部12の構成例を示す図である。制御部12は、例えば、被検物Wの形状を求める処理部12aと、ヘッド駆動部10および計測ヘッド1を制御する複数の制御部12b〜12hとを含みうる。Y軸制御部12b、X軸制御部12c、Z軸制御部12dおよびωZ制御部12eは、ヘッド駆動部10を制御するための制御部である。ω1軸制御部12f、ω2軸制御部12gおよび検出制御部12hは、計測ヘッド1を制御するための制御部である。また、制御部12は、被検物WのCAD情報や計測条件などが入力されるユーザインターフェース部13、および計測装置100が配置されている場所の温度や振動などの環境情報を取得するセンサ部14に接続されている。
[Configuration of Control Unit 12]
Next, the configuration of the
処理部12aは、ユーザインターフェース部13およびセンサ部14から得られた情報に基づいて、ヘッド駆動部10におけるYキャリッジ3、Xスライダ4、Zスピンドル5、回転ヘッド6の移動量(回転量)および制御タイミングを求める。Y軸制御部12bは、処理部12aから供給されたYキャリッジ3の移動量および制御タイミングに基づいて、Yキャリッジを駆動するY駆動部8を制御する。X軸制御部12cは、処理部12aから供給されたXスライダ4の移動量および制御タイミングに基づいて、Xスライダ4を駆動するX駆動部9を制御する。Z軸制御部12dは、処理部12aから供給されたZスピンドル5の移動量および制御タイミングに基づいて、Zシャフト5aを駆動するZ駆動部5bを制御する。ωZ軸制御部12eは、処理部12aから供給された回転ヘッド6の回転量および制御タイミングに基づいて、回転ヘッド6の駆動を制御する。
Based on the information obtained from the
また、処理部12aは、ユーザインターフェース部13およびセンサ部14から得られた情報に基づいて、計測ヘッド1における第1光学系22、第2光学系23の制御量および制御タイミング、計測ヘッド1における検出部21の制御タイミングを求める。計測ヘッド1の構成については後述する。ω1軸制御部12fは、処理部12aから供給された第1光学系22の制御量および制御タイミングに基づいて、第1光学系22を制御する。ω2軸制御部12gは、処理部12aから供給された第2光学系23の制御量および制御タイミングに基づいて、第2光学系23を制御する。検出制御部12hは、処理部12aから供給された制御タイミングに基づいて、検出部21から検出結果を取得する。これにより、処理部12aは、被検物Wにおける複数の計測箇所の各々についての位置を取得し、被検物Wの形状を求めることができる。
In addition, the
[計測ヘッド1の構成]
被検物Wの形状の計測方法には、例えば、光を用いて非接触で被検物Wの形状を計測する方法と、プローブを被検物Wに接触させて被検物の形状を計測する方法とがある。非接触式の計測では、被検物Wにプローブを接触させずに当該被検物Wの形状を計測することができるため、被検物Wに傷がつかないなどのメリットがある。しかしながら、非接触式の計測は、例えば被検物Wに形成された穴など、狭い箇所の形状を計測する場合には不適である。そのため、このような狭い箇所では、接触式の計測を用いることが好ましい。したがって、第1実施形態の計測ヘッド1は、非接触式の計測を行う第1計測モードおよび接触式の計測を行う第2計測モードを含む複数の計測モードで被検物Wの形状を計測することができるように構成されている。
[Configuration of Measuring Head 1]
The method for measuring the shape of the test object W includes, for example, a method for measuring the shape of the test object W in a non-contact manner using light, and a method for measuring the shape of the test object by bringing the probe into contact with the test object W. There is a way to do it. In the non-contact type measurement, since the shape of the test object W can be measured without bringing the probe into contact with the test object W, there is an advantage that the test object W is not damaged. However, the non-contact type measurement is not suitable for measuring the shape of a narrow portion such as a hole formed in the test object W, for example. Therefore, it is preferable to use contact measurement in such a narrow place. Therefore, the
また、非接触式の計測と接触式の計測とを同時に行うことは稀である。そのため、非接触式の計測機構と接触式の計測機構とをそれぞれ独立した計測系とする構成は煩雑であり、例えば装置コストの点で不利になりうる。そのため、第1実施形態の計測ヘッド1は、非接触式の計測機構および接触式の計測機構の一部を共通化し、装置構成を簡略化している。以下に、第1実施形態の計測ヘッド1の構成について説明する。
Also, it is rare to perform non-contact measurement and contact measurement simultaneously. Therefore, the configuration in which the non-contact type measurement mechanism and the contact type measurement mechanism are independent measurement systems is complicated, and may be disadvantageous in terms of, for example, apparatus cost. Therefore, the
図3は、計測ヘッド1の構成例を示す図である。計測ヘッド1は、検出部21と、第1光学系22と、第2光学系23と、プローブ24とを含みうる。検出部21は、例えば、光を射出する光源、光を受光する受光部(例えばイメージセンサ)、および光路長を検出する測長部を有する。測長部は、受光部の出力に基づいて、第1計測モードでは光源から被検物Wまでの光路長を検出し、第2計測モードでは光源からプローブ24の反射部までの光路長を検出する。第1光学系22および第2光学系23はそれぞれ、光源からの光の経路(光源からの光が入射する箇所)を変更して、光源からの光を被検物Wまたはプローブ24の反射部に入射させるために用いられうる。第1光学系22は、例えばガルバノミラーによって構成され、ミラー22aと、ミラー22aの面と平行な軸(ω1軸)を中心にミラー22aを回転駆動する駆動部22bとを有する。第2光学系23は、第1光学系22と同様に、例えばガルバノミラーによって構成され、ミラー23aと、ミラー23aの面と平行な軸(ω2軸)を中心にミラー23aを回転駆動する駆動部23bとを有する。ここでは、検出部21に光源、受光部および測長部を含む場合について説明したが、光源、受光部および測長部がそれぞれ別々に構成されていてもよい。
FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration example of the
[第1計測モードでの計測について]
被検物Wの形状を計測する際の計測ヘッド1の制御について説明する。まず、非接触式の計測を行う第1計測モードで被検物Wの形状を計測する際の計測ヘッド1の制御について説明する。第1計測モードでは、光源からの光がミラー22aおよび23aで反射されて被検物上の計測箇所に入射するように、第1光学系22(駆動部22b)および第2光学系23(駆動部23b)が制御部12によってそれぞれ制御される。そして、当該計測箇所で反射された光は、ミラー23aおよび22aで再び反射されて検出部21(受光部)に入射する。これにより、光源と計測箇所との間の光路長が検出部21によって求められ、検出部21による検出結果に基づいて、当該計測箇所の位置が制御部12によって決定される。このように計測箇所の位置を決定する処理を、被検物Wにおける複数の箇所の各々で行うことにより、被検物の形状を得ることができる。
[Measurement in the first measurement mode]
Control of the
ここで、第1光学系22のミラー22aを回転駆動すると、1つの方向(例えばY方向)に被検物上で光を走査することができる。また、第2光学系23のミラー23aを回転駆動すると、第1光学系のミラー22aを回転駆動したときの光の走査方向とは異なる方向(例えばX方向)に、被検物上で光を走査させることができる。例えば、ミラー22aおよび23aの角度の変化が図4(b)に示す変化になるように第1光学系22および第2光学系23をそれぞれ制御すると、図4(a)に示すように、被検面上で光をジグザグ状に走査することができる。つまり、ミラー22aおよび23aの角度によって被検物上で光を走査することのできる範囲内では、ヘッド駆動部10によって計測ヘッド1を移動させなくても、任意の箇所に光を入射させることができる。
Here, when the
[第2計測モードでの計測について]
次に、接触式の計測を行う第2計測モードで被検物Wの形状を計測する際の計測ヘッド1の制御について説明する。図5は、第2計測モードでの計測を説明するための図である。プローブ24は、被検物に接触する接触子24a、光を反射する反射部、スタイラス24bおよび平面プレート24cによって構成され、弾性部材24gを介して支持部材24fによって支持される。第1実施形態では、プローブの反射部として平面プレート24cを用いた例について説明する。
[Measurement in the second measurement mode]
Next, control of the
第2計測モードでは、光源からの光がミラー22aおよび23aで反射されてプローブ24の平面プレート24cに入射するように、第1光学系22(駆動部22b)および第2光学系23(駆動部22b)が制御部12によって制御される(図5(a))。平面プレート24cで反射された光は、ミラー23aおよび22aで再び反射されて検出部21(受光部)に入射する。これにより、光源と平面プレートとの間の光路長が検出部21によって検出される。そして、第2計測モードでは、平面プレート24cに光が入射している状態で、接触子24aと被検物Wとが近づくようにヘッド駆動部10により計測ヘッド1を移動させ、図5(b)に示すように、プローブ24の接触子24aを被検物Wに接触させる。接触子24aと被検物Wとが接触すると平面プレート24cが変位し、光源と平面プレート24cとの間の光路長が変化する。制御部12は、このような光路長の変化に基づいて、プローブ24の接触子24aと被検物Wとの接触を検知することができる。
In the second measurement mode, the first optical system 22 (
第1実施形態では、制御部12は、光源からの光がプローブ24の平面プレート上で走査するように第1光学系22および第2光学系23を制御する。そして、制御部12は、平面プレート上の複数点でそれぞれ検出された光源と平面プレートとの間の光路長に基づいて、平面プレート24cの面に対する法線を求め、求めた法線の方向の変化から接触子24aと被検物Wとの接触を検知する。
In the first embodiment, the
図6は、平面プレート24c上で光を走査させる方法を説明するための図である。例えば、制御部12は、ミラー22aおよび23aの角度の変化が図6(c)に示す変化になるように第1光学系22および第2光学系23をそれぞれ制御すると、図6(a)に示す走査経路で、周期Tで光を平面プレート24c上で走査させることができる。この場合、各周期Tにおける時刻t1、t2、t3では、図6(a)に示すように、平面プレート24c上の点A、点B、点Cに光がそれぞれ入射する。このように第1光学系22および第2光学系23を制御しながらヘッド駆動部10によってプローブ24(接触子24a)と被検物Wとを徐々に近づける。そして、接触子24aと被検物Wとが接触してプローブ24が傾くと、各周期Tにおける時刻t1、t2、t3では、図6(b)に示すように、平面プレート24c上の点A’、点B’、点C’に光がそれぞれ入射する。即ち、各周期Tにおける時刻t1、t2、t3の各々において光が入射する平面プレート24c上の点が変位し、平面プレート24cの面に対する法線の方向が変化する(法線のベクトルがNからN’に変化する)。即ち、この法線の方向の変化を検出することによって、制御部12は、接触子24aと被検物Wとの接触を検知することができる。
FIG. 6 is a diagram for explaining a method of scanning light on the
次に、プローブ24の接触子24aが接触した被検物Wの箇所の位置を求める方法について説明する。図7は、プローブ24の接触子24aが接触した被検物Wの部分の位置を求めるための制御部12の構成例を示す図である。制御部12は、接触子24aと被検物Wとの接触を検知する接触検知部41と、接触子24aと被検物Wとの接触を検知したときの計測ヘッド1の位置に基づいて、接触子24aが接触した被検物Wの箇所の位置を決定する決定部42とを処理部12aに含みうる。接触検知部41は、例えば、座標算出部41aと、法線方向算出部41bと、法線変化検出部41cとを含みうる。
Next, a method for obtaining the position of the location of the test object W that is in contact with the
座標算出部41aは、各周期Tにおける時刻t1、t2、t3の各々についての第1光学系22の制御量および第2光学系23の制御量を示す情報を、ω1軸制御部12fおよびω2軸制御部12gからそれぞれ取得する。また、座標算出部41aは、光源と平面プレート24cとの間の光路長を示す情報を、検出制御部12hから取得する。そして、座標算出部41aは、取得した情報に基づいて、各周期Tにおける時刻t1、t2、t3の各々において光が入射した平面プレート24c上の点についての平面プレート24c上の座標を求める。接触子24aと被検物Wとが接触していない場合では、時刻t1、t2、t3に光がそれぞれ入射する平面プレート24c上の点A、点B、点Cの座標が座標算出部41aによって求められる。以下では、点Aの座標を(xa1,ya1,za1)、点Bの座標を(xb1,yb1,zb1)、点Cの座標を(xc1,yc1,zc1)とする。
The coordinate
法線方向算出部41bは、座標算出部41aで求められた平面プレート24c上の各点の座標に基づいて、平面プレート24cの面に対する法線方向を算出する。まず、法線方向算出部41bは、点Aから点BへのベクトルABと、点Aから点CへのベクトルACとを式(1)および式(2)からそれぞれ求める。次に、法線方向算出部41cは、ベクトルABおよびベクトルACに直交するベクトルNを、ベクトルABとベクトルACとの外積を利用して、式(3)から求める。このベクトルNが、平面プレート24cの面に対する法線のベクトル(以下では、法線ベクトルNと称する)となる。
The normal
AB=(xb1−xa1,yb1−ya1,zb1−za1)
=(mx1,my1,mz1) ・・・(1)
AB = (x b1 -x a1, y b1 -y a1, z b1 -z a1)
= ( M x1 , m y1 , m z1 ) (1)
AC=(xc1−xa1,yc1−ya1,zc1−za1)
=(nx1,ny1,nz1) ・・・(2)
AC = (x c1 −x a1 , y c1 −y a1 , z c1 −z a1 )
= (N x1 , n y1 , n z1 ) (2)
N=AB×AC
=(mx1,my1,mz1)×(nx1,ny1,nz1)
=(my1・nz1−mz1・ny1,mz1・nx1−mx1・nz1,
mx1・ny1−my1・nx1) ・・・(3)
N = AB × AC
= ( M x1 , m y1 , m z1 ) × (n x1 , n y1 , n z1 )
= (M y1 · n z1 -m z1 · n y1, m z1 · n x1 -m x1 · n z1,
m x1 · n y1 −m y1 · n x1 ) (3)
法線変化検出部41cは、法線方向算出部41bによって求められた法線ベクトルNの変化を検出する。例えば、法線変化検出部41cは、図6(c)に示す期間T0に得られた法線ベクトルN0と、期間T1に得られた法線ベクトルN1との間の角度を、法線ベクトルN0と法線ベクトルN1との内積を利用して、式(4)から求める。接触子24aと被検物Wとが接触していない場合では、法線ベクトルN0と法線ベクトルN1とに変化がなく、cosθ=1となる。一方で、接触子24aと被検物Wとが接触してプローブ24が傾くと、cosθ≠1となる。そのため、法線変化検出部41cは、求めたcosθが「1」でなくなったときに、接触子24aと被検物Wとが接触したと検知して接触信号を出力する。ここで、計測ヘッド1には外乱が生じるため、その外乱を考慮した閾値α(0≦α<1)を設定し、cosθ<αのときに接触信号を出力するように法線変化検出部41cを構成してもよい。
The normal
cosθ=N0・N1/|N0|・|N1| ・・・(4) cos θ = N 0 · N 1 / | N 0 | · | N 1 | (4)
決定部42は、法線変化検出部41aから供給された接触信号をトリガとして、X軸制御部12b、Y軸制御部12c、Z軸制御部12dおよびωZ制御部12eから計測ヘッド1の位置情報を取得する。プローブ24の接触子24aは、計測ヘッド1内の所定の位置に配置されているため、計測ヘッド1の位置が分かれば接触子24aの位置を求めることができ、接触子24aの寸法から、接触子24aが接触した被検物Wの箇所の位置も求めることができる。したがって、決定部42は、計測ヘッド1の位置情報に基づいて、プローブ24の接触子24aが接触した被検物Wの箇所の位置を決定することができる。
The
ここで、第1実施形態では、平面プレート24cを有するプローブ24を用い、平面プレート24cの面に対する法線の変化からプローブ24の接触子24aと被検物Wとの接触を検知する方法について説明した。しかしながら、光源からの光が入射するプローブ24の反射部の形状は、光源とプローブ24の反射部との間の光路長の変化を検出することができる形状であれば、どのような形状でもよく、特定の形状に限定されるものではない。例えば、図8に示すように球状の部材24dを反射部として有するプローブ24を用いて、プローブ24の接触子24aと被検物Wとの接触を検知してもよい。この場合、制御部12は、光源からの光がミラー22aおよび23aで反射されて球状の部材24dに入射するように第1光学系22および第2光学系23をそれぞれ制御する。そして、制御部12は、検出部21による検出された光源と球状の部材24dとの間の光路長の変化によって、プローブ24の接触子24aと被検物Wとの接触を検知してもよい。
Here, in the first embodiment, a method for detecting contact between the
また、図9に示すように、計測ヘッド1に複数のプローブ24を設けてもよい。複数のプローブ24は、互いに異なる向きで配置されることが好ましい。これにより、被検面Wの計測箇所の形状に応じて、複数のプローブ24のうち、当該計測箇所の計測に最適なプローブ24を使用することができる。この場合、制御部12は、複数のプローブ24のうち、使用するプローブ24の反射部に光源からの光が入射するように、第1光学系22および第2光学系23を制御する。プローブ24(接触子24a)と被検物Wとの接触を検知する方法は上述のとおりである。
Further, as shown in FIG. 9, a plurality of
上述したように、第1実施形態の計測装置100は、プローブ24を被検物Wに接触させて被検物Wの形状を計測する際、非接触式で被検物Wの形状を計測する際に被検物Wに入射させる光をプローブ24の反射部に入射させる。そして、プローブ24で反射された光に基づいて、プローブ24と被検物Wとの接触を検知する。これにより、非接触式の計測機構および接触式の計測機構の一部を共通化し、装置構成を簡略化することができる。
As described above, when measuring the shape of the test object W by bringing the
<第2実施形態>
本発明に係る第2実施形態の計測装置について説明する。第1実施形態では、複数の光学系を用いて、光源からの光を被検物Wまたはプローブ24の反射部に入射させるように構成した計測ヘッド1について説明した。しかしながら、図10に示すように、ミラー25aおよび駆動部25bを含む1つの光学系25を用いて、光源からの光を被検物Wまたはプローブ24の反射部(例えば平面ミラー24c)に入射させるように計測ヘッド1を構成してもよい。図10は、第2実施形態の計測ヘッド1の構成を示す図である。このように計測ヘッド1を構成した場合、被検物上では、1つの方向(1次元)にしか光を走査することができない。この場合において、第1計測モードでは、光学系25により光を被検物上で走査することができる方向と異なる方向に、ヘッド駆動部10によって計測ヘッド1を駆動すれば、被検物上で2次元的に光を走査することができる。
Second Embodiment
A measuring device according to a second embodiment of the present invention will be described. In the first embodiment, the
<第3実施形態>
本発明に係る第3実施形態の計測装置について説明する。第2計測モードにおいて、光源からの光をプローブ24の反射部(例えば平面ミラー24c)に入射させる際、光源とプローブ24の反射部との間の光路長が計測レンジ(光路長を計測することができる許容範囲)に収まらない場合がある。そのため、第3実施形態の計測ヘッド1は、図11に示すように、光源とプローブ24の反射部との間の光路長が計測レンジ(許容範囲)に収めるために光源からの光を反射するミラー26を有する。これにより、光源とプローブ24の反射部との間の光路長を計測レンジに収めることができる。
<Third Embodiment>
A measurement apparatus according to a third embodiment of the present invention will be described. In the second measurement mode, when the light from the light source is incident on the reflection part (for example, the
<第4実施形態>
本発明に係る第4実施形態の計測装置について説明する。第4実施形態では、計測ヘッド1から着脱可能に構成されたプローブ24について、図12を参照しながら説明する。図12は、第4実施形態におけるプローブ24の構成を示す図である。第4実施形態のプローブ24は、例えば、計測ヘッド1に支持された第1部分24’と、計測ヘッド1から着脱可能に構成された第2部分24”とに分けられている。第1部分24’は、第1スタイラス24b1、平面プレート24c(反射部)および第1接続部24e1を含み、計測ヘッド1に固定された支持部材24fにより弾性部材24gを介して支持されている。また、第2部分24”は、第2スタイラス24b2、接触子24aおよび第2接続部24e2を含み、支持部材24hにより弾性部材24iを介して支持されている。
<Fourth embodiment>
A measurement device according to a fourth embodiment of the present invention will be described. In the fourth embodiment, a
第1部分24’と第2部分24”とを接続する場合には、第1部分24’を支持する支持部材24fの接続部材24jと、第2部分24”を支持する支持部材24hの接続部材24kとを接続する。これにより、第1接続部24e1と第2接続部24e2とを接続させ、1つのプローブ24として用いることができる。接続部材24jおよび接続部材24kとしては、例えば磁石などがそれぞれ用いられうる。また、第1接続部24e1および第2接続部24e2としては、例えば磁石などが用いられうる。このようにプローブ24を構成することにより、例えば、図13に示すように、計測ヘッド1の複数箇所にプローブ24の第1部分24’のみを配置し、被検物Wの計測箇所の形状に応じて、プローブ24の第2部分24”を付け替えることができる。
When connecting the
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ないことはいうまでもなく、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。 As mentioned above, although preferred embodiment of this invention was described, it cannot be overemphasized that this invention is not limited to these embodiment, A various deformation | transformation and change are possible within the range of the summary.
1:計測ヘッド、10:ヘッド駆動部、12:制御部、21:検出部、22:第1光学系、23:第2光学系、24:プローブ、100:計測装置 1: measurement head, 10: head drive unit, 12: control unit, 21: detection unit, 22: first optical system, 23: second optical system, 24: probe, 100: measurement device
Claims (13)
光を射出する光源と、
光を受光する受光部と、
前記被検物に接触させる接触子および光を反射する反射部を有するプローブと、
前記光源からの光が入射する箇所を変更する光学系と、
計測モードに応じて前記光学系を制御する制御部と、
を含み、
前記制御部は、
第1計測モードでは、前記光源からの光が前記被検物に入射するように前記光学系を制御し、前記被検物で反射された光を受光した前記受光部の出力に基づいて、前記光源からの光が入射した前記被検物の部分の位置を決定し、
第2計測モードでは、前記光源からの光が前記プローブの前記反射部に入射するように前記光学系を制御し、前記反射部で反射された光を受光した前記受光部の出力に基づいて、前記接触子が接触した前記被検物の部分の位置を決定する、ことを特徴とする計測装置。 A measuring device for measuring the shape of a test object,
A light source that emits light;
A light receiving portion for receiving light;
A probe having a contact to be brought into contact with the test object and a reflection part for reflecting light;
An optical system for changing the location where the light from the light source is incident;
A control unit for controlling the optical system according to a measurement mode;
Including
The controller is
In the first measurement mode, the optical system is controlled so that the light from the light source is incident on the test object, and based on the output of the light receiving unit that receives the light reflected by the test object, Determining the position of the portion of the specimen where light from the light source is incident;
In the second measurement mode, the optical system is controlled so that light from the light source is incident on the reflecting portion of the probe, and based on the output of the light receiving portion that receives the light reflected by the reflecting portion, A measuring apparatus for determining a position of a portion of the test object that is in contact with the contact.
前記制御部は、前記第1計測モードでは前記光源からの光が前記ミラーで反射されて前記被検物に入射するように前記駆動部を制御し、前記第2計測モードでは前記光源からの光が前記ミラーで反射されて前記プローブの前記反射部に入射するように前記駆動部を制御する、ことを特徴とする請求項1に記載の計測装置。 The optical system includes a mirror and a drive unit that drives the mirror,
The control unit controls the drive unit so that light from the light source is reflected by the mirror and enters the test object in the first measurement mode, and light from the light source in the second measurement mode. The measurement apparatus according to claim 1, wherein the driving unit is controlled so that the light is reflected by the mirror and enters the reflection unit of the probe.
前記制御部は、前記第2計測モードにおいて、前記光源からの光が前記平面プレートに入射するように前記光学系を制御する、ことを特徴とする請求項1乃至6のうちいずれか1項に記載の計測装置。 The reflective portion of the probe includes a planar plate;
The said control part controls the said optical system so that the light from the said light source may inject into the said plane plate in the said 2nd measurement mode, The any one of Claims 1 thru | or 6 characterized by the above-mentioned. The measuring device described.
前記制御部は、前記第2計測モードにおいて、前記光源からの光が前記球状の部材に入射するように前記光学系を制御する、ことを特徴とする請求項1乃至6のうちいずれか1項に記載の計測装置。 The reflective portion of the probe includes a spherical member;
The said control part controls the said optical system so that the light from the said light source may inject into the said spherical member in the said 2nd measurement mode, The any one of the Claims 1 thru | or 6 characterized by the above-mentioned. The measuring device described in 1.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015131833A JP2017015534A (en) | 2015-06-30 | 2015-06-30 | Measurement device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015131833A JP2017015534A (en) | 2015-06-30 | 2015-06-30 | Measurement device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2017015534A true JP2017015534A (en) | 2017-01-19 |
Family
ID=57827844
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2015131833A Pending JP2017015534A (en) | 2015-06-30 | 2015-06-30 | Measurement device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2017015534A (en) |
-
2015
- 2015-06-30 JP JP2015131833A patent/JP2017015534A/en active Pending
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5016245B2 (en) | Measurement system for determining the six degrees of freedom of an object | |
EP2564156B1 (en) | Profile measuring apparatus | |
CN106153074B (en) | Optical calibration system and method for inertial measurement combined dynamic navigation performance | |
JP5430472B2 (en) | Surface shape measuring device | |
KR20110133477A (en) | Measurement of positional information for a robot arm | |
KR20140048824A (en) | Calibration apparatus, calibration method, and measurement apparatus | |
JP2018194555A (en) | Device and method for geometrically measuring object | |
JP2012237686A (en) | Measuring instrument | |
JP2014508292A (en) | Method and apparatus for measuring surface with high accuracy | |
JP2012177620A (en) | Measurement instrument | |
JP7223939B2 (en) | Shape measuring machine and its control method | |
US10514292B2 (en) | Optical probe and measuring apparatus utilizing resonant scanners driven in synchronization with separate and coaxial drive axes | |
JP2020530105A (en) | Measuring the position of an object in space | |
JP6331587B2 (en) | Three-dimensional coordinate measuring apparatus and method, and calibration apparatus | |
JP2005121370A (en) | Surface shape measuring apparatus and method | |
US9927232B2 (en) | Ensuring inspection coverage for manual inspection | |
JP2010256121A (en) | Coordinate measuring machine | |
JP4646520B2 (en) | Three-dimensional shape measuring method and apparatus | |
JP2017015534A (en) | Measurement device | |
JP2017106876A (en) | Measurement device and measurement method | |
JP2014149247A (en) | Measurement method, determination method, and measurement instrument | |
JP2013142686A (en) | Accurate surface shape measuring apparatus | |
JP2019100899A (en) | Laser device and measurement system | |
JP2001165629A (en) | Shape measuring device and shape measuring method | |
JP7428492B2 (en) | Inspection method and correction method |