JP2017106876A - 計測装置、および計測方法 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明に係る第1実施形態の計測装置100について説明する。図1は、第1実施形態の計測装置100の構成を示す概略図である。図1(a)、(b)および(c)は、計測装置100をX方向、Z方向およびY方向からそれぞれ見た図を示している。なお、図1(b)では、装置構成をわかり易くするため、複数の基準部材10(フレームM)に加えてプローブ1および複数の検出部13も図示している。
第1実施形態では、プローブ1の走査範囲が区分けされた複数の範囲のうちプローブ1が配置された範囲に応じて、プローブ1の位置情報を求める際に用いる検出結果を変更する例について説明した。しかしながら、複数のZ基準部材10zの各々は、目標姿勢に対して傾いた状態でフレームMの支持部材11に取り付けられることがある。この場合、複数のZ検出部13zによる検出結果から求められたプローブ1の位置情報には、複数のZ基準部材10zの各々とプローブ1との相対的な傾きによる誤差や、複数のZ基準部材間の相対的な傾きによる誤差が生じうる。つまり、複数の範囲において、プローブ1の位置情報を求めた結果が複数の範囲において不連続になりうる。そのため、第2実施形態の処理部20は、各Z基準部材10zとプローブ1との相対的な傾きを示す情報(以下、第1情報)や、複数のZ基準部材10zにおける相対的な傾きを示す情報(以下、第2情報)に基づいて、プローブ1の位置情報を補正する。そして、処理部20は、補正したプローブ1の位置情報に基づいて被検面Fの形状情報を得る。
第3実施形態では、第2情報を求めるための他の方法について説明する。第3実施形態では、まず、処理部20は、第1基準部材10z1を基準として被検面上の所定部分の形状を計測し、その計測結果を第1計測結果として得る。そして、処理部20は、複数のZ基準部材10zに対して被検面FをX方向(第1方向)に移動させ、第2基準部材10z2を基準として被検面上の同じ所定部分の形状を計測し、その計測結果を第2計測結果として得る。これにより、被検面上の所定部分については、第1基準部材10z1を基準として計測された第1計測結果と、第2基準部材10z2を基準として計測された第2計測結果とが得られることとなる。
第1実施形態では、X方向に並んだ2つのZ基準部材10zを用いた例について説明したが、Z基準部材10zは2つに限られるものではない。第4実施形態では、4つのZ基準部材10zを用いる例について説明する。図6は、第4実施形態の計測装置をZ方向から見た図である。図6では、複数のZ基準部材10zと、複数のZ検出部13zを示しており、その他の構成要素については図示を省略している。
第1実施形態の計測装置100は、プローブ1を片方から支持する構成となっているが、この構成では、プローブ1を移動させたときの振動が増幅してプローブ1に伝わりうる。そのため、第5実施形態では、プローブ1を両側から支持する構成の計測装置200について説明する。図7は、第5実施形態の計測装置200を示す概略図である。図7(a)は、計測装置200をX方向から見た図であり、図7(b)は、計測装置200をZ方向から見た図である。ここで、図7(b)では、装置構成をわかり易くするため、フレームMおよび複数のZ基準部材10zを半透明で図示している。また、駆動部S以外の装置構成は、第1実施形態の計測装置100と同様であるため、以下では説明を省略する。
第1実施形態の計測装置100は、被検面Fに接触するプローブ球1aを有するプローブ1(接触式プローブ)を用いて被検面Fの形状を計測した。しかしながら、それに限られるものではなく、例えば、図8に示すように、光を用いて被検面Fからの距離を非接触で求めるプローブ1’(非接触式プローブ)を用いて被検面Fの形状を計測してもよい。非接触式プローブは、光を被検面に集束させる、所謂キャッツアイ方式であってもよいし、光が被検面上の任意点の曲率と一致させる方式であってもよい。なお、図8においては、駆動部Sの図示を省略している。
Claims (13)
- 被検面の形状を計測する計測装置であって、
前記被検面上で走査されるプローブと、
前記プローブの走査方向に並んだ複数の基準部材と、
前記複数の基準部材のうち前記プローブの前記走査方向の位置に応じて選択された基準部材からの距離を検出するようにそれぞれ構成され、前記走査方向における前記プローブの異なる位置に設けられた複数の検出部と、
前記プローブを走査しながら、前記複数の検出部による検出結果のうち少なくとも1つに基づいて前記プローブの位置情報を求めることにより、前記被検面の形状情報を得る処理部と、
を含み、
前記処理部は、前記走査方向における前記プローブの走査範囲が区分けされた複数の範囲のうち前記プローブが配置された範囲に応じて、前記複数の検出部による検出結果のうち前記位置情報を求める際に用いる検出結果を変更し、
前記複数の範囲は、前記複数の検出部の各々について選択された基準部材の組み合わせが互いに異なる、ことを特徴とする計測装置。 - 前記処理部は、前記複数の範囲の各々と検出結果を使用する検出部との関係を示す情報に基づいて、前記複数の検出部による検出結果のうち前記位置情報を求める際に用いる検出結果を変更する、ことを特徴とする請求項1に記載の計測装置。
- 前記処理部は、前記複数の基準部材の各々と前記プローブとの相対的な傾きを示す第1情報に基づいて前記位置情報を補正し、補正した前記位置情報に基づいて前記形状情報を求める、ことを特徴とする請求項1又は2に記載の計測装置。
- 前記複数の検出部は、前記複数の基準部材のうち同じ基準部材が選択可能となるように配置された複数の第1検出部を含み、
前記処理部は、前記複数の基準部材のうち同じ基準部材が選択されている状態の前記複数の第1検出部による検出結果に基づいて前記第1情報を求める、ことを特徴とする請求項3に記載の計測装置。 - 前記処理部は、前記複数の基準部材間の相対的な傾きを示す第2情報に基づいて前記位置情報を補正し、補正した前記位置情報に基づいて前記形状情報を求める、ことを特徴とする請求項1乃至4のうちいずれか1項に記載の計測装置。
- 前記複数の検出部は、前記複数の基準部材のうち互いに異なる基準部材が選択可能となるように配置された複数の第2検出部を含み、
前記処理部は、前記複数の基準部材のうち互いに異なる基準部材が選択されている状態の前記複数の第2検出部による検出結果に基づいて前記第2情報を求める、ことを特徴とする請求項5に記載の計測装置。 - 前記複数の基準部材は、第1基準部材および第2基準部材を含み、
前記処理部は、前記第1基準部材を基準として前記被検面上の所定部分の形状を計測した結果と、前記走査方向に前記被検面を移動させた後に前記第2基準部材を基準として前記所定部分の形状を計測した結果とに基づいて前記第2情報を求める、ことを特徴とする請求項5に記載の計測装置。 - 前記プローブの姿勢を検出する姿勢検出部を更に含み、
前記処理部は、前記姿勢検出部による検出結果に基づいて、前記プローブが目標姿勢で維持されるように前記プローブの姿勢を制御する、ことを特徴とする請求項1乃至7のうちいずれか1項に記載の計測装置。 - 前記複数の範囲は、前記複数の検出部の各々について同じ基準部材が選択される範囲と、前記複数の検出部のうち少なくとも2つの検出部について互いに異なる基準部材が選択される範囲とを含む、ことを特徴とする請求項1乃至8のうちいずれか1項に記載の計測装置。
- 前記複数の範囲は、前記複数の検出部のうち1つの検出部についていずれの基準部材も選択されない範囲を更に含む、ことを特徴とする請求項9に記載の計測装置。
- 前記複数の検出部は、前記複数の検出部のうち少なくとも1つの検出部について前記複数の基準部材のいずれかが選択可能となるように、前記走査方向に離隔して配置されている、ことを特徴とする請求項1乃至10のうちいずれか1項に記載の計測装置。
- 前記複数の基準部材は、前記走査方向に離隔して配置され、
前記複数の検出部の間の隙間は、前記複数の基準部材の間の隙間より広い、ことを特徴とする請求項11に記載の計測装置。 - 被検面上で走査されるプローブと、前記プローブの走査方向に並んだ複数の基準部材と、前記複数の基準部材のうち前記プローブの前記走査方向の位置に応じて選択された基準部材からの距離を検出するようにそれぞれ構成され、前記走査方向における前記プローブの異なる位置に設けられた複数の検出部とを用いて、前記被検面の形状を計測する計測方法であって、
前記プローブを走査しながら、前記複数の検出部による検出結果のうち少なくとも1つに基づいて前記プローブの位置情報を求めることにより、前記被検面の形状情報を得る工程を含み、
前記工程では、前記走査方向における前記プローブの走査範囲が区分けされた複数の範囲のうち前記プローブが配置された範囲に応じて、前記複数の検出部による検出結果のうち前記位置情報を求める際に用いる検出結果を変更し、
前記複数の範囲は、前記複数の検出部の各々について選択された基準部材の組み合わせが互いに異なる、ことを特徴とする計測方法。
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