JP2018162996A - Relation identifying method, relation identifying device, relation identifying program, correction method, correction device, and correction program - Google Patents

Relation identifying method, relation identifying device, relation identifying program, correction method, correction device, and correction program Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To allow an interference waveform to be corrected.SOLUTION: A computer 2 obtains interference waveforms corresponding to respective inclination angles in the case of changing an inclination angle, i.e. an angle of a work W placed on a three-dimensional measuring device 1 to an optical path of white light radiated by a white interferometer 12 at the three-dimensional measuring device 1 including the white interferometer 12, identifies a plurality of phase offsets between each of the plurality of interference waveforms obtained at the plurality of inclination angles and a reference interference waveform, and identifies relation between the inclination angle and the phase offset on the basis of the inclination angles and the phase offsets.SELECTED DRAWING: Figure 5

Description

本発明は、白色干渉計における干渉波形の補正に関する関係特定方法、関係特定装置、関係特定プログラム、補正方法、補正装置、及び補正用プログラムに関する。   The present invention relates to a relationship identification method, a relationship identification device, a relationship identification program, a correction method, a correction device, and a correction program for correcting an interference waveform in a white interferometer.

従来、白色干渉計を備え、白色光をワーク及び参照面に照射し、ワークから反射された白色光と、参照面から反射された白色光とに基づいてワークの三次元形状や高さを測定する三次元測定システムが知られている(例えば、特許文献1参照)。   Conventionally, equipped with a white interferometer, irradiates the workpiece and the reference surface with white light, and measures the three-dimensional shape and height of the workpiece based on the white light reflected from the workpiece and the white light reflected from the reference surface A three-dimensional measurement system is known (see, for example, Patent Document 1).

白色干渉計の対物レンズは、ミロー干渉計やマイケルソン干渉計によって構成されている。図9は、ミロー干渉計タイプの対物レンズ100の構成例を示す図である。図9に示すように、対物レンズ100は、白色光を照射するレンズ群101と、レンズ群から照射された白色光を透過させるガラス基板102と、ガラス基板102を透過した白色光の一部を反射するとともに他の一部を透過させるビームスプリッタ103と、ガラス基板102に載置され、ビームスプリッタ103によって反射された白色光を反射する参照ミラー104とを備えている。   The objective lens of the white interferometer is composed of a Milo interferometer or a Michelson interferometer. FIG. 9 is a diagram showing a configuration example of the objective lens 100 of the Milo interferometer type. As shown in FIG. 9, the objective lens 100 includes a lens group 101 that emits white light, a glass substrate 102 that transmits white light emitted from the lens group, and a portion of white light that has passed through the glass substrate 102. It includes a beam splitter 103 that reflects and transmits another part, and a reference mirror 104 that is placed on the glass substrate 102 and reflects white light reflected by the beam splitter 103.

白色光が照射されたワーク105を撮像部によって撮像する場合、撮像部に入射する白色光の光路には、ビームスプリッタ103を透過し、ワーク105を反射する白色光の光路である測定光路と、ビームスプリッタ103及び参照ミラー104で反射する白色光の光路である参照光路とが含まれる。このため、これらの光路差によって干渉が生じる。対物レンズ100の位置を白色光の照射方向に移動させながら撮像を行うと、撮像画像に含まれる複数の画素のそれぞれにおいて図3に示すような干渉波形IWが得られる。三次元測定システムは、撮像画像に含まれる画素において干渉光強度が最大となる対物レンズ100の光軸方向の位置を特定することにより、当該画素が対応するワーク上の位置の光軸方向の高さを計測することができる。   When the workpiece 105 irradiated with white light is imaged by the imaging unit, the optical path of white light incident on the imaging unit is transmitted through the beam splitter 103 and reflected from the workpiece 105, and is a measurement optical path that is an optical path of white light. And a reference optical path which is an optical path of white light reflected by the beam splitter 103 and the reference mirror 104. For this reason, interference occurs due to these optical path differences. When imaging is performed while moving the position of the objective lens 100 in the direction of white light irradiation, an interference waveform IW as shown in FIG. 3 is obtained in each of the plurality of pixels included in the captured image. The three-dimensional measurement system specifies the position in the optical axis direction of the objective lens 100 at which the interference light intensity is maximum in the pixel included in the captured image, thereby increasing the height in the optical axis direction of the position on the workpiece corresponding to the pixel. Can be measured.

特開2013−104998号公報JP 2013-104998 A

ワークの法線方向が、対物レンズの光軸と平行ではない場合において、ワークから反射する光が正反射ではないとき、光路が変化して光波の位相が変化する。そうすると、第1光路において位相ずれが生じ、図4の干渉波形IW’に示すようにずれが生じてしまう。よって、ワークの傾斜が一様ではなく、ワークの法線方向が一様ではない場合には、干渉波形のずれが生じることによってワークの高さを正確に測定することができないという問題が発生する。   When the normal direction of the workpiece is not parallel to the optical axis of the objective lens, when the light reflected from the workpiece is not regular reflection, the optical path changes and the phase of the light wave changes. Then, a phase shift occurs in the first optical path, and a shift occurs as shown by the interference waveform IW ′ in FIG. Therefore, when the workpiece inclination is not uniform and the normal direction of the workpiece is not uniform, there arises a problem that the height of the workpiece cannot be accurately measured due to the deviation of the interference waveform. .

そこで、本発明はこれらの点に鑑みてなされたものであり、干渉波形の補正を可能にする関係特定方法、関係特定装置、関係特定プログラムを提供することを目的とする。また、本発明は、干渉波形を補正することができる補正方法、補正装置、及び補正用プログラムを提供することを目的とする。   Therefore, the present invention has been made in view of these points, and an object thereof is to provide a relationship identification method, a relationship identification device, and a relationship identification program that enable correction of an interference waveform. It is another object of the present invention to provide a correction method, a correction device, and a correction program that can correct an interference waveform.

本発明の第1の態様に係る関係特定方法は、コンピュータが実行する、白色干渉計を備える三次元測定機において、前記白色干渉計が照射する白色光の光路に対する前記三次元測定機に載置されたワークの角度である傾斜角度を変化させた場合の、複数の前記傾斜角度のそれぞれに対応する干渉波形を取得する第1取得ステップと、複数の前記傾斜角度で取得された複数の干渉波形のそれぞれと基準干渉波形との間の複数の位相オフセットを特定する第1特定ステップと、前記複数の傾斜角度と前記複数の位相オフセットとに基づいて、前記傾斜角度と前記位相オフセットとの関係を特定する第2特定ステップと、を有する。   The relationship specifying method according to the first aspect of the present invention is a computer-implemented three-dimensional measuring machine including a white interferometer, which is mounted on the three-dimensional measuring machine with respect to an optical path of white light emitted by the white interferometer. A first acquisition step of acquiring an interference waveform corresponding to each of the plurality of tilt angles when the tilt angle that is the angle of the workpiece is changed, and a plurality of interference waveforms acquired at the plurality of tilt angles A relationship between the tilt angle and the phase offset based on a first specifying step for specifying a plurality of phase offsets between each of the reference interference waveform and the reference interference waveform, and the plurality of tilt angles and the plurality of phase offsets. A second specifying step of specifying.

前記関係特定方法は、前記傾斜角度を固定した状態で、前記白色光の照射方向を中心軸とした前記ワークの傾斜方向を変化させた場合の、複数の前記傾斜方向のそれぞれに対応する干渉波形を取得する第2取得ステップと、複数の前記傾斜方向で取得された複数の干渉波形のそれぞれと、前記基準干渉波形との間の複数の位相オフセットを特定する第3特定ステップと、前記複数の傾斜方向と前記複数の位相オフセットとに基づいて、前記傾斜方向と前記位相オフセットとの関係を特定する第4特定ステップとをさらに有していてもよい。   In the relationship specifying method, the interference waveform corresponding to each of the plurality of tilt directions when the tilt direction of the workpiece is changed with the white light irradiation direction as a central axis in a state where the tilt angle is fixed. A second acquisition step of acquiring a plurality of phase offsets between each of the plurality of interference waveforms acquired in the plurality of tilt directions and the reference interference waveform; and A fourth specifying step of specifying a relationship between the tilt direction and the phase offset based on the tilt direction and the plurality of phase offsets may be further included.

前記関係特定方法は、前記1取得ステップにおいて、前記傾斜方向を、前記位相オフセットが最大となるときの前記傾斜方向に固定した状態で、前記傾斜角度を変化させながら、前記干渉波形を取得してもよい。   In the first acquisition step, the relationship specifying method acquires the interference waveform while changing the tilt angle in a state where the tilt direction is fixed to the tilt direction when the phase offset is maximum. Also good.

前記関係特定方法は、前記傾斜方向に依存する前記位相オフセットの成分が0となるように前記傾斜方向を固定した状態で、前記傾斜角度を変化させながら前記干渉波形を取得する第3取得ステップと、前記第3取得ステップにおいて取得された複数の干渉波形のそれぞれと前記基準干渉波形との間の複数の位相オフセットを特定する第5特定ステップと、前記複数の傾斜角度と、前記第5特定ステップにおいて特定された前記複数の位相オフセットとに基づいて、前記傾斜角度と、前記傾斜方向に依存せず前記傾斜角度に依存する前記位相オフセットの成分との関係を特定する第6特定ステップとをさらに有していてもよい。   The relationship specifying method includes a third acquisition step of acquiring the interference waveform while changing the tilt angle in a state in which the tilt direction is fixed so that a component of the phase offset depending on the tilt direction is zero. , A fifth specifying step for specifying a plurality of phase offsets between each of the plurality of interference waveforms acquired in the third acquiring step and the reference interference waveform, the plurality of inclination angles, and the fifth specifying step A sixth specifying step of specifying a relationship between the tilt angle and the phase offset component that does not depend on the tilt direction but depends on the tilt angle based on the plurality of phase offsets specified in step You may have.

本発明の第2の態様に係る関係特定装置は、白色干渉計を備える三次元測定機において、前記白色干渉計が照射する白色光の光路に対する前記三次元測定機に載置されたワークの角度である傾斜角度を変化させた場合の、複数の前記傾斜角度のそれぞれに対応する干渉波形を取得する取得部と、複数の前記傾斜角度で取得された複数の干渉波形のそれぞれと基準干渉波形との間の複数の位相オフセットを特定する位相オフセット特定部と、前記複数の傾斜角度と前記複数の位相オフセットとに基づいて、前記傾斜角度と前記位相オフセットとの関係を特定する関係特定部と、を有する。   The relationship specifying device according to the second aspect of the present invention is a three-dimensional measuring machine including a white interferometer, wherein an angle of a workpiece placed on the three-dimensional measuring machine with respect to an optical path of white light irradiated by the white interferometer An acquisition unit that acquires an interference waveform corresponding to each of the plurality of inclination angles, and each of the plurality of interference waveforms acquired at the plurality of inclination angles and a reference interference waveform A phase offset specifying unit that specifies a plurality of phase offsets between, a relationship specifying unit that specifies a relationship between the tilt angle and the phase offset based on the plurality of tilt angles and the plurality of phase offsets; Have

本発明の第3の態様に係る関係特定プログラムは、コンピュータを、白色干渉計を備える三次元測定機において、前記白色干渉計が照射する白色光の光路に対する前記三次元測定機に載置されたワークの角度である傾斜角度を変化させた場合の、複数の前記傾斜角度のそれぞれに対応する干渉波形を取得する取得部、複数の前記傾斜角度で取得された複数の干渉波形のそれぞれと基準干渉波形との間の複数の位相オフセットを特定する位相オフセット特定部、及び、前記複数の傾斜角度と前記複数の位相オフセットとに基づいて、前記傾斜角度と前記位相オフセットとの関係を特定する関係特定部、として機能させる。   The relationship specifying program according to the third aspect of the present invention is a computer mounted on the three-dimensional measuring machine with respect to the optical path of the white light irradiated by the white interferometer in the three-dimensional measuring machine including the white interferometer. An acquisition unit that acquires an interference waveform corresponding to each of the plurality of inclination angles when the inclination angle that is a workpiece angle is changed, and each of the plurality of interference waveforms acquired at the plurality of inclination angles and a reference interference A phase offset specifying unit that specifies a plurality of phase offsets between waveforms, and a relationship specification that specifies a relationship between the tilt angles and the phase offsets based on the plurality of tilt angles and the plurality of phase offsets Function as part.

本発明の第4の態様に係る補正方法は、コンピュータが、白色干渉計を用いた三次元測定機において、前記白色干渉計が照射する白色光の光路に対する、前記三次元測定機に載置されたワークの角度である傾斜角度に伴う干渉波形の位相オフセットを補正する補正方法であって、前記白色干渉計を前記白色光の照射方向に移動させながら撮像した前記ワークの複数の撮像画像に基づいて、前記撮像画像に含まれる複数の画素のそれぞれに対応する干渉波形を取得するステップと、前記複数の画素のそれぞれに対応する前記ワークの位置における前記傾斜角度を特定するステップと、予め特定された前記傾斜角度と前記位相オフセットとの関係に基づいて、複数の画素のそれぞれに対して特定された前記傾斜角度に対応する前記位相オフセットを特定するステップと、特定された前記位相オフセットに基づいて、複数の画素のそれぞれに対応する前記干渉波形を補正するステップと、を備える。   In the correction method according to the fourth aspect of the present invention, in a three-dimensional measuring machine using a white interferometer, a computer is mounted on the three-dimensional measuring machine with respect to an optical path of white light emitted by the white interferometer. A correction method for correcting a phase offset of an interference waveform associated with an inclination angle that is an angle of a workpiece, which is based on a plurality of captured images of the workpiece captured while moving the white light interferometer in the irradiation direction of the white light Acquiring an interference waveform corresponding to each of the plurality of pixels included in the captured image, specifying the tilt angle at the position of the workpiece corresponding to each of the plurality of pixels, The phase offset corresponding to the tilt angle specified for each of a plurality of pixels based on the relationship between the tilt angle and the phase offset. Comprising identifying, based on the identified the phase offset, and correcting the interference waveforms corresponding to each of the plurality of pixels, a.

本発明の第5の態様に係る補正装置は、白色干渉計を用いた三次元測定機において、前記白色干渉計が照射する白色光の光路に対する、前記三次元測定機に載置されたワークの角度である傾斜角度に伴う干渉波形の位相オフセットを補正する補正装置であって、前記白色干渉計を前記白色光の照射方向に移動させながら撮像した前記ワークの複数の撮像画像に基づいて、前記撮像画像に含まれる複数の画素のそれぞれに対応する干渉波形を取得する取得部と、前記複数の画素のそれぞれに対応する前記ワークの位置における前記傾斜角度を特定する傾斜角度特定部と、予め特定された前記傾斜角度と前記位相オフセットとの関係に基づいて、複数の画素のそれぞれに対して特定された前記傾斜角度に対応する前記位相オフセットを特定するオフセット特定部と、特定された前記位相オフセットに基づいて、複数の画素のそれぞれに対応する前記干渉波形を補正する補正部と、を備える。   A correction apparatus according to a fifth aspect of the present invention is a three-dimensional measuring machine using a white interferometer, wherein the workpiece placed on the three-dimensional measuring machine with respect to the optical path of white light emitted by the white interferometer is used. A correction device that corrects a phase offset of an interference waveform associated with an inclination angle that is an angle, based on a plurality of captured images of the workpiece that are captured while moving the white light interferometer in the irradiation direction of the white light, An acquisition unit that acquires an interference waveform corresponding to each of the plurality of pixels included in the captured image, an inclination angle specifying unit that specifies the inclination angle at the position of the workpiece corresponding to each of the plurality of pixels, and specification in advance The phase offset corresponding to the tilt angle specified for each of a plurality of pixels is identified based on the relationship between the tilt angle and the phase offset. Comprising a set specifying unit, based on the identified said phase offset, and a correction section that corrects the interference waveforms corresponding to each of the plurality of pixels, a.

本発明の第6の態様に係る補正用プログラムは、白色干渉計を用いた三次元測定機において、前記白色干渉計が照射する白色光の光路に対する、前記三次元測定機に載置されたワークの角度である傾斜角度に伴う干渉波形の位相オフセットを補正するコンピュータを、前記白色干渉計を前記白色光の照射方向に移動させながら撮像した前記ワークの複数の撮像画像に基づいて、前記撮像画像に含まれる複数の画素のそれぞれに対応する干渉波形を取得する取得部、前記複数の画素のそれぞれに対応する前記ワークの位置における前記傾斜角度を特定する傾斜角度特定部、予め特定された前記傾斜角度と前記位相オフセットとの関係に基づいて、複数の画素のそれぞれに対して特定された前記傾斜角度に対応する前記位相オフセットを特定するオフセット特定部、及び、特定された前記位相オフセットに基づいて、複数の画素のそれぞれに対応する前記干渉波形を補正する補正部、として機能させる。   A correction program according to a sixth aspect of the present invention is a three-dimensional measuring machine using a white interferometer, wherein the workpiece placed on the three-dimensional measuring machine with respect to the optical path of white light irradiated by the white interferometer The computer that corrects the phase offset of the interference waveform with the tilt angle that is the angle of the image is based on a plurality of captured images of the workpiece that are captured while moving the white light interferometer in the irradiation direction of the white light. An acquisition unit that acquires an interference waveform corresponding to each of the plurality of pixels included in the image, an inclination angle specifying unit that specifies the inclination angle at the position of the workpiece corresponding to each of the plurality of pixels, and the inclination specified in advance Based on the relationship between the angle and the phase offset, the phase offset corresponding to the tilt angle specified for each of a plurality of pixels is specified. Offset identifying unit, and, based on the identified said phase offset correction unit, to function as correcting the interference waveforms corresponding to each of the plurality of pixels.

本発明によれば、干渉波形の補正が可能になるという効果を奏する。   According to the present invention, it is possible to correct an interference waveform.

第1実施形態に係る三次元測定システムの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the three-dimensional measurement system which concerns on 1st Embodiment. 第1実施形態に係るコンピュータの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the computer which concerns on 1st Embodiment. 干渉波形の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of an interference waveform. 波形位置がずれた干渉波形の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the interference waveform from which the waveform position shifted | deviated. 第1実施形態に係るコンピュータによる、傾斜角度と位相オフセットとの関係を特定する処理の流れを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the flow of the process which specifies the relationship between an inclination angle and a phase offset by the computer which concerns on 1st Embodiment. 第1実施形態に係るコンピュータによる位相オフセットの補正に係る処理の流れを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the flow of the process which concerns on correction | amendment of the phase offset by the computer which concerns on 1st Embodiment. 第2実施形態に係るコンピュータによる、傾斜角度と傾斜方向と位相オフセットとの関係を特定する処理の流れを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the flow of the process which specifies the relationship between an inclination angle, an inclination direction, and a phase offset by the computer which concerns on 2nd Embodiment. 第3実施形態に係るコンピュータによる、傾斜角度と傾斜方向と位相オフセットとの関係を特定する処理の流れを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the flow of the process which specifies the relationship between an inclination angle, an inclination direction, and a phase offset by the computer which concerns on 3rd Embodiment. ミロー干渉計タイプの干渉対物レンズの構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of an interference objective lens of a Millo interferometer type.

<第1実施形態>
図1は、第1実施形態に係る三次元測定システムSの構成を示す図である。
三次元測定システムSは、三次元測定機1と、関係特定装置及び補正装置としてのコンピュータ2とを備える。
<First Embodiment>
FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of a three-dimensional measurement system S according to the first embodiment.
The three-dimensional measuring system S includes a three-dimensional measuring machine 1 and a computer 2 as a relationship specifying device and a correction device.

三次元測定機1は、ステージ11と、白色干渉計12と、駆動制御部13とを備える。
ステージ11は、ワークWを載置するための測定盤である。
白色干渉計12は、照射部121と、コリメータレンズ122と、ビームスプリッタ123と、対物レンズ部124と、撮像部129とを備える。
The coordinate measuring machine 1 includes a stage 11, a white interferometer 12, and a drive control unit 13.
The stage 11 is a measurement board on which the workpiece W is placed.
The white interferometer 12 includes an irradiation unit 121, a collimator lens 122, a beam splitter 123, an objective lens unit 124, and an imaging unit 129.

照射部121は、白色光をコリメータレンズ122に照射する。
コリメータレンズ122は、入射した白色光を平行光として出射する。
ビームスプリッタ123は、コリメータレンズ122から出射された白色光を反射し、対物レンズ部124に入射する。また、ビームスプリッタ123は、対物レンズ部124から入射する白色光を透過させて撮像部129に入射させる。
The irradiation unit 121 irradiates the collimator lens 122 with white light.
The collimator lens 122 emits the incident white light as parallel light.
The beam splitter 123 reflects the white light emitted from the collimator lens 122 and enters the objective lens unit 124. Further, the beam splitter 123 transmits the white light incident from the objective lens unit 124 and causes the white light to enter the imaging unit 129.

対物レンズ部124は、対物レンズ125と、ガラス基板126と、参照ミラー127と、ビームスプリッタ128とを備える。
対物レンズ125は、ビームスプリッタ123から入射する白色光を収束し、ガラス基板126に入射させる。
ガラス基板126は、入射した白色光を透過させる。ガラス基板126の上面には、参照ミラー127が載置される。参照ミラー127は、ビームスプリッタ128から反射した白色光をビームスプリッタ128に反射する。
The objective lens unit 124 includes an objective lens 125, a glass substrate 126, a reference mirror 127, and a beam splitter 128.
The objective lens 125 converges the white light incident from the beam splitter 123 and causes it to enter the glass substrate 126.
The glass substrate 126 transmits the incident white light. A reference mirror 127 is placed on the upper surface of the glass substrate 126. The reference mirror 127 reflects the white light reflected from the beam splitter 128 to the beam splitter 128.

ビームスプリッタ128は、対物レンズ125から入射した白色光の一部を反射して参照ミラーに入射させるとともに、他の一部を透過させてワークWに入射させる。参照ミラーに入射する白色光は、参照ミラー127によって反射され、再びビームスプリッタ128に入射する。ビームスプリッタ128は、参照ミラー127によって反射された白色光を反射し、対物レンズ125に入射させる。
また、ビームスプリッタ128は、ワークWから反射した反射光を透過させて、対物レンズ125に入射させる。
The beam splitter 128 reflects a part of the white light incident from the objective lens 125 so as to be incident on the reference mirror and transmits the other part to be incident on the workpiece W. The white light incident on the reference mirror is reflected by the reference mirror 127 and enters the beam splitter 128 again. The beam splitter 128 reflects the white light reflected by the reference mirror 127 and makes it incident on the objective lens 125.
Further, the beam splitter 128 transmits the reflected light reflected from the workpiece W and makes it incident on the objective lens 125.

このように、対物レンズ125に入射する白色光の光路には、ビームスプリッタ128を透過し、ワークWにおいて反射してビームスプリッタ128を透過した白色光の光路である測定光路と、ビームスプリッタ128において反射し、参照ミラー127において反射し、その後、再びビームスプリッタ128において反射した白色光の光路である参照光路とが含まれる。参照光路と、測定光路との光路差によって、対物レンズ125に入射する白色光には干渉が生じる。以下、対物レンズ125に入射し、撮像部129に入射する白色光を干渉光ともいう。   As described above, the white light incident on the objective lens 125 passes through the beam splitter 128, is reflected by the workpiece W and is transmitted through the beam splitter 128, and the measurement light path, which is the white light optical path, passes through the beam splitter 128. And a reference optical path that is an optical path of white light reflected by the reference mirror 127 and then reflected by the beam splitter 128 again. Due to the optical path difference between the reference optical path and the measurement optical path, interference occurs in the white light incident on the objective lens 125. Hereinafter, white light that enters the objective lens 125 and enters the imaging unit 129 is also referred to as interference light.

撮像部129は、2次元の撮像素子を含むCCDカメラ等である。撮像部129は、対物レンズ部124を透過し、ビームスプリッタ123を透過した干渉光を検出して、撮像画像を生成する。撮像部129は、生成した撮像画像をコンピュータ2に出力する。   The imaging unit 129 is a CCD camera or the like including a two-dimensional imaging element. The imaging unit 129 detects the interference light transmitted through the objective lens unit 124 and transmitted through the beam splitter 123, and generates a captured image. The imaging unit 129 outputs the generated captured image to the computer 2.

駆動制御部13は、白色干渉計12を白色光の照射方向に移動させることにより、対物レンズ部124とワークWとの距離を変化させる。駆動制御部13は、白色干渉計12の位置に基づく、対物レンズ部124の高さ位置を示す高さ位置情報をコンピュータ2に出力する。   The drive control unit 13 changes the distance between the objective lens unit 124 and the workpiece W by moving the white interferometer 12 in the white light irradiation direction. The drive control unit 13 outputs height position information indicating the height position of the objective lens unit 124 based on the position of the white interferometer 12 to the computer 2.

撮像部129は、対物レンズ部124が移動する毎に撮像画像を生成してコンピュータ2に出力する。対物レンズ部124の高さ位置の変化に応じて測定光路と参照光路との光路差が変化することから、撮像画像に含まれる各画素において検出される干渉光の強度は、対物レンズ部124の高さ位置の変化に応じて変化する。   The imaging unit 129 generates a captured image and outputs it to the computer 2 every time the objective lens unit 124 moves. Since the optical path difference between the measurement optical path and the reference optical path changes according to the change in the height position of the objective lens unit 124, the intensity of the interference light detected in each pixel included in the captured image is the intensity of the objective lens unit 124. It changes according to the change of the height position.

図2は、第1実施形態に係るコンピュータ2の構成を示す図である。
コンピュータ2は、記憶部21と、制御部22とを備える。
記憶部21は、例えば、ROM及びRAM等である。記憶部21は、コンピュータ2を機能させるための各種プログラムを記憶する。記憶部21は、制御部22を、干渉波形取得部221、位相オフセット特定部222、関係特定部223、及び補正部224として機能させる関係特定プログラム及び補正用プログラムとしての三次元測定用プログラムを記憶する。
FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration of the computer 2 according to the first embodiment.
The computer 2 includes a storage unit 21 and a control unit 22.
The storage unit 21 is, for example, a ROM and a RAM. The storage unit 21 stores various programs for causing the computer 2 to function. The storage unit 21 stores a relationship specifying program that causes the control unit 22 to function as the interference waveform acquisition unit 221, the phase offset specifying unit 222, the relationship specifying unit 223, and the correction unit 224, and a three-dimensional measurement program as a correction program. To do.

また、記憶部21は、駆動制御部13から出力された高さ位置情報と、撮像部129から出力された撮像画像とを関連付けて記憶する。また、記憶部21は、制御部22によって生成された干渉波形を示す干渉波形情報を記憶する。   The storage unit 21 stores the height position information output from the drive control unit 13 and the captured image output from the imaging unit 129 in association with each other. Further, the storage unit 21 stores interference waveform information indicating the interference waveform generated by the control unit 22.

制御部22は、例えばCPUである。制御部22は、記憶部21に記憶されている各種プログラムを実行することにより、コンピュータ2に係る機能を制御する。制御部22は、三次元測定用プログラムを実行することにより、干渉波形取得部221、位相オフセット特定部222、関係特定部223、及び補正部224として機能する。   The control unit 22 is, for example, a CPU. The control unit 22 controls functions related to the computer 2 by executing various programs stored in the storage unit 21. The control unit 22 functions as an interference waveform acquisition unit 221, a phase offset specification unit 222, a relationship specification unit 223, and a correction unit 224 by executing a three-dimensional measurement program.

干渉波形取得部221は、駆動制御部13から出力された対物レンズ部124の高さ位置を示す位置情報と、撮像部129から出力された撮像画像とに基づいて、干渉波形を生成する。まず、干渉波形取得部221は、白色干渉計12が移動する毎に、駆動制御部13から高さ位置情報を取得するとともに、撮像部129から撮像画像を取得する。干渉波形取得部221は、撮像画像に含まれる複数の画素のそれぞれについて、白色光の強度と、対物レンズ部124の高さ位置との関係を示す干渉波形を生成する。干渉波形取得部221は、複数の画素のそれぞれに対して生成した干渉波形を示す干渉波形情報を記憶部21に記憶させる。   The interference waveform acquisition unit 221 generates an interference waveform based on the position information indicating the height position of the objective lens unit 124 output from the drive control unit 13 and the captured image output from the imaging unit 129. First, the interference waveform acquisition unit 221 acquires height position information from the drive control unit 13 and acquires a captured image from the imaging unit 129 each time the white interferometer 12 moves. The interference waveform acquisition unit 221 generates an interference waveform indicating the relationship between the intensity of white light and the height position of the objective lens unit 124 for each of a plurality of pixels included in the captured image. The interference waveform acquisition unit 221 causes the storage unit 21 to store interference waveform information indicating the interference waveform generated for each of the plurality of pixels.

図3は、干渉波形の一例を示す図である。図3には、干渉波形の一例として、干渉波形IWが示されている。図3に示すように、干渉波形IWには、干渉高強度が最大となるピーク位置が存在しており、コンピュータ2の制御部22は、当該ピーク位置に対応する対物レンズ部124の高さ位置に基づいて、当該干渉波形に関連する画素が対応するワークWの位置の高さを測定することができる。   FIG. 3 is a diagram illustrating an example of an interference waveform. FIG. 3 shows an interference waveform IW as an example of the interference waveform. As shown in FIG. 3, the interference waveform IW has a peak position where the interference high intensity is maximum, and the control unit 22 of the computer 2 determines the height position of the objective lens unit 124 corresponding to the peak position. The height of the position of the work W to which the pixel related to the interference waveform corresponds can be measured.

ここで、画素が対応するワークWの位置である画素対応位置において、ワークWが白色光の照射方向に対して傾斜していると、干渉波形の波形位置がずれてしまい、当該画素対応位置におけるワークWの高さが正確に測定できないという問題がある。図4は、波形位置がずれた干渉波形の一例を示す図である。図4に示す破線の干渉波形は、図3に示す干渉波形IWと同一の干渉波形であり、実線の干渉波形は波形位置がずれた干渉波形IW’である。図4に示すように、干渉波形IW’は、干渉波形IWに対して波形位置がずれていることが確認できる。   Here, when the workpiece W is inclined with respect to the irradiation direction of the white light at the pixel corresponding position that is the position of the workpiece W to which the pixel corresponds, the waveform position of the interference waveform shifts, and the pixel corresponding position at the pixel corresponding position. There is a problem that the height of the workpiece W cannot be measured accurately. FIG. 4 is a diagram illustrating an example of an interference waveform whose waveform position is shifted. 4 is the same interference waveform as the interference waveform IW shown in FIG. 3, and the solid interference waveform is an interference waveform IW ′ whose waveform position is shifted. As shown in FIG. 4, it can be confirmed that the waveform position of the interference waveform IW ′ is deviated from the interference waveform IW.

本発明に係るコンピュータ2は、干渉波形取得部221、位相オフセット特定部222、関係特定部223、補正部224によって、白色干渉計12がワークWに照射する白色光の光路に対する、ワークWの角度である傾斜角度と、干渉波形のずれ量との関係を特定し、当該関係に基づいて干渉波形を補正することができる。以下、干渉波形取得部221、位相オフセット特定部222、関係特定部223、補正部224の機能について詳細に説明する。なお、以下の説明では、ワークWが傾斜していない場合における干渉波形を基準干渉波形という。また、基準干渉波形と、ワークWが傾斜している場合における干渉波形とのずれ量を位相オフセットという。   The computer 2 according to the present invention uses the interference waveform acquisition unit 221, the phase offset specification unit 222, the relationship specification unit 223, and the correction unit 224 to determine the angle of the workpiece W with respect to the optical path of white light that the white interferometer 12 irradiates the workpiece W. It is possible to specify the relationship between the tilt angle and the amount of deviation of the interference waveform, and correct the interference waveform based on the relationship. Hereinafter, functions of the interference waveform acquisition unit 221, the phase offset specification unit 222, the relationship specification unit 223, and the correction unit 224 will be described in detail. In the following description, the interference waveform when the workpiece W is not inclined is referred to as a reference interference waveform. The amount of deviation between the reference interference waveform and the interference waveform when the workpiece W is tilted is called a phase offset.

[傾斜角度と位相オフセットとの関係の特定]
まず、傾斜角度と位相オフセットとの関係を特定する処理の流れを説明しながら、当該処理に係る干渉波形取得部221、位相オフセット特定部222、関係特定部223の機能について説明する。図5は、第1実施形態に係るコンピュータ2による、傾斜角度と位相オフセットとの関係を特定する処理の流れを示すフローチャートである。
まず、作業者が、校正用ワークをステージ10に載置する(S10)。校正用ワークは、例えば、傾斜角度が可変の平面状のワークである。
[Identification of relationship between tilt angle and phase offset]
First, while explaining the flow of processing for specifying the relationship between the tilt angle and the phase offset, the functions of the interference waveform acquisition unit 221, the phase offset specification unit 222, and the relationship specification unit 223 related to the processing will be described. FIG. 5 is a flowchart showing a flow of processing for specifying the relationship between the tilt angle and the phase offset by the computer 2 according to the first embodiment.
First, the operator places the calibration work on the stage 10 (S10). The calibration work is, for example, a flat work having a variable inclination angle.

続いて、干渉波形取得部221は、校正用ワークの傾斜角度を変化させた場合の、複数の傾斜角度のそれぞれに対応する干渉波形を取得する(S20)。
具体的には、まず、作業者は、校正用ワークの傾斜角度を固定した状態で白色干渉計12を白色光の照射方向に移動させながら、白色干渉計12の撮像部129に撮像画像を生成させる。
Subsequently, the interference waveform acquisition unit 221 acquires an interference waveform corresponding to each of a plurality of inclination angles when the inclination angle of the calibration work is changed (S20).
Specifically, first, the operator generates a captured image in the imaging unit 129 of the white interferometer 12 while moving the white interferometer 12 in the irradiation direction of white light with the tilt angle of the calibration work fixed. Let

続いて、干渉波形取得部221は、一の傾斜角度に対応する、対物レンズ部124と校正用ワークとの距離を変化させた場合の複数の撮像画像と、対物レンズ部124の高さ位置情報とを、三次元測定機1から取得する。干渉波形取得部221は、一の傾斜角度に対応する複数の撮像画像と高さ位置情報とに基づいて、干渉波形を示す干渉波形情報を生成する。例えば、干渉波形取得部221は、予め定められた一の画素に対応する干渉波形情報を生成する。干渉波形取得部221は、生成した干渉波形情報と、傾斜角度とを関連付けて記憶させる。   Subsequently, the interference waveform acquisition unit 221 includes a plurality of captured images when the distance between the objective lens unit 124 and the calibration work corresponding to one inclination angle is changed, and height position information of the objective lens unit 124. Are obtained from the coordinate measuring machine 1. The interference waveform acquisition unit 221 generates interference waveform information indicating an interference waveform based on a plurality of captured images corresponding to one inclination angle and height position information. For example, the interference waveform acquisition unit 221 generates interference waveform information corresponding to one predetermined pixel. The interference waveform acquisition unit 221 stores the generated interference waveform information and the tilt angle in association with each other.

干渉波形取得部221が一の傾斜角度に対応する干渉波形情報を生成すると、作業者は、校正用ワークの傾斜角度を変更し、白色干渉計12を白色光の照射方向に移動させながら、白色干渉計12の撮像部129に撮像画像を生成させる。干渉波形取得部221は、変更後の傾斜角度に対応する、対物レンズ部124と校正用ワークとの距離を変化させた場合の複数の撮像画像と、対物レンズ部124の高さ位置情報とを三次元測定機1から取得する。干渉波形取得部221は、変更後の傾斜角度に対応する干渉波形情報を生成する。干渉波形取得部221は、干渉波形情報と、変更後の傾斜角度とを関連付けて記憶させる。   When the interference waveform acquisition unit 221 generates interference waveform information corresponding to one inclination angle, the operator changes the inclination angle of the work for calibration and moves the white interferometer 12 in the irradiation direction of white light while moving white. The imaging unit 129 of the interferometer 12 is caused to generate a captured image. The interference waveform acquisition unit 221 obtains a plurality of captured images when the distance between the objective lens unit 124 and the calibration work corresponding to the changed tilt angle and height position information of the objective lens unit 124 are obtained. Obtained from the coordinate measuring machine 1. The interference waveform acquisition unit 221 generates interference waveform information corresponding to the changed tilt angle. The interference waveform acquisition unit 221 stores the interference waveform information and the changed tilt angle in association with each other.

作業者は、干渉波形取得部221が干渉波形情報を生成する毎に、校正用ワークの傾斜角度を変更し、コンピュータ2に、干渉波形情報を生成させ、当該干渉波形情報と、傾斜角度とを関連付けて記憶させる。なお、本実施形態では、作業者が校正用ワークの傾斜角度を変更することとしたが、これに限らない。例えば、校正用ワークの傾斜角度をコンピュータ2の制御によって変更可能としておき、コンピュータ2が、干渉波形情報を生成したことに応じて校正用ワークの傾斜角度を変更するようにしてもよい。   Each time the interference waveform acquisition unit 221 generates the interference waveform information, the operator changes the tilt angle of the calibration work, causes the computer 2 to generate the interference waveform information, and obtains the interference waveform information and the tilt angle. Relate to remember. In the present embodiment, the operator changes the inclination angle of the calibration work, but the present invention is not limited to this. For example, the tilt angle of the calibration work may be changed by the control of the computer 2, and the computer 2 may change the tilt angle of the calibration work in response to the generation of the interference waveform information.

続いて、位相オフセット特定部222は、複数の傾斜角度で取得された干渉波形のそれぞれと、基準干渉波形との間の複数の位相オフセットを特定する(S30)。   Subsequently, the phase offset specifying unit 222 specifies a plurality of phase offsets between each of the interference waveforms acquired at a plurality of inclination angles and the reference interference waveform (S30).

続いて、関係特定部223は、複数の傾斜角度と複数の位相オフセットとに基づいて、傾斜角度と位相オフセットとの関係を特定する(S40)。
具体的には、関係特定部223は、傾斜角度をφとした場合の、位相オフセットを示す関数Ψ(φ)を特定する。例えば、傾斜角度φに依存する位相オフセットの成分に対応するパラメータをα、傾斜角度φに依存しない位相オフセットの成分としての定数をγとし、位相オフセットを以下の式(1)で示す関数で表わす。
Ψ(φ)=αφ+γ・・・(1)
Subsequently, the relationship identifying unit 223 identifies the relationship between the tilt angle and the phase offset based on the plurality of tilt angles and the plurality of phase offsets (S40).
Specifically, the relationship specifying unit 223 specifies a function ψ (φ) indicating a phase offset when the tilt angle is φ. For example, a parameter corresponding to a phase offset component that depends on the tilt angle φ is α, a constant as a phase offset component that does not depend on the tilt angle φ is γ, and the phase offset is expressed by a function expressed by the following equation (1). .
Ψ (φ) = αφ + γ (1)

関係特定部223は、位相オフセット特定部222が特定した、少なくとも2つの傾斜角度φに対応する位相オフセットΨ(φ)に基づいて、パラメータαと、定数γとを特定することにより、位相オフセットを示す関数Ψ(φ)を特定する。   The relationship specifying unit 223 specifies the parameter α and the constant γ based on the phase offset Ψ (φ) corresponding to at least two inclination angles φ specified by the phase offset specifying unit 222, thereby determining the phase offset. The function Ψ (φ) to be shown is specified.

[位相オフセットの補正]
続いて、位相オフセットの補正に係る処理について説明する。
干渉波形取得部221は、白色干渉計12を白色光の照射方向に移動させながら撮像したワークの複数の撮像画像に基づいて、当該撮像画像に含まれる複数の画素のそれぞれに対応する干渉波形を取得する。
[Correction of phase offset]
Next, processing related to phase offset correction will be described.
The interference waveform acquisition unit 221 generates an interference waveform corresponding to each of a plurality of pixels included in the captured image based on a plurality of captured images of the workpiece captured while moving the white light interferometer 12 in the white light irradiation direction. get.

補正部224は、複数の画素のそれぞれに対応するワークの位置における傾斜角度φを特定し、予め特定された傾斜角度φと位相オフセットとの関係を示す関数Ψ(φ)に基づいて、特定された傾斜角度φに対応する位相オフセットを特定し、特定された位相オフセットに基づいて、複数の画素のそれぞれに対応する干渉波形を補正する。   The correction unit 224 specifies the tilt angle φ at the position of the workpiece corresponding to each of the plurality of pixels, and is specified based on the function Ψ (φ) indicating the relationship between the previously specified tilt angle φ and the phase offset. The phase offset corresponding to the tilt angle φ is specified, and the interference waveform corresponding to each of the plurality of pixels is corrected based on the specified phase offset.

以下に、位相オフセットの補正に係る処理の流れを説明しながら、当該処理に係る干渉波形取得部221、位相オフセット特定部222、補正部224の機能について説明する。図6は、第1実施形態に係るコンピュータ2による位相オフセットの補正に係る処理の流れを示すフローチャートである。
まず、作業者が、測定対象のワークWをステージ10に載置する(S110)。
The functions of the interference waveform acquisition unit 221, the phase offset specification unit 222, and the correction unit 224 related to the processing will be described below while describing the flow of processing related to the correction of the phase offset. FIG. 6 is a flowchart showing a flow of processing relating to the correction of the phase offset by the computer 2 according to the first embodiment.
First, the worker places the workpiece W to be measured on the stage 10 (S110).

続いて、干渉波形取得部221は、白色干渉計12を白色光の照射方向に移動させながら撮像したワークWの複数の撮像画像に基づいて、当該撮像画像に含まれる複数の画素のそれぞれに対応する干渉波形を取得する(S120)。
続いて、補正部224は、撮像画像に含まれる複数の画素のうち、位相オフセットの補正が行われていない1つの画素を選択する(S130)。
Subsequently, the interference waveform acquisition unit 221 corresponds to each of a plurality of pixels included in the captured image based on a plurality of captured images of the workpiece W captured while moving the white interferometer 12 in the white light irradiation direction. An interference waveform to be acquired is acquired (S120).
Subsequently, the correction unit 224 selects one pixel from which the phase offset is not corrected among the plurality of pixels included in the captured image (S130).

続いて、補正部224は、選択した1つの画素に対応するワークWの位置における傾斜角度を特定する(S140)。例えば、補正部224は、当該画素の干渉波形に基づいて、当該画素に対応するワークWの位置におけるワークWの高さを特定する。また、補正部224は、隣接する画素の干渉波形に基づいて、当該隣接する画素のそれぞれに対応するワークWの位置におけるワークWの高さを特定する。ここで特定されるワークWの高さは、補正前の干渉波形に基づいて算出される。補正部224は、選択した1つの画素において特定されたワークWの高さと、隣接する複数の画素において特定されたワークWの高さとの変化量に基づいて、1つの画素に対応するワークWの位置における傾斜角度を特定する。   Subsequently, the correcting unit 224 specifies the inclination angle at the position of the workpiece W corresponding to the selected one pixel (S140). For example, the correction unit 224 specifies the height of the workpiece W at the position of the workpiece W corresponding to the pixel based on the interference waveform of the pixel. In addition, the correction unit 224 specifies the height of the workpiece W at the position of the workpiece W corresponding to each of the adjacent pixels based on the interference waveform of the adjacent pixels. The height of the workpiece W specified here is calculated based on the interference waveform before correction. The correction unit 224 determines the work W corresponding to one pixel based on the amount of change between the height of the work W specified in the selected pixel and the height of the work W specified in the adjacent pixels. Specify the tilt angle at the position.

続いて、補正部224は、選択した1つの画素に対応する位相オフセットを特定する(S150)。具体的には、補正部224は、予め特定した関数Ψ(φ)に基づいて、特定された傾斜角度φに対応する位相オフセットを特定する。   Subsequently, the correcting unit 224 specifies a phase offset corresponding to the selected one pixel (S150). Specifically, the correcting unit 224 specifies the phase offset corresponding to the specified inclination angle φ based on the function ψ (φ) specified in advance.

続いて、補正部224は、特定された位相オフセットに基づいて、選択した1つの画素に対応する干渉波形を補正する(S160)。
続いて、補正部224は、全ての画素について干渉波形を補正したか否かを判定する(S170)。補正部224は、全ての画素について干渉波形を補正したと判定すると、本フローチャートに係る処理を終了し、全ての画素について干渉波形を補正していないと判定すると、S130に処理を移す。
Subsequently, the correcting unit 224 corrects the interference waveform corresponding to the selected pixel based on the identified phase offset (S160).
Subsequently, the correction unit 224 determines whether or not the interference waveform has been corrected for all the pixels (S170). If the correction unit 224 determines that the interference waveform has been corrected for all the pixels, the correction unit 224 ends the process according to this flowchart. If the correction unit 224 determines that the interference waveform has not been corrected for all the pixels, the process proceeds to S130.

[第1実施形態における効果]
以上のとおり、本実施形態に係るコンピュータ2は、三次元測定機1に載置されたワークWの傾斜角度を変化させた場合の、複数の傾斜角度のそれぞれに対応する干渉波形を取得し、複数の傾斜角度で取得された複数の干渉波形のそれぞれと基準干渉波形との間の複数の位相オフセットを特定し、複数の傾斜角度と複数の位相オフセットとに基づいて、傾斜角度と位相オフセットとの関係を特定する。このようにすることで、コンピュータ2は、傾斜角度と位相オフセットとの関係に基づいて、干渉波形を補正可能にすることができる。
[Effect in the first embodiment]
As described above, the computer 2 according to the present embodiment acquires interference waveforms corresponding to each of a plurality of inclination angles when the inclination angle of the workpiece W placed on the coordinate measuring machine 1 is changed, Identify multiple phase offsets between each of the multiple interference waveforms acquired at multiple tilt angles and the reference interference waveform, and based on the multiple tilt angles and multiple phase offsets, Identify the relationship. In this way, the computer 2 can correct the interference waveform based on the relationship between the tilt angle and the phase offset.

また、コンピュータ2は、撮像部129が生成した撮像画像に含まれる複数の画素のそれぞれに対応する干渉波形を取得し、複数の画素のそれぞれに対応するワークWの位置における傾斜角度を特定し、予め特定された傾斜角度と位相オフセットとの関係に基づいて、特定された傾斜角度に対応する位相オフセットを特定し、特定された位相オフセットに基づいて、複数の画素のそれぞれに対応する干渉波形を補正する。これにより、コンピュータ2は、傾斜角度によって発生する干渉波形の位相オフセットを補正することができる。   Further, the computer 2 acquires an interference waveform corresponding to each of the plurality of pixels included in the captured image generated by the imaging unit 129, specifies an inclination angle at the position of the workpiece W corresponding to each of the plurality of pixels, Based on the relationship between the tilt angle and the phase offset specified in advance, the phase offset corresponding to the specified tilt angle is specified, and the interference waveform corresponding to each of the plurality of pixels is determined based on the specified phase offset. to correct. Thereby, the computer 2 can correct | amend the phase offset of the interference waveform which generate | occur | produces with an inclination angle.

<第2実施形態>
[ビームスプリッタ128の歪みに依存する位相オフセットの補正を可能にする]
続いて、第2実施形態に係る三次元測定システムSについて説明する。第1実施形態において、コンピュータ2は、ワークの傾斜角度と位相オフセットとの関係について特定した。しかしながら、位相オフセットには、ビームスプリッタ128の歪みに依存する成分が含まれている場合があり、当該成分によって測定精度が悪化するおそれがある。これに対して、第2実施形態に係る三次元測定システムSでは、コンピュータ2が、ビームスプリッタ128の歪みに依存する位相オフセットの補正を可能にする。以下、第1実施形態と異なる部分について説明を行う。第1実施形態と同じ部分については適宜説明を省略する。
Second Embodiment
[Enables correction of phase offset depending on distortion of beam splitter 128]
Subsequently, the three-dimensional measurement system S according to the second embodiment will be described. In the first embodiment, the computer 2 specifies the relationship between the workpiece tilt angle and the phase offset. However, the phase offset may include a component that depends on the distortion of the beam splitter 128, and the measurement accuracy may deteriorate due to the component. On the other hand, in the three-dimensional measurement system S according to the second embodiment, the computer 2 can correct the phase offset depending on the distortion of the beam splitter 128. Hereinafter, a different part from 1st Embodiment is demonstrated. The description of the same parts as in the first embodiment will be omitted as appropriate.

ビームスプリッタ128に依存する位相オフセットは、ビームスプリッタ128のワークとの対向面の法線方向と白色光の照射方向とがずれることによって生じる。そこで、第2実施形態に係るコンピュータ2は、校正用のワークWの傾斜角度を固定した状態で、白色光の照射方向を中心軸として傾斜方向を変化させた場合の、複数の傾斜方向のそれぞれに対応する干渉波形を取得し、複数の傾斜方向で取得された複数の干渉波形のそれぞれと、基準干渉波形との間の複数の位相オフセットを特定し、複数の傾斜方向と複数の位相オフセットとに基づいて、傾斜方向と位相オフセットとの関係を特定する。   The phase offset depending on the beam splitter 128 is caused by a deviation between the normal direction of the surface of the beam splitter 128 facing the workpiece and the irradiation direction of white light. Therefore, the computer 2 according to the second embodiment has each of a plurality of tilt directions when the tilt direction is changed with the irradiation direction of white light as the central axis in a state where the tilt angle of the work W for calibration is fixed. The interference waveform corresponding to each of the plurality of interference waveforms acquired in the plurality of tilt directions and the plurality of phase offsets between the reference interference waveform and the plurality of tilt directions and the plurality of phase offsets are identified. Based on the above, the relationship between the inclination direction and the phase offset is specified.

以下、第2実施形態に係るコンピュータ2による、傾斜角度と傾斜方向と位相オフセットとの関係を特定する処理の流れについて説明する。図7は、第2実施形態に係るコンピュータ2による、傾斜角度と傾斜方向と位相オフセットとの関係を特定する処理の流れを示すフローチャートである。   Hereinafter, the flow of processing for specifying the relationship between the tilt angle, the tilt direction, and the phase offset by the computer 2 according to the second embodiment will be described. FIG. 7 is a flowchart showing a flow of processing for specifying the relationship between the tilt angle, the tilt direction, and the phase offset by the computer 2 according to the second embodiment.

まず、作業者が、校正用ワークをステージ10に載置する(S210)。校正用ワークは、例えば、2軸において傾斜角度が可変の平面状のワークである。校正用ワークは、傾斜角度を一定にした状態で、白色光の照射方向を中心軸として、傾斜方向を変化させることができる。   First, the operator places the calibration work on the stage 10 (S210). The calibration work is, for example, a flat work whose inclination angle is variable in two axes. The calibration work can change the tilt direction with the white light irradiation direction as the central axis in a state where the tilt angle is constant.

続いて、干渉波形取得部221は、校正用ワークの傾斜角度を固定した状態で傾斜方向を変化させた場合の、複数の傾斜方向のそれぞれに対応する干渉波形を取得する(S220)。例えば、作業者は、校正用ワークの傾斜方向を固定した状態で白色干渉計12を白色光の照射方向に移動させながら、白色干渉計12の撮像部129に撮像画像を生成させる。   Subsequently, the interference waveform acquisition unit 221 acquires an interference waveform corresponding to each of the plurality of inclination directions when the inclination direction is changed in a state where the inclination angle of the calibration work is fixed (S220). For example, the operator causes the imaging unit 129 of the white interferometer 12 to generate a captured image while moving the white interferometer 12 in the irradiation direction of the white light with the tilt direction of the calibration work fixed.

続いて、干渉波形取得部221は、一の傾斜方向に対応する、対物レンズ部124と校正用ワークとの距離を変化させた場合の複数の撮像画像と、対物レンズ部124の高さ位置情報とを、三次元測定機1から取得する。干渉波形取得部221は、一の傾斜方向に対応する複数の撮像画像と高さ位置情報とに基づいて、干渉波形を示す干渉波形情報を生成する。例えば、干渉波形取得部221は、予め定められた一の画素に対応する干渉波形情報を生成する。干渉波形取得部221は、校正用ワークの基準傾斜方向と、一の傾斜方向とがなす角度を示す回転角度を特定し、当該回転角度と、生成した干渉波形情報とを関連付けて記憶させる。   Subsequently, the interference waveform acquisition unit 221 includes a plurality of captured images when the distance between the objective lens unit 124 and the calibration work corresponding to one tilt direction is changed, and height position information of the objective lens unit 124. Are obtained from the coordinate measuring machine 1. The interference waveform acquisition unit 221 generates interference waveform information indicating the interference waveform based on the plurality of captured images corresponding to one tilt direction and the height position information. For example, the interference waveform acquisition unit 221 generates interference waveform information corresponding to one predetermined pixel. The interference waveform acquisition unit 221 specifies a rotation angle indicating an angle formed by the reference inclination direction of the calibration work and the one inclination direction, and stores the rotation angle and the generated interference waveform information in association with each other.

作業者は、干渉波形取得部221が干渉波形情報を生成する毎に、校正用ワークの傾斜方向(回転角度)を変更し、コンピュータ2に、干渉波形情報を生成させ、当該干渉波形情報と、傾斜方向に対応する回転角度とを関連付けて記憶させる。なお、本実施形態では、作業者が校正用ワークの傾斜方向を変更することとしたが、これに限らない。例えば、校正用ワークの傾斜方向をコンピュータ2の制御によって変更可能としておき、コンピュータ2が、干渉波形情報を生成したことに応じて校正用ワークの傾斜方向を変更するようにしてもよい。   Each time the interference waveform acquisition unit 221 generates the interference waveform information, the operator changes the tilt direction (rotation angle) of the calibration work, causes the computer 2 to generate the interference waveform information, The rotation angle corresponding to the tilt direction is stored in association with each other. In the present embodiment, the operator changes the inclination direction of the calibration work, but the present invention is not limited to this. For example, the tilt direction of the calibration work may be changed by the control of the computer 2, and the computer 2 may change the tilt direction of the calibration work in response to the generation of the interference waveform information.

続いて、位相オフセット特定部222は、複数の傾斜方向で取得された干渉波形のそれぞれと、基準干渉波形との間の複数の位相オフセットを特定する(S230)。   Subsequently, the phase offset specifying unit 222 specifies a plurality of phase offsets between each of the interference waveforms acquired in the plurality of tilt directions and the reference interference waveform (S230).

続いて、関係特定部223は、複数の傾斜方向と複数の位相オフセットとに基づいて、傾斜方向と位相オフセットとの関係を特定する(S240)。具体的には、関係特定部223は、傾斜角度をφ、校正用ワークの傾斜方向に対応する回転角度をθとした場合の、位相オフセットを示す関数Ψ(θ,φ)を特定する。例えば、傾斜角度φに依存する位相オフセットの成分に対応するパラメータをα、ビームスプリッタ128の校正用ワークとの対向面の法線方向と白色光の照射方向とがなす角度である軸歪み角度をβ、傾斜角度φに依存しない位相オフセットの成分としての定数をγとし、位相オフセットを以下の式(2)で示す関数で表わす。
Ψ(θ,φ)=αcos(θ−β)φ+γ・・・(2)
Subsequently, the relationship specifying unit 223 specifies the relationship between the tilt direction and the phase offset based on the plurality of tilt directions and the plurality of phase offsets (S240). Specifically, the relationship specifying unit 223 specifies a function Ψ (θ, φ) indicating a phase offset when the tilt angle is φ and the rotation angle corresponding to the tilt direction of the calibration work is θ. For example, the parameter corresponding to the phase offset component depending on the tilt angle φ is α, and the axial distortion angle, which is the angle formed by the normal direction of the surface facing the calibration work of the beam splitter 128 and the irradiation direction of white light, is A constant as a component of the phase offset independent of β and the inclination angle φ is γ, and the phase offset is expressed by a function expressed by the following equation (2).
Ψ (θ, φ) = αcos (θ−β) φ + γ (2)

関係特定部223は、位相オフセット特定部222が特定した、複数の傾斜方向のそれぞれに対応する回転角度θと、複数の位相オフセットとの関係に基づいて、Ψ(θ,φ)が最大となるときの回転角度θを、軸歪み角度βと特定する。   The relationship specifying unit 223 maximizes Ψ (θ, φ) based on the relationship between the rotation angles θ corresponding to each of the plurality of inclination directions specified by the phase offset specifying unit 222 and the plurality of phase offsets. The rotation angle θ at this time is specified as the axial distortion angle β.

続いて、作業者は、校正用ワークの傾斜方向を軸歪み角度βに対応する方向に固定する(S250)。具体的には、作業者は、校正用ワークの傾斜方向の基準傾斜方向に対する回転角度を軸歪み角度βに変更する。この場合、(2)式に示すΨ(θ,φ)は、(1)式に示すΨ(φ)と同じ式となる。このようにすることで、関係特定部223は、ビームスプリッタ128の歪みの影響を排除し、傾斜角度φに依存する位相オフセットの成分が最も大きい状態でパラメータα及び定数γを特定することができる。これにより、関係特定部223は、パラメータα及び定数γを高精度に特定することができる。   Subsequently, the operator fixes the inclination direction of the calibration work in a direction corresponding to the axial strain angle β (S250). Specifically, the operator changes the rotation angle of the calibration workpiece with respect to the reference tilt direction to the axial strain angle β. In this case, ψ (θ, φ) shown in the equation (2) is the same as ψ (φ) shown in the equation (1). By doing so, the relationship specifying unit 223 can eliminate the influence of the distortion of the beam splitter 128 and specify the parameter α and the constant γ in a state where the phase offset component depending on the tilt angle φ is the largest. . Thereby, the relationship specifying unit 223 can specify the parameter α and the constant γ with high accuracy.

続いて、干渉波形取得部221は、校正用ワークの傾斜角度を変化させた場合の、複数の傾斜角度のそれぞれに対応する干渉波形を取得する(S260)。S260に係る処理は、図5に示すS20に係る処理と同一であるので詳細な説明を省略する。   Subsequently, the interference waveform acquisition unit 221 acquires an interference waveform corresponding to each of a plurality of inclination angles when the inclination angle of the calibration work is changed (S260). The process according to S260 is the same as the process according to S20 shown in FIG.

続いて、位相オフセット特定部222は、複数の傾斜角度で取得された干渉波形のそれぞれと、基準干渉波形との間の複数の位相オフセットを特定する(S270)。
続いて、関係特定部223は、複数の傾斜角度と複数の位相オフセットとに基づいて、傾斜角度と位相オフセットとの関係を特定する(S280)。S280に係る処理は、図5に示すS40に係る処理と同一であるので詳細な説明を省略する。
Subsequently, the phase offset specifying unit 222 specifies a plurality of phase offsets between each of the interference waveforms acquired at a plurality of inclination angles and the reference interference waveform (S270).
Subsequently, the relationship identifying unit 223 identifies the relationship between the tilt angle and the phase offset based on the plurality of tilt angles and the plurality of phase offsets (S280). The process according to S280 is the same as the process according to S40 shown in FIG.

[第2実施形態における効果]
以上のとおり、本実施形態に係るコンピュータ2は、校正用ワークの傾斜角度を固定した状態で、校正用ワークの傾斜方向を変化させた場合の、複数の傾斜方向のそれぞれに対応する干渉波形を取得し、複数の傾斜方向で取得された複数の干渉波形のそれぞれと、基準干渉波形との間の複数の位相オフセットを特定し、複数の傾斜方向と複数の位相オフセットとに基づいて、傾斜方向と位相オフセットとの関係を特定する。このようにすることで、コンピュータ2は、干渉波形に含まれる、ビームスプリッタ128に依存する位相オフセットを特定し、干渉波形を補正可能にすることができる。
[Effects of Second Embodiment]
As described above, the computer 2 according to the present embodiment generates interference waveforms corresponding to each of a plurality of tilt directions when the tilt direction of the calibration work is changed in a state where the tilt angle of the calibration work is fixed. Acquire and identify multiple phase offsets between each of the multiple interference waveforms acquired in multiple tilt directions and the reference interference waveform, and based on the multiple tilt directions and multiple phase offsets, the tilt direction And the relationship between the phase offset. By doing in this way, the computer 2 can specify the phase offset depending on the beam splitter 128 included in the interference waveform, and can correct the interference waveform.

<第3実施形態>
[ビームスプリッタ128の歪みに依存せず、ワークの傾斜角度に依存する位相オフセットの補正を可能にする]
続いて、第3実施形態に係る三次元測定システムSについて説明する。第2実施形態において、コンピュータ2は、ワークの傾斜方向と位相オフセットとの関係について特定することにより、ビームスプリッタ128の歪みに依存する位相オフセットを補正可能とした。しかしながら、位相オフセットには、ビームスプリッタ128の歪みに依存せず、ワークの傾斜角度に依存する成分が含まれている場合があり、当該成分によって測定精度が悪化するおそれがある。これに対して、第3実施形態に係る三次元測定システムSでは、コンピュータ2が、ビームスプリッタ128の歪みに依存せず、ワークの傾斜角度に依存する位相オフセットの補正を可能にする。
<Third Embodiment>
[Enables correction of the phase offset that does not depend on the distortion of the beam splitter 128 but depends on the tilt angle of the workpiece]
Subsequently, the three-dimensional measurement system S according to the third embodiment will be described. In the second embodiment, the computer 2 can correct the phase offset depending on the distortion of the beam splitter 128 by specifying the relationship between the tilt direction of the workpiece and the phase offset. However, the phase offset may include a component that does not depend on the distortion of the beam splitter 128 but depends on the tilt angle of the workpiece, and the measurement accuracy may deteriorate due to the component. In contrast, in the three-dimensional measurement system S according to the third embodiment, the computer 2 can correct the phase offset that does not depend on the distortion of the beam splitter 128 but depends on the tilt angle of the workpiece.

図8は、第3実施形態に係るコンピュータ2による、傾斜角度と傾斜方向と位相オフセットとの関係を特定する処理の流れを示すフローチャートである。
S310からS330までの処理の流れは、図7に示すS210からS230までの処理の流れと同じであるので説明を省略する。
FIG. 8 is a flowchart showing a flow of processing for specifying the relationship between the tilt angle, the tilt direction, and the phase offset by the computer 2 according to the third embodiment.
Since the process flow from S310 to S330 is the same as the process flow from S210 to S230 shown in FIG.

続いて、関係特定部223は、複数の傾斜方向と複数の位相オフセットとに基づいて、傾斜方向と位相オフセットとの関係を特定する(S340)。具体的には、関係特定部223は、傾斜角度をφ、回転角度をθとした場合の、位相オフセットを示す関数Ψ(θ,φ)を特定する。   Subsequently, the relationship identifying unit 223 identifies the relationship between the tilt direction and the phase offset based on the plurality of tilt directions and the plurality of phase offsets (S340). Specifically, the relationship specifying unit 223 specifies a function Ψ (θ, φ) indicating a phase offset when the tilt angle is φ and the rotation angle is θ.

例えば、傾斜角度φに依存する位相オフセットの成分に対応するパラメータをα、ビームスプリッタ128の校正用ワークとの対向面の法線方向と白色光の照射方向とがなす角度である軸歪み角度をβ、傾斜角度φに依存しない位相オフセットの成分としての定数をγ、ビームスプリッタ128の歪みに依存せずワークの傾斜角度に依存する位相オフセットの成分に対応する第2パラメータをδとし、位相オフセットを以下の式(3)で示す関数で表わす。
Ψ(θ,φ)=(αcos(θ−β)+δ)φ+γ・・・(3)
For example, the parameter corresponding to the phase offset component depending on the tilt angle φ is α, and the axial distortion angle, which is the angle formed by the normal direction of the surface facing the calibration work of the beam splitter 128 and the irradiation direction of white light, is β, a constant as a phase offset component independent of the tilt angle φ, γ, and a second parameter corresponding to the phase offset component dependent on the workpiece tilt angle independent of the distortion of the beam splitter 128 as δ, and the phase offset Is expressed by a function represented by the following equation (3).
Ψ (θ, φ) = (αcos (θ−β) + δ) φ + γ (3)

関係特定部223は、位相オフセット特定部222が特定した、複数の傾斜方向のそれぞれに対応する回転角度θと、複数の位相オフセットとの関係に基づいて、Ψ(θ,φ)が最大となるときの回転角度θを、軸歪み角度βと特定する。   The relationship specifying unit 223 maximizes Ψ (θ, φ) based on the relationship between the rotation angles θ corresponding to each of the plurality of inclination directions specified by the phase offset specifying unit 222 and the plurality of phase offsets. The rotation angle θ at this time is specified as the axial distortion angle β.

続いて、作業者は、校正用ワークの傾斜方向を、ビームスプリッタ128の歪みに依存する位相オフセットの成分が0となる方向に固定する(S350)。例えば、作業者は、校正用ワークの傾斜方向の基準傾斜方向に対する回転角度θを、軸歪み角度β+180°に変更する。これにより、αcos(θ−β)は0になり、式(3)は、以下に示す式(4)に変形される。
Ψ(θ,φ)=δφ+γ・・・(4)
Subsequently, the operator fixes the tilt direction of the calibration work in a direction in which the component of the phase offset depending on the distortion of the beam splitter 128 becomes zero (S350). For example, the operator changes the rotation angle θ with respect to the reference tilt direction of the tilt direction of the calibration work to an axial strain angle β + 180 °. As a result, α cos (θ−β) becomes 0, and equation (3) is transformed into equation (4) shown below.
Ψ (θ, φ) = δφ + γ (4)

続いて、干渉波形取得部221は、校正用ワークの傾斜角度を変化させた場合の、複数の傾斜角度のそれぞれに対応する干渉波形を取得する(S360)。S360に係る処理は、図5に示すS20に係る処理と同一であるので詳細な説明を省略する。
続いて、位相オフセット特定部222は、複数の傾斜角度で取得された干渉波形のそれぞれと、基準干渉波形との間の複数の位相オフセットを特定する(S370)。
Subsequently, the interference waveform acquisition unit 221 acquires an interference waveform corresponding to each of a plurality of inclination angles when the inclination angle of the calibration work is changed (S360). Since the process according to S360 is the same as the process according to S20 illustrated in FIG. 5, detailed description thereof is omitted.
Subsequently, the phase offset specifying unit 222 specifies a plurality of phase offsets between each of the interference waveforms acquired at a plurality of inclination angles and the reference interference waveform (S370).

続いて、関係特定部223は、複数の傾斜角度と複数の位相オフセットとに基づいて、傾斜角度と、傾斜方向に依存せず傾斜角度に依存する位相オフセットの成分との関係を特定する(S380)。具体的には、関係特定部223は、位相オフセット特定部222が特定した、少なくとも2つの傾斜角度φに対応する位相オフセットΨ(φ)に基づいて、第2パラメータδを特定する。   Subsequently, the relationship identifying unit 223 identifies the relationship between the tilt angle and the phase offset component that does not depend on the tilt direction but depends on the tilt angle based on the plurality of tilt angles and the plurality of phase offsets (S380). ). Specifically, the relationship specifying unit 223 specifies the second parameter δ based on the phase offset Ψ (φ) corresponding to at least two inclination angles φ specified by the phase offset specifying unit 222.

続いて、作業者は、校正用ワークの傾斜方向を軸歪み角度βに対応する方向に固定する(S390)。
続いて、干渉波形取得部221は、校正用ワークの傾斜角度を変化させた場合の、複数の傾斜角度のそれぞれに対応する干渉波形を取得する(S400)。
続いて、位相オフセット特定部222は、複数の傾斜角度で取得された干渉波形のそれぞれと、基準干渉波形との間の複数の位相オフセットを特定する(S410)。
関係特定部223は、複数の傾斜角度と複数の位相オフセットとに基づいて、傾斜角度と位相オフセットとの関係を特定する(S420)。S390からS420に係る処理は、図7に示すS250からS280に係る処理と同一であるので詳細な説明を省略する。
Subsequently, the operator fixes the inclination direction of the calibration work in a direction corresponding to the axial strain angle β (S390).
Subsequently, the interference waveform acquisition unit 221 acquires an interference waveform corresponding to each of a plurality of inclination angles when the inclination angle of the calibration work is changed (S400).
Subsequently, the phase offset specifying unit 222 specifies a plurality of phase offsets between each of the interference waveforms acquired at a plurality of inclination angles and the reference interference waveform (S410).
The relationship identifying unit 223 identifies the relationship between the tilt angle and the phase offset based on the multiple tilt angles and the multiple phase offsets (S420). Since the processes related to S390 to S420 are the same as the processes related to S250 to S280 shown in FIG. 7, detailed description thereof will be omitted.

[第3実施形態における効果]
以上のとおり、本実施形態に係るコンピュータ2は、校正用ワークの傾斜角度を固定した状態で、校正用ワークの傾斜方向を変化させた場合の、複数の傾斜方向のそれぞれに対応する干渉波形を取得し、複数の傾斜方向で取得された複数の干渉波形のそれぞれと、基準干渉波形との間の複数の位相オフセットを特定し、複数の傾斜方向と複数の位相オフセットとの関係に基づいて、傾斜方向と位相オフセットとの関係を特定する。このようにすることで、コンピュータ2は、ビームスプリッタ128の歪みに依存せず、ワークの傾斜角度に依存する位相オフセットを補正可能にすることができる。
[Effect in the third embodiment]
As described above, the computer 2 according to the present embodiment generates interference waveforms corresponding to each of a plurality of tilt directions when the tilt direction of the calibration work is changed in a state where the tilt angle of the calibration work is fixed. Acquire and identify a plurality of phase offsets between each of the plurality of interference waveforms acquired in the plurality of tilt directions and the reference interference waveform, and based on the relationship between the plurality of tilt directions and the plurality of phase offsets, The relationship between the tilt direction and the phase offset is specified. By doing so, the computer 2 can correct the phase offset that depends on the tilt angle of the workpiece without depending on the distortion of the beam splitter 128.

以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更又は改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。また、そのような変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。   As mentioned above, although this invention was demonstrated using embodiment, the technical scope of this invention is not limited to the range as described in the said embodiment. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications or improvements can be added to the above embodiment. Further, it is apparent from the scope of the claims that embodiments with such changes or improvements can also be included in the technical scope of the present invention.

例えば、上述の実施形態では、コンピュータ2が、干渉波形取得部221、位相オフセット特定部222、関係特定部223、及び補正部224として機能したが、これに限らない。三次元測定機1及びコンピュータ2の少なくともいずれかにおいて、干渉波形取得部221、位相オフセット特定部222、関係特定部223、及び補正部224に係る機能を実現するようにしてもよい。   For example, in the above-described embodiment, the computer 2 functions as the interference waveform acquisition unit 221, the phase offset specification unit 222, the relationship specification unit 223, and the correction unit 224, but is not limited thereto. In at least one of the coordinate measuring machine 1 and the computer 2, functions related to the interference waveform acquisition unit 221, the phase offset specification unit 222, the relationship specification unit 223, and the correction unit 224 may be realized.

また、上述の実施形態では、コンピュータ2の関係特定部223は、一の画素に対応する傾斜角度と位相オフセットとの関係を特定したが、撮像画像を構成する複数の画素のそれぞれについて、傾斜角度と位相オフセットとの関係を特定するようにしてもよい。そして、補正部224は、複数の画素のそれぞれに対応する干渉波形を補正する際に、複数の画素のそれぞれにおいて特定された傾斜角度と位相オフセットとの関係に基づいて干渉波形を補正するようにしてもよい。   In the above-described embodiment, the relationship specifying unit 223 of the computer 2 specifies the relationship between the tilt angle corresponding to one pixel and the phase offset. However, for each of a plurality of pixels constituting the captured image, the tilt angle is determined. And the phase offset may be specified. Then, when correcting the interference waveform corresponding to each of the plurality of pixels, the correction unit 224 corrects the interference waveform based on the relationship between the tilt angle specified in each of the plurality of pixels and the phase offset. May be.

また、上述の実施形態では、コンピュータ2の関係特定部223は、位相オフセットを示す式を、傾斜角度の一次式で表現したがこれに限らず、傾斜角度の次数を2以上としてもよい。   In the above-described embodiment, the relationship specifying unit 223 of the computer 2 expresses the expression indicating the phase offset as a linear expression of the inclination angle. However, the present invention is not limited thereto, and the degree of the inclination angle may be 2 or more.

1・・・三次元測定機、11・・・ステージ、12・・・白色干渉計、121・・・照射部、122・・・コリメータレンズ、123・・・ビームスプリッタ、124・・・対物レンズ部、125・・・対物レンズ、126・・・ガラス基板、127・・・参照ミラー、128・・・ビームスプリッタ、129・・・撮像部、13・・・駆動制御部、2・・・コンピュータ、21・・・記憶部、22・・・制御部、221・・・干渉波形取得部、222・・・位相オフセット特定部、223・・・関係特定部、224・・・補正部、S・・・三次元測定システム DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Three-dimensional measuring machine, 11 ... Stage, 12 ... White interferometer, 121 ... Irradiation part, 122 ... Collimator lens, 123 ... Beam splitter, 124 ... Objective lens , 125 ... objective lens, 126 ... glass substrate, 127 ... reference mirror, 128 ... beam splitter, 129 ... imaging unit, 13 ... drive control unit, 2 ... computer , 21 ... storage unit, 22 ... control unit, 221 ... interference waveform acquisition unit, 222 ... phase offset identification unit, 223 ... relationship identification unit, 224 ... correction unit, S · ..3D measurement system

Claims (9)

コンピュータが実行する、
白色干渉計を備える三次元測定機において、前記白色干渉計が照射する白色光の光路に対する前記三次元測定機に載置されたワークの角度である傾斜角度を変化させた場合の、複数の前記傾斜角度のそれぞれに対応する干渉波形を取得する第1取得ステップと、
複数の前記傾斜角度で取得された複数の干渉波形のそれぞれと基準干渉波形との間の複数の位相オフセットを特定する第1特定ステップと、
前記複数の傾斜角度と前記複数の位相オフセットとに基づいて、前記傾斜角度と前記位相オフセットとの関係を特定する第2特定ステップと、
を有する関係特定方法。
The computer runs,
In a three-dimensional measuring machine provided with a white interferometer, a plurality of the above-mentioned when the tilt angle, which is the angle of the workpiece placed on the three-dimensional measuring machine, with respect to the optical path of white light irradiated by the white interferometer is changed A first acquisition step of acquiring an interference waveform corresponding to each of the inclination angles;
A first specifying step of specifying a plurality of phase offsets between each of a plurality of interference waveforms acquired at a plurality of the tilt angles and a reference interference waveform;
A second specifying step of specifying a relationship between the tilt angle and the phase offset based on the plurality of tilt angles and the plurality of phase offsets;
A relationship identification method.
前記傾斜角度を固定した状態で、前記白色光の照射方向を中心軸とした前記ワークの傾斜方向を変化させた場合の、複数の前記傾斜方向のそれぞれに対応する干渉波形を取得する第2取得ステップと、
複数の前記傾斜方向で取得された複数の干渉波形のそれぞれと、前記基準干渉波形との間の複数の位相オフセットを特定する第3特定ステップと、
前記複数の傾斜方向と前記複数の位相オフセットとに基づいて、前記傾斜方向と前記位相オフセットとの関係を特定する第4特定ステップとをさらに有する、
請求項1に記載の関係特定方法。
A second acquisition for acquiring an interference waveform corresponding to each of the plurality of tilt directions when the tilt direction of the workpiece is changed with the irradiation direction of the white light as a central axis in a state where the tilt angle is fixed. Steps,
A third identifying step of identifying a plurality of phase offsets between each of the plurality of interference waveforms acquired in the plurality of tilt directions and the reference interference waveform;
A fourth specifying step of specifying a relationship between the tilt direction and the phase offset based on the plurality of tilt directions and the plurality of phase offsets;
The relationship identification method according to claim 1.
前記1取得ステップにおいて、前記傾斜方向を、前記位相オフセットが最大となるときの前記傾斜方向に固定した状態で、前記傾斜角度を変化させながら、前記干渉波形を取得する、
請求項2に記載の関係特定方法。
In the one acquisition step, the interference waveform is acquired while changing the tilt angle in a state where the tilt direction is fixed to the tilt direction when the phase offset is maximum.
The relationship specifying method according to claim 2.
前記傾斜方向に依存する前記位相オフセットの成分が0となるように前記傾斜方向を固定した状態で、前記傾斜角度を変化させながら前記干渉波形を取得する第3取得ステップと、
前記第3取得ステップにおいて取得された複数の干渉波形のそれぞれと前記基準干渉波形との間の複数の位相オフセットを特定する第5特定ステップと、
前記複数の傾斜角度と、前記第5特定ステップにおいて特定された前記複数の位相オフセットとに基づいて、前記傾斜角度と、前記傾斜方向に依存せず前記傾斜角度に依存する前記位相オフセットの成分との関係を特定する第6特定ステップとをさらに有する、
請求項2又は3に記載の関係特定方法。
A third acquisition step of acquiring the interference waveform while changing the tilt angle in a state in which the tilt direction is fixed so that a component of the phase offset depending on the tilt direction becomes zero;
A fifth specifying step of specifying a plurality of phase offsets between each of the plurality of interference waveforms acquired in the third acquiring step and the reference interference waveform;
Based on the plurality of tilt angles and the plurality of phase offsets specified in the fifth specifying step, the tilt angle and the phase offset component that does not depend on the tilt direction but depends on the tilt angle; And a sixth specifying step for specifying the relationship of
The relationship identification method according to claim 2 or 3.
白色干渉計を備える三次元測定機において、前記白色干渉計が照射する白色光の光路に対する前記三次元測定機に載置されたワークの角度である傾斜角度を変化させた場合の、複数の前記傾斜角度のそれぞれに対応する干渉波形を取得する取得部と、
複数の前記傾斜角度で取得された複数の干渉波形のそれぞれと基準干渉波形との間の複数の位相オフセットを特定する位相オフセット特定部と、
前記複数の傾斜角度と前記複数の位相オフセットとに基づいて、前記傾斜角度と前記位相オフセットとの関係を特定する関係特定部と、
を有する関係特定装置。
In a three-dimensional measuring machine provided with a white interferometer, a plurality of the above-mentioned when the tilt angle, which is the angle of the workpiece placed on the three-dimensional measuring machine, with respect to the optical path of white light irradiated by the white interferometer is changed An acquisition unit for acquiring an interference waveform corresponding to each of the inclination angles;
A phase offset specifying unit that specifies a plurality of phase offsets between each of a plurality of interference waveforms acquired at a plurality of the tilt angles and a reference interference waveform;
Based on the plurality of inclination angles and the plurality of phase offsets, a relationship specifying unit that specifies the relationship between the inclination angles and the phase offsets;
A relationship identification device.
コンピュータを、
白色干渉計を備える三次元測定機において、前記白色干渉計が照射する白色光の光路に対する前記三次元測定機に載置されたワークの角度である傾斜角度を変化させた場合の、複数の前記傾斜角度のそれぞれに対応する干渉波形を取得する取得部、
複数の前記傾斜角度で取得された複数の干渉波形のそれぞれと基準干渉波形との間の複数の位相オフセットを特定する位相オフセット特定部、及び、
前記複数の傾斜角度と前記複数の位相オフセットとに基づいて、前記傾斜角度と前記位相オフセットとの関係を特定する関係特定部、
として機能させる関係特定プログラム。
Computer
In a three-dimensional measuring machine provided with a white interferometer, a plurality of the above-mentioned when the tilt angle, which is the angle of the workpiece placed on the three-dimensional measuring machine, with respect to the optical path of white light irradiated by the white interferometer is changed An acquisition unit for acquiring an interference waveform corresponding to each of the inclination angles;
A phase offset identifying unit that identifies a plurality of phase offsets between each of a plurality of interference waveforms acquired at a plurality of the tilt angles and a reference interference waveform; and
A relationship identifying unit that identifies a relationship between the tilt angle and the phase offset based on the plurality of tilt angles and the plurality of phase offsets;
A relationship identification program to function as.
コンピュータが、白色干渉計を用いた三次元測定機において、前記白色干渉計が照射する白色光の光路に対する、前記三次元測定機に載置されたワークの角度である傾斜角度に伴う干渉波形の位相オフセットを補正する補正方法であって、
前記白色干渉計を前記白色光の照射方向に移動させながら撮像した前記ワークの複数の撮像画像に基づいて、前記撮像画像に含まれる複数の画素のそれぞれに対応する干渉波形を取得するステップと、
前記複数の画素のそれぞれに対応する前記ワークの位置における前記傾斜角度を特定するステップと、
予め特定された前記傾斜角度と前記位相オフセットとの関係に基づいて、複数の画素のそれぞれに対して特定された前記傾斜角度に対応する前記位相オフセットを特定するステップと、
特定された前記位相オフセットに基づいて、複数の画素のそれぞれに対応する前記干渉波形を補正するステップと、
を備える補正方法。
In a three-dimensional measuring machine using a white interferometer, the computer has an interference waveform associated with an inclination angle that is an angle of a work placed on the three-dimensional measuring machine with respect to an optical path of white light irradiated by the white interferometer. A correction method for correcting a phase offset,
Obtaining an interference waveform corresponding to each of a plurality of pixels included in the captured image, based on a plurality of captured images of the workpiece imaged while moving the white light interferometer in the irradiation direction of the white light;
Identifying the tilt angle at the position of the workpiece corresponding to each of the plurality of pixels;
Identifying the phase offset corresponding to the tilt angle specified for each of a plurality of pixels based on a relationship between the tilt angle specified in advance and the phase offset;
Correcting the interference waveform corresponding to each of a plurality of pixels based on the identified phase offset;
A correction method comprising:
白色干渉計を用いた三次元測定機において、前記白色干渉計が照射する白色光の光路に対する、前記三次元測定機に載置されたワークの角度である傾斜角度に伴う干渉波形の位相オフセットを補正する補正装置であって、
前記白色干渉計を前記白色光の照射方向に移動させながら撮像した前記ワークの複数の撮像画像に基づいて、前記撮像画像に含まれる複数の画素のそれぞれに対応する干渉波形を取得する取得部と、
前記複数の画素のそれぞれに対応する前記ワークの位置における前記傾斜角度を特定する傾斜角度特定部と、
予め特定された前記傾斜角度と前記位相オフセットとの関係に基づいて、複数の画素のそれぞれに対して特定された前記傾斜角度に対応する前記位相オフセットを特定するオフセット特定部と、
特定された前記位相オフセットに基づいて、複数の画素のそれぞれに対応する前記干渉波形を補正する補正部と、
を備える補正装置。
In a three-dimensional measuring machine using a white interferometer, a phase offset of an interference waveform associated with an inclination angle that is an angle of a workpiece placed on the three-dimensional measuring machine with respect to an optical path of white light irradiated by the white interferometer. A correction device for correcting,
An acquisition unit that acquires an interference waveform corresponding to each of a plurality of pixels included in the captured image, based on a plurality of captured images of the workpiece captured while moving the white light interferometer in the irradiation direction of the white light; ,
An inclination angle specifying unit for specifying the inclination angle at the position of the workpiece corresponding to each of the plurality of pixels;
An offset specifying unit that specifies the phase offset corresponding to the tilt angle specified for each of a plurality of pixels based on the relationship between the tilt angle specified in advance and the phase offset;
A correction unit that corrects the interference waveform corresponding to each of a plurality of pixels based on the identified phase offset;
A correction device comprising:
白色干渉計を用いた三次元測定機において、前記白色干渉計が照射する白色光の光路に対する、前記三次元測定機に載置されたワークの角度である傾斜角度に伴う干渉波形の位相オフセットを補正するコンピュータを、
前記白色干渉計を前記白色光の照射方向に移動させながら撮像した前記ワークの複数の撮像画像に基づいて、前記撮像画像に含まれる複数の画素のそれぞれに対応する干渉波形を取得する取得部、
前記複数の画素のそれぞれに対応する前記ワークの位置における前記傾斜角度を特定する傾斜角度特定部、
予め特定された前記傾斜角度と前記位相オフセットとの関係に基づいて、複数の画素のそれぞれに対して特定された前記傾斜角度に対応する前記位相オフセットを特定するオフセット特定部、及び、
特定された前記位相オフセットに基づいて、複数の画素のそれぞれに対応する前記干渉波形を補正する補正部、
として機能させる補正用プログラム。
In a three-dimensional measuring machine using a white interferometer, a phase offset of an interference waveform associated with an inclination angle that is an angle of a workpiece placed on the three-dimensional measuring machine with respect to an optical path of white light irradiated by the white interferometer. The computer to be corrected
An acquisition unit that acquires an interference waveform corresponding to each of a plurality of pixels included in the captured image, based on a plurality of captured images of the workpiece captured while moving the white light interferometer in the irradiation direction of the white light,
An inclination angle specifying unit for specifying the inclination angle at the position of the workpiece corresponding to each of the plurality of pixels;
An offset specifying unit that specifies the phase offset corresponding to the tilt angle specified for each of a plurality of pixels based on the relationship between the tilt angle specified in advance and the phase offset; and
A correction unit that corrects the interference waveform corresponding to each of a plurality of pixels based on the identified phase offset;
Correction program to function as
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110455223A (en) * 2019-07-31 2019-11-15 中国科学院西安光学精密机械研究所 A kind of interference pattern incline measurement method based on fringe phase

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060285122A1 (en) * 2003-05-23 2006-12-21 Bankhead Andrew D Surface profiling apparatus
JP2012112706A (en) * 2010-11-22 2012-06-14 Kosaka Laboratory Ltd Surface shape measuring device and surface shape measuring method
WO2013084565A1 (en) * 2011-12-07 2013-06-13 コニカミノルタ株式会社 Data correction apparatus and data correction program
JP2014001964A (en) * 2012-06-15 2014-01-09 Keyence Corp Shape measuring apparatus and shape measuring method
JP2016080564A (en) * 2014-10-20 2016-05-16 株式会社東京精密 Measurement object alignment method in surface shape measurement device and surface shape measurement device

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060285122A1 (en) * 2003-05-23 2006-12-21 Bankhead Andrew D Surface profiling apparatus
JP2012112706A (en) * 2010-11-22 2012-06-14 Kosaka Laboratory Ltd Surface shape measuring device and surface shape measuring method
WO2013084565A1 (en) * 2011-12-07 2013-06-13 コニカミノルタ株式会社 Data correction apparatus and data correction program
JP2014001964A (en) * 2012-06-15 2014-01-09 Keyence Corp Shape measuring apparatus and shape measuring method
JP2016080564A (en) * 2014-10-20 2016-05-16 株式会社東京精密 Measurement object alignment method in surface shape measurement device and surface shape measurement device

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110455223A (en) * 2019-07-31 2019-11-15 中国科学院西安光学精密机械研究所 A kind of interference pattern incline measurement method based on fringe phase
CN110455223B (en) * 2019-07-31 2020-12-25 中国科学院西安光学精密机械研究所 Fringe phase-based interferogram tilt angle measuring method

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