JP2018163092A - 表面形状測定装置及びそのスティッチング測定方法 - Google Patents
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Abstract
Description
ここで、T0:オーバーヘッド時間
a:比例係数
A:細分割前の測定面の面積
A1〜An:細分割後の各測定面の面積
Z:細分割前の測定面の最小走査範囲
Z1〜Zn:細分割後の各測定面の最小走査範囲
これにより、スティッチング測定により被測定面の表面形状測定を行う際の測定時間を一層効果的に短縮できる。
図1は、本発明の実施の形態の表面形状測定装置の全体構成を示した構成図である。
次に、上記の如く構成した本発明の表面形状測定装置1を使用して、うねり形状の被測定面Sを有する測定対象物Pの表面形状を測定するスティッチング測定方法について説明する。
ここで、n:細分割の数
T0:オーバーヘッド時間
a:比例係数
A:細分割前の測定面の面積
A1〜An:細分割後の各測定面の面積
Z:細分割前の測定面の最小走査範囲
Z1〜Zn:細分割後の各測定面の最小走査範囲
これにより、スティッチング測定により被測定面Sの表面形状測定を行う際の測定時間を一層効果的に短縮できる。しかし、式1から分かるように、細分割して測定面Nの数が多くなると、分割のための時間やオーバーヘッド時間T0も増加するため、細分割は2分割又は4分割を選択することが好ましい。
ここで、aは比例係数である。
そして、細分割判断部74Aは、式2及び式3の結果から、2分割しない場合の測定時間Tと2分割した場合の測定時間(T1+T2)とを比較し、T>T1+T2の場合には、傾斜状領域Dの測定面Nを更に2分割した方が測定時間の短縮を図ることができると判断する。
式4を整理すると、T0<a*A*(2Z-Z1-Z2)…式5となる。
図16の(B)は、従来のスティッチング測定方法の別態様であり、測定視野Wと同じ面積Aの4個の測定面Nと測定視野Wの半分の面積(A/2)の1個の測定面Nとの合計5個の測定面Nに分割し、各測定面Nの最小走査範囲がZ1〜Z5となるように設定した場合である。この場合の被測定面の全体の測定時間TS2は、次の式7で表すことができる。
図16の(C)は、本発明の実施の形態のスティッチング測定方法であり、被測定面Sを傾斜状領域Dと平坦状領域Kとでなり1つの面積が測定視野W以下の8個の面積A1〜A8の測定面Nに8分割し、各測定面Nについて表面形状を測定するのに最小限必要な最小走査範囲Z10〜Z80に設定した場合である。この場合の被測定面Sの全体の測定時間TS3は、次の式8で表すことができる。
そして、式6、式7、式8を計算することにより、被測定面Sの全体の測定時間は、TS1>TS2>TS3であることが分かる。なお、図16の(A)、(B)、(C)の図形を表示部20に表示し、ユーザが(A)、(B)、(C)の図形の斜線部分の合計面積の大きさからTS1>TS2>TS3であること目視で判定することもできる。これにより、スティッチング測定方法を行なうことにより、測定時間を一層短縮することができることが分かる。
Claims (10)
- 測定対象物を支持する支持部と、
白色光を出射する光源部、前記光源部からの白色光を測定光と参照光とに分割して前記測定光を前記測定対象物の被測定面に照射するとともに前記参照光を参照面に照射し、前記被測定面から戻る測定光と前記参照面から戻る前記参照光とを干渉させた干渉光を生成する干渉部、及び前記被測定面の各点に照射された前記測定光と前記参照光との干渉光の輝度情報から干渉縞を取得する干渉縞取得部を有し、前記被測定面よりも小さな測定視野をもった光学部と、
前記干渉部を前記測定光の測定光軸に沿って測定走査することで前記測定光の光路長を変化させる走査手段と、
前記支持部を前記光学部に対して相対的に前記測定光軸に直交する前記被測定面の面内方向に移動させる面内方向移動手段と、
前記被測定面の概略形状情報を取得する概略形状取得手段と、
前記概略形状情報に基づいて前記被測定面を傾斜状領域と平坦状領域とで構成され1つの面積が前記測定視野以下の複数の測定面に分割する被測定面分割手段と、
前記分割した各測定面について測定面に存在する最大高さを測定走査するのに最小限必要な前記干渉部の最小走査範囲を設定する最小走査範囲設定手段と、
前記支持部を前記被測定面の面内方向に移動させることにより、前記分割した各測定面を前記最小走査範囲に基づいて表面形状を個々に測定して複数の測定データを取得する測定面形状測定手段と、
前記取得した複数の測定データを接続するデータ接続手段と、を備えた表面形状測定装置。 - 前記測定対象物の前記被測定面の表面形状はうねり形状である請求項1に記載の表面形状測定装置。
- 前記概略形状取得手段は、三角測量方式のレーザー変位計、ステレオカメラ、パターン投影装置の何れかである請求項1又は2に記載の表面形状測定装置。
- 前記概略形状取得手段は、前記測定対象物のCADデータを保持する保持手段である請求項1又は2に記載の表面形状測定装置。
- 前記概略形状取得手段は、前記干渉部の対物レンズよりも低倍率な低倍率レンズを用いた白色干渉計である請求項1又は2に記載の表面形状測定装置。
- 前記被測定面分割手段は、前記傾斜状領域と前記平坦状領域とを段差閾値によって識別する請求項1から5の何れか1項に記載の表面形状測定装置。
- 前記被測定面分割手段は、分割した傾斜状領域又は平坦状領域について、以下の式を満足する場合には更にn個の測定面に細分割する細分割判断部を備える請求項1に記載の表面形状測定装置。
T0+a*A*Z>(T0+a*A1*Z1)+(T0+a*A2*Z2)+……+(T0+a*An-1*Zn-1)+(T0+a*An*Zn)
ここで、T0:オーバーヘッド時間
a:比例係数
A:細分割前の測定面の面積
A1〜An:細分割後の各測定面の面積
Z:細分割前の測定面の最小走査範囲
Z1〜Zn:細分割後の各測定面の最小走査範囲 - 前記細分割の分割数nは、2又は4である請求項7に記載の表面形状測定装置。
- 前記被測定面分割手段で分割された複数の測定面の分割マップを表示する表示部を有する請求項1の表面形状測定装置。
- 測定対象物を支持する支持部と、
白色光を出射する光源部、前記光源部からの白色光を測定光と参照光とに分割して前記測定光を前記測定対象物の被測定面に照射するとともに前記参照光を参照面に照射し、前記被測定面から戻る測定光と前記参照面から戻る前記参照光とを干渉させた干渉光を生成する干渉部、及び前記被測定面の各点に照射された前記測定光と前記参照光との干渉光の輝度情報から干渉縞を取得する干渉縞取得部を有し、前記被測定面よりも小さな測定視野をもった光学部と、を有する表面形状測定装置のスティッチング測定方法であって、
前記被測定面の概略形状情報を取得する概略形状取得工程と、
前記概略形状情報に基づいて前記被測定面を傾斜状領域と平坦状領域とで構成され1つの面積が前記測定視野以下の複数の測定面に分割する被測定面分割工程と、
前記分割した各測定面について測定面に存在する最大高さを測定走査するのに最小限必要な前記干渉部の最小走査範囲を設定する最小走査範囲設定工程と、
前記支持部を前記被測定面の面内方向に移動させることにより、前記分割した各測定面を前記最小走査範囲に基づいて表面形状を個々に測定して複数の測定データを取得する測定面形状測定工程と、
前記取得した複数の測定データを接続するデータ接続工程と、を備えた表面形状測定装置のスティッチング測定方法。
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