JP5290038B2 - 測定装置及び測定方法 - Google Patents
測定装置及び測定方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP5290038B2 JP5290038B2 JP2009104777A JP2009104777A JP5290038B2 JP 5290038 B2 JP5290038 B2 JP 5290038B2 JP 2009104777 A JP2009104777 A JP 2009104777A JP 2009104777 A JP2009104777 A JP 2009104777A JP 5290038 B2 JP5290038 B2 JP 5290038B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- sensor
- measured
- measurement
- auxiliary reference
- measuring
- 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.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
Description
被測定面の形状を測定する第1センサと、
被測定面に対応して相対移動可能に配置された補助基準面の形状を測定する第2センサと、
前記被測定面と前記補助基準面の相対移動に際して移動側の面の移動前後の傾きを検出する傾きセンサと、
感度軸が同一線上もしくは平行状態になるように前記第1センサ及び前記第2センサを保持するセンサホルダと、
前記センサホルダを、前記被測定面と前記補助基準面に対して、基準線に沿って所定の間隔で相対的に移動するための移動手段と、を有し、
前記被測定面と前記補助基準面とを第1の相対位置に固定して、前記センサホルダを前記被測定面と前記補助基準面に対して相対的に移動させながら前記第1センサと前記第2センサとで測定を行って、第1の差動出力群を取得し、
前記被測定面と前記補助基準面とを前記第1の相対位置から前記基準線に沿った方向に相対移動させた第2の相対位置に固定して、前記センサホルダを前記被測定面と前記補助基準面に対して相対的に移動させながら前記第1センサと前記第2センサとで測定を行って、第2の差動出力群を取得し、
前記傾きセンサの測定により、前記第1の相対位置と前記第2の相対位置における前記被測定面及び前記補助基準面のうち実際に移動する側の面の相対傾きを求め、
前記第1の相対位置と前記第2の相対位置における前記相対傾きを用いて、前記第1の差動出力群と前記第2の差動出力群の差分を補正することにより前記被測定面の形状を求めることを特徴とする。
前記被測定面と前記補助基準面とを第1の相対位置に固定して、前記センサホルダを前記被測定面と前記補助基準面に対して相対的に移動させながら前記第1センサと前記第2センサとで測定を行って、第1の差動出力群を取得するステップと、
前記被測定面と前記補助基準面とを前記第1の相対位置から前記基準線に沿った方向に相対移動させた第2の相対位置に固定して、前記センサホルダを前記被測定面と前記補助基準面に対して相対的に移動させながら前記第1センサと前記第2センサとで測定を行って、第2の差動出力群を取得するステップと、
前記傾きセンサの測定により、前記第1の相対位置と前記第2の相対位置における前記被測定面及び前記補助基準面のうち実際に移動する側の面の相対傾きを求めるステップと、
前記第1の相対位置と前記第2の相対位置における前記相対傾きを用いて、前記第1の差動出力群と前記第2の差動出力群の差分を補正することにより前記被測定面の形状を求めるステップとを有することを特徴とする。
前記被測定面を第1の位置において、前記第1センサにより基準線に沿って所定の間隔で測定を行って、前記第1センサの感度軸方向における前記ステージの並進誤差である運動誤差(Ez(x))と被測定面形状(g(x))を含む第1の出力群を取得するステップと、
前記ステージと共に前記被測定面を前記基準線に沿った方向に移動させた第2の位置において、前記第1センサにより前記基準線に沿って所定の間隔で測定を行って、前記運動誤差と被測定面形状を含む第2の出力群を取得するステップと、
前記第1の位置から前記第2の位置へと移動した前記被測定面の移動前後の傾斜を検出することができる位置においた水準器を用いて前記被測定面の傾きを検出し、その検出結果から前記第1の出力群と前記第2の出力群の差分を補正することにより前記運動誤差を求めるステップとを有することを特徴とする。
m1(x)=g(x)+f(x) (1)
ここで、センサホルダSHを基準直線(X軸)に沿って移動させながら、x=x0に始まり、間隔Dで配置したx1、x2、...、xNの点でセンサの出力をサンプリングするものとする。
m2(x)=g(x+D)+f(x)+ZD (2)
m2(x)−m1(x)=g(x+D)−g(x)+ZD (3)
となり、測定目的の被測定面Reの形状を与える差分が得られる。この差分では、測定の際の走査運動誤差も、補助基準の形状誤差も理論上完全に除去されていることがわかる。
m3(x)=g(x)−f(x) (4)
m4(x)=g(x+D)−f(x)−ZD (5)
m4(x)−m3(x)=g(x+D)−g(x)−ZD (6)
となり、測定目的の被測定面Reの形状を与える差分が得られる。以下、両センサSA,SBの出力和から得た差分の処理と同様の手順で、被測定面Msの形状を復元できる。
m5(x)=g(x+d)−f(x) +Zd (7)
m3(x)−m5(x)=g(x+d)−g(x)−Zd (8)
となり、間隔DをK等分する点での内挿点が得られる。また、Z軸方向のオフセット値Zdの影響は、間隔Dの両端での値が一致するように間隔dでの高さの差(傾斜)を修正すればよい。なお、x=kd+nD k=0〜K、n=0〜N−1、での内挿点が得られる。一方、先に述べた間隔Dでの高さの差(傾斜)が、kをk=1〜K−1で固定してn=0〜Nの点を結ぶと、K−1個の傾きが異なる線分が得られ、これをつなぐことで折れ線形状が得られる。この折れ線の形は、同じ点を内挿で得た折れ線よりも偶然誤差の影響が少ないという意味でより正確な形をしている。しかしこれらの折れ線群とk=0、n=0〜Nの折れ線との相互の関係が不明である。そこでこの間隔Dのシフトで得た間隔Dの折れ線群を同じ測定位置で得た内挿点に最小自乗的にフィットさせて間隔Dの全折れ線群を相互に関係付ける。これは、内挿点基準の逐次合成法と呼ばれる手法である。このようにして、要求される密度までサンプリング間隔を高めた形状の表現が可能になる。
m2(x)=g(x+D)+f(x)+ZD+h(x) (2*)
となる。本発明ではαが補助基準保持部RHを移動する前後の水準器LVの読みの差から既知になっているのでそれを用いて、式(2*)の段階で{m2(x) −h(x)}として、傾斜を補正することができる。この補正した値を用いてあらためてm2(x)とすれば、式(2)に示したように、補助基準保持部RHを移動する際に傾斜が生じないのと同じ状態を計算上作り出せる。その結果、式(3)、式(6)などでも傾斜の影響を受けない差分が得られることになる。
SA1(x)=g(x)+Ez(x) (9)
SA2(x)=g(x)+ZD+Ez(x+D) (10)
SA2(x)−SA1(x)=ZD+Ez(x+D)−Ez(x) (11)
これは、移動ステージXSの走査運動誤差形状の差分値を与えるもので、式(3)などの場合と同様に、その形状が初期値を与えると復元できる。
SA2(x−D)=g(x−D)+ZD+Ez(x) (12)
となるので、測定面の形状を式(9)と式(12)の差から求める形状の差分である次式から求めることもできる。
SA1(x)−SA2(x−D)=g(x)−g(x−D)−ZD (13)
Re 補助基準面
SH センサホルダ
SA 被測定面走査用の第1センサ (変位センサ、または角度センサ)
SB 補助基準面走査用の第2センサ (変位センサ、または角度センサ)
SL 走査線
GS 走査用ガイド
RH 補助基準保持部
Ey エンコーダ読み取りヘッド
Em エンコーダ目盛
LV 水準器 (傾斜検出系)
IF 干渉変位計
D 補助基準シフト量
f(x) 被測定面の真直形状
g(x) 補助基準の真直形状
Ez(x) 走査運動誤差
ZD、Zd 補助基準面シフト時の形状高さ方向のオフセット量
XS 走査用ステージ
FC 固定コラム
AC オートコリメータ
AM オートコリメータ用反射鏡
M1、M2 測定目的方向の相互傾斜角が校正された一対の反射鏡
KS 傾斜検出用角度センサ
Claims (3)
- 被測定面の形状を測定する第1センサと、
被測定面に対応して相対移動可能に配置された補助基準面の形状を測定する第2センサと、
前記被測定面と前記補助基準面の相対移動に際して移動側の面の移動前後の傾きを検出する傾きセンサと、
感度軸が同一線上もしくは平行状態になるように前記第1センサ及び前記第2センサを保持するセンサホルダと、
前記センサホルダを、前記被測定面と前記補助基準面に対して、基準線に沿って所定の間隔で相対的に移動するための移動手段と、を有し、
前記被測定面と前記補助基準面とを第1の相対位置に固定して、前記センサホルダを前記被測定面と前記補助基準面に対して相対的に移動させながら前記第1センサと前記第2センサとで測定を行って、第1の差動出力群を取得し、
前記被測定面と前記補助基準面とを前記第1の相対位置から前記基準線に沿った方向に相対移動させた第2の相対位置に固定して、前記センサホルダを前記被測定面と前記補助基準面に対して相対的に移動させながら前記第1センサと前記第2センサとで測定を行って、第2の差動出力群を取得し、
前記傾きセンサの測定により、前記第1の相対位置と前記第2の相対位置における前記被測定面及び前記補助基準面のうち実際に移動する側の面の相対傾きを求め、
前記第1の相対位置と前記第2の相対位置における前記相対傾きを用いて、前記第1の差動出力群と前記第2の差動出力群の差分を補正することにより前記被測定面の形状を求めることを特徴とする測定装置。 - 感度軸が同一線上もしくは平行状態になるようにセンサホルダにそれぞれ保持され且つ被測定面の形状を測定する第1センサ及び補助基準面の形状を測定する第2センサと、前記被測定面と前記補助基準面の相対移動に際して移動側の面の移動前後の傾きを検出する傾きセンサとを用いる測定方法において、
前記被測定面と前記補助基準面とを第1の相対位置に固定して、前記センサホルダを前記被測定面と前記補助基準面に対して相対的に移動させながら前記第1センサと前記第2センサとで測定を行って、第1の差動出力群を取得するステップと、
前記被測定面と前記補助基準面とを前記第1の相対位置から前記基準線に沿った方向に相対移動させた第2の相対位置に固定して、前記センサホルダを前記被測定面と前記補助基準面に対して相対的に移動させながら前記第1センサと前記第2センサとで測定を行って、第2の差動出力群を取得するステップと、
前記傾きセンサの測定により、前記第1の相対位置と前記第2の相対位置における前記被測定面及び前記補助基準面のうち実際に移動する側の面の相対傾きを求めるステップと、
前記第1の相対位置と前記第2の相対位置における前記相対傾きを用いて、前記第1の差動出力群と前記第2の差動出力群の差分を補正することにより前記被測定面の形状を求めるステップとを有することを特徴とする測定方法。 - 請求項1又は2に記載の測定方法を用いて得られたステージの運動誤差に基づき、このステージにより保持された被測定面の形状を、第1センサを用いて測定する測定方法において、
前記被測定面を第1の位置において、前記第1センサにより基準線に沿って所定の間隔で測定を行って、前記第1センサの感度軸方向における前記ステージの並進誤差である運動誤差(Ez(x))と被測定面形状(g(x))を含む第1の出力群を取得するステップと、
前記ステージと共に前記被測定面を前記基準線に沿った方向に移動させた第2の位置において、前記第1センサにより前記基準線に沿って所定の間隔で測定を行って、前記運動誤差と被測定面形状を含む第2の出力群を取得するステップと、
前記第1の位置から前記第2の位置へと移動した前記被測定面の移動前後の傾斜を検出することができる位置においた水準器を用いて前記被測定面の傾きを検出し、その検出結果から前記第1の出力群と前記第2の出力群の差分を補正することにより前記運動誤差を求めるステップとを有することを特徴とする測定方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009104777A JP5290038B2 (ja) | 2009-04-23 | 2009-04-23 | 測定装置及び測定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009104777A JP5290038B2 (ja) | 2009-04-23 | 2009-04-23 | 測定装置及び測定方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2010256107A JP2010256107A (ja) | 2010-11-11 |
JP5290038B2 true JP5290038B2 (ja) | 2013-09-18 |
Family
ID=43317202
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2009104777A Expired - Fee Related JP5290038B2 (ja) | 2009-04-23 | 2009-04-23 | 測定装置及び測定方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5290038B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5950760B2 (ja) * | 2012-06-07 | 2016-07-13 | 清野 慧 | 干渉形状測定機構の校正方法 |
CN107421470B (zh) * | 2017-05-25 | 2019-05-14 | 哈尔滨工业大学 | 一种双路自准直仪 |
CN109668522A (zh) * | 2019-02-25 | 2019-04-23 | 上海谦视智能科技有限公司 | 3d形貌测量误差的在线补偿测量装置及测量方法 |
CN115769046A (zh) * | 2020-06-30 | 2023-03-07 | 日本电产株式会社 | 测定系统和测定方法 |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0749956B2 (ja) * | 1988-10-31 | 1995-05-31 | アンリツ株式会社 | 形状測定装置 |
-
2009
- 2009-04-23 JP JP2009104777A patent/JP5290038B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2010256107A (ja) | 2010-11-11 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4875177A (en) | Datuming of analogue measurement probes | |
US9074865B2 (en) | Contour and surface texture measuring instrument and contour and surface texture measuring method | |
JP4776473B2 (ja) | 光軸偏向型レーザ干渉計、その校正方法、補正方法、及び、測定方法 | |
US8607466B2 (en) | Coordinate measuring machine (CMM) and method of compensating errors in a CMM | |
EP0306509A1 (en) | APPARATUS FOR DETERMINING POSITIONS. | |
US7385214B2 (en) | System and method for correcting systematic error of, and calibrating for, tilt angle of surface topology sensor head having plurality of distance sensors | |
JP3400393B2 (ja) | レーザ干渉装置 | |
JP5290038B2 (ja) | 測定装置及び測定方法 | |
JPS63292005A (ja) | 走り誤差補正をなした移動量検出装置 | |
JP6430874B2 (ja) | 測定方法 | |
JP2009281768A (ja) | 測定装置 | |
JP4875409B2 (ja) | 被平面研削加工物の平面研削方法 | |
JP2017037028A (ja) | 測定装置 | |
JPH0123041B2 (ja) | ||
JP2009041983A (ja) | 多点プローブの零点誤差の変動検出方法 | |
JP6401618B2 (ja) | 測定方法及び測定装置 | |
JP4980817B2 (ja) | 多点プローブの零点誤差関連値記録装置 | |
JP2001165629A (ja) | 形状測定装置及び形状測定方法 | |
CN112815871B (zh) | 一种大口径平面光学元件面形绝对测量系统 | |
JP2003254747A (ja) | 真直度測定法 | |
JPH11281306A (ja) | 座標測定機の校正値検出方法及びこの校正値を用いた形状データ校正方法 | |
JP6779151B2 (ja) | 測定方法 | |
CN116045801A (zh) | 一种基于六足平台标定cqp确定的空间光线的方法 | |
JP2003232625A (ja) | 真直度測定法 | |
JP5950760B2 (ja) | 干渉形状測定機構の校正方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20120227 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20130228 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20130304 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20130430 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20130604 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20130605 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5290038 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |