JP5645349B2 - Shape measuring device - Google Patents

Shape measuring device Download PDF

Info

Publication number
JP5645349B2
JP5645349B2 JP2008074869A JP2008074869A JP5645349B2 JP 5645349 B2 JP5645349 B2 JP 5645349B2 JP 2008074869 A JP2008074869 A JP 2008074869A JP 2008074869 A JP2008074869 A JP 2008074869A JP 5645349 B2 JP5645349 B2 JP 5645349B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
probe
force
measured
measurement
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
Application number
JP2008074869A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2009229246A (en
JP2009229246A5 (en
Inventor
丸山 健男
健男 丸山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
Priority to JP2008074869A priority Critical patent/JP5645349B2/en
Publication of JP2009229246A publication Critical patent/JP2009229246A/en
Publication of JP2009229246A5 publication Critical patent/JP2009229246A5/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5645349B2 publication Critical patent/JP5645349B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • A Measuring Device Byusing Mechanical Method (AREA)

Description

本発明は、レンズ、ミラー、プリズムなどの光学素子及び光学素子用金型の形状を測定するための形状測定装置に関するものである。   The present invention relates to an optical element such as a lens, a mirror, and a prism, and a shape measuring device for measuring the shape of a mold for the optical element.

従来、レンズ、ミラー、プリズムなどの高精度な形状精度が必要とされる光学素子及びその金型の形状は、接触式のプローブを有する形状測定装置によって、一般に測定されている。接触式の形状測定装置は、XYZ空間上で移動可能なプローブを被測定物の被測定面に一定力で押し当てながら、XY方向に走査させ、走査中のプローブ位置をレーザ測長機などにより測定することによって、被測定面の形状データをXYZ座標値として得ている。一般的なプローブ構造としては、XYZ空間においてZ方向のみ摺動可能なようにエアーベアリングなどでプローブシャフトを保持し、自重を補償するために、上下方向に力を発生する剛性要素をハウジングとプローブシャフトの間に設けて弾性的に支持される。   2. Description of the Related Art Conventionally, optical elements such as lenses, mirrors, prisms, and the like that require high shape accuracy and shapes of molds thereof are generally measured by a shape measuring device having a contact probe. The contact-type shape measuring device scans in the XY direction while pressing the probe movable in the XYZ space against the measurement surface of the object to be measured with a constant force, and the probe position during the scanning is measured by a laser length measuring device or the like. By measuring, the shape data of the surface to be measured is obtained as XYZ coordinate values. As a general probe structure, the probe shaft is held by an air bearing or the like so that it can slide only in the Z direction in the XYZ space, and a rigid element that generates a force in the vertical direction is used to compensate for its own weight. It is provided between the shafts and is elastically supported.

プローブシャフト先端には、真球度の高いプローブ球を配置し、これを被測定面に一定力で押し当てて測定動作を行う。   A probe ball having a high sphericity is arranged at the tip of the probe shaft, and this is pressed against the surface to be measured with a constant force to perform a measurement operation.

レンズなどの高精度な形状精度が必要とされる光学素子や光学素子用金型の測定には、被測定面の形状だけではなく、素子上に規定された基準位置から面位置の測定をすることが重要となってきている。すなわち、光学素子上の端面などを基準位置として、端面と被測定面の相対位置や姿勢を保証することが、これらの素子の測定には必須の項目となってきている。   For measuring optical elements and molds for optical elements that require high precision, such as lenses, measure not only the shape of the surface to be measured but also the surface position from the reference position defined on the element. It has become important. That is, ensuring the relative position and orientation of the end surface and the surface to be measured using the end surface on the optical element as a reference position has become an essential item for measurement of these elements.

しかしながら、光学面の形状測定と、光学素子上の基準位置を決定する端面の測定を同時に1つの形状測定プローブで行うことは、大変に難しい。なぜなら、光学面測定に要するプローブの構成要件と端面測定に要するプローブの構成要件が相反するものであるからである。すなわち、XYZ空間上において、被測定物の光学面がXY面に平行であり、端面がXZ面とYZ面に平行な面であったとしたなら、前述したようにプローブシャフトは、光学面測定のためには、シャフトが倒れる方向の剛性は、非常高くする必要がある。剛性が弱いと、プローブシャフトの倒れが大きくなり、高精度な光学面測定が行えなくなるからである。他方、基準位置を決定する端面の測定は、プローブシャフト先端に設けたプローブ球を端面に横方向である、X方向もしくはY方向から押し当てて、プローブシャフトの倒れを検知する方法で測定を行っている。そのために、極端にシャフトの倒れる方向の剛性を高くすると測定する時に被測定面に与える測定圧が高くなり、測定精度に悪影響を与えてしまうからである。   However, it is very difficult to simultaneously measure the shape of the optical surface and measure the end surface for determining the reference position on the optical element with one shape measuring probe. This is because the configuration requirements of the probe required for optical surface measurement and the configuration requirements of the probe required for end surface measurement are contradictory. That is, in the XYZ space, if the optical surface of the object to be measured is parallel to the XY plane and the end surface is parallel to the XZ plane and the YZ plane, as described above, the probe shaft performs optical surface measurement. For that purpose, the rigidity in the direction in which the shaft falls is required to be very high. This is because if the rigidity is weak, the probe shaft is greatly tilted and high-precision optical surface measurement cannot be performed. On the other hand, the measurement of the end face that determines the reference position is performed by a method in which the probe ball provided at the tip of the probe shaft is pressed against the end face from the X direction or the Y direction, which is the lateral direction, and the probe shaft is tilted. ing. For this reason, if the rigidity in the direction in which the shaft falls is extremely increased, the measurement pressure applied to the surface to be measured at the time of measurement increases, which adversely affects measurement accuracy.

従来例としては、例えば、特許文献1に開示されたように、被測定物の端面の測定が可能なプローブを提案している。これは、図4に示すように、XYZ空間上で、YZ方向に平行な端面を測定するときには、先端にスタイラス101を備えたアーム部103と板バネ105からなるプローブをX方向から近づけていく。そして、プローブと被測定物の端面の接触による板バネ105の変形を、ミラー102を用いた変位センサにより検知することにより、端面位置の測定を行うものである。   As a conventional example, as disclosed in Patent Document 1, for example, a probe capable of measuring an end face of an object to be measured is proposed. As shown in FIG. 4, when measuring an end face parallel to the YZ direction in the XYZ space, the probe comprising the arm portion 103 having the stylus 101 at the tip and the leaf spring 105 is moved closer to the X direction. . The deformation of the leaf spring 105 due to the contact between the probe and the end surface of the object to be measured is detected by a displacement sensor using the mirror 102 to measure the end surface position.

また、特許文献2に開示されたものは、図5に示すように、素子の端面の測定が可能なプローブとして、スタイラス212とアーム222からなるプローブを揺動部材220に支持させ、プローブと測定面251を接触させる。そして、プローブの倒れをミラー232を用いた変位センサで検知し、その時のプローブ位置を別途変位センサにより測定し、高精度に端面の測定を行う。   Further, as disclosed in Patent Document 2, as shown in FIG. 5, as a probe capable of measuring an end face of an element, a probe including a stylus 212 and an arm 222 is supported on a swing member 220, and the probe and measurement are performed. The surface 251 is brought into contact. Then, the probe tilt is detected by a displacement sensor using a mirror 232, and the probe position at that time is measured by a separate displacement sensor, and the end face is measured with high accuracy.

特許第3075981号公報Japanese Patent No. 3075981 特開2006−284410号公報JP 2006-284410 A

しかしながら、上記従来例では、以下のような問題点があった。   However, the above conventional example has the following problems.

特許文献1に開示された構成では、例えば、XYZ上空間上において、YZ面に平行又はほぼ平行な端面を測定するようにプローブを装置に配置した場合、YZ面に平行な端面のみを測定可能で、XZ面に平行な端面を測定できない。XZ面に平行な端面を測定するには、測定素子の固定方向を変更するか、XZ面を測定可能な方向にプローブを付け替えるか、もしくは、別途もう一つ設けるなどの手段を講じなければならず、測定精度、装置コスト、測定時間に対して悪影響を及ぼす。 In the configuration disclosed in Patent Document 1, for example, when the probe is arranged in the apparatus so as to measure an end face parallel to or substantially parallel to the YZ plane in the XYZ space, only the end face parallel to the YZ plane can be measured. Thus, the end face parallel to the XZ plane cannot be measured. In order to measure the end face parallel to the XZ plane, it is necessary to take measures such as changing the fixing direction of the measuring element, changing the probe in the direction in which the XZ plane can be measured, or providing another one. The measurement accuracy, device cost, and measurement time are adversely affected.

また、この構成では、通常XY面に対して0度から60度の傾斜内で形成されている光学面の場合は、測定することができず、別途、これを測定する目的のプローブを設けるか、違う装置で測定しなければならない。   In addition, in this configuration, in the case of an optical surface that is normally formed within an inclination of 0 to 60 degrees with respect to the XY plane, measurement cannot be performed. You have to measure with a different device.

特許文献2に提案されたプローブは、YZ面に平行な面、もしくは、XZ面に平行な面のどちらかしか測定できない、という課題は解決できるが、通常XY面に対して0度から60度の傾斜内で形成されている光学面を測定することができない。   The probe proposed in Patent Document 2 can solve the problem that only a plane parallel to the YZ plane or a plane parallel to the XZ plane can be measured. However, the probe is usually 0 to 60 degrees with respect to the XY plane. The optical surface formed within the inclination cannot be measured.

本発明は、光学素子形状の測定と基準面を決定する端面の測定の両方を一つのプローブで高精度に行うことができる形状測定装置を提供することを目的とするものである。   SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a shape measuring apparatus capable of performing both measurement of an optical element shape and measurement of an end face for determining a reference surface with a single probe with high accuracy.

本発明の形状測定装置は、3次元的に移動可能なプローブハウジングと、前記プローブハウジングに対して相対移動可能に保持されたプローブと、を有し、被測定物の表面に対する前記プローブの倣い制御を行いながら、前記被測定物の表面形状を表わす前記プローブの座標位置を測定する形状測定装置において、前記プローブハウジングに対する、前記プローブの、前記プローブの長手方向と直交する方向における相対的な変位である並進変位を測定する測定手段と、前記プローブに対して並進力を発生させる前記プローブの長手方向に対して1箇所に配置された力発生手段と、前記測定手段の出力に基づいて、前記力発生手段による並進力を制御すると共に、前記被測定物の表面測定と前記被測定物の端面測定とで並進力を変更することで前記プローブと前記プローブハウジングとの間の剛性と粘性が設定される手段と、を備えたことを特徴とする。 The shape measuring apparatus of the present invention includes a probe housing that can be moved three-dimensionally, and a probe that is held so as to be relatively movable with respect to the probe housing, and the scanning control of the probe with respect to the surface of the object to be measured. In the shape measuring device for measuring the coordinate position of the probe representing the surface shape of the object to be measured, the relative displacement of the probe with respect to the probe housing in the direction perpendicular to the longitudinal direction of the probe Based on the output of the measuring means for measuring a certain translational displacement, the force generating means arranged at one place with respect to the longitudinal direction of the probe for generating the translational force on the probe, and the output of the measuring means controls the translational force by generating means, said changing the translational force at the end surface measurement of the object to be measured and the surface measurement of the object to be measured Characterized by comprising a means for rigid and viscosity are set between the probe and the probe housing.

プローブハウジングとプローブの間の機械的特性を、力発生手段によって被測定物の表面測定と被測定物の端面測定とで変更することができるため、被測定物の表面形状の測定と、基準面を決定する端面形状の測定の両方を一つのプローブで高精度に行うことができる。 Since the mechanical characteristics between the probe housing and the probe can be changed between the surface measurement of the object to be measured and the end surface measurement of the object to be measured by the force generating means, the measurement of the surface shape of the object to be measured and the reference surface Both of the measurement of the end face shape that determines the above can be performed with high accuracy by one probe.

本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。   The best mode for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings.

図1に示すように、実施例1による形状測定装置は、プローブ球1とプローブシャフト2からなるプローブと、Z方向のプローブ軸に垂直なX、Y方向の並進力及び回転力を発生させるヨーク3a、3b、磁性体3c、3d及びコイル等を有する。これらは、プローブハウジング4に支持される。さらに、Z方向の力を発生するヨーク5a、マグネット5b、コイル5cと、測定手段である変位計6a、6b、7等を備える。   As shown in FIG. 1, the shape measuring apparatus according to the first embodiment includes a probe including a probe ball 1 and a probe shaft 2, and a yoke that generates translational and rotational forces in the X and Y directions perpendicular to the probe axis in the Z direction. 3a, 3b, magnetic bodies 3c, 3d, and coils. These are supported by the probe housing 4. Furthermore, a yoke 5a, a magnet 5b, a coil 5c that generate a force in the Z direction, and displacement meters 6a, 6b, and 7 serving as measuring means are provided.

プローブシャフト2は、プローブハウジング4に対して自由(相対移動可能)に配置され、その先端には、Zミラー10と、非常に真球度の高い精密球であるプローブ球1が固設されている。プローブハウジング4は、プローブベース12と支柱14を介してZ軸テーブル15に設置されており、プローブベース12には、X1干渉計13とX2干渉計11が配置されており、それぞれ干渉計とX基準ミラー20と間の距離を測定する。また、プローブベース12上には、Y1干渉計(不図示)、Y2干渉計(不図示)が設置されており、Y基準ミラー(不図示)との間の距離を測定する。Z軸テーブル15上には、Z干渉計16が設置されており、これにより、Z基準ミラー21との間の距離を測定する。   The probe shaft 2 is disposed freely (relatively movable) with respect to the probe housing 4, and a Z mirror 10 and a probe sphere 1, which is a highly accurate sphere, are fixed to the tip of the probe shaft 2. Yes. The probe housing 4 is installed on the Z-axis table 15 via the probe base 12 and the support column 14, and the X1 interferometer 13 and the X2 interferometer 11 are arranged on the probe base 12, and the interferometer and the X2 are respectively arranged. The distance from the reference mirror 20 is measured. Further, a Y1 interferometer (not shown) and a Y2 interferometer (not shown) are installed on the probe base 12 and measure the distance from the Y reference mirror (not shown). A Z interferometer 16 is installed on the Z-axis table 15, thereby measuring the distance to the Z reference mirror 21.

Z軸テーブル15は、Z軸ステージ17、Y軸ステージ18、X軸ステージ19に接続されており、これらのステージにより、3次元的に移動可能である。Z軸テーブル15の移動量は、上述したX1干渉計13、X2干渉計11、Y1干渉計、Y2干渉計、Z干渉計16を用いて、X基準ミラー20とY基準ミラー、Z基準ミラー21を基準にして、測定する。また、上記のステージはベース23上に配置され、ベース23上には、上記のステージのほかに、X基準ミラー20、Z基準ミラー21を保持している基準ミラー保持部材22が固定されている。また、被測定物Wが取り外し可能なように固定されている。   The Z-axis table 15 is connected to a Z-axis stage 17, a Y-axis stage 18, and an X-axis stage 19, and can be moved three-dimensionally by these stages. The amount of movement of the Z-axis table 15 is determined by using the X reference interferometer 13, the X2 interferometer 11, the Y1 interferometer, the Y2 interferometer, and the Z interferometer 16, and the X reference mirror 20, the Y reference mirror, and the Z reference mirror 21. Measure with reference to. The above stage is disposed on the base 23, and a reference mirror holding member 22 holding the X reference mirror 20 and the Z reference mirror 21 is fixed on the base 23 in addition to the above stage. . Further, the object to be measured W is fixed so as to be removable.

プローブハウジング4には、X1変位計6aとX2変位計6bが固定されており、それぞれの変位計は、プローブハウジング4とプローブシャフト2の間のX方向の相対的な変位を測定している。2つのX方向の変位を測定する変位計を設けたことで、プローブシャフト2の変位及び姿勢(並進変位及び回転変位)を測定することができる。   An X1 displacement meter 6 a and an X2 displacement meter 6 b are fixed to the probe housing 4, and each displacement meter measures a relative displacement in the X direction between the probe housing 4 and the probe shaft 2. By providing two displacement meters that measure the displacement in the X direction, the displacement and posture (translational displacement and rotational displacement) of the probe shaft 2 can be measured.

また、不図示ではあるが、プローブハウジング4とプローブシャフト2の間のY方向の相対的な変位を測定する測定手段であるY1変位計、Y2変位計もプローブハウジング4に固定されている。さらに、プローブハウジング4とプローブシャフト2の間のZ方向の相対的な変位を測定するZ変位計7もプローブハウジング4に固設されている。   Although not shown, the Y1 displacement meter and the Y2 displacement meter, which are measuring means for measuring the relative displacement in the Y direction between the probe housing 4 and the probe shaft 2, are also fixed to the probe housing 4. Further, a Z displacement meter 7 for measuring the relative displacement in the Z direction between the probe housing 4 and the probe shaft 2 is also fixed to the probe housing 4.

プローブハウジング4からプローブシャフト2に対して、Z方向の力を作用させるZ力発生機構は、プローブハウジング4に固定されたヨーク5a及びコイル5cと、プローブシャフト2に固定されたマグネット5bとにより構成される。コイル5cに電流を通電することにより、マグネット5bとヨーク5aの間の磁界密度が変化してZ上下方向の力をプローブシャフト2に加えることができる。   A Z force generation mechanism that applies a force in the Z direction from the probe housing 4 to the probe shaft 2 is composed of a yoke 5a and a coil 5c fixed to the probe housing 4, and a magnet 5b fixed to the probe shaft 2. Is done. By applying a current to the coil 5c, the magnetic field density between the magnet 5b and the yoke 5a changes, and a force in the Z vertical direction can be applied to the probe shaft 2.

プローブシャフト2に対して、X方向の並進力及び回転力を発生させる力発生手段であるX力発生機構は、プローブハウジング4に固定されたヨーク3a、3bとプローブシャフト2に固定された磁性体3c、3dから構成される。ヨーク3a、3bには、コイルが巻かれており、このコイルに電流を流すことにより、ヨーク3a、3bと磁性体3c、3dの間の吸引力が変化し、プローブシャフトに2に対して、X方向の力を作用させることができる。また、X力発生機構は、プローブシャフト2の上下2箇所に設置されており、この2つを組み合わせて力を作用させることで、プローブシャフト2に回転力を作用させることができる。また、不図示ではあるが、Y方向にも、X方向と同様な力発生手段であるY力発生機構が配置されている。   An X force generating mechanism, which is a force generating means for generating a translational force and a rotational force in the X direction with respect to the probe shaft 2, includes yokes 3 a and 3 b fixed to the probe housing 4 and a magnetic body fixed to the probe shaft 2. 3c and 3d. A coil is wound around the yokes 3a and 3b. By passing an electric current through the coils, the attractive force between the yokes 3a and 3b and the magnetic bodies 3c and 3d is changed. A force in the X direction can be applied. Further, the X force generation mechanism is installed at two positions above and below the probe shaft 2, and a rotational force can be applied to the probe shaft 2 by applying a force by combining these two. Although not shown, a Y force generation mechanism, which is a force generation unit similar to the X direction, is also arranged in the Y direction.

次に、装置の信号の流れについて説明する。   Next, the signal flow of the apparatus will be described.

まず、装置の最上位コントローラとして、メインコントローラ(不図示)がある。メインコントローラから指令を受ける下位コントローラとして、計測コントローラ24とステージコントローラ26と力コントローラ25の3つのコントローラがある。   First, there is a main controller (not shown) as the highest level controller of the apparatus. There are three controllers, a measurement controller 24, a stage controller 26, and a force controller 25, as subordinate controllers that receive commands from the main controller.

計測コントローラ24は、メインコントローラからの指示に基づき、X1干渉計13、X2干渉計11、Y1干渉計、Y2干渉計、Z干渉計16、X1変位計6a、X2変位計6b、Y1変位計、Y2変位計、Z変位計7の変位データを同時にラッチする。そして、取得した変位データ(出力)をメインコントローラへ伝達する。   Based on an instruction from the main controller, the measurement controller 24 includes an X1 interferometer 13, an X2 interferometer 11, a Y1 interferometer, a Y2 interferometer, a Z interferometer 16, an X1 displacement meter 6a, an X2 displacement meter 6b, a Y1 displacement meter, The displacement data of the Y2 displacement meter and the Z displacement meter 7 are latched simultaneously. Then, the acquired displacement data (output) is transmitted to the main controller.

ステージコントローラ26は、メインコントローラからの指示に基づき、X軸ステージ19、Y軸ステージ18、Z軸ステージ17の制御を行う。それぞれのステージの位置制御を行うほか、Z変位計7の値を一定にするZ軸ステージ制御を行ったり、X1変位計6a、X2変位計6bの値を一定にするX軸ステージ制御、Y1変位計、Y2変位計の値を一定にするY軸ステージ制御を行う。   The stage controller 26 controls the X-axis stage 19, the Y-axis stage 18, and the Z-axis stage 17 based on an instruction from the main controller. In addition to controlling the position of each stage, Z-axis stage control for making the value of the Z displacement meter 7 constant, X-axis stage control for making the values of the X1 displacement meter 6a and X2 displacement meter 6b constant, Y1 displacement Y-axis stage control is performed to keep the values of the meter and Y2 displacement meter constant.

力コントローラ25は、メインコントローラからの指示に基づき、X1変位計6a、X2変位6b、Y1変位計、Y2変位計の出力から、Z力発生機構、X力発生機構、Y力発生機構の発生力を制御する。   Based on an instruction from the main controller, the force controller 25 generates the Z force generation mechanism, the X force generation mechanism, and the Y force generation mechanism from the outputs of the X1 displacement meter 6a, the X2 displacement 6b, the Y1 displacement meter, and the Y2 displacement meter. To control.

次に、以上のように構成された形状測定装置を用いて行う測定動作を図2のフローチャートを用いて説明する。   Next, a measurement operation performed using the shape measuring apparatus configured as described above will be described with reference to the flowchart of FIG.

最初に、ステージコントローラ26によりZ軸ステージ17を位置制御系にする。すなわち、Z軸ステージ17の位置が一定になるように制御し、そして、安全位置、すなわち、プローブ球1が最も被測定物Wから離れる方向にZ軸ステージ17を退避させる(ステップS01)。   First, the stage controller 26 sets the Z-axis stage 17 to a position control system. That is, control is performed so that the position of the Z-axis stage 17 becomes constant, and then the Z-axis stage 17 is retracted in a safe position, that is, in a direction in which the probe ball 1 is farthest from the workpiece W (step S01).

そして、力コントローラ25により、光学面(表面)Waを有する被測定物Wの基準面(端面)Wbの測定に適した、プローブシャフト2とプローブハウジング4との間の剛性、粘性を設定する(ステップS02)。   Then, the force controller 25 sets the rigidity and viscosity between the probe shaft 2 and the probe housing 4 suitable for measuring the reference surface (end surface) Wb of the workpiece W having the optical surface (surface) Wa ( Step S02).

例えば、プローブ球1における、X並進方向、Y並進方向の剛性を10mN/mm、X回転方向、Y回転方向の剛性を10mN/mm、各方向の粘性を減衰率0.7程度に設定し、Z並進方向の剛性を10N/mmに設定する。このように設定すれば、非常に弱い力で基準面Wbの測定が行え、かつ、移動中のステージ振動やその他の外乱振動によるプローブシャフト2とプローブハウジング4との間の相対振動が抑制される。   For example, in the probe ball 1, the rigidity in the X translation direction and the Y translation direction is set to 10 mN / mm, the rigidity in the X rotation direction and the Y rotation direction is set to 10 mN / mm, and the viscosity in each direction is set to a damping rate of about 0.7, The rigidity in the Z translation direction is set to 10 N / mm. With this setting, the reference surface Wb can be measured with a very weak force, and the relative vibration between the probe shaft 2 and the probe housing 4 due to moving stage vibration and other disturbance vibrations is suppressed. .

なお、剛性や粘性は、X1変位計6a、X2変位計6b、Y1変位計、Y2変位計、Z変位計7、X力発生機構、Z力発生機構、Y力発生機構、力コントローラ25により実現するが、具体的な制御方法については後述する。   The rigidity and viscosity are realized by the X1 displacement meter 6a, the X2 displacement meter 6b, the Y1 displacement meter, the Y2 displacement meter, the Z displacement meter 7, the X force generation mechanism, the Z force generation mechanism, the Y force generation mechanism, and the force controller 25. However, a specific control method will be described later.

最初の基準面の測定点の上に来るようにX軸ステージ19、Y軸ステージ18を移動させる(ステップS03)。   The X-axis stage 19 and the Y-axis stage 18 are moved so as to be on the measurement point of the first reference plane (step S03).

次に、Z軸ステージ17をさげて、プローブ球1と測定する被測定物Wの端面である基準面Wbの高さを一致させる(ステップS04)。   Next, the Z-axis stage 17 is lowered so that the height of the probe ball 1 and the reference surface Wb, which is the end surface of the object W to be measured, are matched (step S04).

さらに、X軸ステージ19及びY軸ステージ18により、プローブ球1を基準面Wbに近づけて、プローブ球1と基準面Wbを接触させる(ステップS05)。プローブ球1と基準面Wbの接触は、X1変位計6a、X2変位計6b、Y1変位計、Y2変位計を観察することで、検知できる。すなわち、プローブ球1をXプラス方向からXマイナス方向に移動させて基準面Wbに接近させた場合は、接触時に、X1変位計6a、X2変位計6bの出力が、マイナス方向へ触れるので、これを検知することによって、接触を検知できる。   Further, the probe sphere 1 is brought close to the reference plane Wb by the X-axis stage 19 and the Y-axis stage 18, and the probe sphere 1 and the reference plane Wb are brought into contact (step S05). The contact between the probe ball 1 and the reference surface Wb can be detected by observing the X1 displacement meter 6a, the X2 displacement meter 6b, the Y1 displacement meter, and the Y2 displacement meter. That is, when the probe ball 1 is moved from the X plus direction to the X minus direction to approach the reference plane Wb, the outputs of the X1 displacement meter 6a and the X2 displacement meter 6b touch the minus direction at the time of contact. By detecting this, contact can be detected.

接触を検知したら、X1変位計6a、X2変位計6b、Y1変位計、Y2変位計、Z変位計7が一定になるように、ステージコントローラ26によりX軸ステージ19、Y軸ステージ18、Z軸ステージ17を制御する(ステップS06)。そして、X1変位計6a、X2変位計6b、Y1変位計、Y2変位計、Z変位計7、X1干渉計13、X2干渉計11、Y1干渉計、Y2干渉計、Z干渉計16の出力から測定点におけるプローブの座標位置を測定する(ステップS07)。座標の算出の仕方は後述する。   When contact is detected, the stage controller 26 controls the X-axis stage 19, the Y-axis stage 18, and the Z-axis so that the X1 displacement meter 6a, X2 displacement meter 6b, Y1 displacement meter, Y2 displacement meter, and Z displacement meter 7 become constant. The stage 17 is controlled (step S06). From the outputs of the X1 displacement meter 6a, X2 displacement meter 6b, Y1 displacement meter, Y2 displacement meter, Z displacement meter 7, X1 interferometer 13, X2 interferometer 11, Y1 interferometer, Y2 interferometer, Z interferometer 16 The coordinate position of the probe at the measurement point is measured (step S07). The method of calculating the coordinates will be described later.

座標測定の後に、X軸ステージ19及びY軸ステージ18により、プローブ球1を測定点から退避させ(ステップS08)、さらに、Z軸ステージ17により、プローブ球1と被測定物Wがもっとも離れた安全位置へ退避させる(ステップS09)。   After the coordinate measurement, the probe sphere 1 is retracted from the measurement point by the X-axis stage 19 and the Y-axis stage 18 (step S08), and the probe sphere 1 and the object W to be measured are most separated by the Z-axis stage 17. Retreat to a safe position (step S09).

そして、基準面Wbの測定(端面形状の測定)が終了していれば、光学面測定に移行し、もし途中であればステップS03に戻り、次の基準面の測定を行う(ステップS10)。   If measurement of the reference surface Wb (end surface shape measurement) has been completed, the process proceeds to optical surface measurement, and if it is in the middle, the process returns to step S03 to measure the next reference surface (step S10).

光学面Waの測定(表面形状の測定)に移行する場合は、X軸ステージ19及びY軸ステージ18により、光学面測定の開始位置へ移動する(ステップS11)。そして、力コントローラ25により、光学面測定に適した、プローブシャフト2とプローブハウジング4との間の剛性、粘性を設定する。例えば、プローブ球1における、X並進方向、Y並進方向、X回転方向、Y回転方向の剛性を200mN/mmに設定し、Z並進方向の剛性を10mN/mmに設定する(ステップS12)。その後、プローブ接触判定モードにして、かつ、Z軸ステージ17を下げて、プローブ球1と被測定物Wの光学面Waを接触させる。プローブ球1と被測定物Wの接触は、Z変位計7を監視することにより検知できる。すなわち、プローブ球1と被測定物Wが接触するとプローブシャフト2がZ+方向へ押し上げられるので、Z変位計7の出力が+方向へ変化するので接触を検知できる。   When shifting to the measurement of the optical surface Wa (surface shape measurement), the optical surface Wa is moved to the optical surface measurement start position by the X-axis stage 19 and the Y-axis stage 18 (step S11). Then, the force controller 25 sets rigidity and viscosity between the probe shaft 2 and the probe housing 4 suitable for optical surface measurement. For example, the stiffness in the X translation direction, the Y translation direction, the X rotation direction, and the Y rotation direction in the probe sphere 1 is set to 200 mN / mm, and the stiffness in the Z translation direction is set to 10 mN / mm (step S12). Thereafter, the probe contact determination mode is set and the Z-axis stage 17 is lowered to bring the probe ball 1 and the optical surface Wa of the workpiece W into contact. Contact between the probe ball 1 and the workpiece W can be detected by monitoring the Z displacement meter 7. That is, when the probe ball 1 and the workpiece W are in contact with each other, the probe shaft 2 is pushed up in the Z + direction, so that the output of the Z displacement meter 7 changes in the + direction, so that the contact can be detected.

プローブ球1と被測定物Wが接触したら、プローブ接触判定モードを解除し(ステップS14)、被測定物Wへの押し付け力が一定になるように、Z軸ステージ17の針圧制御を行う(ステップS15)。そのまま、X軸ステージ19、Y軸ステージ18により全測定領域を走査する(ステップS16)。全測定領域を走査し終わったら、Z軸ステージを位置制御系に切り替えて、安全位置に退避させ(ステップS17)、測定を終了する。   When the probe ball 1 and the workpiece W are in contact, the probe contact determination mode is canceled (step S14), and the needle pressure of the Z-axis stage 17 is controlled so that the pressing force against the workpiece W is constant (step S14). Step S15). As it is, the entire measurement area is scanned by the X-axis stage 19 and the Y-axis stage 18 (step S16). When the entire measurement area has been scanned, the Z-axis stage is switched to the position control system and retracted to the safe position (step S17), and the measurement is terminated.

次に、座標測定の算出方法について説明する。   Next, a calculation method for coordinate measurement will be described.

まず、プローブハウジング4と基準ミラー保持部材22の相対位置は、X1干渉計13、X2干渉計11、Z干渉計16、Y1干渉計、Y2干渉計により測定される。また、プローブハウジング4とプローブシャフト2の相対位置は、X1変位計6a、X2変位計6b、Y1変位計、Y2変位計、Z変位計7により測定される。X1干渉計13、X2干渉計11、Z干渉計16、Y1干渉計、Y2干渉計の出力を、それぞれ、mx1、mx2、my1、my2、mzとする。また、X1変位計6a、X2変位計6b、Y1変位計、Y2変位計、Z変位計7の出力をそれぞれ、px1、px2、py1、py2、pzとする。   First, the relative positions of the probe housing 4 and the reference mirror holding member 22 are measured by the X1 interferometer 13, the X2 interferometer 11, the Z interferometer 16, the Y1 interferometer, and the Y2 interferometer. The relative position between the probe housing 4 and the probe shaft 2 is measured by an X1 displacement meter 6a, an X2 displacement meter 6b, a Y1 displacement meter, a Y2 displacement meter, and a Z displacement meter 7. The outputs of the X1 interferometer 13, X2 interferometer 11, Z interferometer 16, Y1 interferometer, and Y2 interferometer are mx1, mx2, my1, my2, and mz, respectively. The outputs of the X1 displacement meter 6a, the X2 displacement meter 6b, the Y1 displacement meter, the Y2 displacement meter, and the Z displacement meter 7 are denoted by px1, px2, py1, py2, and pz, respectively.

X軸ステージ19、Y軸ステージ18のX方向以外、Y方向以外の他方向への傾き誤差を考慮したプローブ球1中心とX基準ミラー20、Y基準ミラー、Z基準ミラー21との相対位置は、下記のMで表現される。X1干渉計13、X2干渉計11、プローブ球1の中心位置との間隔、及び、Y1干渉計、Y2干渉計、プローブ球1の中心位置との間隔、をそれぞれ、l1、l2とすると、   The relative positions of the center of the probe sphere 1 and the X reference mirror 20, the Y reference mirror, and the Z reference mirror 21 in consideration of tilt errors in the X axis stage 19 and the Y axis stage 18 in directions other than the X direction and other than the Y direction are as follows: , Represented by M below. When the distance from the center position of the X1 interferometer 13, the X2 interferometer 11, and the probe sphere 1 and the distance from the center position of the Y1 interferometer, Y2 interferometer, and probe sphere 1 are 11 and 12, respectively.

Figure 0005645349
Figure 0005645349

プローブハウジング4とプローブ球1中心の相対位置Pは、プローブシャフト2の傾きを考慮すると、X1変位計6a、X2変位計6b、プローブ球1の中心位置との間隔、及び、Y1変位計、Y2変位計、プローブ球1の中心位置との間隔を、m1、m2とすると、   The relative position P between the probe housing 4 and the center of the probe ball 1 takes into account the inclination of the probe shaft 2, and the distance between the X1 displacement meter 6a, the X2 displacement meter 6b, the center position of the probe ball 1, the Y1 displacement meter, Y2 When the distance from the center position of the displacement meter and probe ball 1 is m1 and m2,

Figure 0005645349
と表現されるので、X基準ミラー20、Y基準ミラー、Z基準ミラー21とプローブ球1中心との相対位置を測定座標Gは、以下のように表現される。
Figure 0005645349
Therefore, the measurement coordinates G are expressed as follows with respect to the relative positions of the X reference mirror 20, the Y reference mirror, the Z reference mirror 21, and the center of the probe sphere 1.

Figure 0005645349
Figure 0005645349

次に、プローブハウジング4とプローブシャフト2の間の剛性及び粘性の設定方法について説明する。   Next, a method for setting rigidity and viscosity between the probe housing 4 and the probe shaft 2 will be described.

例えば、X並進方向、Y並進方向、Z並進方向、X回転方向、Y回転方向の剛性、粘性をそれぞれ、   For example, the X translation direction, Y translation direction, Z translation direction, X rotation direction, Y rotation direction stiffness, viscosity, respectively,

Figure 0005645349
とするためには、X、Y、Z力発生機構によって、プローブシャフト2へ下記式で表現される力
Figure 0005645349
To achieve this, the force expressed by the following formula on the probe shaft 2 by the X, Y, Z force generation mechanism

Figure 0005645349
を加えればよい。
Figure 0005645349
Should be added.

Figure 0005645349
これから、上下2箇所でX力発生機構、Y力発生機構が発生する力に変換すると、
Figure 0005645349
From now on, when converted into the force generated by the X force generation mechanism and the Y force generation mechanism in two places at the top and bottom,

Figure 0005645349
Figure 0005645349

なお、ここで、Fx1、Fy1は上部のX力発生機構、Y力発生機構の発生力を表し、Fx2、Fy2は下部のX力発生機構、Y力発生機構の発生力を表している。   Here, Fx1 and Fy1 represent generated forces of the upper X force generating mechanism and Y force generating mechanism, and Fx2 and Fy2 represent generated forces of the lower X force generating mechanism and Y force generating mechanism.

Z力発生機構が発生する力は、上記Fzをそのまま出力すればよい。   The force generated by the Z force generation mechanism may be output as it is.

図3に示すように、実施例2による形状測定装置は、プローブ球1とプローブシャフト2からなるプローブと、Z方向のプローブ軸に垂直なX、Y方向の並進力を発生する力発生手段を構成するヨーク3a、磁性体3c、及びコイル等を有する。これらはプローブハウジング4に支持される。また、Z方向の力発生手段を構成するヨーク5a、マグネット5b、コイル5cと、測定手段である変位計6、7等を備える。   As shown in FIG. 3, the shape measuring apparatus according to the second embodiment includes a probe composed of a probe ball 1 and a probe shaft 2, and force generating means for generating translational forces in the X and Y directions perpendicular to the probe axis in the Z direction. It has a yoke 3a, a magnetic body 3c, a coil, and the like. These are supported by the probe housing 4. Further, it includes a yoke 5a, a magnet 5b, a coil 5c, which constitute force generating means in the Z direction, and displacement meters 6, 7 which are measuring means.

プローブシャフト2は、プローブハウジング4に対して自由に配置され、その先端には、Zミラー10と、非常に真球度の高い精密球であるプローブ球1が固設されている。プローブハウジング4は、プローブベース12と支柱14を介してZ軸テーブル15に設置されており、プローブベース12には、X1干渉計13とX2干渉計11が配置されており、それぞれ干渉計とX基準ミラー20と間の距離を測定する。また、プローブベース12上には、Y1干渉計(不図示)、Y2干渉計(不図示)が設置されており、Y基準ミラー(不図示)との間の距離を測定する。Z軸テーブル15上には、Z干渉計16が設置されており、これにより、Z基準ミラー21との間の距離を測定する。   The probe shaft 2 is freely arranged with respect to the probe housing 4, and a Z mirror 10 and a probe sphere 1, which is a precision sphere having a very high sphericity, are fixed to the tip of the probe shaft 2. The probe housing 4 is installed on the Z-axis table 15 via the probe base 12 and the support column 14, and the X1 interferometer 13 and the X2 interferometer 11 are arranged on the probe base 12, and the interferometer and the X2 are respectively arranged. The distance from the reference mirror 20 is measured. Further, a Y1 interferometer (not shown) and a Y2 interferometer (not shown) are installed on the probe base 12 and measure the distance from the Y reference mirror (not shown). A Z interferometer 16 is installed on the Z-axis table 15, thereby measuring the distance to the Z reference mirror 21.

Z軸テーブル15は、Z軸ステージ17、Y軸ステージ18、X軸ステージ19に接続されており、これらのステージにより、3次元的に動作可能である。Z軸テーブル15の移動量は、上述したX1干渉計13、X2干渉計11、Y1干渉計、Y2干渉計、Z干渉計16を用いて、X基準ミラー20とY基準ミラー、Z基準ミラー21を基準にして、測定する。上記のステージはベース23上に配置され、ベース23上には、上記のステージのほかに、X基準ミラー20、Z基準ミラー21を保持している基準ミラー保持部材22が固定されている。また、被測定物Wが取り外し可能なように固定されている。   The Z-axis table 15 is connected to a Z-axis stage 17, a Y-axis stage 18, and an X-axis stage 19, and can be operated three-dimensionally by these stages. The amount of movement of the Z-axis table 15 is determined by using the X reference interferometer 13, the X2 interferometer 11, the Y1 interferometer, the Y2 interferometer, and the Z interferometer 16, and the X reference mirror 20, the Y reference mirror, and the Z reference mirror 21. Measure with reference to. The stage is disposed on the base 23, and a reference mirror holding member 22 that holds the X reference mirror 20 and the Z reference mirror 21 is fixed on the base 23 in addition to the above stage. Further, the object to be measured W is fixed so as to be removable.

プローブハウジング4には、X変位計6が固定されており、この変位計は、プローブハウジング4とプローブシャフト2の間のX方向の相対的な変位(並進変位)を測定している。   An X displacement meter 6 is fixed to the probe housing 4, and this displacement meter measures a relative displacement (translational displacement) in the X direction between the probe housing 4 and the probe shaft 2.

また、不図示ではあるが、プローブハウジング4とプローブシャフト2の間のY方向の相対的な変位(並進変位)を測定する測定手段であるY変位計もプローブハウジング4に固定されている。さらに、プローブハウジング4とプローブシャフト2の間のZ方向の相対的な変位を測定するZ変位計7もプローブハウジング4に固設されている。   Although not shown, a Y displacement meter, which is a measuring means for measuring the relative displacement (translational displacement) in the Y direction between the probe housing 4 and the probe shaft 2, is also fixed to the probe housing 4. Further, a Z displacement meter 7 for measuring the relative displacement in the Z direction between the probe housing 4 and the probe shaft 2 is also fixed to the probe housing 4.

また、プローブハウジング4からプローブシャフト2に対して、力を作用させる力発生機構が配置されている。プローブシャフト2に対して、Z方向の力を発生させる力発生手段であるZ力発生機構は、プローブハウジング4に固定されたヨーク5a及びコイル5cと、プローブシャフト2に固定されたマグネット5bとにより構成される。コイル5cに電流を通電することにより、マグネット5bとヨーク5aの間の磁界密度が変化してZ上下方向の力をプローブシャフト2に加えることができる。   In addition, a force generation mechanism for applying a force from the probe housing 4 to the probe shaft 2 is disposed. A Z force generation mechanism, which is a force generation means for generating a force in the Z direction with respect to the probe shaft 2, includes a yoke 5 a and a coil 5 c fixed to the probe housing 4, and a magnet 5 b fixed to the probe shaft 2. Composed. By applying a current to the coil 5c, the magnetic field density between the magnet 5b and the yoke 5a changes, and a force in the Z vertical direction can be applied to the probe shaft 2.

プローブシャフト2に対して、X方向の力を発生させる力発生手段であるX力発生機構は、プローブハウジング4に固定されたヨーク3aとプローブシャフト2に固定された磁性体3cから構成される。ヨーク3aには、コイルが巻かれており、このコイルに電流を流すことにより、ヨーク3aと磁性体3cの間の吸引力が変化し、プローブシャフトに2に対して、X方向の力を作用させることができる。   An X force generating mechanism that is a force generating means for generating a force in the X direction with respect to the probe shaft 2 includes a yoke 3 a fixed to the probe housing 4 and a magnetic body 3 c fixed to the probe shaft 2. A coil is wound around the yoke 3a, and by passing an electric current through this coil, the attraction force between the yoke 3a and the magnetic body 3c changes, and a force in the X direction acts on the probe shaft 2 Can be made.

不図示ではあるが、Y方向にも、X方向と同様なY力発生機構が配置されており、プローブシャフト2に対してY方向の力(並進力)を作用(発生)させる力発生手段を構成する。   Although not shown, a Y force generation mechanism similar to that in the X direction is also arranged in the Y direction, and force generation means for applying (generating) a force in the Y direction (translational force) to the probe shaft 2 is provided. Configure.

次に、装置の信号の流れについて説明する。   Next, the signal flow of the apparatus will be described.

まず、装置の最上位コントローラとして、メインコントローラ(不図示)がある。メインコントローラから指令を受ける下位コントローラとして、計測コントローラ24とステージコントローラ26と力コントローラ25の3つのコントローラがある。   First, there is a main controller (not shown) as the highest level controller of the apparatus. There are three controllers, a measurement controller 24, a stage controller 26, and a force controller 25, as subordinate controllers that receive commands from the main controller.

計測コントローラ24は、メインコントローラからの指示に基づき、X1干渉計13、X2干渉計11、Y1干渉計、Y2干渉計、Z干渉計16、X変位計6、Y変位計、Z変位計7の変位データを同時にラッチする。そして、取得した変位データをメインコントローラへ伝達する。   The measurement controller 24 determines whether the X1 interferometer 13, the X2 interferometer 11, the Y1 interferometer, the Y2 interferometer, the Z interferometer 16, the X displacement meter 6, the Y displacement meter, and the Z displacement meter 7 based on an instruction from the main controller. Latch displacement data at the same time. Then, the acquired displacement data is transmitted to the main controller.

ステージコントローラ26は、メインコントローラからの指示に基づき、X軸ステージ19、Y軸ステージ18、Z軸ステージ17の制御を行う。それぞれのステージの位置制御を行うほか、Z変位計7の値を一定にするZ軸ステージ制御を行ったり、X変位計6の値を一定にするX軸ステージ制御、Y変位計の値を一定にするY軸ステージ制御を行う。   The stage controller 26 controls the X-axis stage 19, the Y-axis stage 18, and the Z-axis stage 17 based on an instruction from the main controller. In addition to controlling the position of each stage, Z-axis stage control for keeping the value of the Z displacement meter 7 constant, X-axis stage control for keeping the value of the X displacement meter 6 constant, and the value of the Y displacement meter constant Y axis stage control is performed.

力コントローラ25は、メインコントローラからの指示に基づき、X変位計6、Y変位計の出力から、Z力発生機構、X力発生機構、Y力発生機構の発生力を制御する。   The force controller 25 controls the generated force of the Z force generating mechanism, the X force generating mechanism, and the Y force generating mechanism from the outputs of the X displacement meter 6 and the Y displacement meter based on an instruction from the main controller.

次に、以上のように構成された形状測定装置を用いて行う測定動作を図2のフローチャートを用いて説明する。   Next, a measurement operation performed using the shape measuring apparatus configured as described above will be described with reference to the flowchart of FIG.

最初に、ステージコントローラ26によりZ軸ステージ17を位置制御系にする。すなわち、Z軸ステージ17の位置が一定になるように制御し、そして、安全位置、すなわち、プローブ球1が最も被測定物Wから離れる方向にZ軸ステージ17を退避させる(ステップS01)。   First, the stage controller 26 sets the Z-axis stage 17 to a position control system. That is, control is performed so that the position of the Z-axis stage 17 becomes constant, and then the Z-axis stage 17 is retracted in a safe position, that is, in a direction in which the probe ball 1 is farthest from the workpiece W (step S01).

そして、力コントローラ25により、光学面(表面)Waを有する被測定物Wの基準面(端面)Wbの測定に適した、プローブシャフト2とプローブハウジング4との間の剛性、粘性を設定する(ステップS02)。   Then, the force controller 25 sets the rigidity and viscosity between the probe shaft 2 and the probe housing 4 suitable for measuring the reference surface (end surface) Wb of the workpiece W having the optical surface (surface) Wa ( Step S02).

例えば、プローブ球1における、X並進方向、Y並進方向の剛性を10mN/mm、各方向の粘性を減衰率0.7程度に設定し、Z並進方向の剛性を10N/mmに設定する。このように設定すれば、非常に弱い力で基準面Wbの測定が行え、かつ、移動中のステージ振動やその他の外乱振動によるプローブシャフト2とプローブハウジング4との間の相対振動が抑制される。   For example, the stiffness in the X translation direction and the Y translation direction in the probe ball 1 is set to 10 mN / mm, the viscosity in each direction is set to about 0.7, and the stiffness in the Z translation direction is set to 10 N / mm. With this setting, the reference surface Wb can be measured with a very weak force, and the relative vibration between the probe shaft 2 and the probe housing 4 due to moving stage vibration and other disturbance vibrations is suppressed. .

なお、剛性や粘性は、X変位計6、Y変位計、Z変位計7、X力発生機構、Z力発生機構、Y力発生機構、力コントローラ25により実現するが、具体的な制御方法については後述する。   The rigidity and viscosity are realized by the X displacement meter 6, the Y displacement meter, the Z displacement meter 7, the X force generation mechanism, the Z force generation mechanism, the Y force generation mechanism, and the force controller 25. Specific control methods Will be described later.

最初の基準面の測定点の上に来るようにX軸ステージ19、Y軸ステージ18を移動させる(ステップS03)。   The X-axis stage 19 and the Y-axis stage 18 are moved so as to be on the measurement point of the first reference plane (step S03).

次に、Z軸ステージ17をさげて、プローブ球1と測定する被測定物Wの端面である基準面Wbの高さを一致させる(ステップS04)。   Next, the Z-axis stage 17 is lowered so that the height of the probe ball 1 and the reference surface Wb, which is the end surface of the object W to be measured, are matched (step S04).

さらに、X軸ステージ19及びY軸ステージ18により、プローブ球1を基準面Wbに近づけて、プローブ球1と基準面Wbを接触させる(ステップS05)。プローブ球1と基準面Wbの接触は、X変位計6、Y変位計を観察することで、検知できる。すなわち、プローブ球1をXプラス方向からXマイナス方向に移動させて基準面Wbに接近させた場合は、接触時に、X変位計6の出力が、マイナス方向へ触れるので、これを検知することによって、接触を検知できる。   Further, the probe sphere 1 is brought close to the reference plane Wb by the X-axis stage 19 and the Y-axis stage 18, and the probe sphere 1 and the reference plane Wb are brought into contact (step S05). The contact between the probe ball 1 and the reference surface Wb can be detected by observing the X displacement meter 6 and the Y displacement meter. That is, when the probe ball 1 is moved from the X plus direction to the X minus direction to approach the reference plane Wb, the output of the X displacement meter 6 touches the minus direction at the time of contact. , Can detect contact.

接触を検知したら、X変位計6、Y変位計、Z変位計7が一定になるように、ステージコントローラ26によりX軸ステージ19、Y軸ステージ18、Z軸ステージ17を制御する(ステップS06)。そして、X変位計、Y変位計、Z変位計7、X1干渉計13、X2干渉計11、Y1干渉計、Y2干渉計、Z干渉計16の出力から測定点の座標(プローブの座標位置)を測定する(ステップS07)。座標の算出の仕方は後述する。 When the contact is detected, the stage controller 26 controls the X-axis stage 19, the Y-axis stage 18, and the Z-axis stage 17 so that the X displacement meter 6, the Y displacement meter, and the Z displacement meter 7 become constant (step S06). . Then, from the outputs of the X displacement meter 6 , the Y displacement meter, the Z displacement meter 7, the X1 interferometer 13, the X2 interferometer 11, the Y1 interferometer, the Y2 interferometer, and the Z interferometer 16, the coordinates of the measurement point (the coordinate position of the probe) ) Is measured (step S07). The method of calculating the coordinates will be described later.

座標測定の後に、X軸ステージ19及びY軸ステージ18により、プローブ球1を測定点から退避させ(ステップS08)、さらに、Z軸ステージ17により、プローブ球1と被測定物Wがもっとも離れた安全位置へ退避させる(ステップS09)。   After the coordinate measurement, the probe sphere 1 is retracted from the measurement point by the X-axis stage 19 and the Y-axis stage 18 (step S08), and the probe sphere 1 and the object W to be measured are most separated by the Z-axis stage 17. Retreat to a safe position (step S09).

そして、基準面Wbの測定(端面形状の測定)が終了していれば、光学面測定(表面形状の測定)に移行し、もし途中であればステップS03に戻り、次の基準面の測定を行う(ステップS10)。   If the measurement of the reference surface Wb (end surface shape measurement) has been completed, the process proceeds to the optical surface measurement (surface shape measurement). If in the middle, the process returns to step S03 to measure the next reference surface. It performs (step S10).

光学面Waの測定に移行する場合は、X軸ステージ19及びY軸ステージ18により、光学面測定の開始位置へ移動する(ステップS11)。そして、力コントローラ25により、光学面測定に適した、プローブシャフト2とプローブハウジング4との間の剛性、粘性を設定する。例えば、プローブ球1における、X並進方向、Y並進方向の剛性を200mN/mmに設定し、Z並進方向の剛性を10mN/mmに設定する(ステップS12)。その後、プローブ接触判定モードにして、かつ、Z軸ステージ17を下げて、プローブ球1と被測定物Wの光学面Waを接触させる。プローブ球1と被測定物Wの接触は、Z変位計7を監視することにより検知できる。すなわち、プローブ球1と被測定物Wが接触するとプローブシャフト2がZ+方向へ押し上げられるので、Z変位計7の出力が+方向へ変化するので接触を検知できる。   When shifting to the measurement of the optical surface Wa, the X-axis stage 19 and the Y-axis stage 18 move to the optical surface measurement start position (step S11). Then, the force controller 25 sets rigidity and viscosity between the probe shaft 2 and the probe housing 4 suitable for optical surface measurement. For example, the stiffness in the X translation direction and the Y translation direction in the probe sphere 1 is set to 200 mN / mm, and the stiffness in the Z translation direction is set to 10 mN / mm (step S12). Thereafter, the probe contact determination mode is set and the Z-axis stage 17 is lowered to bring the probe ball 1 and the optical surface Wa of the workpiece W into contact. Contact between the probe ball 1 and the workpiece W can be detected by monitoring the Z displacement meter 7. That is, when the probe ball 1 and the workpiece W are in contact with each other, the probe shaft 2 is pushed up in the Z + direction, so that the output of the Z displacement meter 7 changes in the + direction, so that the contact can be detected.

プローブ球1と被測定物Wが接触したら、プローブ接触判定モードを解除し(ステップS14)、被測定物Wへの押し付け力が一定になるように、Z軸ステージ17の針圧制御を行う(ステップS15)。そのまま、X軸ステージ19、Y軸ステージ18により全測定領域を走査する(ステップS16)。全測定領域を走査し終わったら、Z軸ステージを位置制御系に切り替えて、安全位置に退避させ(ステップS17)、測定を終了する。   When the probe ball 1 and the workpiece W are in contact, the probe contact determination mode is canceled (step S14), and the needle pressure of the Z-axis stage 17 is controlled so that the pressing force against the workpiece W is constant (step S14). Step S15). As it is, the entire measurement area is scanned by the X-axis stage 19 and the Y-axis stage 18 (step S16). When the entire measurement area has been scanned, the Z-axis stage is switched to the position control system and retracted to the safe position (step S17), and the measurement is terminated.

次に、座標測定の算出方法について説明する。   Next, a calculation method for coordinate measurement will be described.

まず、プローブハウジング4と基準ミラー保持部材22の相対位置は、X1干渉計13、X2干渉計11、Z干渉計16、Y1干渉計、Y2干渉計により測定される。また、プローブハウジング4とプローブシャフト2の相対位置は、X変位計6、Y変位計、Z変位計7により測定される。X1干渉計13、X2干渉計11、Z干渉計16、Y1干渉計、Y2干渉計の出力を、それぞれ、mx1、mx2、my1、my2、mzとする。また、X変位計6、Y変位計、Z変位計7の出力をそれぞれ、px2、py2、pzとする。   First, the relative positions of the probe housing 4 and the reference mirror holding member 22 are measured by the X1 interferometer 13, the X2 interferometer 11, the Z interferometer 16, the Y1 interferometer, and the Y2 interferometer. The relative position between the probe housing 4 and the probe shaft 2 is measured by an X displacement meter 6, a Y displacement meter, and a Z displacement meter 7. The outputs of the X1 interferometer 13, X2 interferometer 11, Z interferometer 16, Y1 interferometer, and Y2 interferometer are mx1, mx2, my1, my2, and mz, respectively. The outputs of the X displacement meter 6, the Y displacement meter, and the Z displacement meter 7 are assumed to be px2, py2, and pz, respectively.

X軸ステージ19、Y軸ステージ18のX方向以外、Y方向以外の他方向への傾き誤差を考慮したプローブ球1中心とX基準ミラー20、Y基準ミラー、Z基準ミラー21との相対位置は、下記のMで表現される。X1干渉計13、X2干渉計11、プローブ球1の中心位置との間隔、及び、Y1干渉計、Y2干渉計、プローブ球1の中心位置との間隔、をそれぞれ、l1、l2とすると、   The relative positions of the center of the probe sphere 1 and the X reference mirror 20, the Y reference mirror, and the Z reference mirror 21 in consideration of tilt errors in the X axis stage 19 and the Y axis stage 18 in directions other than the X direction and other than the Y direction are as follows: , Represented by M below. When the distance from the center position of the X1 interferometer 13, the X2 interferometer 11, and the probe sphere 1 and the distance from the center position of the Y1 interferometer, Y2 interferometer, and probe sphere 1 are 11 and 12, respectively.

Figure 0005645349
また、プローブハウジング4とプローブ球1中心の相対位置Pは、
Figure 0005645349
The relative position P between the probe housing 4 and the center of the probe ball 1 is

Figure 0005645349
と表現されるので、X基準ミラー20、Y基準ミラー、Z基準ミラー21とプローブ球1中心との相対位置を測定座標Gは、以下のように表現される。
Figure 0005645349
Therefore, the measurement coordinates G are expressed as follows with respect to the relative positions of the X reference mirror 20, the Y reference mirror, the Z reference mirror 21, and the center of the probe sphere 1.

Figure 0005645349
Figure 0005645349

次に、プローブハウジング4とプローブシャフト2の間の剛性及び粘性の設定方法について説明する。   Next, a method for setting rigidity and viscosity between the probe housing 4 and the probe shaft 2 will be described.

例えば、X並進方向、Y並進方向、Z並進方向の剛性、粘性をそれぞれ、 For example, X translational direction, Y translational direction, the rigidity of the Z translation Direction, viscosity, respectively,

Figure 0005645349
とするためには、X力発生機構、Y力発生機構、Z力発生機構によって、プローブシャフト2へ下記式で表現される力
Figure 0005645349
To achieve this, the force expressed by the following formula on the probe shaft 2 by the X force generation mechanism, the Y force generation mechanism, and the Z force generation mechanism

Figure 0005645349
を加えればよい。
Figure 0005645349
Should be added.

Figure 0005645349
これから、X力発生機構、Y力発生機構が発生する力に変換すると、
Figure 0005645349
From now on, when converted into the force generated by the X force generation mechanism and the Y force generation mechanism,

Figure 0005645349
Figure 0005645349

Z力発生機構が発生する力は、上記Fzをそのまま出力すればよい。   The force generated by the Z force generation mechanism may be output as it is.

実施例3は、図1の構成を用いる。プローブシャフト2は、プローブハウジング4に対して自由に配置され、その先端には、Zミラー10と、非常に真球度の高い精密球であるプローブ球1が固設されている。プローブハウジング4は、プローブベース12と支柱14を介してZ軸テーブル15に設置されており、プローブベース12には、X1干渉計13とX2干渉計11が配置されており、それぞれ干渉計とX基準ミラー20と間の距離を測定する。また、プローブベース12上には、Y1干渉計(不図示)、Y2干渉計(不図示)が設置されており、Y基準ミラー(不図示)との間の距離を測定する。Z軸テーブル15上には、Z干渉計16が設置されており、これにより、Z基準ミラー21との間の距離を測定する。   Example 3 uses the configuration of FIG. The probe shaft 2 is freely arranged with respect to the probe housing 4, and a Z mirror 10 and a probe sphere 1, which is a precision sphere having a very high sphericity, are fixed to the tip of the probe shaft 2. The probe housing 4 is installed on the Z-axis table 15 via the probe base 12 and the support column 14, and the X1 interferometer 13 and the X2 interferometer 11 are arranged on the probe base 12, and the interferometer and the X2 are respectively arranged. The distance from the reference mirror 20 is measured. Further, a Y1 interferometer (not shown) and a Y2 interferometer (not shown) are installed on the probe base 12 and measure the distance from the Y reference mirror (not shown). A Z interferometer 16 is installed on the Z-axis table 15, thereby measuring the distance to the Z reference mirror 21.

Z軸テーブル15は、Z軸ステージ17、Y軸ステージ18、X軸ステージ19に接続されており、これらのステージにより、3次元的に動作可能である。Z軸テーブルの移動量は、上述したX1干渉計13、X2干渉計11、Y1干渉計、Y2干渉計、Z干渉計16を用いて、X基準ミラー20とY基準ミラー、Z基準ミラー21を基準にして、測定する。上記のステージはベース23上に配置され、ベース23上には、上記のステージのほかに、X基準ミラー20、Z基準ミラー21を保持している基準ミラー保持部材22が固定されている。また、被測定物Wが取り外し可能なように固定されている。   The Z-axis table 15 is connected to a Z-axis stage 17, a Y-axis stage 18, and an X-axis stage 19, and can be operated three-dimensionally by these stages. The amount of movement of the Z-axis table is determined by using the X reference interferometer 13, the X2 interferometer 11, the Y1 interferometer, the Y2 interferometer, and the Z interferometer 16 to set the X reference mirror 20, the Y reference mirror, and the Z reference mirror 21. Measure with reference. The stage is disposed on the base 23, and a reference mirror holding member 22 that holds the X reference mirror 20 and the Z reference mirror 21 is fixed on the base 23 in addition to the above stage. Further, the object to be measured W is fixed so as to be removable.

また、プローブハウジング4には、X1変位計6aとX2変位6bが固定されており、それぞれの変位計は、プローブハウジング4とプローブシャフト2の間のX方向の相対的な変位を測定している。2つのX方向の変位を測定する変位計を設けたことで、プローブシャフト2の姿勢(回転変位)を測定する測定手段を構成する。   An X1 displacement meter 6a and an X2 displacement 6b are fixed to the probe housing 4, and each displacement meter measures a relative displacement in the X direction between the probe housing 4 and the probe shaft 2. . By providing two displacement meters that measure the displacement in the X direction, a measuring means for measuring the posture (rotational displacement) of the probe shaft 2 is configured.

また、不図示ではあるが、プローブハウジング4とプローブシャフト2の間のY方向の相対的な変位を測定する測定手段であるY1変位計、Y2変位計もプローブハウジング4に固定されている。さらに、プローブハウジング4とプローブシャフト2の間のZ方向の相対的な変位を測定するZ変位計7もプローブハウジング4に固設されている。   Although not shown, the Y1 displacement meter and the Y2 displacement meter, which are measuring means for measuring the relative displacement in the Y direction between the probe housing 4 and the probe shaft 2, are also fixed to the probe housing 4. Further, a Z displacement meter 7 for measuring the relative displacement in the Z direction between the probe housing 4 and the probe shaft 2 is also fixed to the probe housing 4.

プローブハウジング4とプローブシャフト3には、プローブハウジング4からプローブシャフト2に対して、力を作用させる力発生機構が配置されている。プローブシャフト2に対して、Z方向の力を発生させるZ力発生機構は、プローブハウジング4に固定されたヨーク5aとコイル5cとプローブシャフト2に固定されたマグネット5bにより構成される。コイル5cに電流を通電することにより、マグネット5bとヨーク5aの間の磁界密度が変化してZ上下方向の力をプローブシャフト2に加えることができる。   The probe housing 4 and the probe shaft 3 are provided with a force generation mechanism that applies a force from the probe housing 4 to the probe shaft 2. A Z force generation mechanism that generates a force in the Z direction with respect to the probe shaft 2 includes a yoke 5 a and a coil 5 c fixed to the probe housing 4 and a magnet 5 b fixed to the probe shaft 2. By applying a current to the coil 5c, the magnetic field density between the magnet 5b and the yoke 5a changes, and a force in the Z vertical direction can be applied to the probe shaft 2.

プローブシャフト2に対して、X方向の力を発生させるX力発生機構は、プローブハウジング4に固定されたヨーク3a、3bとプローブシャフト2に固定された磁性体3c、3dから構成される。ヨーク3a、3bには、コイルが巻かれており、このコイルに電流を流すことにより、ヨーク3a、3bと磁性体3c、3dの間の吸引力が変化し、プローブシャフトに2に対して、X方向の力を作用させることができる。また、X力発生機構は、プローブシャフト2の上下2箇所に設置されており、この2つを組み合わせて力を作用させることで、プローブシャフト2に回転力を作用(発生)させる力発生手段を構成する。また、不図示ではあるが、Y方向にも、X方向と同様なY力発生機構が配置されており、プローブシャフト4に対して回転力を作用させる。   An X force generation mechanism that generates a force in the X direction with respect to the probe shaft 2 includes yokes 3 a and 3 b fixed to the probe housing 4 and magnetic bodies 3 c and 3 d fixed to the probe shaft 2. A coil is wound around the yokes 3a and 3b. By passing an electric current through the coils, the attractive force between the yokes 3a and 3b and the magnetic bodies 3c and 3d is changed. A force in the X direction can be applied. The X force generation mechanism is installed at two locations on the top and bottom of the probe shaft 2, and a force generation means for applying (generating) a rotational force to the probe shaft 2 by applying a force by combining these two. Configure. Although not shown, a Y force generation mechanism similar to that in the X direction is also arranged in the Y direction, and a rotational force is applied to the probe shaft 4.

次に、装置の信号の流れについて説明する。   Next, the signal flow of the apparatus will be described.

まず、装置の最上位コントローラとして、メインコントローラがある。メインコントローラから指令を受ける下位コントローラとして、計測コントローラ24とステージコントローラ26と力コントローラ25の3つのコントローラがある。   First, there is a main controller as the highest controller of the apparatus. There are three controllers, a measurement controller 24, a stage controller 26, and a force controller 25, as subordinate controllers that receive commands from the main controller.

計測コントローラ24は、メインコントローラからの指示に基づき、X1干渉計13、X2干渉計11、Y1干渉計、Y2干渉計、Z干渉計16、X1変位計6a、X2変位計6b、Y1変位計、Y2変位計、Z変位計7の変位データを同時にラッチする。そして、取得した変位データをメインコントローラへ伝達する。   Based on an instruction from the main controller, the measurement controller 24 includes an X1 interferometer 13, an X2 interferometer 11, a Y1 interferometer, a Y2 interferometer, a Z interferometer 16, an X1 displacement meter 6a, an X2 displacement meter 6b, a Y1 displacement meter, The displacement data of the Y2 displacement meter and the Z displacement meter 7 are latched simultaneously. Then, the acquired displacement data is transmitted to the main controller.

ステージコントローラ26は、メインコントローラからの指示に基づき、X軸ステージ19、Y軸ステージ18、Z軸ステージ17の制御を行う。それぞれのステージの位置制御を行うほか、Z変位計7の値を一定にするZ軸ステージ制御を行ったり、X1変位計6a、X2変位計6bの値を一定にするX軸ステージ制御、Y1変位計、Y2変位計の値を一定にするY軸ステージ制御を行う。   The stage controller 26 controls the X-axis stage 19, the Y-axis stage 18, and the Z-axis stage 17 based on an instruction from the main controller. In addition to controlling the position of each stage, Z-axis stage control for making the value of the Z displacement meter 7 constant, X-axis stage control for making the values of the X1 displacement meter 6a and X2 displacement meter 6b constant, Y1 displacement Y-axis stage control is performed to keep the values of the meter and Y2 displacement meter constant.

力コントローラ25は、メインコントローラからの指示に基づき、X1変位計6a、X2変位6b、Y1変位計、Y2変位計の出力から、Z力発生機構5、X力発生機構3、Y力発生機構の発生力を制御する。   Based on an instruction from the main controller, the force controller 25 uses the outputs of the X1 displacement meter 6a, the X2 displacement 6b, the Y1 displacement meter, and the Y2 displacement meter to determine the Z force generation mechanism 5, the X force generation mechanism 3, and the Y force generation mechanism. Control the generated force.

次に、以上のように構成された形状測定装置を用いて行う測定動作を図2のフローチャートを用いて説明する。   Next, a measurement operation performed using the shape measuring apparatus configured as described above will be described with reference to the flowchart of FIG.

最初に、ステージコントローラ26によりZ軸ステージ17を位置制御系にする。すなわち、Z軸ステージ17の位置が一定になるように制御し、そして、安全位置、すなわち、プローブ球1が最も被測定物Wから離れる方向にZ軸ステージ17を退避させる(ステップS01)。   First, the stage controller 26 sets the Z-axis stage 17 to a position control system. That is, control is performed so that the position of the Z-axis stage 17 becomes constant, and then the Z-axis stage 17 is retracted in a safe position, that is, in a direction in which the probe ball 1 is farthest from the workpiece W (step S01).

そして、力コントローラ25により、光学面(表面)Waを有する被測定物Wの基準面(端面)Wbの測定に適した、プローブシャフト2とプローブハウジング4との間の剛性、粘性を設定する(ステップS02)。   Then, the force controller 25 sets the rigidity and viscosity between the probe shaft 2 and the probe housing 4 suitable for measuring the reference surface (end surface) Wb of the workpiece W having the optical surface (surface) Wa ( Step S02).

例えば、プローブ球1における、X回転方向、Y回転方向の剛性を10mN/mm、各方向の粘性を減衰率0.7程度に設定し、Z並進方向の剛性を10N/mmに設定する。このように設定すれば、非常に弱い力で基準面Wbの測定が行え、かつ、移動中のステージ振動やその他の外乱振動によるプローブシャフト2とプローブハウジング4との間の相対振動が抑制される。   For example, in the probe ball 1, the rigidity in the X rotation direction and the Y rotation direction is set to 10 mN / mm, the viscosity in each direction is set to about 0.7, and the rigidity in the Z translation direction is set to 10 N / mm. With this setting, the reference surface Wb can be measured with a very weak force, and the relative vibration between the probe shaft 2 and the probe housing 4 due to moving stage vibration and other disturbance vibrations is suppressed. .

なお、剛性や粘性は、X1変位計6a、X2変位計6b、Y1変位計、Y2変位計、Z変位計7、X力発生機構、Z力発生機構、Y力発生機構、力コントローラ25により実現するが、具体的な制御方法については後述する。   The rigidity and viscosity are realized by the X1 displacement meter 6a, the X2 displacement meter 6b, the Y1 displacement meter, the Y2 displacement meter, the Z displacement meter 7, the X force generation mechanism, the Z force generation mechanism, the Y force generation mechanism, and the force controller 25. However, a specific control method will be described later.

最初の基準面の測定点の上に来るようにX軸ステージ19、Y軸ステージ18を移動させる(ステップS03)。   The X-axis stage 19 and the Y-axis stage 18 are moved so as to be on the measurement point of the first reference plane (step S03).

次に、Z軸ステージ17をさげて、プローブ球1と測定する被測定物Wの端面である基準面Wbの高さを一致させる(ステップS04)。   Next, the Z-axis stage 17 is lowered so that the height of the probe ball 1 and the reference surface Wb, which is the end surface of the object W to be measured, are matched (step S04).

さらに、X軸ステージ19及びY軸ステージ18により、プローブ球1を基準面Wbに近づけて、プローブ球1と基準面Wbを接触させる(ステップS05)。プローブ球1と基準面Wbの接触は、X1変位計6a、X2変位計6b、Y1変位計、Y2変位計を観察することで、検知できる。すなわち、プローブ球1をXプラス方向からXマイナス方向に移動させて基準面Wbに接近させた場合は、接触時に、X1変位計6a、X2変位計6bの出力が、マイナス方向へ触れるので、これを検知することによって、接触を検知できる。   Further, the probe sphere 1 is brought close to the reference plane Wb by the X-axis stage 19 and the Y-axis stage 18, and the probe sphere 1 and the reference plane Wb are brought into contact (step S05). The contact between the probe ball 1 and the reference surface Wb can be detected by observing the X1 displacement meter 6a, the X2 displacement meter 6b, the Y1 displacement meter, and the Y2 displacement meter. That is, when the probe ball 1 is moved from the X plus direction to the X minus direction to approach the reference plane Wb, the outputs of the X1 displacement meter 6a and the X2 displacement meter 6b touch the minus direction at the time of contact. By detecting this, contact can be detected.

接触を検知したら、X1変位計6a、X2変位計6b、Y1変位計、Y2変位計、Z変位計7が一定になるように、ステージコントローラ26によりX軸ステージ19、Y軸ステージ18、Z軸ステージ17を制御する(ステップS06)。そして、X1変位計6a、X2変位計6b、Y1変位計、Y2変位計、Z変位計7、X1干渉計13、X2干渉計11、Y1干渉計、Y2干渉計、Z干渉計16の出力から測定点の座標測定する(ステップS07)。座標の算出の仕方は後述する。   When contact is detected, the stage controller 26 controls the X-axis stage 19, the Y-axis stage 18, and the Z-axis so that the X1 displacement meter 6a, X2 displacement meter 6b, Y1 displacement meter, Y2 displacement meter, and Z displacement meter 7 become constant. The stage 17 is controlled (step S06). From the outputs of the X1 displacement meter 6a, X2 displacement meter 6b, Y1 displacement meter, Y2 displacement meter, Z displacement meter 7, X1 interferometer 13, X2 interferometer 11, Y1 interferometer, Y2 interferometer, Z interferometer 16 The coordinates of the measurement point are measured (step S07). The method of calculating the coordinates will be described later.

座標測定の後に、X軸ステージ19及びY軸ステージ18により、プローブ球1を測定点から退避させ(ステップS08)、さらに、Z軸ステージ17により、プローブ球1と被測定物Wがもっとも離れた安全位置へ退避させる(ステップS09)。   After the coordinate measurement, the probe sphere 1 is retracted from the measurement point by the X-axis stage 19 and the Y-axis stage 18 (step S08), and the probe sphere 1 and the object W to be measured are most separated by the Z-axis stage 17. Retreat to a safe position (step S09).

そして、基準面Wbの測定(端面形状の測定)が終了していれば、光学面測定(表面形状の測定)に移行し、もし途中であればステップS03に戻り、次の基準面の測定を行う(ステップS10)。   If the measurement of the reference surface Wb (end surface shape measurement) has been completed, the process proceeds to the optical surface measurement (surface shape measurement). If in the middle, the process returns to step S03 to measure the next reference surface. It performs (step S10).

光学面Waの測定に移行する場合は、X軸ステージ19及びY軸ステージ18により、光学面測定の開始位置へ移動する(ステップS11)。そして、力コントローラ25により、光学面測定に適した、プローブシャフト2とプローブハウジング4との間の剛性、粘性を設定する。例えば、プローブ球1における、X回転方向、Y回転方向の剛性を200mN/mmに設定し、Z並進方向の剛性を10mN/mmに設定する(ステップS12)。その後、プローブ接触判定モードにして、かつ、Z軸ステージ17を下げて、プローブ球1と被測定物Wの光学面Waを接触させる。プローブ球1と被測定物Wの接触は、Z変位計7を監視することにより検知できる。すなわち、プローブ球1と被測定物Wが接触するとプローブシャフト2がZ+方向へ押し上げられるので、Z変位計7の出力が+方向へ変化するので接触を検知できる。   When shifting to the measurement of the optical surface Wa, the X-axis stage 19 and the Y-axis stage 18 move to the optical surface measurement start position (step S11). Then, the force controller 25 sets rigidity and viscosity between the probe shaft 2 and the probe housing 4 suitable for optical surface measurement. For example, the rigidity in the X rotation direction and the Y rotation direction in the probe ball 1 is set to 200 mN / mm, and the rigidity in the Z translation direction is set to 10 mN / mm (step S12). Thereafter, the probe contact determination mode is set and the Z-axis stage 17 is lowered to bring the probe ball 1 and the optical surface Wa of the workpiece W into contact. Contact between the probe ball 1 and the workpiece W can be detected by monitoring the Z displacement meter 7. That is, when the probe ball 1 and the workpiece W are in contact with each other, the probe shaft 2 is pushed up in the Z + direction, so that the output of the Z displacement meter 7 changes in the + direction, so that the contact can be detected.

プローブ球1と被測定物Wが接触したら、プローブ接触判定モードを解除し(ステップS14)、被測定物Wへの押し付け力が一定になるように、Z軸ステージ17の針圧制御を行う(ステップS15)。そのまま、X軸ステージ19、Y軸ステージ18により全測定領域を走査する(ステップS16)。全測定領域を走査し終わったら、Z軸ステージを位置制御系に切り替えて、安全位置に退避させ(ステップS17)、測定を終了する。   When the probe ball 1 and the workpiece W are in contact, the probe contact determination mode is canceled (step S14), and the needle pressure of the Z-axis stage 17 is controlled so that the pressing force against the workpiece W is constant (step S14). Step S15). As it is, the entire measurement area is scanned by the X-axis stage 19 and the Y-axis stage 18 (step S16). When the entire measurement area has been scanned, the Z-axis stage is switched to the position control system and retracted to the safe position (step S17), and the measurement is terminated.

次に、座標測定の算出方法について説明する。   Next, a calculation method for coordinate measurement will be described.

まず、プローブハウジング4と基準ミラー保持部材22の相対位置は、X1干渉計13、X2干渉計11、Z干渉計16、Y1干渉計、Y2干渉計により測定される。また、プローブハウジング4とプローブシャフト2の相対位置は、X1変位計6a、X2変位計6b、Y1変位計、Y2変位計、Z変位計7により測定される。X1干渉計13、X2干渉計11、Z干渉計16、Y1干渉計、Y2干渉計の出力を、それぞれ、mx1、mx2、my1、my2、mzとする。また、X1変位計6a、X2変位計6b、Y1変位計、Y2変位計、Z変位計7の出力をそれぞれ、px1、px2、py1、py2、pzとする。   First, the relative positions of the probe housing 4 and the reference mirror holding member 22 are measured by the X1 interferometer 13, the X2 interferometer 11, the Z interferometer 16, the Y1 interferometer, and the Y2 interferometer. The relative position between the probe housing 4 and the probe shaft 2 is measured by an X1 displacement meter 6a, an X2 displacement meter 6b, a Y1 displacement meter, a Y2 displacement meter, and a Z displacement meter 7. The outputs of the X1 interferometer 13, X2 interferometer 11, Z interferometer 16, Y1 interferometer, and Y2 interferometer are mx1, mx2, my1, my2, and mz, respectively. The outputs of the X1 displacement meter 6a, the X2 displacement meter 6b, the Y1 displacement meter, the Y2 displacement meter, and the Z displacement meter 7 are denoted by px1, px2, py1, py2, and pz, respectively.

X軸ステージ19、Y軸ステージ18のX方向以外、Y方向以外の他方向への傾き誤差を考慮したプローブ球1中心とX基準ミラー20、Y基準ミラー、Z基準ミラー21との相対位置は、下記のMで表現される。X1干渉計13、X2干渉計11、プローブ球1の中心位置との間隔、及び、Y1干渉計、Y2干渉計、プローブ球1の中心位置との間隔、をそれぞれ、l1、l2とすると、   The relative positions of the center of the probe sphere 1 and the X reference mirror 20, the Y reference mirror, and the Z reference mirror 21 in consideration of tilt errors in the X axis stage 19 and the Y axis stage 18 in directions other than the X direction and other than the Y direction are as follows: , Represented by M below. When the distance from the center position of the X1 interferometer 13, the X2 interferometer 11, and the probe sphere 1 and the distance from the center position of the Y1 interferometer, Y2 interferometer, and probe sphere 1 are 11 and 12, respectively.

Figure 0005645349
Figure 0005645349

プローブハウジング4とプローブ球1中心の相対位置Pは、プローブシャフト2の傾きを考慮し、X1変位計6a、X2変位計6b、プローブ球1の中心位置との間隔、及び、Y1変位計、Y2変位計、プローブ球1の中心位置との間隔を、m1、m2とすると、   The relative position P between the probe housing 4 and the center of the probe ball 1 takes into account the inclination of the probe shaft 2, and the distance between the X1 displacement meter 6a, the X2 displacement meter 6b, the center position of the probe ball 1, the Y1 displacement meter, Y2 When the distance from the center position of the displacement meter and probe ball 1 is m1 and m2,

Figure 0005645349
と表現されるので、X基準ミラー20、Y基準ミラー、Z基準ミラー21とプローブ球1中心との相対位置を測定座標Gは、以下のように表現される。
Figure 0005645349
Therefore, the measurement coordinates G are expressed as follows with respect to the relative positions of the X reference mirror 20, the Y reference mirror, the Z reference mirror 21, and the center of the probe sphere 1.

Figure 0005645349
Figure 0005645349

次に、プローブハウジング4とプローブシャフト2の間の剛性及び粘性の設定方法について説明する。   Next, a method for setting rigidity and viscosity between the probe housing 4 and the probe shaft 2 will be described.

例えば、Z並進方向、X回転方向、Y回転方向の剛性、粘性をそれぞれ、   For example, the rigidity and viscosity in the Z translation direction, X rotation direction, and Y rotation direction are

Figure 0005645349
とするためには、X力発生機構、Y力発生機構、Z力発生機構によって、プローブシャフト2へ下記式で表現される力
Figure 0005645349
To achieve this, the force expressed by the following formula on the probe shaft 2 by the X force generation mechanism, the Y force generation mechanism, and the Z force generation mechanism

Figure 0005645349
を加えればよい。
Figure 0005645349
Should be added.

Figure 0005645349
これから、X力発生機構、Y力発生機構が発生する力に変換すると、
Figure 0005645349
From now on, when converted into the force generated by the X force generation mechanism and the Y force generation mechanism,

Figure 0005645349
Figure 0005645349

なお、ここで、Fx1、Fy1は上部のX力発生機構、Y力発生機構の発生力を表し、Fx2、Fy2は下部のX力発生機構、Y力発生機構の発生力を表している。
Z力発生機構が発生する力は、上記Fzをそのまま出力すればよい。
Here, Fx1 and Fy1 represent generated forces of the upper X force generating mechanism and Y force generating mechanism, and Fx2 and Fy2 represent generated forces of the lower X force generating mechanism and Y force generating mechanism.
The force generated by the Z force generation mechanism may be output as it is.

実施例1による形状測定装置を示す模式図である。1 is a schematic diagram showing a shape measuring apparatus according to Example 1. FIG. 形状測定フローを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows a shape measurement flow. 実施例2による形状測定装置を示す模式図である。6 is a schematic diagram showing a shape measuring apparatus according to Embodiment 2. FIG. 一従来例を説明する図である。It is a figure explaining a prior art example. 別の従来例を説明する図である。It is a figure explaining another prior art example.

符号の説明Explanation of symbols

1 プローブ球
2 プローブシャフト
3a、3b ヨーク
3c、3d 磁性体
4 プローブハウジング
5a ヨーク
5b マグネット
5c コイル
6 X変位計
6a X1変位計
6b X2変位計
7 Z変位計
10 Zミラー
11 X2干渉計
12 プローブベース
13 X1干渉計
14 支柱
15 Z軸テーブル
16 Z干渉計
17 Z軸ステージ
18 Y軸ステージ
19 X軸ステージ
20 X基準ミラー
21 Z基準ミラー
22 基準ミラー保持部材
23 ベース
24 計測コントローラ
25 力コントローラ
26 ステージコントローラ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Probe ball 2 Probe shaft 3a, 3b Yoke 3c, 3d Magnetic body 4 Probe housing 5a Yoke 5b Magnet 5c Coil 6 X displacement meter 6a X1 displacement meter 6b X2 displacement meter 7 Z displacement meter 10 Z mirror 11 X2 interferometer 12 Probe base 13 X1 Interferometer 14 Post 15 Z-axis Table 16 Z Interferometer 17 Z-axis Stage 18 Y-axis Stage 19 X-axis Stage 20 X Reference Mirror 21 Z Reference Mirror 22 Reference Mirror Holding Member 23 Base 24 Measurement Controller 25 Force Controller 26 Stage Controller

Claims (9)

3次元的に移動可能なプローブハウジングと、前記プローブハウジングに対して相対移動可能に保持されたプローブと、を有し、被測定物の表面に対する前記プローブの倣い制御を行いながら、前記被測定物の表面形状を表わす前記プローブの座標位置を測定する形状測定装置において、
前記プローブハウジングに対する、前記プローブの、前記プローブの長手方向と直交する方向における相対的な変位である並進変位を測定する測定手段と、
前記プローブに対して並進力を発生させる前記プローブの長手方向に対して1箇所に配置された力発生手段と、
前記測定手段の出力に基づいて、前記力発生手段による並進力を制御すると共に、前記被測定物の表面測定と前記被測定物の端面測定とで並進力を変更することで前記プローブと前記プローブハウジングとの間の剛性と粘性が設定される手段と、を備えたことを特徴とする形状測定装置。
A device having a probe housing that can be moved three-dimensionally, and a probe that is held so as to be movable relative to the probe housing, and performing the scanning control of the probe with respect to the surface of the device to be measured. In the shape measuring device for measuring the coordinate position of the probe representing the surface shape of
Measuring means for measuring a translational displacement, which is a relative displacement of the probe with respect to the probe housing in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the probe ;
Force generating means arranged in one place with respect to the longitudinal direction of the probe for generating a translational force on the probe ;
The probe and the probe are controlled by controlling the translation force by the force generation means based on the output of the measurement means and changing the translation force between the surface measurement of the object to be measured and the end face measurement of the object to be measured. A shape measuring device comprising: means for setting rigidity and viscosity between the housing and the housing .
前記プローブの軸方向をZ方向、前記Z方向に垂直な方向をX方向及びY方向とし、
前記並進力を変更する手段は、前記被測定物の表面測定の場合におけるX並進方向及びY並進方向の剛性よりも、前記被測定物の端面測定の場合におけるX並進方向及びY並進方向の剛性を小さく設定し、前記設定した剛性に基づいて前記力発生手段による並進力を制御することで、前記被測定物の表面測定と前記被測定物の端面測定とで並進力を変更することを特徴とする請求項1記載の形状測定装置。
The axial direction of the probe is the Z direction, and the directions perpendicular to the Z direction are the X direction and the Y direction,
The means for changing the translation force is more rigid in the X translation direction and the Y translation direction in the case of measuring the end face of the measurement object than in the X translation direction and the Y translation direction in the measurement of the surface of the measurement object. The translational force is changed between the surface measurement of the object to be measured and the end surface measurement of the object to be measured by controlling the translational force by the force generating means based on the set rigidity. The shape measuring apparatus according to claim 1.
前記プローブを前記被測定物の端面に接触させて、前記測定手段の出力に基づいて前記力発生手段による並進力を制御しながら前記プローブを前記端面に沿って移動させ、前記被測定物の端面形状を表わす前記プローブの座標位置を測定することを特徴とする請求項1又は2記載の形状測定装置。   The probe is brought into contact with the end face of the object to be measured, and the probe is moved along the end face while controlling the translational force by the force generating means based on the output of the measuring means, and the end face of the object to be measured 3. The shape measuring apparatus according to claim 1, wherein the coordinate position of the probe representing the shape is measured. 3次元的に移動可能なプローブハウジングと、前記プローブハウジングに対して相対移動可能に保持されたプローブと、を有し、被測定物の表面に対する前記プローブの倣い制御を行いながら、前記被測定物の表面形状を表わす前記プローブの座標位置を測定する形状測定装置において、
前記プローブハウジングに対する、前記プローブの、前記プローブの長手方向と直交する方向における前記長手方向の2箇所の相対的な変位である回転変位を測定する測定手段と、
前記プローブに対して回転力を発生させる前記プローブの長手方向に対して異なる位置2カ所に配置された力発生手段と、
前記測定手段の出力に基づいて、前記力発生手段による回転力を制御すると共に、前記被測定物の表面測定と前記被測定物の端面測定とで回転力を変更することで前記プローブと前記プローブハウジングとの間の剛性と粘性が設定される手段と、を備えたことを特徴とする形状測定装置。
A device having a probe housing that can be moved three-dimensionally, and a probe that is held so as to be movable relative to the probe housing, and performing the scanning control of the probe with respect to the surface of the device to be measured. In the shape measuring device for measuring the coordinate position of the probe representing the surface shape of
Measuring means for measuring a rotational displacement, which is a relative displacement of the probe in two locations in the longitudinal direction in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the probe, with respect to the probe housing;
Force generating means disposed at two different positions with respect to the longitudinal direction of the probe for generating a rotational force with respect to the probe ;
The probe and the probe are controlled by controlling the rotational force by the force generating means based on the output of the measuring means and changing the rotational force between the surface measurement of the object to be measured and the end face measurement of the object to be measured. A shape measuring device comprising: means for setting rigidity and viscosity between the housing and the housing .
前記プローブの軸方向をZ方向、前記Z方向に垂直な方向をX方向及びY方向とし、
前記回転力を変更する手段は、前記被測定物の表面測定の場合におけるX回転方向及びY回転方向の剛性よりも、前記被測定物の端面測定の場合におけるX回転方向及びY回転方向の剛性を小さく設定し、前記設定した剛性に基づいて前記力発生手段による回転力を制御することで、前記被測定物の表面測定と前記被測定物の端面測定とで回転力を変更することを特徴とする請求項4記載の形状測定装置。
The axial direction of the probe is the Z direction, and the directions perpendicular to the Z direction are the X direction and the Y direction,
The means for changing the rotational force is more rigid in the X rotation direction and Y rotation direction in the case of measuring the end surface of the measurement object than in the X rotation direction and Y rotation direction in the case of measuring the surface of the measurement object. Is set small, and the rotational force by the force generation means is controlled based on the set rigidity, thereby changing the rotational force between the surface measurement of the object to be measured and the end face measurement of the object to be measured. The shape measuring apparatus according to claim 4.
前記プローブを前記被測定物の端面に接触させて、前記測定手段の出力に基づいて前記力発生手段による回転力を制御しながら前記プローブを前記端面に沿って移動させ、前記被測定物の端面形状を表わす前記プローブの座標位置を測定することを特徴とする請求項4又は5記載の形状測定装置。   The probe is brought into contact with the end face of the object to be measured, and the probe is moved along the end face while controlling the rotational force by the force generating means based on the output of the measuring means, and the end face of the object to be measured 6. The shape measuring apparatus according to claim 4, wherein the coordinate position of the probe representing the shape is measured. 3次元的に移動可能なプローブハウジングと、前記プローブハウジングに対して相対移動可能に保持されたプローブと、を有し、被測定物の表面に対する前記プローブの倣い制御を行いながら、前記被測定物の表面形状を表わす前記プローブの座標位置を測定する形状測定装置において、
前記プローブハウジングに対する、前記プローブの、前記プローブの長手方向と直交する方向における相対的な変位である並進変位及び前記プローブの長手方向と直交する方向における前記長手方向の2箇所の相対的な変位である回転変位を測定する測定手段と、
前記プローブに対して並進力及び回転力を発生させる前記プローブの長手方向に対して異なる位置2箇所に配置された力発生手段と、
前記測定手段の出力に基づいて、前記力発生手段による並進力及び回転力を制御すると共に、前記被測定物の表面測定と前記被測定物の端面測定とで並進力及び回転力を変更することで前記プローブと前記プローブハウジングとの間の剛性と粘性が設定される手段と、を備えたことを特徴とする形状測定装置。
A device having a probe housing that can be moved three-dimensionally, and a probe that is held so as to be movable relative to the probe housing, and performing the scanning control of the probe with respect to the surface of the device to be measured. In the shape measuring device for measuring the coordinate position of the probe representing the surface shape of
Translational displacement of the probe relative to the probe housing in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the probe, and relative displacement at two locations in the longitudinal direction in the direction perpendicular to the longitudinal direction of the probe measuring means for measuring the rotational displacement is,
Force generating means arranged at two different positions with respect to the longitudinal direction of the probe for generating a translational force and a rotational force with respect to the probe ;
Based on the output of the measuring means, to control the translational force and rotational force by said force generating means, wherein changing the translational force and rotational force in the end face measurement of said object to be measured and the surface measurement of the object to be measured And a means for setting rigidity and viscosity between the probe and the probe housing .
前記プローブの軸方向をZ方向、前記Z方向に垂直な方向をX方向及びY方向とし、
前記回転力を変更する手段は、前記被測定物の表面測定の場合におけるX並進方向、Y並進方向、X回転方向、及びY回転方向の剛性よりも、前記被測定物の端面測定の場合におけるX並進方向、Y並進方向、X回転方向、及びY回転方向の剛性を小さく設定し、前記設定した剛性に基づいて前記力発生手段による並進力及び回転力を制御することで、前記被測定物の表面測定と前記被測定物の端面測定とで並進力及び回転力を変更することを特徴とする請求項7記載の形状測定装置。
The axial direction of the probe is the Z direction, and the directions perpendicular to the Z direction are the X direction and the Y direction,
The means for changing the rotational force is more suitable in the case of measuring the end face of the object to be measured than the rigidity in the X translation direction, the Y translation direction, the X rotation direction, and the Y rotation direction in the case of measuring the surface of the object to be measured. By setting the rigidity in the X translation direction, the Y translation direction, the X rotation direction, and the Y rotation direction to be small, and controlling the translation force and the rotation force by the force generating means based on the set rigidity, the device under test is measured. The shape measuring apparatus according to claim 7, wherein the translational force and the rotational force are changed between the surface measurement and the end face measurement of the object to be measured.
前記プローブを前記被測定物の端面に接触させて、前記測定手段の出力に基づいて前記力発生手段による並進力及び回転力を制御しながら前記プローブを前記端面に沿って移動させ、前記被測定物の端面形状を表わす前記プローブの座標位置を測定することを特徴とする請求項7又は8記載の形状測定装置。   The probe is brought into contact with the end face of the object to be measured, and the probe is moved along the end face while controlling the translational force and the rotational force by the force generating means based on the output of the measuring means, and the measured object 9. The shape measuring apparatus according to claim 7, wherein a coordinate position of the probe representing an end face shape of an object is measured.
JP2008074869A 2008-03-24 2008-03-24 Shape measuring device Expired - Fee Related JP5645349B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008074869A JP5645349B2 (en) 2008-03-24 2008-03-24 Shape measuring device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008074869A JP5645349B2 (en) 2008-03-24 2008-03-24 Shape measuring device

Publications (3)

Publication Number Publication Date
JP2009229246A JP2009229246A (en) 2009-10-08
JP2009229246A5 JP2009229246A5 (en) 2011-05-12
JP5645349B2 true JP5645349B2 (en) 2014-12-24

Family

ID=41244819

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2008074869A Expired - Fee Related JP5645349B2 (en) 2008-03-24 2008-03-24 Shape measuring device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5645349B2 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108790154B (en) * 2017-05-04 2020-08-25 三纬国际立体列印科技股份有限公司 Three-dimensional printing device

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4424225A1 (en) * 1994-07-09 1996-01-11 Zeiss Carl Fa Probe for coordinate measuring machines
JP2003315034A (en) * 2002-04-19 2003-11-06 Mitsutoyo Corp Surface texture measuring machine and method therefor, and measuring probe
JP4330388B2 (en) * 2003-07-28 2009-09-16 株式会社ミツトヨ Copy probe
GB0605796D0 (en) * 2006-03-23 2006-05-03 Renishaw Plc Apparatus and method of measuring workpieces

Also Published As

Publication number Publication date
JP2009229246A (en) 2009-10-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4474443B2 (en) Shape measuring apparatus and method
Fan et al. A scanning contact probe for a micro-coordinate measuring machine (CMM)
JP4500736B2 (en) Shape measuring device
JP5143931B2 (en) 3D shape measuring device
JP2012168001A (en) Apparatus and method for measuring shape
Balzer et al. Tactile 3D microprobe system with exchangeable styli
Chu et al. Development of a low-cost nanoscale touch trigger probe based on two commercial DVD pick-up heads
KR101330468B1 (en) Three dimensional shape measuring apparatus
JP5464932B2 (en) Shape measuring method and shape measuring apparatus
JP2006118911A (en) Surface roughness/contour measuring instrument
JP5645349B2 (en) Shape measuring device
Donker et al. ISARA 400: Enabling ultra-precision coordinate metrology for large parts
WO2007037224A1 (en) Probe-type shape measurement device and method, and rotation-restricted air cylinder suitable for the device
JP6198393B2 (en) Contact type three-dimensional shape measuring apparatus and probe control method
JP2013142685A (en) Shape measuring device
JP5006565B2 (en) Shape measuring method and shape measuring apparatus
Balzer et al. Investigation of the metrological properties of a 3-D microprobe with optical detection system
JP2014149247A (en) Measurement method, determination method, and measurement instrument
JP5292668B2 (en) Shape measuring apparatus and method
JP2003097939A (en) Device and method for shape measuring, computer program and storage medium storing computer program for shape measuring, shape correcting process method, type, mold goods and optical system for shape copying
JP2006343255A (en) Three-dimensional shape measurement device and method
JPH11281306A (en) Calibrated-value detection method for coordinate-measuring machine and calibration method for shape data using the same calibrated data
JP2012181021A (en) Contact type probe and shape measurement device
JP6080389B2 (en) Shape measuring device
JP2007114095A (en) Surface property measuring device

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20110324

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20110324

RD03 Notification of appointment of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423

Effective date: 20120203

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20130219

RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20130228

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20130312

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20130513

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20140128

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20140331

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: 20141007

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20141104

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees