JP5675778B2 - 表面形状の測定方法および装置 - Google Patents
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- 測定物の表面形状を測定するための測定装置(10)であって、
測定時にキャリジ駆動部(16)により測定物表面から距離をおいて移動方向(x)へ直線的に移動させられる測定用キャリジ(15)と、
前記測定用キャリジ(15)上に設けられたプローブチップ(25)であって、前記プローブチップのプローブ自由端(40)が測定力(Fm)で測定対象の測定物表面(11)上に載っており、移動方向(x)に交叉する測定方向(z)に変位可能となっているプローブチップ(25)と、
前記プローブ自由端(40)の測定方向(z)への変位(zt)を示す変位量(s)を検出するための測定値受信器(45)と、
前記プローブ自由端(40)と前記測定物表面(11)との間の測定力(Fm)の変化を示す測定力変化量(Fdyn)を前記変位量(s)の関数として決定するための解析ユニット(21)と、
を備え、
前記解析ユニット(21)は、前記変位量(s)を用いて前記変位(zt)を決定し、前記解析ユニット(21)は、前記変位(zt)を用いて測定方向(z)における前記プローブ自由端(40)の前記変位量(s)の勾配変化(aT)を決定し、前記解析ユニット(21)は、前記勾配変化(aT)に比例する前記測定力(Fdyn)を決定し、前記測定力(Fdyn)は、測定力変化値を表し、前記測定力変化値は、静的接触力(Fstat)からの前記測定力(Fm)の偏差を示す、測定装置。 - 前記解析ユニット(21)は前記測定力(Fm)に対して前以って指定された測定力目標範囲(Fo,Fu)を備えており、前記測定力目標範囲(F o ,F u )内で正確な測定が可能であることを特徴とする、請求項1に記載の測定装置。
- 前記解析ユニット(21)に接続された作業者インタフェース(50)が備えられ、作業者が前記作業者インタフェースにより前記測定力目標範囲(Fo,Fu)を前以って指定、および/または変更することが可能であることを特徴とする、請求項2に記載の測定装置。
- 前記解析ユニット(21)は、前記測定力(Fm)が前記測定力目標範囲(Fo,Fu)を外れた場合、測定エラー信号を生成することを特徴とする、請求項2に記載の測定装置。
- 測定エラー信号は、前記プローブ自由端(40)が前記測定物表面(11)から浮き上がるか、および/または前記プローブ自由端(40)と前記測定物表面(11)との間の測定力(Fm)が大きすぎることを示すことを特徴とする、請求項4に記載の測定装置。
- 前記解析ユニット(21)により作動される作業者インタフェース(50)が備えられ、前記測定エラー信号がある場合に前記解析ユニットが作業者に測定エラー情報を発行することを特徴とする、請求項4に記載の測定装置。
- 測定エラー情報は、反復測定のために前記作業者が設定できる、変更されたキャリジ速度(vx)を含むことを特徴とする、請求項6に記載の測定装置。
- 測定エラー信号がある場合に、少なくとも前記変位量(s)のエラーなしの測定値が最後に得られたキャリジ位置にまで前記測定用キャリジ(15)を戻すようにするために、前記解析ユニット(21)は前記キャリジ駆動部(16)を作動させることを特徴とする、請求項4に記載の測定装置。
- 前記測定エラー信号がある場合、前記解析ユニット(21)は前記キャリジ駆動部(16)のキャリジ速度(Vx)を更なる測定に適合させることを特徴とする、請求項4に記載の測定装置。
- 前記解析ユニット(21)により作動可能な力設定装置(35)が備えられ、前記力設定装置は前記プローブ自由端(40)と前記測定物表面(11)との間のそれ以前に指定可能であった静的接触力(Fstat)を生成することを特徴とする、請求項1に記載の測定装置。
- 測定エラー信号がある場合、前記解析ユニット(21)は、前記静的接触力(Fstat)を変更するために前記力設定装置(35)を作動させることを特徴とする、請求項5に関連する請求項10に記載の測定装置。
- 前記力設定装置(35)は線形駆動装置であることを特徴とする、請求項10に記載の測定装置。
- 測定時に前記キャリジ駆動部(16)が前記測定用キャリジ(15)を一定のキャリジ速度で一様に移動させることを特徴とする、請求項1に記載の測定装置。
- 測定時に、前記キャリジ駆動部(16)が前記測定用キャリジ(15)を、パラメータに依存する前以って指定されたキャリジ速度、特に前記変位量(s)の関数であるキャリジ速度で移動させることを特徴とする、請求項1に記載の測定装置。
- 測定物の表面形状を測定する方法であって、
測定時に、測定用キャリジ(15)が測定物表面(11)から距離をおいて移動方向(x)へ直線的に移動し、
前記測定用キャリジ(15)に固定されたプローブチップ(25)のプローブ自由端(40)が、測定力(Fm)で測定対象の前記測定物表面(11)上に載っていて、移動方向(x)に沿って前記測定物表面(11)上を滑動し、
変位量(s)が検出され、前記変位量は、移動方向(x)と交叉する測定方向(z)への前記プローブ自由端(40)の変位(zT)を表し、
前記プローブ自由端(40)と前記測定物表面(11)との間の測定力(Fm)の実際の変化を示す測定力変化量(Fdyn)が変位量(s)とは無関係に決定され、
解析ユニット(21)は、前記変位量(s)を用いて前記変位(zt)を決定し、前記解析ユニット(21)は、前記変位(zt)を用いて測定方向(z)における前記プローブ自由端(40)の前記変位量(s)の勾配変化(aT)を決定し、前記解析ユニット(21)は、前記勾配変化(aT)に比例する前記測定力(Fdyn)を決定し、前記測定力(Fdyn)は、測定力変化値を表し、前記測定力変化値は、静的接触力(Fstat)からの前記測定力(Fm)の偏差を示す、
測定方法。
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