JP5884309B2 - 測定装置、形状測定装置、形状測定方法、及び構造物の製造方法 - Google Patents
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Description
第1実施形態について説明する。以下の説明においては、XYZ直交座標系を設定し、このXYZ直交座標系を参照しつつ各部の位置関係について説明する。Z軸方向は、例えば鉛直方向に設定され、X軸方向及びY軸方向は、例えば、水平方向に平行で互いに直交する方向に設定される。また、X軸、Y軸、及びZ軸まわりの回転(傾斜)方向をそれぞれ、θX、θY、及びθZ方向とする。
次に、第2実施形態について説明する。第2実施形態において、第1実施形態と同様の構成要素については、第1実施形態と同じ符号を付してその説明を簡略化あるいは省略することがある。
次に、第3実施形態について説明する。第3実施形態において、上記の実施形態と同様の構成要素については、上記の実施形態と同じ符号を付してその説明を簡略化あるいは省略することがある。
次に、第4実施形態について説明する。第4実施形態において、上記の実施形態と同様の構成要素については、上記の実施形態と同じ符号を付してその説明を簡略化あるいは省略することがある。
次に、上記の実施形態に係る結像光学系6の一例として、第1実施例について説明する。第1実施例について数値例を示して説明するが、以下の数値例は本発明の適用範囲を限定するものではない。
次に、上述した測定装置(形状測定装置)を備えた構造物製造システムについて説明する。
Claims (29)
- 撮像素子と、
複数の光学素子を含み、前記撮像素子と共役な共役面を、前記複数の光学素子の配列方向に対して鋭角または鈍角の関係となるように形成する結像光学系と、
測定対象面に対して前記結像光学系の少なくとも一部を移動可能な走査部と、
前記走査部の位置情報及び前記撮像素子の画像情報に基づいて、前記測定対象面の位置情報を取得する位置情報取得部と、
凹部の内周面に測定光を照射するための照射部と、
前記測定光が照射された前記内周面からの光束を、前記結像光学系を構成する前記複数の光学素子の配列方向に向けて、偏向する偏向部材と、を有し、
前記照射部による前記内周面への照明方向と、前記偏向部材によって前記結像光学系の配列方向に向けて偏向される前記内周面からの光束の伝搬方向と、が異なるように、前記偏向部材が設置された
形状測定装置。 - 前記偏向部材は、前記結像光学系の他の光学素子に対して相対的に、前記配列方向に沿って移動可能である
請求項1に記載の形状測定装置。 - 前記照射部は、前記共役面に沿って伝播する光を照射する
請求項2に記載の形状測定装置。 - 前記照射部は、前記複数の光学素子の少なくとも一部を通って前記配列方向に伝播した光が前記共役面に沿うように反射する反射部材を含む
請求項2又は3に記載の形状測定装置。 - 前記反射部材及び前記偏向部材は、前記結像光学系を構成する前記複数の光学素子の配列方向に沿って配置されている
請求項4に記載の形状測定装置。 - 前記照射部は、円状のパターンを生成するパターン生成部を有し、前記結像光学系を介して前記円状のパターンを前記測定対象面に投影する
請求項3から5のいずれか一項に記載の形状測定装置。 - 前記結像光学系は、撮像面及び第1の共役面と共役な第2の共役面を形成し、
前記照射部は、前記第2の共役面に配置された絞り部材を介して、前記測定対象面に光を照射する
請求項3から6のいずれか一項に記載の形状測定装置。 - 前記照射部は、前記偏向部材に対して前記結像光学系とは反対側に配置された光源から発せられた光を前記内周面へ照射する
請求項3又は4に記載の形状測定装置。 - 前記照射部は、円状のパターンを投影する
請求項7又は8に記載の形状測定装置。 - 前記円状のパターンは、同心円状の縞パターンである
請求項6又は9に記載の形状測定装置。 - 前記円状のパターンは、渦巻状の縞パターンである
請求項6又は9に記載の形状測定装置。 - 前記走査部による前記結像光学系の移動方向は、前記配列方向を含む
請求項1から11のいずれか一項に記載の形状測定装置。 - 前記位置情報取得部は、前記撮像素子から得られる画像データに基づいて、前記撮像面の一部の領域ごとに合焦測度を算出して、前記測定対象面の形状を取得する
請求項7に記載の形状測定装置。 - 前記結像光学系は、前記撮像素子との前記第1の共役面を前記凹部の深さ方向に対して傾斜させるように形成される
請求項7または13のいずれか一項に記載の形状測定装置。 - 前記結像光学系は、前記第1の共役面の側でテレセントリックな光学系である
請求項7、13、14のいずれか一項に記載の形状測定装置。 - 前記結像光学系のうちで最も前記第1の共役面に近い光学素子は、前記第1の共役面からの光が屈折する屈折部と、前記第1の共役面からの光が反射する内面と、を有する
請求項7または13から15のいずれか一項に記載の形状測定装置。 - 前記第1の共役面は、前記配列方向に対する周方向の複数の位置を含む
請求項7または13から16のいずれか一項に記載の形状測定装置。 - 前記第1の共役面は、前記配列方向に対する周方向において対称性を有する
請求項7または13から17のいずれか一項に記載の形状測定装置。 - 測定対象面の位置を測定する測定装置であって、
撮像素子と、
複数の光学素子を含み、前記撮像素子と共役な共役面を形成する結像光学系と、
凹部の内周面 に測定光を照射するための照射部と、
前記測定光が照射された前記内周面からの光束を、前記結像光学系を構成する前記複数の光学素子の配列方向に向けて、偏向する偏向部材と、を有し、
前記照射部による前記内周面への照明方向と、前記偏向部材によって前記結像光学系の配列方向に向けて偏向される前記内周面からの光束の伝搬方向と、が異なるように、前記偏向部材が設置され、
前記共役面は、前記複数の光学素子の配列方向に対して鋭角または鈍角をなしている
測定装置。 - 測定対象面の位置を測定する測定装置であって、
撮像素子と、
複数の光学素子を含み、前記撮像素子と共役な共役面を形成する結像光学系と、
前記複数の光学素子の少なくとも一部を収容し、前記複数の光学素子の配列方向に長手方向を有する鏡筒と、
凹部の内周面に測定光を照射するための照射部と、
前記測定光が照射された前記内周面からの光束を、前記結像光学系を構成する前記複数の光学素子の配列方向に向けて、偏向する偏向部材と、を有し、
前記照射部による前記内周面への照明方向と、前記偏向部材によって前記結像光学系の配列方向に向けて偏向される前記内周面からの光束の伝搬方向と、が異なるように、前記偏向部材が設置され、
前記共役面は、前記鏡筒の長手方向に対して鋭角又は鈍角をなしている
測定装置。 - 測定対象面の位置を測定する測定装置であって、
前記測定対象面を含む物体を保持する保持部と、
撮像素子と、
前記保持部に対して相対的に進退可能に設けられ、複数の光学素子を含み前記測定対象面を経由した光を前記撮像素子に結像させ、前記撮像素子との共役面を前記保持部に対する進退方向に対して傾斜するように形成する結像光学系と、
凹部の内周面に測定光を照射するための照射部と、
前記測定光が照射された前記内周面からの光束を、前記結像光学系を構成する前記複数の光学素子の配列方向に向けて、偏向する偏向部材と、を有し、
前記照射部による前記内周面への照明方向と、前記偏向部材によって前記結像光学系の配列方向に向けて偏向される前記内周面からの光束の伝搬方向と、が異なるように、前記偏向部材が設置された
測定装置。 - 前記照射部は、前記複数の光学素子の少なくとも一部を通って前記配列方向に伝播した光が前記共役面に沿うように反射する反射部材を含み、
前記反射部材及び前記偏向部材は、前記結像光学系を構成する前記複数の光学素子の配列方向に沿って配置されている
請求項19から21のいずれか一項に記載の測定装置。 - 前記共役面は、前記複数の光学素子の配列方向に対する周方向において対称性を有する
請求項19から22のいずれか一項に記載の測定装置。 - 凹状の測定対象面の形状を測定する形状測定方法であって、
測定対象面の少なくとも一部の像を、複数の光学素子からなる結像光学系を介して撮像することと、
前記撮像の結果に基づいて、前記測定対象面の位置情報を算出することと、を含み、
前記結像光学系の像面と共役な共役面が前記測定対象面に対して鋭角又は鈍角をなし、
照射部が凹部の内周面に測定光を照射し、
偏向部材が、前記測定光が照射された前記内周面からの光束を、前記結像光学系を構成する前記複数の光学素子の配列方向に向けて偏向し、
前記照射部による前記内周面への照明方向と、前記偏向部材によって前記結像光学系の配列方向に向けて偏向される前記内周面からの光束の伝搬方向と、が異なるように、前記偏向部材を設置する
形状測定方法。 - 前記照射部は、複数の光学素子の少なくとも一部を通って前記配列方向に伝播した光が前記共役面に沿うように反射する反射部材を含み、
前記反射部材及び前記偏向部材を、前記結像光学系を構成する前記複数の光学素子の配列方向に沿って配置する
請求項24に記載の形状測定方法。 - 構造物の形状に関する設計情報を作製することと、
前記設計情報に基づいて前記構造物を作製することと、
作製された前記構造物の形状を請求項24に記載の形状測定方法を用いて測定することと、
前記測定により得られた形状情報と前記設計情報とを比較することと、を含む
構造物の製造方法。 - 前記照射部は、複数の光学素子の少なくとも一部を通って前記配列方向に伝播した光が前記共役面に沿うように反射する反射部材を含み、
前記反射部材及び前記偏向部材は、前記結像光学系を構成する前記複数の光学素子の配列方向に沿って配置されている
請求項26に記載の構造物の製造方法。 - 前記比較の結果に基づいて、前記構造物の再加工を実施することを含む
請求項26または27に記載の構造物の製造方法。 - 前記再加工は、前記構造物を作製することを再実行することを含む
請求項28に記載の構造物の製造方法。
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