JP6170385B2 - 測定装置、測定方法および物品の製造方法 - Google Patents

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Description

本発明は、測定装置、測定方法および物品の製造方法に関する。
レンズやミラーなどの被検面の形状を、プローブの先端部を被検面に接触させながら測定する接触式の測定装置が知られている。接触式の測定装置は、プローブの先端部と被検面とを接触させた状態でプローブを被検面に対して相対的に走査させることで被検面の形状を測定することができる。
このような接触式の測定装置では、プローブの先端部を被検面に接触させた状態でプローブを走査しているため、プローブの走査に伴ってプローブの先端部が摩耗し、これによって測定誤差が生じてしまいうる。そこで、特許文献1には、プローブの先端部が摩耗することによって生じる測定誤差を基準ワークを用いて事前に取得し、基準ワークを用いて取得された測定誤差を補正値として、被検面の形状の測定結果を補正する方法が提案されている。
特開平5−269649号公報
特許文献1に記載された方法では、被検面の形状の測定結果を補正するための補正値を基準ワークを用いて取得しているため、測定結果を補正する工程が煩雑になってしまいうる。
そこで、本発明は、被検面の形状を精度よく測定する上で有利な技術を提供することを例示的目的とする。
上記目的を達成するために、本発明の一側面としての測定装置は、被検面に接触する先端部と前記先端部を保持する保持部とを有するプローブを有し、前記先端部と前記被検面とを接触させた状態で前記プローブを前記被検面に対して相対的に走査することによって前記被検面の形状を測定する測定装置であって、前記被検面上の測定箇所における測定データを、前記プローブの走査距離のデータと、前記プローブの走査による前記先端部の摩耗に関する情報とに基づいて補正する処理部を含む、ことを特徴とする。
本発明の更なる目的又はその他の側面は、以下、添付図面を参照して説明される好ましい実施形態によって明らかにされるであろう。
本発明によれば、例えば、被検面の形状を精度よく測定する上で有利な技術を提供することができる。
第1実施形態の測定装置を示す図である。 プローブを走査している状態を示す図である。 第1実施形態において、被検面の形状を測定する方法を示すフローチャートである。 先端部の摩耗モデルを示す図である。 走査距離Lと摩耗長Aとの関係の一例を示す図である。 第2実施形態において、被検面の形状を測定する方法を示すフローチャートである。 先端部を下(−Z方向)から見たときの図である。
以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施の形態について説明する。なお、各図において、同一の部材ないし要素については同一の参照番号を付し、重複する説明は省略する。
<第1実施形態>
本発明の第1実施形態の測定装置1について、図1を参照しながら説明する。図1は、第1実施形態の測定装置1を示す図である。第1実施形態の測定装置1は、プローブ4と、プローブ4を弾性支持するプローブハウジング6と、プローブハウジング6を駆動する駆動部13と、制御部14と、処理部15とを含む。制御部14は、CPUやメモリなどを有し、プローブ4の移動を制御するとともに、被検面(被検物Wの表面)の形状の測定を制御する。また、処理部15は、CPUやメモリなどを有し、被検面の形状の測定結果を補正する。このように構成された測定装置1は、プローブ4の先端部2と被検面とを接触させた状態でプローブ4を被検面に対して相対的に走査し、被検面の形状を測定することができる。
プローブ4は、被検面の形状を測定する際に被検面に接触させる先端部2と、先端部2を保持する保持部3とを有する。先端部2は、例えば、真球度の高い精密球によって構成される。プローブ4は、プローブハウジング6により弾性支持部材5を介して弾性支持されている。プローブハウジング6は、プローブ4のX方向の変位を検出する第1検出部7xと、プローブ4のY方向の変位を検出する第2検出部(不図示)と、プローブ4のZ方向の変位を検出する第3検出部7zとを有する。
第1実施形態では、図1に示すように、第1検出部7xは、例えば、プローブハウジング6内のX方向側の面に配置され、Z方向に離れて配置された2つの変位計7xおよび7xを含む。変位計7xおよび7xは、例えば静電容量センサをそれぞれ含むように構成されており、プローブ4と変位計7xとの間の容量変化、およびプローブ4と変位計7xとの間の容量変化をそれぞれ計測する。これにより、第1検出部7xは、変位計7xにおける計測結果と変位計7xにおける計測結果とに基づいて、プローブ4のX方向への変位量を検出することができる。また、第1実施形態では、プローブ4のY方向の変位を検出する第2検出部も、第1検出部7xと同様に構成されうる。
第3検出部7zは、プローブハウジング6のZ方向側の面に配置された変位計を含む。変位計は、例えば静電容量センサを含み、プローブ4と変位計との間の容量変化を計測する。これにより、第3検出部7zは、変位計における計測結果に基づいて、プローブ4のZ方向への変位量を検出することができる。ここで、第1実施形態の第1検出部7x、第2検出部7yおよび第3検出部7zにそれぞれ含まれる変位計は、静電容量センサを含むように構成されているが、それに限られるものではなく、プローブ4の変位量を精度よく検出できるように構成されていればよい。
駆動部13は、ベース16上に配置されており、プローブハウジング6を駆動するために設けられている。駆動部13は、例えば、プローブハウジング6を支持する天板13aと、天板13aをZ方向に駆動するZ軸ステージ13bと、天板13aをY方向に駆動するY軸ステージ13cと、天板13aをX方向に駆動するX軸ステージ13dとを含む。これにより、プローブハウジング6を3軸方向に駆動することができ、プローブ4の先端部2と被検面とを接触させた状態で、プローブハウジング6により弾性支持されたプローブ4を被検面に対して相対的に走査することができる。
プローブハウジング6には、プローブハウジング6のX方向の位置を計測するための干渉計9xおよび9xと、Y方向の位置を計測するための干渉計(不図示)と、Z方向の位置を計測するための干渉計9zとが備えられている。各干渉計(9x、9x)は、例えば、ベース16に接続された構造体17により支持されたX基準ミラー10と、内部に備えられた参照面とに向けてレーザ光を照射する。そして、各干渉計(9x、9x)は、X基準ミラー10で反射されたレーザ光と参照面で反射されたレーザ光との干渉によりプローブハウジング6における基準位置からの変位を検出することができる。これにより、X基準ミラー10とプローブハウジング6との距離、即ち、プローブハウジング6のX方向の位置を計測することができる。また、干渉計9zは、例えば、構造体17により支持されたZ基準ミラー12と、内部に備えられた参照面とに向けてレーザ光を照射する。そして、干渉計9zは、Z基準ミラー12で反射されたレーザ光と参照面で反射されたレーザ光との干渉によりプローブハウジング6における基準位置からの変位を検出することができる。これにより、Z基準ミラー12とプローブハウジング6との距離、即ち、プローブハウジング6のZ方向の位置を計測することができる。ここで、プローブハウジング6のY方向の位置を計測するための干渉計は、プローブハウジング6のX方向の位置を計測するための干渉計(9x、9x)と同様の構成であるため、ここでは説明を省略する。
このように構成された測定装置1は、先端部2と被検面とを接触させた状態でプローブ4を被検面に対して相対的に走査させて、被検面上における複数の測定箇所の各々で高さを測定する。これにより、測定装置1は、測定した各測定箇所の高さデータに基づいて被検面の形状を決定することができる。しかしながら、測定装置1では、プローブ4の先端部2と被検面とを接触させた状態でプローブ4を走査しているため、プローブ4の走査に伴ってプローブ4の先端部2が摩耗し、測定誤差が生じていしまいうる。そこで、第1実施形態の測定装置1は、先端部2に摩耗が生じる状態でプローブ4を走査した累積距離(例えば、複数の被検面にわたってプローブ4を走査した距離)を示す走査距離Lに応じて先端部2の摩耗長Aを算出する。そして、測定装置1は、算出した摩耗長Aを補正値として各測定箇所の高さデータを補正し、補正した各測定箇所の高さデータに基づいて被検面の形状を決定する。これにより、測定装置1は、被検面の形状を精度よく測定することができる。ここで、摩耗長Aとは、図2に示すように、被検面に接触する先端部2の接触点2aと先端部2の基準点(第1実施形態では、先端部2の中心2b)との距離が、先端部2の摩耗によって変化する変化量のことである。また、第1実施形態では、被検面の形状の測定結果を補正する工程は、測定装置1に含まれる処理部15において実行されるものとするが、それに限られず、例えば、測定装置1の外部コンピュータにおいて実行されてもよい。
ここで、先端部2と被検面とを接触させた状態でプローブ4を走査して被検面の形状を測定する方法について、図3を参照しながら説明する。図3は、被検面の形状を測定する方法を示すフローチャートである。
S101では、処理部15は、先端部2と被検面とを接触させた状態でプローブ4を走査して、各測定箇所(座標(X,Y))における高さを制御部14に測定させる。そして、処理部15は、各測定箇所における測定データ(位置座標(X,Y,Z))を、各測定箇所で測定するまでにプローブ4を走査させた走査距離Lと共に記憶する。例えば、計測箇所の数をnとすると、n個のデータ(X,Y,Z,L)が処理部15に記憶されることとなる。即ち、各測定箇所におけるデータ(X,Y,Z,L)・・・(X,Y,Z,L)が処理部15に記憶されることとなる。ここで、各測定箇所における走査距離Liは、例えば、各測定箇所における測定データ(位置座標(X,Y,Z))を用いて算出されてもよいし、走査距離Liを計測する機構を測定装置1内に設け、それによって取得されてもよい。また、S101の工程は、後述するS102の工程の後に行われてもよい。
S102では、処理部15は、走査距離Lと摩耗長Aとの関係を示す情報を取得する。走査距離Lとは、上述したように、プローブ4の先端部2に摩耗が生じる状態でプローブ4を被検面に対して相対的に走査させた累積距離のことであり、例えば、複数の被検面にわたってプローブ4を走査した距離のことである。走査距離Lと摩耗長Aとの関係は、例えば、実験または計算によって求められる。
まず、走査距離Lと摩耗長Aとの関係を実験によって求める方法について説明する。当該関係を実験によって求める場合、例えば、走査距離Lだけプローブ4を走査させ、その際における先端部2の摩耗長Aを計測する。また、走査距離Lだけプローブ4を走査させ、その際における先端部2の摩耗長Aを計測する。この工程を繰り返すことにより走査距離Lと摩耗長Aとの複数の組のデータが得られ、走査距離Lと摩耗長Aとの離散的な関係を取得することができる。そして、取得された走査距離Lと摩耗長Aとの離散的な関係に対して補完処理を行うことによって、走査距離Lと摩耗長Aとの連続的な関係を取得することができる。
次に、走査距離Lと摩耗長Aとの関係を計算によって求める方法について説明する。プローブ4の先端部2において摩耗した体積を示す摩耗体積V(図2参照)は、摩耗に関する理論であるHolm・Archard理論により、式(1)によって表すことができる。式(1)において、Vは摩耗体積、Kは比例定数、Wはプローブ4に加える荷重、Lは走査距離、Hはプローブ4の先端部2の硬さである。ここで、荷重Wはプローブ4の針圧制御により一定に保たれており、先端部2の硬さHも変わらないため、荷重Wおよび硬さHを定数として扱うと、式(1)は式(2)によって表すことができる。
Figure 0006170385
Figure 0006170385
また、先端部2が球体形状であり、かつ先端部2が保持部3に固定されている場合、先端部2は、図4(a)に示すように、被検面に接触する接触点2aから先端部2の中心2bに向かって摩耗していく。このような先端部2の摩耗モデルとなるとき、摩耗体積Vは式(3)によって計算することができる。式(3)において、Aは摩耗長、Rは先端部2の半径である。
Figure 0006170385
ここで、比例定数Kは、式(2)および式(3)を用いて式(4)によって表すことができる。そして、比例定数Kは、被検面上の始点から少なくとも1つの箇所を通ってプローブ4で走査したときの被検面上の少なくとも1つの箇所における走査距離Lと摩耗長Aとを式(4)に代入することで決定される。走査距離Lと摩耗長Aとは、先端部2が被検面に接触した状態でプローブ4を走査する実験を行うことにより取得されうる。
Figure 0006170385
比例定数Kを決定した後は、式(2)および式(3)を用いて、式(5)で表されるように、摩耗長Aについての3次方程式を立てる。3次方程式に関しては一般的に解の公式が知られており、これを適用することによって摩耗長Aと走査距離Lとの関係を取得することができる。ここで、摩耗長Aには、0≦A≦2R(2Rは先端部2の直径)の条件が適用される。また、式(5)におけるiは虚数単位であるが、複素数としてみたときの虚部は零となるため、式全体としては実数となる。
Figure 0006170385
図5は、走査距離Lと摩耗長Aとの関係の一例を示す図である。図5では、比例定数Kおよび先端部2の半径Rはそれぞれ1として当該関係を算出したが、実際は、式(4)を用いて算出された比例定数Kと、先端部2の設計値または計測値としての先端部の半径Rとが用いられる。また、図5において、太線で示す部分が、0≦A≦2Rの条件を満たす部分となる。
S103では、処理部15は、S102で取得された走査距離Lと摩耗長Aとの関係(式(5))に基づいて、各測定箇所における走査距離Lから、各測定箇所における摩耗長Aを求める。例えば、処理部15は、i番目の測定箇所を測定する際における先端部2の摩耗長Aを、i番目の測定箇所における走査距離Lを式(5)に代入することによって求めることができる。この計算を各測定箇所について行うことにより、各測定箇所における摩耗長A・・・Aを求めることができる。
S104では、処理部15は、S103で求められた各測定箇所における摩耗長Aを用いて、各測定箇所における高さデータZを補正する。例えば、処理部15は、i番目の測定箇所における高さデータZに、i番目の測定箇所における摩耗長Aを加算することで、高さデータZを補正する。これにより、処理部15は、補正された高さデータZ’を取得することができる。また、S105では、処理部15は、S104で補正された高さデータZ’を有する各測定箇所の位置座標(X,Y,Z’)に基づいて、被検面の形状を決定する。このように、S101〜S105の工程を実行することにより、測定装置1は、被検面の形状を精度よく測定することができる。
ここで、上述のS102では、先端部2が保持部3に固定されている場合を想定したため、被検面に接触する接触点2aから先端部2の中心2bに向かって摩耗していく摩耗モデル(図4(a))を用いて走査距離Lと摩耗長Aとの関係を算出した。一方で、先端部2が保持部3に固定されている場合と異なる場合には、図4(a)に示す摩耗モデルとは異なる摩耗モデルを用いて走査距離Lと摩耗長Aとの関係が算出されうる。即ち、走査距離Lと摩耗長Aとの関係は、先端部2が保持部3によって保持されている状態に応じた摩耗モデルを用いて取得される。例えば、先端部2が球体形状であり、かつ先端部2がその中心2bに対して回転するように保持部3によって保持されている場合、先端部2は、図4(b)に示すように、先端部2の表面が中心2bに向かって摩耗していく。このような先端部2の摩耗モデルとなるとき、摩耗体積Vは式(6)によって計算することができ、式(2)および式(6)を用いて走査距離Lと摩耗長Aとの関係を取得することができる。
Figure 0006170385
また、先端部2が球体形状であり、かつ先端部2がその中心2bを通る軸2cに対して回転するように保持部3によって保持されている場合、先端部2は、図4(c)に示すように、先端部2の表面のうち軸2cと遠い部分から摩耗していく。このような先端部2の摩耗モデルとなるとき、摩耗体積Vは式(7)によって計算することができ、式(2)および式(7)を用いて走査距離Lと摩耗長Aとの関係を取得することができる。
Figure 0006170385
上述したように、第1実施形態の測定装置1は、先端部2が摩耗する状態でプローブ4を走査した走査距離Lに応じて先端部2の摩耗長Aを算出し、算出した摩耗長Aを補正値として各測定箇所の高さデータを補正する。これにより、測定装置1は、補正した各測定箇所の高さデータに基づいて被検面の形状を決定するため、プローブ4の先端部2が摩耗することで生じる測定誤差を低減し、被検面の形状を精度よく測定することができる。
<第2実施形態>
本発明の第2実施形態の測定装置について説明する。第1実施形態では、図4(a)に示すように、被検面に接触する接触点2aが先端部2の表面において移動せず、先端部2の表面における所定の位置から先端部2の中心2bに向かって摩耗していく場合について説明した。しかしながら、例えば被検面の形状が非平面形状である場合など、被検面の形状によっては、被検面に接触する接触点2aが先端部2の表面における所定の位置に留まることは稀であり、接触点2aが先端部2の表面において移動する。そこで、第2実施形態では、接触点2aが先端部2の表面において移動する場合において、プローブ4を走査して被検面の形状を測定する方法について、図6を参照しながら説明する。ここで、第2実施形態の測定装置は、第1実施形態の測定装置1と装置構成が同様であるため、ここでは装置構成についての説明を省略する。
図6は、被検面の形状を測定する方法を示すフローチャートである。S201では、処理部15は、プローブ4を被検面上で走査する走査経路を設定する。走査経路は、例えば、被検物の設計データや、外部の装置で測定された被検面の概略形状などを用いることにより設定されうる。そして、処理部15は、走査経路を設定した後、被検面の高さが測定される複数の測定箇所を走査経路上に設定する。S202では、処理部15は、各測定箇所における測定時に接触点2aが配置される先端部2の表面上の位置を決定する。接触点2aが配置される先端部2の表面上の位置は、例えば、プローブ4に摩耗が起こらないという仮定の下で、被検面の設計データや外部の装置で測定された被検面の概略形状などを用いて、各測定箇所ごとに決定される。
S203では、処理部15は、先端部2と被検面とを接触させた状態でプローブ4を走査して、各測定箇所(座標(X,Y))における高さを制御部14に測定させる。そして、処理部15は、各測定箇所における測定データ(位置座標(X,Y,Z))を、各測定箇所で測定するまでにプローブ4を走査させた走査距離Lと共に記憶する。ここで、第2実施形態では、先端部2の表面は、例えば、図7に示すように格子状に区分けされ、区分けされた複数の領域8の各々についての走査距離Lが記憶されうる。図7は、先端部を下(−Z方向)から見たときの図である。例えば、i番目の測定箇所で測定する際の接触点2aの位置が、先端部の表面における複数の領域8のうち領域8jにある場合を想定する。この場合、処理部15は、i番目の測定箇所で測定するまでに領域8jに摩耗が生じる状態でプローブ4を走査させた累積距離を示す走査距離Lijを、i番目の測定箇所における測定データ(位置座標(X,Y,Z))と共に記憶する。即ち、処理部15は、i番目の測定箇所におけるデータ(X,Y,Z,Lij)を記憶することとなる。
S204では、処理部15は、走査距離Lと摩耗長Aとの関係を示す情報を取得する。S204は、図3のS102と同様の処理であるため、ここでは説明を省略する。S205では、処理部15は、S204で取得された走査距離Lと摩耗長Aとの関係に基づいて、各測定箇所において接触点2aが位置する領域8jの走査距離Lijから、領域8jにおける摩耗長Aijを求める。例えば、処理部15は、i番目の測定箇所を測定する際における先端部2の領域8jの摩耗長Aijを、領域8jにおける走査距離Lijを式(5)に代入することによって求めることができる。S206では、処理部15は、S205で求められた領域8jにおける摩耗長Aijを用いて、各測定箇所における高さデータZを補正する。例えば、処理部15は、i番目の測定箇所における高さデータZに、i番目の計測箇所における領域8jの摩耗長Aijを加算することで、高さデータZを補正する。これにより、処理部15は、補正された高さデータZ’を取得することができる。また、第2実施形態では、先端部2の表面における接触点2aの位置が測定箇所ごとに異なるため、各測定箇所の座標(X,Y)も、接触点2aの位置および領域8jにおける摩耗長Aijを用いて補正されうる。以下では、補正された座標(X,Y)を座標(X’,Y’)と表す。S207では、処理部15は、S206で補正された位置座標(X’,Y’,Z’)に基づいて、被検面の形状を決定する。このように、S201〜S207の工程を実行することにより、第2実施形態の測定装置は、例えば非平面形状を有する被検面の形状を精度よく測定することができる。
上述したように、第2実施形態の測定装置は、先端部2の表面における複数の領域8の各々について摩耗長Aを算出し、算出した摩耗長Aを用いて測定箇所の位置座標を補正する。これにより、第2実施形態の測定装置は、補正した各測定箇所の位置座標に基づいて被検面の形状を決定するため、プローブ4の先端部2が摩耗することで生じる測定誤差を低減し、被検面の形状を精度よく測定することができる。
<物品の製造方法の実施形態>
本発明の実施形態における物品の製造方法は、例えば、金属部品や光学素子等の物品を製造する際に用いられる。本実施形態の物品の製造方法は、上記の測定装置を用いて被検物の表面形状を測定する工程と、かかる工程における測定結果に基づいて被検物を加工する工程とを含む。例えば、被検物の表面形状を測定装置を用いて測定し、その測定結果に基づいて、被検物の形状が設計値になるように当該被検物を加工(製造)する。本実施形態の物品の製造方法は、測定装置により高精度に被検物の形状を測定できるため、従来の方法に比べて、物品の性能・品質・生産性・生産コストの少なくとも1つにおいて有利である。
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されないことはいうまでもなく、その要旨の範囲内で種々の変形および変更が可能である。

Claims (11)

  1. 被検面に接触する先端部と前記先端部を保持する保持部とを有するプローブを有し、前記先端部と前記被検面とを接触させた状態で前記プローブを前記被検面に対して相対的に走査することによって前記被検面の形状を測定する測定装置であって、
    前記被検面上の測定箇所における測定データを、前記プローブの走査距離のデータと、前記プローブの走査による前記先端部の摩耗に関する情報とに基づいて補正する処理部を含む、
    ことを特徴とする測定装置。
  2. 前記処理部は、前記先端部に摩耗が生じる状態で前記プローブを走査させた累積距離のデータを前記走査距離のデータとして取得する、ことを特徴とする請求項1に記載の測定装置。
  3. 前記処理部は、前記被検面に接触する前記先端部の接触点と前記先端部の基準点との距離が前記先端部の摩耗によって変化する変化量と前記走査距離との関係のデータを前記情報として取得する、ことを特徴とする請求項1又は2に記載の測定装置。
  4. 前記処理部は、前記被検面の形状に応じて前記接触点が前記先端部の表面で移動する場合、前記先端部の表面における複数の領域のうち、前記測定箇所における前記接触点が含まれる領域を決定し、決定した領域に摩耗が生じる状態で前記プローブを走査した走査距離のデータと前記情報とに基づいて、前記測定箇所における測定データを補正する、ことを特徴とする請求項3に記載の測定装置。
  5. 前記先端部が球体形状であり、かつ前記先端部が前記保持部に固定されている場合、前記変化量をA、前記先端部の半径をR、前記先端部において摩耗した体積をV、前記プローブの走査距離をL、比例定数をKとしたとき、前記処理部は、
    Figure 0006170385
    に基づいて前記関係のデータを取得する、ことを特徴とする請求項3又は4に記載の測定装置。
  6. 前記先端部が球体形状であり、かつ前記先端部がその中心に対して回転するように前記保持部によって保持されている場合、前記変化量をA、前記先端部の半径をR、前記先端部において摩耗した体積をV、前記プローブの走査距離をL、比例定数をKとしたとき、前記処理部は、
    Figure 0006170385
    に基づいて前記関係のデータを取得する、ことを特徴とする請求項3又は4に記載の測定装置。
  7. 前記先端部が球体形状であり、かつ前記先端部がその中心を通る軸に対して回転するように前記保持部によって保持されている場合、前記変化量をA、前記先端部の半径をR、前記先端部において摩耗した体積をV、前記プローブの走査距離をL、比例定数をKとしたとき、前記処理部は、
    Figure 0006170385
    に基づいて前記関係のデータを取得する、ことを特徴とする請求項3又は4に記載の測定装置。
  8. 前記処理部は、前記被検面上の始点から少なくとも1つの箇所を通って前記プローブで走査したときの前記被検面上の前記少なくとも1つの箇所における前記走査距離と前記変化量とを用いて前記比例定数を決定する、ことを特徴とする請求項5乃至7のうちいずれか1項に記載の測定装置。
  9. 前記処理部は、前記測定装置を用いて測定された前記走査距離と前記変化量との複数の組のデータを用いて前記関係のデータを取得する、ことを特徴とする請求項3又は4に記載の測定装置。
  10. 請求項1乃至9のうちいずれか1項に記載の測定装置を用いて被検物の表面形状を測定する工程と、
    前記工程における測定結果に基づいて前記被検物を加工する工程と、
    を含む、ことを特徴とする物品の製造方法。
  11. 被検面に接触する先端部と前記先端部を保持する保持部とを有するプローブを、前記先端部が前記被検面に接触した状態で、前記被検面に対して相対的に走査することによって前記被検面の形状を測定する測定方法であって、
    前記プローブの走査による前記先端部の摩耗に関する情報を取得する取得工程と、
    前記被検面上の測定箇所における測定データを、前記プローブの走査距離のデータと前記取得工程で取得された前記情報とに基づいて補正する補正工程と、
    前記補正工程で補正された測定データを用いて前記被検面の形状を決定する決定工程と、
    を含む、ことを特徴とする測定方法。
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JP6964452B2 (ja) * 2017-07-13 2021-11-10 株式会社ミツトヨ 測定機管理システム及びプログラム
JP7050247B2 (ja) * 2018-03-27 2022-04-08 株式会社東京精密 異常検出方法及び三次元測定器
LU102873B1 (en) * 2021-11-15 2023-05-15 BigRep GmbH Range Sensor

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0746857A4 (en) * 1992-03-13 2001-01-03 Thermomicroscopes Corp SCANNING PROBE MICROSCOPE
JP2696288B2 (ja) * 1992-03-25 1998-01-14 オークマ株式会社 円筒型三次元測定装置における触針摩耗検定及び補正方法
JPH10274522A (ja) * 1997-03-31 1998-10-13 Nkk Corp 縁波測定方法
US7376261B2 (en) * 2003-11-25 2008-05-20 Mitutoyo Corporation Surface scan measuring device and method of forming compensation table for scanning probe
JP4695374B2 (ja) * 2003-11-25 2011-06-08 株式会社ミツトヨ 表面倣い測定装置および倣いプローブの補正テーブル作成方法
JP5269649B2 (ja) 2009-03-04 2013-08-21 東洋ゴム工業株式会社 エンジンブラケット
JP5349364B2 (ja) * 2010-02-16 2013-11-20 株式会社ミツトヨ 表面性状測定機
US9041914B2 (en) * 2013-03-15 2015-05-26 Faro Technologies, Inc. Three-dimensional coordinate scanner and method of operation
WO2014201501A1 (en) * 2013-06-19 2014-12-24 Optiscan Pty Ltd Optical scanner and scanned lens optical probe

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