JP7340762B2 - Calibration jig, calibration method, and measurement method - Google Patents

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Description

本開示は、校正治具、校正方法、および、測定方法に関する。 The present disclosure relates to a calibration jig, a calibration method, and a measurement method.

特許文献１には、直方体状の校正治具が開示されている。特許文献１において、校正治具は、光干渉測定装置の向きの校正に用いられている。 Patent Document 1 discloses a rectangular parallelepiped-shaped calibration jig. In Patent Document 1, a calibration jig is used to calibrate the orientation of an optical interference measurement device.

特開２０１４－２３５０７４号公報Japanese Patent Application Publication No. 2014-235074

光干渉測定装置によって、被測定物の測定を行う場合、測定光は被測定物に対して所定の方向に走査される。例えば被測定物が円筒状のローラの周面上に配置されているシートである場合、測定光は、円筒状の周面に沿うシートの表面をローラの中心軸方向に沿って走査される。ローラに対して光干渉測定装置の向きが適切に校正されていないと、走査方向は、ローラの中心軸に対して傾斜していることが考えられる。走査方向がローラの中心軸に対して傾斜している状態で測定光が走査されると、測定光の照射位置がローラの周方向に変位し、かつ、測定光の入射角が変化するため、測定精度が低下する。 When measuring an object to be measured using an optical interference measurement device, measurement light is scanned in a predetermined direction with respect to the object to be measured. For example, when the object to be measured is a sheet placed on the circumferential surface of a cylindrical roller, the measurement light is scanned along the surface of the sheet along the cylindrical circumferential surface in the direction of the center axis of the roller. If the orientation of the optical interference measurement device with respect to the roller is not properly calibrated, the scanning direction may be inclined with respect to the central axis of the roller. If the measurement light is scanned with the scanning direction tilted with respect to the central axis of the roller, the irradiation position of the measurement light will be displaced in the circumferential direction of the roller and the incident angle of the measurement light will change. Measurement accuracy decreases.

本開示は、光干渉測定装置の向きの校正を高精度に行うことができる校正治具を提供することを目的とする。 An object of the present disclosure is to provide a calibration jig that can calibrate the orientation of an optical interference measurement device with high precision.

前記目的を達成するために、本開示における校正治具は、ローラの周面上の被測定物に向けて測定光を照射する光干渉測定装置の校正に用いられる校正治具であって、ローラの周面に沿う円筒面と、円筒面と反対側に円筒面の中心軸に対して平行に設けられ、測定光が照射される主平面と、主平面から第１距離離れて配置されている２つの頂点と、を備え、円筒面は、円筒面上のある１点を通り且つ円筒面の中心軸に直交する直線と、ある１点を通り且つ主平面に直交する直線とのなす角度が、予め定められた角度になる形状である。 In order to achieve the above object, a calibration jig in the present disclosure is a calibration jig used for calibrating an optical interference measurement device that irradiates measurement light toward an object to be measured on the circumferential surface of a roller. a cylindrical surface along the circumferential surface of the cylindrical surface, a main plane provided parallel to the central axis of the cylindrical surface on the opposite side of the cylindrical surface and irradiated with the measurement light, and a first distance apart from the main plane. The cylindrical surface has two vertices, and the angle between a straight line passing through a certain point on the cylindrical surface and perpendicular to the central axis of the cylindrical surface and a straight line passing through a certain point and perpendicular to the main plane is , the shape forms a predetermined angle.

また、前記目的を達成するために、本開示における校正方法は、上記の校正治具を用いて光干渉測定装置の向きを校正する校正方法であって、光干渉測定装置の向きは、測定光の光軸と平行なｚ軸、ｚ軸に直交するｘ軸、並びに、ｚ軸およびｘ軸に直交するｙ軸を有するｘｙｚ座標によって定義され、主平面をｙ軸方向に測定光を走査することによって取得されるプロファイルにおいてｚ軸の値が等しい値を示すようにθｘ軸を校正するステップと、θｘ軸を校正するステップにおいて取得されるプロファイルにおいてｚ軸の値を所定値と等しくするようにｚ軸を校正するステップと、ｙ軸方向に測定光を走査することによって取得されるプロファイルが２つの頂点を含むようにｙ軸およびθｚ軸を校正するステップと、校正治具における２つの頂点の間の面をｘ軸方向に測定光を走査することによって取得されるプロファイルにおいてｚ軸の値が等しい値を示すようにθｙ軸を校正するステップと、を含む。 Further, in order to achieve the above object, a calibration method in the present disclosure is a calibration method for calibrating the orientation of an optical interference measurement device using the above-mentioned calibration jig, wherein the orientation of the optical interference measurement device is defined by xyz coordinates having a z-axis parallel to the optical axis, an x-axis perpendicular to the z-axis, and a y-axis perpendicular to the z-axis and the x-axis, and scanning the main plane with the measurement light in the y-axis direction. calibrating the θ x- axis so that the z - axis values are equal in the profile obtained by calibrating the y-axis and the θ z- axis so that the profile obtained by scanning the measurement light in the y-axis direction includes two vertices; calibrating the θ and y axes so that the z-axis values show equal values in the profile obtained by scanning the measurement light in the x-axis direction over the surface between the vertices.

また、前記目的を達成するために、本開示における測定方法は、上記の校正方法によって校正された光干渉測定装置を用いて被測定物の測定を行う測定方法であって、ある１点のｙ軸の値を取得するステップによって取得したｙ軸の値を、被測定物に対する測定光の照射位置におけるｙ軸の値に設定するステップと、測定光の照射位置に、測定光を主平面に直交する方向に沿って射出するステップと、測定光をローラの中心軸に沿って走査して被測定物のプロファイルを取得するステップと、を含む。 Further, in order to achieve the above object, a measurement method in the present disclosure is a measurement method for measuring an object to be measured using an optical interference measurement device calibrated by the above calibration method, and in which a step of setting the y-axis value obtained in the step of obtaining the axis value to the y-axis value at the irradiation position of the measurement light on the object to be measured; and scanning the measurement light along the central axis of the roller to obtain the profile of the object to be measured.

本開示の校正治具によれば、光干渉測定装置の向きの校正を高精度に行うことができる。 According to the calibration jig of the present disclosure, the orientation of the optical interference measurement device can be calibrated with high precision.

校正治具がローラに周面に配置され、光干渉測定装置の向きの校正が行われている状態を示す図Diagram showing a state in which the calibration jig is placed around the roller and the orientation of the optical interference measurement device is being calibrated. ローラの周面にシートが配置されている状態を示す図Diagram showing a state in which sheets are arranged on the circumferential surface of a roller 校正治具の平面図Plan view of calibration jig 図３に示すIV－IV線に沿った断面図Cross-sectional view along the IV-IV line shown in Figure 3 光干渉測定装置の構成を示す概要図Schematic diagram showing the configuration of the optical interference measurement device 光干渉測定装置の向きの校正方法を示すフローチャートFlowchart showing how to calibrate the orientation of the optical interference measurement device 図５の校正方法において取得されたプロファイルを示す図A diagram showing a profile obtained in the calibration method of FIG. 5 図５の校正方法において取得されたプロファイルを示す図A diagram showing a profile obtained in the calibration method of FIG. 5 図５の校正方法において測定光の走査方向を示す図Diagram showing the scanning direction of measurement light in the calibration method of Figure 5 図５の校正方法において取得されたプロファイルを示す図A diagram showing a profile obtained in the calibration method of FIG. 5 図５の校正方法において測定光の走査方向を示す図Diagram showing the scanning direction of measurement light in the calibration method of Figure 5 図５の校正方法において取得されたプロファイルを示す図A diagram showing a profile obtained in the calibration method of FIG. 5 図５の校正方法において測定光の走査方向を示す図Diagram showing the scanning direction of measurement light in the calibration method of Figure 5 図５の校正方法において取得されたプロファイルを示す図A diagram showing a profile obtained in the calibration method of FIG. 5 図５の校正方法において取得されたプロファイルを示す図A diagram showing a profile obtained in the calibration method of FIG. 5 図５の校正方法において取得されたプロファイルを示す図A diagram showing a profile obtained in the calibration method of FIG. 5

以下、本開示の校正治具、校正方法、および、測定方法について、図面を参照しながら説明する。図１は、校正治具１がローラ２に周面２ａに配置され、光干渉測定装置３の向きの校正が行われている状態を示す図である。図１には、校正治具１、ローラ２、および、光干渉測定装置３が示されている。なお、図中に示されているｘｙｚ座標は、光干渉測定装置３の向きを表している（詳細は後述する）。 The calibration jig, calibration method, and measurement method of the present disclosure will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing a state in which the calibration jig 1 is placed on the peripheral surface 2a of the roller 2, and the orientation of the optical interference measurement device 3 is being calibrated. FIG. 1 shows a calibration jig 1, a roller 2, and an optical interference measurement device 3. Note that the xyz coordinates shown in the figure represent the orientation of the optical interference measurement device 3 (details will be described later).

＜校正治具＞
校正治具１は、ローラ２の周面２ａ上の被測定物に向けて測定光Ｒを照射する光干渉測定装置３の校正に用いられる。校正治具１は、光干渉測定装置３の向きの校正に用いられる。被測定物は、例えばシートＳである。シートＳは、図２に示されるように、ローラ２の周面２ａ上に配置され、ローラ２が回転することで搬送される。シートＳは、例えば、セロハン樹脂およびポリイミド樹脂などの樹脂シート、並びに、綿、樹脂繊維、および、ガラス繊維などで作製された布または不織布である。 <Calibration jig>
The calibration jig 1 is used to calibrate an optical interference measurement device 3 that irradiates measurement light R toward an object to be measured on the circumferential surface 2a of the roller 2. The calibration jig 1 is used to calibrate the orientation of the optical interference measurement device 3. The object to be measured is, for example, a sheet S. As shown in FIG. 2, the sheet S is placed on the circumferential surface 2a of the roller 2, and is conveyed by the rotation of the roller 2. The sheet S is, for example, a resin sheet such as cellophane resin or polyimide resin, or a cloth or nonwoven fabric made of cotton, resin fiber, glass fiber, or the like.

校正治具１は、図３および図４に示されるように、平面視矩形状に設けられている。校正治具１は、円筒面１０、主平面１１、２つの頂点１２，１３、および、副平面１４を有している。 The calibration jig 1 is provided in a rectangular shape in plan view, as shown in FIGS. 3 and 4. The calibration jig 1 has a cylindrical surface 10, a main plane 11, two vertices 12 and 13, and a sub-plane 14.

円筒面１０は、ローラ２の周面２ａに沿うように設けられている。円筒面１０がローラ２の周面２ａに接触することで、校正治具１がローラ２の周面２ａに配置される。校正治具１がローラ２の周面２ａに配置された場合、円筒面１０の中心軸１０ａはローラ２の中心軸２ｂと一致する。 The cylindrical surface 10 is provided along the circumferential surface 2a of the roller 2. The calibration jig 1 is arranged on the circumferential surface 2a of the roller 2 by the cylindrical surface 10 coming into contact with the circumferential surface 2a of the roller 2. When the calibration jig 1 is placed on the circumferential surface 2a of the roller 2, the central axis 10a of the cylindrical surface 10 coincides with the central axis 2b of the roller 2.

主平面１１は、円筒面１０と反対側に円筒面１０の中心軸１０ａに対して平行に設けられている。光干渉測定装置３の校正が行われる場合、測定光Ｒが主平面１１に照射される。 The main plane 11 is provided on the opposite side to the cylindrical surface 10 and parallel to the central axis 10a of the cylindrical surface 10. When the optical interference measurement device 3 is calibrated, the main plane 11 is irradiated with the measurement light R.

２つの頂点１２，１３は、主平面１１と円筒面１０との間に配置されている。２つの頂点１２，１３は、主平面１１から第１距離ｈ離れて配置されている。また、２つの頂点１２，１３は、円筒面１０の中心軸１０ａに直交する平面上に設けられている。 The two vertices 12 and 13 are arranged between the main plane 11 and the cylindrical surface 10. The two vertices 12 and 13 are arranged a first distance h away from the main plane 11. Further, the two vertices 12 and 13 are provided on a plane perpendicular to the central axis 10a of the cylindrical surface 10.

２つの頂点１２，１３は、２つの円錐面１５，１６それぞれによって構成される円錐の頂点である。２つの円錐面１５，１６は、主平面１１から凹むように設けられている。２つの円錐面１５，１６の形状は、互いに等しくなるように設けられている。具体的には、２つの円錐面１５，１６それぞれによって構成される円錐の高さは、第１距離ｈである。また、２つの円錐面１５，１６それぞれによって構成される円錐の底面の直径は、第２距離ｄである。なお、２つの円錐面１５，１６は、主平面１１から突出するように設けられてもよい。また、２つの頂点１２，１３は、角錐面の頂点でもよい。 The two vertices 12 and 13 are the vertices of a cone formed by the two conical surfaces 15 and 16, respectively. The two conical surfaces 15 and 16 are provided so as to be recessed from the main plane 11. The shapes of the two conical surfaces 15 and 16 are provided to be equal to each other. Specifically, the height of the cone formed by each of the two conical surfaces 15 and 16 is the first distance h. Further, the diameter of the bottom surface of the cone formed by each of the two conical surfaces 15 and 16 is the second distance d. Note that the two conical surfaces 15 and 16 may be provided so as to protrude from the main plane 11. Further, the two vertices 12 and 13 may be the vertices of a pyramidal surface.

副平面１４は、溝１７の底面である。溝１７は、２つの円錐面１５，１６の間において、円筒面１０の中心軸１０ａに沿って延びる断面矩形状に形成されている。副平面１４は、主平面１１と第１距離ｈ離れて、主平面１１と平行に設けられている。つまり、副平面１４は、主平面１１から見た場合に２つの頂点１２，１３の間に設けられ、２つの頂点１２，１３と同一平面上に位置する。なお、２つの円錐面１５，１６が主平面１１から突出するように設けられている場合、副平面１４は、主平面１１から断面矩形状に突出する突出部の先端面によって構成される。 The secondary plane 14 is the bottom surface of the groove 17. The groove 17 is formed between the two conical surfaces 15 and 16 and has a rectangular cross section extending along the central axis 10a of the cylindrical surface 10. The sub-plane 14 is provided parallel to the main plane 11 and apart from the main plane 11 by a first distance h. That is, the sub-plane 14 is provided between the two vertices 12 and 13 when viewed from the main plane 11, and is located on the same plane as the two vertices 12 and 13. Note that when the two conical surfaces 15 and 16 are provided so as to protrude from the main plane 11, the sub-plane 14 is constituted by the tip surface of the protrusion that protrudes from the main plane 11 and has a rectangular cross section.

また、円筒面１０は、円筒面１０上のある１点Ｐを通り且つ円筒面１０の中心軸１０ａに直交する直線Ａと、ある１点Ｐを通り且つ主平面１１に直交する直線Ｂとのなす角度が、予め定められた角度αになる形状である。また、ある１点Ｐを通り且つ主平面１１に直交する直線Ｂは、２つの頂点１２，１３を結ぶ線分の中点Ｃを通る。さらに、２つの頂点１２，１３の中点Ｃは、副平面１４上において、溝１７の幅方向の中点と一致する。副平面１４は、ある１点Ｐに対向している。 The cylindrical surface 10 also has a straight line A that passes through a certain point P on the cylindrical surface 10 and is orthogonal to the central axis 10a of the cylindrical surface 10, and a straight line B that passes through a certain point P and is orthogonal to the main plane 11. The shape is such that the angle formed is a predetermined angle α. Further, a straight line B passing through a certain point P and perpendicular to the principal plane 11 passes through the midpoint C of the line segment connecting the two vertices 12 and 13. Furthermore, the midpoint C of the two vertices 12 and 13 coincides with the midpoint of the groove 17 in the width direction on the subplane 14. The sub-plane 14 faces a certain point P.

また、ある１点Ｐは、光干渉測定装置３によって被測定物を測定する場合における測定光Ｒの照射位置に対応する点である（詳細は後述する）。また、予め定められた角度αは、光干渉測定装置３によって被測定物を測定する場合において、作業者が所望する測定光Ｒの入射角に定められている（詳細は後述する）。 Further, a certain point P corresponds to the irradiation position of the measurement light R when measuring the object to be measured by the optical interference measurement device 3 (details will be described later). Further, the predetermined angle α is determined to be the incident angle of the measurement light R desired by the operator when measuring the object to be measured using the optical interference measurement device 3 (details will be described later).

校正治具１の材質は、ミクロン単位の加工精度が実現でき、かつ測定光Ｒの反射率が１０％以下であることが好ましい。校正治具１の材質は、例えばジルコニアなどのセラミック、黒アルマイト加工など反射率を低減させる処理を施した金属、および、ＡＢＳや６―６ナイロンのような樹脂などである。 It is preferable that the material of the calibration jig 1 is capable of achieving processing accuracy in micron units and has a reflectance of measurement light R of 10% or less. The materials of the calibration jig 1 include, for example, ceramics such as zirconia, metals treated to reduce reflectance such as black alumite, and resins such as ABS and 6-6 nylon.

上記のように、主平面１１と、２つ頂点１２，１３および副平面１４との距離である第１距離ｈは、光干渉測定装置３において、後述する測定光Ｒの光軸（ｚ軸）方向の測定可能範囲に含まれる距離である。また、２つの円錐面１５，１６は、光干渉測定装置３において、後述する測定光Ｒの光軸に直交する軸線（ｙ軸）方向の測定可能範囲に含まれるように設けられている。 As described above, the first distance h, which is the distance between the main plane 11, the two vertices 12 and 13, and the sub-plane 14, is the optical axis (z-axis) of the measurement light R, which will be described later, in the optical interference measurement device 3. This is the distance included in the measurable range in the direction. Further, the two conical surfaces 15 and 16 are provided in the optical interference measurement device 3 so as to be included in a measurable range in the axis (y-axis) direction perpendicular to the optical axis of the measurement light R, which will be described later.

＜光干渉測定装置＞
光干渉測定装置３は、波長走査型オプティカルコヒーレンストモグラフィー（ＳＳ－ＯＣＴ：Ｓｗｅｐｔ Ｓｏｕｒｃｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｃｏｈｅｒｅｎｃｅ Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）を用いた光干渉信号測定装置である。光干渉測定装置３は、図５に示されるように、光ファイバ干渉計３１、および、測定ヘッド３２を備えている。 <Optical interference measurement device>
The optical interference measurement device 3 is an optical interference signal measurement device using wavelength scanning optical coherence tomography (SS-OCT). The optical interference measurement device 3 includes an optical fiber interferometer 31 and a measurement head 32, as shown in FIG.

光ファイバ干渉計３１は、放射光と参照光との光路長差により生じる干渉光を測定に用いる測距手段である。光ファイバ干渉計３１は、波長走査型光源３１ａおよびＯＣＴ演算部３１ｂを備えている。 The optical fiber interferometer 31 is a distance measuring means that uses interference light generated due to the difference in optical path length between the emitted light and the reference light for measurement. The optical fiber interferometer 31 includes a wavelength scanning light source 31a and an OCT calculation section 31b.

波長走査型光源３１ａは、放射光を射出するとともに、光の波長を時間的に変化させるものである。波長走査型光源３１ａからの放射光は測定光Ｒと参照光とに分光される。測定光Ｒは、測定ヘッド３２に入射する。 The wavelength scanning light source 31a emits synchrotron radiation and changes the wavelength of the light over time. The emitted light from the wavelength scanning light source 31a is separated into measurement light R and reference light. The measurement light R enters the measurement head 32.

測定ヘッド３２は、照射コリメートレンズ３２ａ、ガルバノミラー対３２ｂ、および、ｆθレンズ３２ｃを備えている。測定ヘッド３２に入射した測定光Ｒは、照射コリメートレンズ３２ａ、ガルバノミラー対３２ｂ、および、ｆθレンズ３２ｃを経て、図１において光干渉測定装置３が設置されている設置面の上方から設置面に向けて射出される。図５においては、測定光Ｒは、図５の上側から下側に向けて射出される。 The measurement head 32 includes an irradiation collimating lens 32a, a galvanometer mirror pair 32b, and an fθ lens 32c. The measurement light R that has entered the measurement head 32 passes through the irradiation collimating lens 32a, the galvanometer mirror pair 32b, and the fθ lens 32c, and then enters the installation surface from above the installation surface where the optical interference measurement device 3 is installed in FIG. It is fired towards. In FIG. 5, the measurement light R is emitted from the upper side of FIG. 5 toward the lower side.

ガルバノミラー対３２ｂは測定ヘッド３２から射出される測定光Ｒの光軸回りに回転する第一のミラー３２ｂ１および測定光Ｒの光軸に直交する軸線回りに回転する第二のミラー３２ｂ２を有している。第一のミラー３２ｂ１および第二のミラー３２ｂ２が回転することにより、測定光Ｒは、測定光Ｒの光軸に直交し且つ互いに直交する２つの軸線方向に走査される。また、測定光Ｒの光軸の向きは、ｆθレンズ３２ｃにより、ガルバノミラー対３２ｂの角度によらず常に一定になる。 The galvanometer mirror pair 32b includes a first mirror 32b1 that rotates around the optical axis of the measurement light R emitted from the measurement head 32 and a second mirror 32b2 that rotates around the axis perpendicular to the optical axis of the measurement light R. ing. By rotating the first mirror 32b1 and the second mirror 32b2, the measurement light R is scanned in two axial directions perpendicular to the optical axis of the measurement light R and mutually orthogonal. Further, the direction of the optical axis of the measurement light R is always constant due to the fθ lens 32c, regardless of the angle of the galvanometer mirror pair 32b.

そして、被測定物にて反射した測定光Ｒは、同じ光路を辿って光ファイバ干渉計３１に入射し、参照光と合成され、干渉光となる。干渉光は、光ビート信号として、ＯＣＴ演算部３１ｂで解析される。 The measurement light R reflected by the object to be measured then follows the same optical path and enters the optical fiber interferometer 31, where it is combined with the reference light and becomes interference light. The interference light is analyzed as an optical beat signal by the OCT calculation unit 31b.

ＯＣＴ演算部３１ｂは、光ビート信号の時間波形をフーリエ変換して、周波数解析を行うことで、干渉光の強度分布を表すＳＳ－ＯＣＴ信号を得る。ＯＣＴ演算部３１ｂは、このＳＳ－ＯＣＴ信号から、被測定物の測定光Ｒの光軸に沿う位置（高さ）を測定する。 The OCT calculation unit 31b performs Fourier transform on the time waveform of the optical beat signal and performs frequency analysis to obtain an SS-OCT signal representing the intensity distribution of the interference light. The OCT calculation unit 31b measures the position (height) of the object to be measured along the optical axis of the measurement light R from this SS-OCT signal.

光干渉測定装置３において、参照光の光路長と、測定光Ｒの光路長とが等しいとき、検出される干渉光の光ビート信号の周波数はゼロとなる。このときの測定光Ｒの反射面の位置を、便宜上、ゼロ点とする。 In the optical interference measurement device 3, when the optical path length of the reference light and the optical path length of the measurement light R are equal, the frequency of the optical beat signal of the detected interference light becomes zero. For convenience, the position of the reflection surface of the measurement light R at this time is defined as the zero point.

ゼロ点から被測定物までの距離が波長走査型光源３１ａのコヒーレンス長より大きい場合、測定光Ｒは参照光と干渉を起こさず、光ビート信号を検出することはできない。また、コヒーレンス長より小さくても、高さに比例する光ビート信号の周波数がＯＣＴ演算部３１ｂの応答周波数を超えると、正しい信号を検出することはできない。つまり、光干渉測定装置３の光軸方向の測定可能範囲は、波長走査型光源３１ａのコヒーレンス長とＯＣＴ演算部３１ｂの応答周波数との両者によって制限される。 If the distance from the zero point to the object to be measured is greater than the coherence length of the wavelength scanning light source 31a, the measurement light R does not interfere with the reference light and no optical beat signal can be detected. Further, even if the frequency is smaller than the coherence length, if the frequency of the optical beat signal proportional to the height exceeds the response frequency of the OCT calculation unit 31b, a correct signal cannot be detected. That is, the measurable range of the optical interference measurement device 3 in the optical axis direction is limited by both the coherence length of the wavelength scanning light source 31a and the response frequency of the OCT calculation section 31b.

また、ガルバノミラー対３２ｂの回転による走査角度と、ｆθレンズ３２ｃの直径によって、測定光Ｒの光軸に直交し且つ互いに直交する２つの軸線方向の走査可能範囲が制限される。光干渉測定装置３において、上記の光軸方向の測定可能範囲、および、２つの軸線方向の走査可能範囲は、ＯＣＴ演算部３１ｂに予め記憶されている。 Furthermore, the scannable range in two axial directions perpendicular to the optical axis of the measurement light R and mutually orthogonal is limited by the scanning angle due to the rotation of the galvanometer mirror pair 32b and the diameter of the fθ lens 32c. In the optical interference measurement device 3, the measurable range in the optical axis direction and the scannable range in the two axial directions are stored in advance in the OCT calculation unit 31b.

また、光干渉測定装置３は、図１に示されるように、角度調整機構３３および直動調整機構３４に接続されている。角度調整機構３３および直動調整機構３４は、光干渉測定装置３の向きを調整するものである。光干渉測定装置３の向きは、ｘ軸、ｙ軸、ｚ軸を有するｘｙｚ座標にて定義される。 Further, the optical interference measurement device 3 is connected to an angle adjustment mechanism 33 and a linear motion adjustment mechanism 34, as shown in FIG. The angle adjustment mechanism 33 and the linear motion adjustment mechanism 34 adjust the orientation of the optical interference measurement device 3. The orientation of the optical interference measurement device 3 is defined by xyz coordinates having an x-axis, a y-axis, and a z-axis.

ｚ軸は、測定ヘッドから射出される測定光Ｒの光軸と平行な軸である。ｘ軸は、ｚ軸に直交する軸線である。ｙ軸は、ｚ軸およびｘ軸に直交する軸線である。 The z-axis is an axis parallel to the optical axis of the measurement light R emitted from the measurement head. The x-axis is an axis perpendicular to the z-axis. The y-axis is an axis perpendicular to the z-axis and the x-axis.

角度調整機構３３は、例えばステッピングモータが用いられた回転機構およびゴニオ機構などを利用した角度調整ステージである。角度調整機構３３は、θｘ軸調整機構３３ａ、θｙ軸調整機構３３ｂ、および、θｚ軸調整機構３３ｃを備えている。θｘ軸調整機構３３ａは、光干渉測定装置３のｘ軸回りの角度を調整する。θｙ軸調整機構３３ｂは、光干渉測定装置３のｙ軸回りの角度を調整する。θｚ軸調整機構３３ｃは、光干渉測定装置３のｚ軸回りの角度を調整する。 The angle adjustment mechanism 33 is an angle adjustment stage that utilizes a rotation mechanism using a stepping motor, a gonio mechanism, or the like, for example. The angle adjustment mechanism 33 includes a θ x- axis adjustment mechanism 33a, a θ y- axis adjustment mechanism 33b, and a θ z- axis adjustment mechanism 33c. The θ x- axis adjustment mechanism 33a adjusts the angle of the optical interference measurement device 3 around the x-axis. The θ y- axis adjustment mechanism 33b adjusts the angle of the optical interference measurement device 3 around the y-axis. The θ z -axis adjustment mechanism 33c adjusts the angle of the optical interference measurement device 3 around the z-axis.

直動調整機構３４は、例えばリニアガイドなどの摺動機構を利用した直線ステージである。直動調整機構３４は、ｘ軸調整機構３４ａ、ｙ軸調整機構３４ｂ、および、ｚ軸調整機構３４ｃを備えている。ｘ軸調整機構３４ａは、光干渉測定装置３のｘ軸方向の位置を調整する。ｙ軸調整機構３４ｂは、光干渉測定装置３のｙ軸方向の位置を調整する。ｚ軸調整機構３４ｃは、光干渉測定装置３のｚ軸方向の位置を調整する。角度調整機構３３および直動調整機構３４によって、光干渉測定装置３の向きが調整されることによって、測定光Ｒの照射位置および入射角が調整される。 The linear motion adjustment mechanism 34 is a linear stage that uses a sliding mechanism such as a linear guide, for example. The linear motion adjustment mechanism 34 includes an x-axis adjustment mechanism 34a, a y-axis adjustment mechanism 34b, and a z-axis adjustment mechanism 34c. The x-axis adjustment mechanism 34a adjusts the position of the optical interference measurement device 3 in the x-axis direction. The y-axis adjustment mechanism 34b adjusts the position of the optical interference measurement device 3 in the y-axis direction. The z-axis adjustment mechanism 34c adjusts the position of the optical interference measurement device 3 in the z-axis direction. By adjusting the orientation of the optical interference measurement device 3 by the angle adjustment mechanism 33 and the linear adjustment mechanism 34, the irradiation position and the incident angle of the measurement light R are adjusted.

＜校正方法＞
次に、校正治具１を用いて光干渉測定装置３の向きを校正する校正方法について、図６のフローチャートを用いて説明する。作業者は、ｚ軸が主平面１１に直交するように（すなわちｘ軸およびｙ軸が主平面１１と平行になるように）、ｘ軸がローラ２の中心軸２ｂと平行になるように、且つ、ｙ軸が２つの頂点１２，１３を通る直線と平行になるように、光干渉測定装置３の向きを校正する。 <Calibration method>
Next, a calibration method for calibrating the orientation of the optical interference measurement device 3 using the calibration jig 1 will be described using the flowchart of FIG. The operator rotates the rollers so that the z-axis is perpendicular to the main plane 11 (that is, the x-axis and the y-axis are parallel to the main plane 11), and the x-axis is parallel to the central axis 2b of the roller 2. In addition, the orientation of the optical interference measurement device 3 is calibrated so that the y-axis is parallel to the straight line passing through the two vertices 12 and 13.

はじめに、校正治具１は、ローラ２の周面２ａ上に、主平面１１をおよそ水平にするように配置される。さらに、校正治具１における主平面１１、副平面１４、および、２つの頂点１２，１３を含む２つの円錐面１５，１６が、ｚ軸方向の測定可能範囲内、並びに、ｘ軸方向およびｙ軸方向の走査可能範囲内に位置するように、光干渉測定装置３の位置が調整される。また、光干渉測定装置３の向きは、ｘ軸がおよそローラ２の中心軸２ｂに沿うように調整される。 First, the calibration jig 1 is placed on the circumferential surface 2a of the roller 2 so that the main plane 11 is approximately horizontal. Furthermore, the main plane 11, the sub-plane 14, and two conical surfaces 15, 16 including the two vertices 12, 13 in the calibration jig 1 are within the measurable range in the z-axis direction, and in the x-axis direction and the y-axis direction. The position of the optical interference measurement device 3 is adjusted so that it is located within the scannable range in the axial direction. Further, the orientation of the optical interference measurement device 3 is adjusted so that the x-axis approximately follows the central axis 2b of the roller 2.

作業者は、光干渉測定装置の向きの校正を行う際に、校正治具１に測定光Ｒを照射し且つ測定光Ｒを走査してＳＳ－ＯＣＴ測定を行う。ＳＳ－ＯＣＴ測定によって、測定光Ｒが走査された方向におけるｚ軸方向（高さ）のプロファイルを得ることができる。作業者は、得られたプロファイルをモニタ（不図示）などで確認することができる。作業者は、得られたプロファイルが所望のプロファイルになるように、光干渉測定装置３の向きを校正する。 When calibrating the orientation of the optical interference measurement device, the operator irradiates the calibration jig 1 with the measurement light R and scans the measurement light R to perform SS-OCT measurement. By SS-OCT measurement, a profile in the z-axis direction (height) in the direction in which the measurement light R is scanned can be obtained. The worker can check the obtained profile on a monitor (not shown) or the like. The operator calibrates the orientation of the optical interference measurement device 3 so that the obtained profile becomes a desired profile.

具体的には、作業者は、Ｓ１０にて、測定光Ｒを主平面１１に照射し且つｙ軸方向に走査して、ＳＳ－ＯＣＴ測定を行う。図７Ａは、Ｓ１０のＳＳ－ＯＣＴ測定によって得られたプロファイルである。なお、図７Ａおよび図７Ｂにおいて、２つの円錐面１５，１６および溝１７のプロファイルは省略されている。 Specifically, in S10, the operator irradiates the main plane 11 with the measurement light R and scans it in the y-axis direction to perform SS-OCT measurement. FIG. 7A is a profile obtained by SS-OCT measurement of S10. Note that the profiles of the two conical surfaces 15 and 16 and the groove 17 are omitted in FIGS. 7A and 7B.

図７Ａに示されるように、得られたプロファイルが走査方向（ｙ軸方向）に対して傾斜している場合、ｙ軸が主平面１１に対して傾斜している。そこで、作業者は、Ｓ１１において、ｙ軸が主平面１１に対して平行になるように、θｘ軸回りの角度を調整する。 As shown in FIG. 7A, when the obtained profile is inclined with respect to the scanning direction (y-axis direction), the y-axis is inclined with respect to the main plane 11. Therefore, in S11, the operator adjusts the angle around the θ x- axis so that the y-axis becomes parallel to the main plane 11.

続けて、作業者は、Ｓ１２にて、測定光Ｒを主平面１１に照射し且つｙ軸方向に走査して、ＳＳ－ＯＣＴ測定を行う。作業者は、Ｓ１３にて、θｘ軸の校正が完了したか否かを判定する。具体的には、作業者は、Ｓ１２にて得られたプロファイルが、図７Ｂに示されるように、走査方向（ｙ軸方向）に対して平行な所望のプロファイルであるか否かを判定する。 Subsequently, in S12, the operator irradiates the main plane 11 with the measurement light R and scans it in the y-axis direction to perform SS-OCT measurement. In S13, the operator determines whether or not the calibration of the θ x- axis is completed. Specifically, the operator determines whether the profile obtained in S12 is a desired profile parallel to the scanning direction (y-axis direction), as shown in FIG. 7B.

Ｓ１２にて得られたプロファイルが走査方向（ｙ軸方向）に対して傾斜している場合（Ｓ１３にてＮＯ）、作業者は、Ｓ１１およびＳ１２を再度行う。 If the profile obtained in S12 is inclined with respect to the scanning direction (y-axis direction) (NO in S13), the operator performs S11 and S12 again.

一方、Ｓ１２にて得られたプロファイルが走査方向（ｙ軸方向）に対して平行な所望するプロファイルである場合、θｘ軸の校正が完了する（Ｓ１３にてＹＥＳ）。このように、作業者は、所望するプロファイルが得られるまで光干渉測定装置３の向きを繰り返し調整する。 On the other hand, if the profile obtained in S12 is the desired profile parallel to the scanning direction (y-axis direction), the θ x- axis calibration is completed (YES in S13). In this manner, the operator repeatedly adjusts the orientation of the optical interference measurement device 3 until the desired profile is obtained.

続けて、作業者は、Ｓ１４にて、光干渉測定装置３の主平面１１に対するｚ軸方向の位置を調整するために、Ｓ１２にて得られたプロファイルを参照してｚ軸の値が所定値と等しくなるようにｚ軸を調整する。作業者は、Ｓ１５にて、測定光Ｒを主平面１１に照射し且つｙ軸方向に走査して、ＳＳ－ＯＣＴ測定を行う。 Next, in S14, in order to adjust the position of the optical interference measurement device 3 in the z-axis direction with respect to the main plane 11, the operator refers to the profile obtained in S12 and sets the z-axis value to a predetermined value. Adjust the z-axis so that it is equal to . In S15, the operator irradiates the main plane 11 with the measurement light R and scans it in the y-axis direction to perform SS-OCT measurement.

作業者は、Ｓ１６にて、ｚ軸の校正が完了したか否かを判定する。具体的には、作業者は、Ｓ１５にて得られたプロファイルが、ｚ軸の値が所定値と等しい所望のプロファイルであるか否かを判定する。 The operator determines whether or not the z-axis calibration is completed in S16. Specifically, the operator determines whether the profile obtained in S15 is a desired profile whose z-axis value is equal to a predetermined value.

Ｓ１５にて得られたプロファイルにおいてｚ軸の値が所定値と異なる場合（Ｓ１６にてＮＯ）、作業者は、Ｓ１４およびＳ１５を再度行う。 If the z-axis value in the profile obtained in S15 is different from the predetermined value (NO in S16), the operator performs S14 and S15 again.

一方、Ｓ１５にて得られたプロファイルにおいてｚ軸の値が所定値と等しい場合、ｚ軸の校正が完了する（Ｓ１６にてＹＥＳ）。 On the other hand, if the z-axis value in the profile obtained in S15 is equal to the predetermined value, the z-axis calibration is completed (YES in S16).

続けて、作業者は、Ｓ１７にて、２つの頂点１２，１３に対するｘ軸方向の位置を調整するために、Ｓ１５で得られたプロファイルを参照して、２つの頂点１２，１３のうち１つの頂点が現れる所望のプロファイルが得られるように、ｘ軸を調整する。作業者は、Ｓ１８にて、測定光Ｒを主平面１１に照射し且つｙ軸方向に走査して、ＳＳ－ＯＣＴ測定を行う。 Next, in S17, the worker refers to the profile obtained in S15 to adjust the position of the two vertices 12, 13 in the x-axis direction. Adjust the x-axis to obtain the desired profile where the vertices appear. In S18, the operator irradiates the main plane 11 with the measurement light R and scans it in the y-axis direction to perform SS-OCT measurement.

作業者は、Ｓ１９にて、ｘ軸の校正が完了したか否かを判定する。具体的には、作業者は、Ｓ１８にて得られたプロファイルが、２つの頂点１２，１３のうち１つの頂点が現れている所望のプロファイルであるか否かを判定する。 The operator determines whether or not the x-axis calibration is completed in S19. Specifically, the operator determines whether the profile obtained in S18 is a desired profile in which one of the two vertices 12 and 13 appears.

図８Ａに示されるように、測定光Ｒが２つの円錐面１５，１６を走査しているが、２つの頂点１２，１３のいずれも走査していない場合、図８Ｂに示されるように、プロファイルには、２つの放物線形状が現れており、頂点が現れていない。つまり、図８Ｂに示されるプロファイルは、Ｓ１９における所望のプロファイルでない。なお、図８Ａおよび図８Ｂにおいて、溝１７のプロファイルは省略されている。 As shown in FIG. 8A, when the measurement light R scans the two conical surfaces 15 and 16 but does not scan either of the two vertices 12 and 13, as shown in FIG. 8B, the profile , two parabolic shapes appear, and no vertex appears. In other words, the profile shown in FIG. 8B is not the desired profile in S19. Note that the profile of the groove 17 is omitted in FIGS. 8A and 8B.

Ｓ１８にて得られたプロファイルが、図８Ｂに示される２つの放物線形状を有するプロファイルであり、所望のプロファイルでない場合（Ｓ１９にてＮＯ）、作業者は、Ｓ１７およびＳ１８を再度行う。 If the profile obtained in S18 is a profile having two parabolic shapes shown in FIG. 8B and is not the desired profile (NO in S19), the operator performs S17 and S18 again.

一方、図９Ａに示されるように、測定光Ｒが２つの頂点１２，１３のうち１つの頂点１２を走査している場合、図９Ｂに示されるように、プロファイルには、１つの三角形状と１つの放物線形状が現れる。この１つの三角形状の高さが第１距離ｈであり、かつ、１つの三角形状の走査方向の幅が第２距離ｄである場合、１つの三角形状は、１つの頂点を示している。つまり、図９Ｂに示されるプロファイルは、Ｓ１９における所望のプロファイルである。なお、図９Ａおよび図９Ｂにおいて、溝１７のプロファイルは省略されている。 On the other hand, as shown in FIG. 9A, when the measurement light R scans one vertex 12 of the two vertices 12 and 13, the profile has one triangular shape and A parabolic shape appears. When the height of this one triangular shape is a first distance h and the width of one triangular shape in the scanning direction is a second distance d, one triangular shape indicates one vertex. That is, the profile shown in FIG. 9B is the desired profile in S19. Note that the profile of the groove 17 is omitted in FIGS. 9A and 9B.

Ｓ１８にて得られたプロファイルが、図９Ｂに示される１つの三角形状を有する所望のプロファイルである場合、ｘ軸の校正が完了する（Ｓ１９にてＹＥＳ）。 If the profile obtained in S18 is the desired profile having one triangular shape as shown in FIG. 9B, the x-axis calibration is completed (YES in S19).

続けて、作業者は、Ｓ２０にて、２つの頂点１２，１３に対するｙ軸の向きを調整するために、Ｓ１９で得られたプロファイルを参照して、２つの頂点１２，１３が現れる所望のプロファイルが得られるように、θｚ軸を調整する。作業者は、Ｓ２１にて、測定光Ｒを主平面１１に照射し且つｙ軸方向に走査して、ＳＳ－ＯＣＴ測定を行う。 Next, in S20, in order to adjust the direction of the y-axis with respect to the two vertices 12 and 13, the operator refers to the profile obtained in S19 and creates a desired profile in which the two vertices 12 and 13 appear. Adjust the θ z- axis so that In S21, the operator performs SS-OCT measurement by irradiating the main plane 11 with the measurement light R and scanning it in the y-axis direction.

作業者は、Ｓ２２にて、θｚ軸の校正が完了したか否かを判定する。具体的には、作業者は、Ｓ２１にて得られたプロファイルが、２つの頂点１２，１３が現れている所望のプロファイルであるか否かを判定する。 In S22, the operator determines whether the calibration of the θ and z- axes is completed. Specifically, the operator determines whether the profile obtained in S21 is a desired profile in which the two vertices 12 and 13 appear.

Ｓ２１にて得られたプロファイルが、図９Ｂに示される放物線形状を有するプロファイルであり、２つの頂点１２，１３が現れている所望のプロファイルでない場合（Ｓ２２にてＮＯ）、作業者は、Ｓ２０およびＳ２１を再度行う。 If the profile obtained in S21 is a profile having the parabolic shape shown in FIG. 9B and is not the desired profile in which the two vertices 12 and 13 appear (NO in S22), the operator performs S20 and Perform S21 again.

一方、図１０Ａに示されるように、測定光Ｒが２つの頂点１２，１３を走査している場合、図１０Ｂに示されるように、プロファイルには、２つの三角形状が現れる。この２つの三角形状の高さが第１距離ｈであり、かつ、２つの三角形状の走査方向の幅が第２距離ｄである場合、２つの三角形状は、２つの頂点１２，１３を示している。つまり、図１０Ｂに示されるプロファイルは、Ｓ２２における所望のプロファイルである。なお、図１０Ａおよび図１０Ｂにおいて、溝１７のプロファイルは省略されている。 On the other hand, when the measurement light R scans the two vertices 12 and 13 as shown in FIG. 10A, two triangular shapes appear in the profile as shown in FIG. 10B. If the height of these two triangular shapes is a first distance h, and the width of the two triangular shapes in the scanning direction is a second distance d, then the two triangular shapes indicate two vertices 12 and 13. ing. That is, the profile shown in FIG. 10B is the desired profile in S22. Note that the profile of the groove 17 is omitted in FIGS. 10A and 10B.

Ｓ２１にて得られたプロファイルが、図１０Ｂに示される２つの三角形状を有する所望のプロファイルである場合、θｚ軸の校正が完了する（Ｓ２２にてＹＥＳ）。 If the profile obtained in S21 is the desired profile having the two triangular shapes shown in FIG. 10B, the calibration of the θ z- axes is completed (YES in S22).

なお、Ｓ２２まで終了した時点において、ｙ軸は、２つの頂点１２，１３を結ぶ直線と平行になっている。図１０Ｂに示されるように、２つの頂点１２，１３のｙ軸の値をそれぞれＹ１およびＹ２とする。また、２つの頂点１２，１３の中点Ｃのｙ軸の値をＹ３とする。上記のように、２つの頂点１２，１３の中点Ｃは、円筒面１０上のある１点Ｐとともに、主平面１１に直交する直線Ｂを通る。つまり、Ｙ３は、円筒面１０上のある１点Ｐのｙ軸の値である。 Note that at the time when S22 is completed, the y-axis is parallel to the straight line connecting the two vertices 12 and 13. As shown in FIG. 10B, the values of the y-axis of the two vertices 12 and 13 are Y1 and Y2, respectively. Further, the value of the y-axis of the midpoint C between the two vertices 12 and 13 is assumed to be Y3. As described above, the midpoint C of the two vertices 12 and 13 passes along the straight line B perpendicular to the main plane 11 together with a certain point P on the cylindrical surface 10. That is, Y3 is the y-axis value of a certain point P on the cylindrical surface 10.

作業者は、Ｓ２３にて、円筒面１０上のある１点Ｐのｙ軸の値であるＹ３を取得して、光干渉測定装置３の記憶部（不図示）に格納する。Ｙ３は、後述する光干渉測定装置３による被測定物の測定に用いられる。 In S23, the operator obtains Y3, which is the y-axis value of a certain point P on the cylindrical surface 10, and stores it in the storage unit (not shown) of the optical interference measurement device 3. Y3 is used for measurement of the object by the optical interference measurement device 3, which will be described later.

作業者は、Ｓ２４にて、ｚ軸が主平面１１に対して直交するように、θｙ軸回りの角度を調整する。作業者は、Ｓ２５にて、測定光Ｒを副平面１４に照射し且つｘ軸方向に走査して、ＳＳ－ＯＣＴ測定を行う。 The operator adjusts the angle around the θ y- axis so that the z-axis is perpendicular to the main plane 11 in S24. In S25, the operator irradiates the sub-plane 14 with the measurement light R and scans it in the x-axis direction to perform SS-OCT measurement.

作業者は、Ｓ２６にて、θｙ軸の校正が完了したか否かを判定する。具体的には、作業者は、Ｓ２５にて得られたプロファイルが、走査方向（ｘ軸方向）に対して平行な所望のプロファイルであるか否かを判定する。 In S26, the operator determines whether or not the calibration of the θ y- axis is completed. Specifically, the operator determines whether the profile obtained in S25 is a desired profile parallel to the scanning direction (x-axis direction).

ｚ軸が副平面１４に直交する方向から傾斜していることにより、図１１Ａに示されるように、Ｓ２５にて得られたプロファイルが走査方向（ｘ軸方向）に対して傾斜している場合（Ｓ２６にてＮＯ）、作業者は、Ｓ２４およびＳ２５を再度行う。 If the profile obtained in S25 is inclined with respect to the scanning direction (x-axis direction) as shown in FIG. 11A because the z-axis is inclined from the direction perpendicular to the sub-plane 14, (NO in S26), the operator performs S24 and S25 again.

一方、ｚ軸が副平面１４に対して直交していることにより、図１１Ｂに示されるように、Ｓ２５にて得られたプロファイルが、走査方向（ｘ軸方向）に対して平行な所望のプロファイルである場合（Ｓ２６にてＹＥＳ）、θｙ軸の校正が完了する。これにより、作業者は、光干渉測定装置３の向きの校正を終了する。 On the other hand, since the z-axis is perpendicular to the sub-plane 14, the profile obtained in S25 is a desired profile parallel to the scanning direction (x-axis direction), as shown in FIG. 11B. If so (YES in S26), the calibration of the θ y- axis is completed. Thereby, the operator completes the calibration of the orientation of the optical interference measurement device 3.

上記のようにローラ２の周面２ａ上に配置可能な校正治具１を用いることで、ローラ２の周面２ａ上の被測定物に向けて測定光Ｒを照射する光干渉測定装置３の向きの校正を高精度に行うことができる。また、θｘ軸およびθｙ軸は、校正治具１の寸法ではなく、走査方向に対するプロファイルの傾斜に基づいて校正が行われている。よって、θｘ軸およびθｙ軸の校正を、光干渉測定装置３の測定可能範囲に関わらずに、高精度に校正することができる。 By using the calibration jig 1 that can be placed on the circumferential surface 2a of the roller 2 as described above, the optical interference measurement device 3 irradiates the measurement light R toward the object to be measured on the circumferential surface 2a of the roller 2. Orientation can be calibrated with high accuracy. Further, the θ x- axis and the θ y- axis are calibrated not on the dimensions of the calibration jig 1 but on the inclination of the profile with respect to the scanning direction. Therefore, the θ x- axis and the θ y- axis can be calibrated with high accuracy regardless of the measurable range of the optical interference measurement device 3.

＜測定方法＞
次に、上記の校正方法によって校正された光干渉測定装置３を用いて被測定物の測定を行う測定方法について説明する。被測定物は、例えば、ローラ２の周面２ａ上に配置されているシートＳである（図２）。 <Measurement method>
Next, a measurement method for measuring an object to be measured using the optical interference measurement device 3 calibrated by the above-described calibration method will be described. The object to be measured is, for example, a sheet S placed on the circumferential surface 2a of the roller 2 (FIG. 2).

光干渉測定装置３を用いて被測定物の測定を行う場合、被測定物からの反射光によって光ビート信号が飽和することを避けるため、測定光Ｒの入射角は、ローラ２に対して０度より大きい角度にて行われる。測定光Ｒの入射角は、予め定められた角度α（例えば８°）に設定される。 When measuring an object to be measured using the optical interference measurement device 3, the incident angle of the measurement light R is set at 0 with respect to the roller 2 in order to prevent the optical beat signal from being saturated by the reflected light from the object to be measured. It is done at an angle greater than a degree. The incident angle of the measurement light R is set to a predetermined angle α (for example, 8°).

はじめに、作業者は、上記のＳ２３で取得したｙ軸の値であるＹ３を、被測定物に対する測定光Ｒの照射位置におけるｙ軸の値に設定する。 First, the operator sets Y3, which is the y-axis value obtained in S23 above, to the y-axis value at the irradiation position of the measurement light R on the object to be measured.

そして、作業者は、測定光Ｒの照射位置におけるｙ軸の値がＹ３となるように、ｙ軸調整機構３４ｂを調整する。さらに、作業者は、測定光Ｒが被測定物に照射されるように、ｘ軸調整機構３４ａおよびｚ軸調整機構３４ｃを調整する。 Then, the operator adjusts the y-axis adjustment mechanism 34b so that the y-axis value at the irradiation position of the measurement light R becomes Y3. Furthermore, the operator adjusts the x-axis adjustment mechanism 34a and the z-axis adjustment mechanism 34c so that the measurement light R is irradiated onto the object to be measured.

続けて、作業者は、図２に示されるように、測定光Ｒを主平面１１に直交する方向に沿って射出する。上記の校正方法によって、測定光Ｒの光軸（すなわちｚ軸）が主平面１１に直交するように校正されている。よって、測定光Ｒの射出する角度を調整する角度調整機構３３の操作を不要にすることができる。 Subsequently, the operator emits the measurement light R along the direction orthogonal to the main plane 11, as shown in FIG. By the above calibration method, the optical axis (ie, the z-axis) of the measurement light R is calibrated to be orthogonal to the principal plane 11. Therefore, the operation of the angle adjustment mechanism 33 that adjusts the angle at which the measurement light R is emitted can be made unnecessary.

また、測定光Ｒの照射位置におけるｙ軸の値がＹ３は、円筒面１０のある１点Ｐのｙ軸の値である。よって、測定光Ｒの入射角は、予め定められた角度αであり、作業者が所望する測定光Ｒの入射角となる。つまり、測定光Ｒの照射位置におけるｙ軸の値を、上記のＳ２３において格納されたＹ３に設定することで、角度調整機構３３の操作をすることなく簡便に、測定光Ｒの入射角を予め定められた角度αに調整することができる。 Further, the y-axis value Y3 at the irradiation position of the measurement light R is the y-axis value at one point P on the cylindrical surface 10. Therefore, the angle of incidence of the measurement light R is a predetermined angle α, which is the angle of incidence of the measurement light R desired by the operator. That is, by setting the value of the y-axis at the irradiation position of the measurement light R to Y3 stored in S23 above, the incident angle of the measurement light R can be easily set in advance without operating the angle adjustment mechanism 33. It can be adjusted to a predetermined angle α.

さらに、作業者は、測定光Ｒをローラ２の中心軸２ｂに沿って走査して被測定物のプロファイルを取得する。ｘ軸がローラ２の中心軸２ｂと一致するように校正されているため、作業者は、ｘ軸に沿って測定光Ｒを走査する。つまり、測定光Ｒの走査方向を調整する角度調整機構３３の操作を不要とすることができる。 Further, the operator scans the measurement light R along the central axis 2b of the roller 2 to obtain the profile of the object to be measured. Since the x-axis is calibrated to match the central axis 2b of the roller 2, the operator scans the measurement light R along the x-axis. In other words, the operation of the angle adjustment mechanism 33 that adjusts the scanning direction of the measurement light R can be made unnecessary.

上記の校正治具１を用いた校正方法は、ローラ２の周面２ａ上の被測定物の測定における角度調整機構３３の操作を不要にできるため、ローラ２の周面２ａ上の被測定物の測定を簡便にすることができる。 The calibration method using the calibration jig 1 described above eliminates the need to operate the angle adjustment mechanism 33 when measuring the object to be measured on the circumferential surface 2a of the roller 2. can be easily measured.

本開示は、これまでに説明した実施の形態に限定されるものではない。本開示の主旨を逸脱しない限り、各種変形を本実施の形態に施したものも、本開示の範囲内に含まれる。 The present disclosure is not limited to the embodiments described above. Various modifications to the present embodiment are also included within the scope of the present disclosure, as long as they do not depart from the spirit of the present disclosure.

例えば、２つの頂点１２，１３は、円筒面１０の中心軸１０ａに直交する平面上に設けられてなくてもよい。この場合、ｘ軸の向きは、上記の校正方法において、主平面１１に平行、かつ、ローラ２の中心軸２ｂに対して傾斜して校正される。よって、上記の測定方法において、測定光Ｒをローラ２の中心軸２ｂ方向に沿って走査できるように、２つの頂点１２，１３を結ぶ直線とローラ２の中心軸２ｂとの傾斜角度を予め把握しておく。 For example, the two vertices 12 and 13 may not be provided on a plane perpendicular to the central axis 10a of the cylindrical surface 10. In this case, the direction of the x-axis is calibrated to be parallel to the main plane 11 and inclined with respect to the central axis 2b of the roller 2 in the above-described calibration method. Therefore, in the above measurement method, the inclination angle between the straight line connecting the two vertices 12 and 13 and the center axis 2b of the roller 2 is known in advance so that the measurement light R can be scanned along the direction of the center axis 2b of the roller 2. I'll keep it.

また、副平面１４は、光干渉測定装置３の測定可能範囲内において、主平面１１との距離を第１距離ｈと異なるように設けられてもよい。 Furthermore, the sub-plane 14 may be provided at a distance from the main plane 11 that is different from the first distance h within the measurable range of the optical interference measurement device 3 .

また、校正治具１は、副平面１４を構成する溝１７を有さないように設けられてもよい。この場合、校正方法のＳ２５において、測定光Ｒは主平面１１に照射される。 Further, the calibration jig 1 may be provided so as not to have the groove 17 forming the sub-plane 14. In this case, the measurement light R is irradiated onto the main plane 11 in S25 of the calibration method.

また、校正方法において、ある１点Ｐのｙ軸の値であるＹ３を格納するＳ２３は、Ｓ２６より後に行われてもよい。 Furthermore, in the calibration method, S23 for storing Y3, which is the y-axis value of a certain point P, may be performed after S26.

また、校正方法において、ある１点Ｐのｙ軸の値であるＹ３を格納するＳ２３を実行しなくてもよい。この場合、ある１点Ｐのｙ軸の値であるＹ３は、２つの頂点１２，１３のｙ軸の値であるＹ１およびＹ２の中点であるため、光干渉測定装置３によって、Ｙ１およびＹ２から簡便に算出することができる。 Furthermore, in the calibration method, it is not necessary to execute S23 in which Y3, which is the value of the y-axis at a certain point P, is stored. In this case, Y3, which is the y-axis value of a certain point P, is the midpoint of Y1 and Y2, which are the y-axis values of the two vertices 12 and 13. It can be easily calculated from

また、ある１点Ｐのｙ軸の値であるＹ３は、ｙ軸において２つの頂点１２，１３の中点Ｃであるが、２つの頂点１２，１３を結ぶ直線上の任意の位置でもよい。この場合においても、ある１点Ｐのｙ軸の値であるＹ３は、Ｙ１およびＹ２から簡便に算出することができる。 Further, Y3, which is the value of a certain point P on the y-axis, is the midpoint C between the two vertices 12 and 13 on the y-axis, but it may be any position on the straight line connecting the two vertices 12 and 13. Even in this case, Y3, which is the y-axis value of a certain point P, can be easily calculated from Y1 and Y2.

また、ある１点Ｐは、２つの頂点１２，１３を結ぶ直線から外れて設けられてもよい。この場合、ある１点Ｐと２つの頂点１２，１３との相対位置を光干渉測定装置３に格納しておくことで、被測定物の測定時に、ある１点Ｐの位置を、２つの頂点１２，１３の位置から算出することができる。 Moreover, a certain point P may be provided off the straight line connecting the two vertices 12 and 13. In this case, by storing the relative positions of one point P and the two vertices 12 and 13 in the optical interference measurement device 3, the position of one point P can be changed between the two vertices when measuring the object to be measured. It can be calculated from positions 12 and 13.

本発明は、ローラの周面上の被測定物に向けて測定光を照射する光干渉測定装置の校正に用いられる校正治具、当該校正治具を用いた校正方法、および、当該校正方法によって校正された光干渉測定装置を用いて被測定物の測定を行う測定方法に広く利用可能である。 The present invention provides a calibration jig used for calibrating an optical interference measurement device that irradiates measurement light onto an object to be measured on the circumferential surface of a roller, a calibration method using the calibration jig, and a calibration method using the calibration jig. The present invention can be widely used in measurement methods that measure objects to be measured using a calibrated optical interference measurement device.

１ 校正治具
２ ローラ
２ａ 周面
２ｂ 中心軸
３ 光干渉測定装置
１０ 円筒面
１０ａ 円筒面の中心軸
１１ 主平面
１２ 頂点
１３ 頂点
１４ 副平面
Ａ ある１点を通り且つ円筒面の中心軸に直交する直線
Ｂ ある１点を通り且つ主平面に直交する直線
ｈ 第１距離
Ｐ ある１点
Ｒ 測定光
α 予め定められた角度
1 Calibration jig 2 Roller 2a Circumferential surface 2b Central axis 3 Optical interference measurement device 10 Cylindrical surface 10a Central axis of cylindrical surface 11 Main plane 12 Vertex 13 Vertex 14 Minor plane A Passes through a certain point and is orthogonal to the central axis of the cylindrical surface B A straight line passing through a certain point and perpendicular to the principal plane h First distance P A certain point R Measuring light α Predetermined angle

Claims (7)

ローラの周面上の被測定物に向けて測定光を照射する光干渉測定装置の校正に用いられる校正治具であって、
前記ローラの周面に沿う円筒面と、
前記円筒面と反対側に前記円筒面の中心軸に対して平行に設けられ、前記測定光が照射される主平面と、
前記主平面から第１距離離れて配置されている２つの頂点と、を備え、
前記円筒面は、前記円筒面上のある１点を通り且つ前記円筒面の中心軸に直交する直線と、前記ある１点を通り且つ前記主平面に直交する直線とのなす角度が、予め定められた角度になる形状である、
校正治具。 A calibration jig used for calibrating an optical interference measurement device that irradiates measurement light toward an object to be measured on the circumferential surface of a roller,
a cylindrical surface along the circumferential surface of the roller;
a main plane provided parallel to the central axis of the cylindrical surface on the opposite side to the cylindrical surface and irradiated with the measurement light;
two vertices located a first distance apart from the main plane,
The cylindrical surface has a predetermined angle between a straight line passing through a certain point on the cylindrical surface and perpendicular to the central axis of the cylindrical surface and a straight line passing through the certain point and perpendicular to the main plane. It is a shape that has an angle of
Calibration jig. 前記２つの頂点は、前記円筒面の中心軸に直交する平面上に設けられている、
請求項１に記載の校正治具。 The two vertices are provided on a plane perpendicular to the central axis of the cylindrical surface,
The calibration jig according to claim 1. 前記２つの頂点は、前記主平面と前記円筒面との間に設けられている、
請求項１または２に記載の校正治具。 The two vertices are provided between the main plane and the cylindrical surface,
The calibration jig according to claim 1 or 2. 前記主平面から見た場合に前記２つの頂点の間に設けられ、前記主平面と平行な副平面をさらに備えている、
請求項１から３の何れか１項に記載の校正治具。 further comprising a sub-plane that is provided between the two vertices and parallel to the main plane when viewed from the main plane;
A calibration jig according to any one of claims 1 to 3. 請求項１から４の何れか１項に記載の校正治具を用いて前記光干渉測定装置の向きを校正する校正方法であって、
前記光干渉測定装置の向きは、前記測定光の光軸と平行なｚ軸、前記ｚ軸に直交するｘ軸、並びに、前記ｚ軸および前記ｘ軸に直交するｙ軸を有するｘｙｚ座標によって定義され、
前記主平面をｙ軸方向に測定光を走査することによって取得されるプロファイルにおいてｚ軸の値が等しい値を示すようにθｘ軸を校正するステップと、
前記θｘ軸を校正するステップにおいて取得されるプロファイルにおいて前記ｚ軸の値を所定値と等しくするようにｚ軸を校正するステップと、
前記ｙ軸方向に前記測定光を走査することによって取得されるプロファイルが前記２つの頂点を含むように前記ｙ軸およびθｚ軸を校正するステップと、
前記校正治具における前記２つの頂点の間の面をｘ軸方向に前記測定光を走査することによって取得されるプロファイルにおいてｚ軸の値が等しい値を示すようにθｙ軸を校正するステップと、を含む、
校正方法。 A calibration method for calibrating the orientation of the optical interference measurement device using the calibration jig according to any one of claims 1 to 4,
The orientation of the optical interference measurement device is defined by xyz coordinates having a z-axis parallel to the optical axis of the measurement light, an x-axis perpendicular to the z-axis, and a y-axis perpendicular to the z-axis and the x-axis. is,
calibrating the θ x-axis so that the z-axis values show equal values in the profile obtained by scanning the measurement light on the main plane in the y - axis direction;
calibrating the z-axis so that the value of the z-axis is equal to a predetermined value in the profile obtained in the step of calibrating the θ x- axis;
calibrating the y-axis and the θz- axis so that the profile obtained by scanning the measurement light in the y-axis direction includes the two vertices;
calibrating the θ and y -axes so that the z-axis values show equal values in the profile obtained by scanning the measurement light in the x-axis direction on a surface between the two vertices of the calibration jig; ,including,
Calibration method. 前記θｘ軸を校正するステップ、前記ｚ軸を校正するステップ、並びに、前記ｙ軸およびθｚ軸を校正するステップを実行した後に、
前記ある１点の前記ｙ軸の値を取得するステップと、をさらに含む、
請求項５に記載の校正方法。 After performing the steps of calibrating the θ x- axis, calibrating the z-axis, and calibrating the y-axis and the θ z- axis,
further comprising the step of obtaining the value of the y-axis at the one point;
The calibration method according to claim 5. 請求項６に記載の校正方法によって校正された光干渉測定装置を用いて前記被測定物の測定を行う測定方法であって、
前記ある１点の前記ｙ軸の値を取得するステップによって取得した前記ｙ軸の値を、前記被測定物に対する前記測定光の照射位置におけるｙ軸の値に設定するステップと、
前記測定光の照射位置に、前記測定光を前記主平面に直交する方向に沿って射出するステップと、
前記測定光を前記ローラの中心軸に沿って走査して前記被測定物のプロファイルを取得するステップと、を含む、
測定方法。

A measurement method for measuring the object to be measured using an optical interference measurement device calibrated by the calibration method according to claim 6,
setting the y-axis value obtained in the step of obtaining the y-axis value of the one point to the y-axis value at the irradiation position of the measurement light on the object to be measured;
emitting the measurement light along a direction perpendicular to the main plane at the irradiation position of the measurement light;
scanning the measurement light along the central axis of the roller to obtain a profile of the object to be measured;
Measuring method.
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