JP2019032180A - Shape measurement device and shape measurement method - Google Patents
Shape measurement device and shape measurement method Download PDFInfo
- Publication number
- JP2019032180A JP2019032180A JP2017151796A JP2017151796A JP2019032180A JP 2019032180 A JP2019032180 A JP 2019032180A JP 2017151796 A JP2017151796 A JP 2017151796A JP 2017151796 A JP2017151796 A JP 2017151796A JP 2019032180 A JP2019032180 A JP 2019032180A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- probe
- shape
- measurement
- shape measurement
- measurement data
- 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.)
- Pending
Links
- 238000005259 measurement Methods 0.000 title claims abstract description 93
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 title claims description 3
- 239000000523 sample Substances 0.000 claims abstract description 110
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 7
- 238000012937 correction Methods 0.000 claims description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 2
- 230000010363 phase shift Effects 0.000 description 2
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
- A Measuring Device Byusing Mechanical Method (AREA)
Abstract
Description
本発明は、光学素子等の形状を測定するための形状測定装置および形状測定方法に関する。 The present invention relates to a shape measuring apparatus and a shape measuring method for measuring the shape of an optical element or the like.
レンズやミラー等の光学素子の表面形状を測定する装置として、表面形状に沿ってプローブを走査することで形状情報を取得するプローブ走査型の形状測定装置が知られている。プローブ走査型の形状測定装置においては、プローブ走査中の外乱振動等により、測定データの中にノイズ成分が含まれやすい。 As an apparatus for measuring the surface shape of an optical element such as a lens or a mirror, a probe scanning type shape measuring apparatus that acquires shape information by scanning a probe along the surface shape is known. In a probe scanning type shape measuring apparatus, noise components are likely to be included in measurement data due to disturbance vibrations during probe scanning.
このようなノイズ成分を低減させる方法として、特許文献1は、測定対象物の振動成分を算出する方法を開示している。
As a method for reducing such a noise component,
特許文献1に開示された形状測定方法では、2つの距離計を測定対象物の長手方向に沿って相対移動させ、同一の測定地点における2つの距離計の測定結果の差分を積算することで測定対象物の振動成分を算出している。そして距離計によって測定された測定対象物の形状データから振動成分を減算することで、測定対象物の形状を測定している。
In the shape measurement method disclosed in
このように、特許文献1に開示された形状測定方法では2つの距離計の一方により形状データが測定された地点に他方の距離計が到達するまでに生じた振動成分の変化量を積算している。つまり、特定の測定地点における振動成分の近似値を算出しているため、測定精度が十分でないおそれがある。
As described above, in the shape measuring method disclosed in
本発明は、測定対象物の形状を高精度に測定することが可能な形状測定装置を提供することを目的とする。 An object of this invention is to provide the shape measuring apparatus which can measure the shape of a measuring object with high precision.
本発明の形状測定装置は、測定対象物に対して第1のプローブ及び第2のプローブを走査させることにより形状測定を行う形状測定装置であって、前記第1のプローブ及び前記第2のプローブは、前記走査方向に沿って配置されており、前記第1のプローブ及び前記第2のプローブによってそれぞれ測定された形状測定データに基づいて決定された、前記測定対象物の形状測定データに含まれるノイズ成分を前記測定対象物の形状測定データから差し引くことにより前記形状測定を行うことを特徴とする。 The shape measuring apparatus of the present invention is a shape measuring apparatus that performs shape measurement by scanning a measurement object with a first probe and a second probe, and the first probe and the second probe. Are arranged along the scanning direction, and are included in the shape measurement data of the measurement object determined based on the shape measurement data measured by the first probe and the second probe, respectively. The shape measurement is performed by subtracting a noise component from the shape measurement data of the measurement object.
本発明によれば、測定対象物の形状を高精度に測定することが可能な形状測定装置が得られる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the shape measuring apparatus which can measure the shape of a measuring object with high precision is obtained.
以下、本発明の好ましい実施形態を添付の図面に基づいて詳細に説明する。なお、各図において、同一の部材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。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In addition, in each figure, the same reference number is attached | subjected about the same member and the overlapping description is abbreviate | omitted.
(第1実施形態)
図1は本発明の第1実施形態に係る形状測定装置100の構成を示した図である。図1を用いて形状測定装置100の構成について説明する。ここでは、測定対象物102が配置される面をXY面、それに直交する方向をZ方向として、図1に示したように各軸を決める。形状測定装置100は、測定対象物102の面形状の測定を行う。
(First embodiment)
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a
形状測定装置100は、複数のプローブを含む。第1実施形態では形状測定に用いられるプローブとしてプローブ101a(第1のプローブ)及びプローブ101b(第2のプローブ)の2つのプローブが走査方向に沿って配置されている。また、プローブ101a及びプローブ101bは所定間隔を隔てて配置されている。
The
プローブ101a及びプローブ101bを測定対象物102の面形状に沿って走査させることにより形状測定データが取得される。プローブ101a及びプローブ101bは一体的に駆動され、プローブ101aによる形状測定データとプローブ101bによる形状測定データが同時に取得される。測定対象物102は保持部103上に配置されている。
Shape measurement data is acquired by scanning the
なお、プローブ101aが測定地点Aにおける測定対象物102の面形状の測定を行うタイミングで、プローブ101bは測定地点Bにおける測定対象物102の面形状の測定を行う。測定地点A及び測定地点Bの相対位置関係は、プローブ101a及びプローブ101bの位置関係により決定され、このプローブ間隔をdxとする。
At the timing when the
プローブ101a及びプローブ101bの出力データから取得された形状測定データをそれぞれFa(t)とFb(t)とする。このとき、Fa(t)及びFb(t)は以下の式(1)、(2)のようにそれぞれ表される。
Fa(t)=f(t)+g(t) ・・・(1)
Fb(t)=f(t+dt)+g(t) ・・・(2)
The shape measurement data acquired from the output data of the
Fa (t) = f (t) + g (t) (1)
Fb (t) = f (t + dt) + g (t) (2)
f(t)は測定対象物102の面形状を示す真の面形状データであり、g(t)は測定対象物の振動外乱等に起因するノイズ成分である。式(1)及び式(2)の連立方程式を解くことでノイズ成分であるg(t)を決定することができる。本発明では、最小二乗法を用いた傾斜補正によりg(t)を算出する。
f (t) is true surface shape data indicating the surface shape of the
図2を用いて、形状測定データFa(t)とFb(t)について説明する。図1に示したように、測定対象物102の左側から右側に向けて面形状の測定が行われる。プローブ101aはプローブ101bの左側に配置されているため、プローブ101aが測定地点Aでの面形状測定を行うタイミングよりも前に、測定地点Aでのプローブ101bによる面形状測定が行われていることになる。
The shape measurement data Fa (t) and Fb (t) will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 1, the surface shape is measured from the left side to the right side of the
プローブ101bが測定地点Aでの面形状測定を行ってから測定地点Bでの面形状測定を行うまでの時間dtは、
dt=dx/V
と表すことができる。
The time dt from when the
dt = dx / V
It can be expressed as.
ここで、dxは、プローブ101aとプローブ101bとの間隔であり、Vはプローブ101a及びプローブ101bの走査速度である。
Here, dx is an interval between the
上記式(1)、(2)に示したように、Fb(t)とFa(t)の間にはプローブ101aとプローブ101bとの間隔dxに起因した位相ずれが存在する。この位相ずれに起因してノイズ成分g(t)の算出精度が低下するおそれがある。
As shown in the above formulas (1) and (2), there is a phase shift caused by the distance dx between the
本実施形態においては、プローブ101aとプローブ101bとの間隔dxを適切に設定することで、ノイズ成分g(t)の算出精度を高めている。具体的には、形状測定データの空間周波数をfs、プローブ101a及びプローブ101bの走査速度をVとしたときに、
V/dx≧fs
つまり、
dx≦V/fs
を満足するようにプローブ101aとプローブ101bとの間隔dxを決定している。例えば、プローブ101a及びプローブ101bの走査速度V=20mm/s、形状測定データの空間周波数fs=1Hzのときには、間隔dxを20mm以下に設定する。
In this embodiment, the calculation accuracy of the noise component g (t) is increased by appropriately setting the distance dx between the
V / dx ≧ fs
That means
dx ≦ V / fs
The distance dx between the
続いて形状測定装置100の具体的な構成について図3を用いて説明する。図1に示したプローブ101a及びプローブ101bは、被駆動部104に取り付けられており、不図示のアクチュエータにより被駆動部104が駆動されることで、プローブ101a及びプローブ101bが駆動される。
Next, a specific configuration of the
被駆動部104の位置情報は、被駆動部104に設けられた干渉計からの情報に基づいて取得される。なお、被駆動部104において取得された情報は処理部105に送信され、処理部105によって測定対象物102の形状測定が行われる。
The position information of the driven
被駆動部104には、X軸方向における被駆動部104の位置を検出するための干渉計300xと、Z軸方向における被駆動部104の位置を検出するための干渉計300zが備えられている。なお、図3には示されていないが、Y軸方向における被駆動部104の位置を検出するための干渉計300yが備えられていてもよい。干渉計300xは、ミラー301xに向けてレーザ光を照射して、ミラー301xで反射されたレーザ光と、干渉計300xに含まれる参照面で反射されたレーザ光とを検出することにより、被駆動部104のX軸方向の位置情報を取得する。同様に、干渉計300zは、ミラー301zに向けてレーザ光を照射して、ミラー301zで反射されたレーザ光と、干渉計300zに含まれる参照面で反射されたレーザ光とを検出することにより、被駆動部104のZ軸方向の位置情報を取得する。
The driven
処理部105は、プローブ101a及びプローブ101bの出力データと各干渉計から得られた位置情報に基づいて形状測定データFa(t)及びFb(t)を取得する。
The
なお、図1ではプローブ101a及びプローブ101bと測定対象物102の測定面を接触させて形状測定を行う例を示したが、図3のように、プローブ101a及びプローブ101bと測定対象物102の測定面を接触させることなく形状測定を行ってもよい。当然、プローブ101a及びプローブ101bのうち一方を測定対象物102の測定面と接触させ、他方を測定対象物102の測定面と接触させないようにしてもよい。
Although FIG. 1 shows an example in which the shape measurement is performed by bringing the
(第2実施形態)
図5は本発明の第2実施形態に係る形状測定装置100の構成を示した図である。第1実施形態に係る形状測定装置では、プローブ101a及びプローブ101bの2つのプローブを用いて測定対象物102の形状測定を行う実施形態について説明した。本実施形態では、プローブ101a及びプローブ101bに加えてプローブ101c(第3のプローブ)を用いて形状測定を行う形状測定装置100の構成について説明する。
(Second Embodiment)
FIG. 5 is a diagram showing a configuration of a
図5では、プローブ101bの右側にプローブ101cが配置されている。ここで、プローブ101bとプローブ101cとの間隔dx2は、プローブ101aとプローブ101bとの間隔dx1とは異なる間隔としている。
In FIG. 5, the
これにより形状測定データから、V/dx1、V/dx2、V/(dx1+dx2)の各周波数成分を減算することが可能となり、測定対象物102の形状を高精度に測定することが可能となる。なお、プローブの数は3つに限定されず、4つ以上のプローブを用いて形状測定を行ってもよい。このとき、各プローブ間の間隔を互いに異なる間隔とすることが好ましい。
Thereby, it becomes possible to subtract each frequency component of V / dx1, V / dx2, and V / (dx1 + dx2) from the shape measurement data, and the shape of the
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ず、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。 As mentioned above, although preferable embodiment of this invention was described, this invention is not limited to these embodiment, A various deformation | transformation and change are possible within the range of the summary.
100 形状測定装置
101a 第1のプローブ
101b 第2のプローブ
102 測定対象物
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記第1のプローブ及び前記第2のプローブは、前記走査方向に沿って配置されており、
前記第1のプローブ及び前記第2のプローブによってそれぞれ測定された形状測定データに基づいて決定された、前記測定対象物の形状測定データに含まれるノイズ成分を前記測定対象物の形状測定データから差し引くことにより前記形状測定を行うことを特徴とする形状測定装置。 A shape measuring apparatus for measuring a shape by scanning a measurement object with a first probe and a second probe,
The first probe and the second probe are arranged along the scanning direction,
The noise component included in the shape measurement data of the measurement object determined based on the shape measurement data respectively measured by the first probe and the second probe is subtracted from the shape measurement data of the measurement object. Thus, the shape measurement apparatus performs the shape measurement.
前記第1のプローブ及び前記第2のプローブによってそれぞれ形状測定データを取得するステップと、
前記取得された形状測定データに基づいて、前記測定対象物の形状測定データに含まれるノイズ成分を決定するステップと、
前記測定対象物の形状測定データから前記ノイズ成分を差し引くステップを含むことを特徴とする形状測定方法。 A shape measurement method for measuring a shape of the measurement object by causing the measurement object to scan a first probe and a second probe arranged along a scanning direction,
Obtaining shape measurement data respectively by the first probe and the second probe;
Determining a noise component included in the shape measurement data of the measurement object based on the acquired shape measurement data;
A shape measuring method comprising the step of subtracting the noise component from the shape measurement data of the measurement object.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017151796A JP2019032180A (en) | 2017-08-04 | 2017-08-04 | Shape measurement device and shape measurement method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017151796A JP2019032180A (en) | 2017-08-04 | 2017-08-04 | Shape measurement device and shape measurement method |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2019032180A true JP2019032180A (en) | 2019-02-28 |
Family
ID=65523218
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2017151796A Pending JP2019032180A (en) | 2017-08-04 | 2017-08-04 | Shape measurement device and shape measurement method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2019032180A (en) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000028349A (en) * | 1998-07-08 | 2000-01-28 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Roll profile measuring method |
JP2002365041A (en) * | 2001-06-08 | 2002-12-18 | Daido Steel Co Ltd | Measuring method for bend of longer material |
JP2008304332A (en) * | 2007-06-07 | 2008-12-18 | Tokyo Seimitsu Co Ltd | Apparatus and method for measuring surface roughness and shape |
US20170010087A1 (en) * | 2015-07-07 | 2017-01-12 | Quality Vision International, Inc. | Method and apparatus for scanning object |
-
2017
- 2017-08-04 JP JP2017151796A patent/JP2019032180A/en active Pending
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000028349A (en) * | 1998-07-08 | 2000-01-28 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Roll profile measuring method |
JP2002365041A (en) * | 2001-06-08 | 2002-12-18 | Daido Steel Co Ltd | Measuring method for bend of longer material |
JP2008304332A (en) * | 2007-06-07 | 2008-12-18 | Tokyo Seimitsu Co Ltd | Apparatus and method for measuring surface roughness and shape |
US20170010087A1 (en) * | 2015-07-07 | 2017-01-12 | Quality Vision International, Inc. | Method and apparatus for scanning object |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN109030624B (en) | Defect detection method and defect detection device | |
JP6508764B2 (en) | Non-contact surface shape measuring method and apparatus using white light interferometer optical head | |
JP5984406B2 (en) | measuring device | |
CN108801148B (en) | Method and system for calculating a height map of an object surface | |
EP2420796B1 (en) | Shape measuring method and shape measuring apparatus using white light interferometry | |
WO2013084557A1 (en) | Shape-measuring device | |
KR20160145496A (en) | Refractive index measurement method, measurement apparatus, and optical element manufacturing method | |
KR101423829B1 (en) | 3D Shape Mesurement Mehod and Device by using Amplitude of Projection Grating | |
JP5147065B2 (en) | 3D shape inspection equipment | |
JP2019032180A (en) | Shape measurement device and shape measurement method | |
JP2017053793A (en) | Measurement device, and manufacturing method of article | |
JP2011089897A (en) | Form measuring device and method of aligning form data | |
JP5649926B2 (en) | Surface shape measuring apparatus and surface shape measuring method | |
JP7315535B2 (en) | Vibration measuring device | |
CN112461871A (en) | X-ray CT apparatus for measurement | |
JP2014102192A (en) | White color interference device, measuring method of position and displacement of the same | |
WO2016084195A1 (en) | White light interference device and method of detecting position and displacement by means of white light interference device | |
JP2014149247A (en) | Measurement method, determination method, and measurement instrument | |
JP2014132252A (en) | Measurement method, measurement device and article fabrication method | |
JP2014228529A (en) | Shape measurement device | |
JP5894464B2 (en) | Measuring device | |
JP2008309638A (en) | Dimension measuring apparatus and dimension measuring method | |
JP2003254747A (en) | Straightness measurement method | |
Hiersemenzel | Development towards a focus variation based micro-co-ordinate measuring machine | |
JP2011099787A (en) | Apparatus and method for measuring shape |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20200702 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20210528 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20210615 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20211228 |