JP2001235322A - プローブ式３次元形状測定装置 - Google Patents
プローブ式３次元形状測定装置Info
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- JP2001235322A JP2001235322A JP2000047779A JP2000047779A JP2001235322A JP 2001235322 A JP2001235322 A JP 2001235322A JP 2000047779 A JP2000047779 A JP 2000047779A JP 2000047779 A JP2000047779 A JP 2000047779A JP 2001235322 A JP2001235322 A JP 2001235322A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 被測定ワーク上にゴミ粒子が付着していた
り、キズや汚れがあったりする場合でも、被測定ワーク
をキズ付けたり、測定不能になったりすることなく、安
定して正確な測定を行うことができるプローブ式３次元
形状測定装置を提供すること。 【解決手段】 測定プローブで、被測定ワークの表面を
走査して被測定ワークの立体形状を測定する際、スポッ
ト状の検知エリアを形成する発光手段，被測定ワークの
表面のゴミやキズを検知するゴミ検知手段，検知エリア
が測定プローブの走査軌道に先行する軌道を走査するよ
うに駆動する駆動手段，ゴミ検知手段がゴミやキズを検
知した後、測定プローブが検知位置に来た際に、その走
査軌道を走査方向に対して略直交する方向にずらし、ゴ
ミやキズとプローブとの遭遇を回避させる制御手段を備
えたこと。
り、キズや汚れがあったりする場合でも、被測定ワーク
をキズ付けたり、測定不能になったりすることなく、安
定して正確な測定を行うことができるプローブ式３次元
形状測定装置を提供すること。 【解決手段】 測定プローブで、被測定ワークの表面を
走査して被測定ワークの立体形状を測定する際、スポッ
ト状の検知エリアを形成する発光手段，被測定ワークの
表面のゴミやキズを検知するゴミ検知手段，検知エリア
が測定プローブの走査軌道に先行する軌道を走査するよ
うに駆動する駆動手段，ゴミ検知手段がゴミやキズを検
知した後、測定プローブが検知位置に来た際に、その走
査軌道を走査方向に対して略直交する方向にずらし、ゴ
ミやキズとプローブとの遭遇を回避させる制御手段を備
えたこと。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、レンズ、ミラー等
の３次元形状を精密に計測するのに好適なプローブ式３
次元形状測定装置に関するものである。
の３次元形状を精密に計測するのに好適なプローブ式３
次元形状測定装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来より、レンズ、ミラー等の３次元形
状を計測する３次元形状測定装置における測定子は、特
開平５−８７５５６号公報に開示されているように、触
針式のもの、あるいは、特公平２−１１０８号公報に開
示されているように、光ヘテロダインプローブ式のもの
が公知である。
状を計測する３次元形状測定装置における測定子は、特
開平５−８７５５６号公報に開示されているように、触
針式のもの、あるいは、特公平２−１１０８号公報に開
示されているように、光ヘテロダインプローブ式のもの
が公知である。
【０００３】これらの３次元形状測定装置は、何れも被
測定ワークの測定面方線方向の変位を測定子で検出する
と共に、被測定ワークと測定子との相対位置をステージ
装置等により機械的に走査してワーク表面の３次元的形
状を計測するものである。
測定ワークの測定面方線方向の変位を測定子で検出する
と共に、被測定ワークと測定子との相対位置をステージ
装置等により機械的に走査してワーク表面の３次元的形
状を計測するものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
上記プローブ式３次元形状測定装置においては、触針式
の場合、被測定ワーク上にゴミ粒子が付着していると、
触針がゴミ粒子と接触した時に、ゴミ粒子が触針側に付
着するため、それ以後の測定データが不良になったり、
ゴミ付き触針が走査する際にワークにキズを付けてしま
うという問題点があった。
上記プローブ式３次元形状測定装置においては、触針式
の場合、被測定ワーク上にゴミ粒子が付着していると、
触針がゴミ粒子と接触した時に、ゴミ粒子が触針側に付
着するため、それ以後の測定データが不良になったり、
ゴミ付き触針が走査する際にワークにキズを付けてしま
うという問題点があった。
【０００５】また、上記光ヘテロダインプローブ式の場
合、特に、光を被測定ワーク表面に集光する、いわゆる
キャッツアイ反射で光波を検出する方式では、被測定ワ
ーク表面に集光した光がゴミ粒子や汚れに遭遇して連続
した光波面変化の情報が途切れると、カウンターエラー
を起こし、それ以後の測定が不能になるという問題点が
あった。
合、特に、光を被測定ワーク表面に集光する、いわゆる
キャッツアイ反射で光波を検出する方式では、被測定ワ
ーク表面に集光した光がゴミ粒子や汚れに遭遇して連続
した光波面変化の情報が途切れると、カウンターエラー
を起こし、それ以後の測定が不能になるという問題点が
あった。
【０００６】本発明は、かかる従来例の有する不都合を
改善し、被測定ワーク上にゴミ粒子が付着していたり、
汚れやキズがあったりする場合でも、被測定ワークをキ
ズ付けたり、測定不能になったりすることなく、安定し
て正確な測定を行うことができるプローブ式３次元形状
測定装置を提供することを目的としている。
改善し、被測定ワーク上にゴミ粒子が付着していたり、
汚れやキズがあったりする場合でも、被測定ワークをキ
ズ付けたり、測定不能になったりすることなく、安定し
て正確な測定を行うことができるプローブ式３次元形状
測定装置を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ために、請求項１の発明では、移動ステージ上に設置し
た接触若しくは非接触の測定プローブを、被測定ワーク
の表面を移動させて走査することにより被測定ワークの
立体形状を測定するプローブ式３次元測定装置におい
て、スポット状の検知エリアを形成する発光手段を有
し、前記被測定ワークの表面のゴミやキズを検知するゴ
ミ検知手段を備えたことを特徴としている。
ために、請求項１の発明では、移動ステージ上に設置し
た接触若しくは非接触の測定プローブを、被測定ワーク
の表面を移動させて走査することにより被測定ワークの
立体形状を測定するプローブ式３次元測定装置におい
て、スポット状の検知エリアを形成する発光手段を有
し、前記被測定ワークの表面のゴミやキズを検知するゴ
ミ検知手段を備えたことを特徴としている。
【０００８】請求項２の発明では、請求項１の発明にお
いて、前記ゴミ検知手段は、その前記検知エリアが、前
記測定プローブの走査軌道上の先行する位置を走査する
ように設定されていることを特徴としている。
いて、前記ゴミ検知手段は、その前記検知エリアが、前
記測定プローブの走査軌道上の先行する位置を走査する
ように設定されていることを特徴としている。
【０００９】請求項３の発明では、請求項１、又は２の
発明において、前記ゴミ検知手段が前記ゴミやキズを検
知した後、前記測定プローブが前記被測定ワーク上の前
記検知位置に来た際に、当該測定プローブの走査軌道を
主走査方向に対して略直交する方向にわずかにずらし、
前記ゴミやキズと測定プローブとの遭遇を回避させるよ
うに制御する制御手段を備えたことを特徴としている。
発明において、前記ゴミ検知手段が前記ゴミやキズを検
知した後、前記測定プローブが前記被測定ワーク上の前
記検知位置に来た際に、当該測定プローブの走査軌道を
主走査方向に対して略直交する方向にわずかにずらし、
前記ゴミやキズと測定プローブとの遭遇を回避させるよ
うに制御する制御手段を備えたことを特徴としている。
【００１０】請求項４の発明では、請求項１、２、又は
３の発明において、前記測定プローブの走査軌道を前記
検知位置でわずかにずらす量は、当該測定プローブの前
記被測定ワーク上の有効測定径に前記ゴミ検出手段のス
ポットの軌道トレース精度を加えた程度であることを特
徴としている。
３の発明において、前記測定プローブの走査軌道を前記
検知位置でわずかにずらす量は、当該測定プローブの前
記被測定ワーク上の有効測定径に前記ゴミ検出手段のス
ポットの軌道トレース精度を加えた程度であることを特
徴としている。
【００１１】請求項５の発明では、請求項１、又は２の
発明において、前記ゴミ検知手段は、前記測定プローブ
と共に前記移動ステージ上に併設されていることを特徴
としている。
発明において、前記ゴミ検知手段は、前記測定プローブ
と共に前記移動ステージ上に併設されていることを特徴
としている。
【００１２】請求項６の発明では、請求項１、又は２の
発明において、前記ゴミ検知手段のスポット径は、前記
測定プローブの前記被測定ワーク上の有効測定径に、前
記ゴミ検出手段のスポットの軌道トレース精度を加えた
程度の大きさであることを特徴としている。
発明において、前記ゴミ検知手段のスポット径は、前記
測定プローブの前記被測定ワーク上の有効測定径に、前
記ゴミ検出手段のスポットの軌道トレース精度を加えた
程度の大きさであることを特徴としている。
【００１３】請求項７の発明では、請求項１、又は２の
発明において、前記ゴミ検知手段は、前記移動ステージ
とは別に独立して設置されており、その検知エリアが前
記測定プローブの走査軌道上の先行する位置を走査する
ように駆動する駆動手段を備えていることを特徴として
いる。
発明において、前記ゴミ検知手段は、前記移動ステージ
とは別に独立して設置されており、その検知エリアが前
記測定プローブの走査軌道上の先行する位置を走査する
ように駆動する駆動手段を備えていることを特徴として
いる。
【００１４】請求項８の発明では、請求項１、又は２の
発明において、前記ゴミ検知手段が前記ゴミを検知した
時に、当該ゴミを吹き飛ばす機能を有するゴミ撤去手段
を備えたことを特徴としている。
発明において、前記ゴミ検知手段が前記ゴミを検知した
時に、当該ゴミを吹き飛ばす機能を有するゴミ撤去手段
を備えたことを特徴としている。
【００１５】請求項９の発明では、請求項１、２、３、
又は８の発明において、前記制御手段は、前記ゴミ検知
手段が前記ゴミを検知した時に、前記測定プローブ及び
前記被測定ワークの動きを一時停止させ、前記ゴミ撤去
手段を駆動しても、依然として前記ゴミ検知手段がゴミ
を検知している場合のみ、測定プローブがゴミを回避す
るように制御することを特徴としている。
又は８の発明において、前記制御手段は、前記ゴミ検知
手段が前記ゴミを検知した時に、前記測定プローブ及び
前記被測定ワークの動きを一時停止させ、前記ゴミ撤去
手段を駆動しても、依然として前記ゴミ検知手段がゴミ
を検知している場合のみ、測定プローブがゴミを回避す
るように制御することを特徴としている。
【００１６】
【発明の実施の形態】本発明の一実施形態を図面に基づ
いて説明する。
いて説明する。
【００１７】図１は本発明の第１の実施形態を示すプロ
ーブ式３次元形状測定装置の概略正面図、図２は本発明
の第２の実施形態を示すプローブ式３次元形状測定装置
の概略正面図（Ａ）と側面図（Ｂ）である。
ーブ式３次元形状測定装置の概略正面図、図２は本発明
の第２の実施形態を示すプローブ式３次元形状測定装置
の概略正面図（Ａ）と側面図（Ｂ）である。
【００１８】図１において、１は光源レーザー、２はＡ
ＯＭ周波数シフター、３は偏波面保存光ファイバー、４
はゴミ検知手段であるゴミ検出ヘッド、５は測定プロー
ブである測定光学ヘッド、６は被測定ワーク、１０１は
ベース定盤、１０２はコラム、１０３は測定光学ヘッド
５をＲ方向に移動させるためのＲ移動ステージ、１０４
は測定光学ヘッド５をＺ方向に移動させるためのＺ移動
ステージで、Ｒ移動ステージ１０３上に配置されてい
る。当該測定装置上にＲ−θ−Ｚの円筒座標系を想定し
た時、測定光学ヘッド５はＺ移動ステージ１０４上に配
置されており、測定光軸はＺ軸に平行である。
ＯＭ周波数シフター、３は偏波面保存光ファイバー、４
はゴミ検知手段であるゴミ検出ヘッド、５は測定プロー
ブである測定光学ヘッド、６は被測定ワーク、１０１は
ベース定盤、１０２はコラム、１０３は測定光学ヘッド
５をＲ方向に移動させるためのＲ移動ステージ、１０４
は測定光学ヘッド５をＺ方向に移動させるためのＺ移動
ステージで、Ｒ移動ステージ１０３上に配置されてい
る。当該測定装置上にＲ−θ−Ｚの円筒座標系を想定し
た時、測定光学ヘッド５はＺ移動ステージ１０４上に配
置されており、測定光軸はＺ軸に平行である。
【００１９】１０５はゴミ検出ヘッド４を移動させるた
めのゴミ検出ヘッドステージで、測定光学ヘッド５と同
様にＺ移動ステージ１０４上に配置されている。１０６
は被測定ワーク６を載置して、これをθ方向に回転させ
るθ回転ステージ、１０８ａ，ｂ，ｃはそれぞれＲ移動
ステージ１０３、Ｚ移動ステージ１０４、ゴミ検出ヘッ
ドステージ１０５を駆動する駆動モータ、１０７ａ，
ｂ，ｃはそれぞれ駆動モータ１０８ａ，ｂ，ｃによって
駆動されるボールねじで、１０７ａはＲ移動ステージ１
０３を移動させるボールねじ、１０７ｂはＺ移動ステー
ジ１０４を移動させるボールねじ、１０７ｃはゴミ検出
ヘッドステージ１０５を移動させるボールねじである。
１０８ｄはθ回転ステージ１０６の駆動モータ、１０９
はθ回転ステージ１０６の回転角度を検出するθ角度検
出エンコーダである。前記ゴミ検出ヘッドステージ１０
５、駆動モータ１０８ｃ、ボールねじ１０７ｃにより駆
動手段が構成されている。
めのゴミ検出ヘッドステージで、測定光学ヘッド５と同
様にＺ移動ステージ１０４上に配置されている。１０６
は被測定ワーク６を載置して、これをθ方向に回転させ
るθ回転ステージ、１０８ａ，ｂ，ｃはそれぞれＲ移動
ステージ１０３、Ｚ移動ステージ１０４、ゴミ検出ヘッ
ドステージ１０５を駆動する駆動モータ、１０７ａ，
ｂ，ｃはそれぞれ駆動モータ１０８ａ，ｂ，ｃによって
駆動されるボールねじで、１０７ａはＲ移動ステージ１
０３を移動させるボールねじ、１０７ｂはＺ移動ステー
ジ１０４を移動させるボールねじ、１０７ｃはゴミ検出
ヘッドステージ１０５を移動させるボールねじである。
１０８ｄはθ回転ステージ１０６の駆動モータ、１０９
はθ回転ステージ１０６の回転角度を検出するθ角度検
出エンコーダである。前記ゴミ検出ヘッドステージ１０
５、駆動モータ１０８ｃ、ボールねじ１０７ｃにより駆
動手段が構成されている。
【００２０】また、ゴミ検出ヘッド４のゴミ検知信号を
受信すると、測定光学ヘッド５をＲ方向にわずかにずら
すようにＲ移動ステージ１０３の駆動を制御する図示し
ない制御手段が設けられている。
受信すると、測定光学ヘッド５をＲ方向にわずかにずら
すようにＲ移動ステージ１０３の駆動を制御する図示し
ない制御手段が設けられている。
【００２１】測定光学ヘッド５は、特開平１１−６３９
４５号公報に開示されているような、光ヘテロダインを
用いたもので、光波長を上回る精度で変位測定可能なも
のであるが、このヘッド５は、例えば上記特開平５−８
７５５６号公報に開示されているような触針式のヘッド
であっても良く、本発明の本質に支障はない。
４５号公報に開示されているような、光ヘテロダインを
用いたもので、光波長を上回る精度で変位測定可能なも
のであるが、このヘッド５は、例えば上記特開平５−８
７５５６号公報に開示されているような触針式のヘッド
であっても良く、本発明の本質に支障はない。
【００２２】ゴミ検出ヘッド４は、超精密生産技術大系
（フジテクノシステムズ）第３巻ｐ398〜399に示されて
いるように、レーザ光等を射出する図示しない発光手段
によって光を集光するか、あるいは細いビーム状にして
被測定ワーク６の表面に照射してスポット状の検出エリ
アを形成し、この検出エリア内に存在するゴミ粒子によ
って生じる散乱光、回折光、偏光、蛍光等を集光し、パ
ルス状電気信号に変換して、その数と大きさを計測する
ことにより、被測定ワーク６表面上のゴミ粒子の有無を
検知するものである。
（フジテクノシステムズ）第３巻ｐ398〜399に示されて
いるように、レーザ光等を射出する図示しない発光手段
によって光を集光するか、あるいは細いビーム状にして
被測定ワーク６の表面に照射してスポット状の検出エリ
アを形成し、この検出エリア内に存在するゴミ粒子によ
って生じる散乱光、回折光、偏光、蛍光等を集光し、パ
ルス状電気信号に変換して、その数と大きさを計測する
ことにより、被測定ワーク６表面上のゴミ粒子の有無を
検知するものである。
【００２３】Ｒ移動ステージ１０３、及びＺの移動ステ
ージ１０４の位置は、図示しないリニアエンコーダ装置
により高精度に測定される。
ージ１０４の位置は、図示しないリニアエンコーダ装置
により高精度に測定される。
【００２４】上記構成において、Ｚ移動ステージ１０４
は、測定光学ヘッド５の出力に応じて、被測定ワーク６
表面との間隔が常に一定に保たれるように駆動される。
この時、Ｒ移動ステージ１０３とθ回転ステージ１０６
を駆動することにより、測定光学ヘッド５と被測定ワー
ク６との垂直面内での相対位置を変化させ、且つ、適切
な間隔毎に、Ｒ移動ステージ１０３、θ回転ステージ１
０６、Ｚ移動ステージ１０４の各位置を同時測定するこ
とにより、被測定ワーク６の表面の３次元形状が測定さ
れる。
は、測定光学ヘッド５の出力に応じて、被測定ワーク６
表面との間隔が常に一定に保たれるように駆動される。
この時、Ｒ移動ステージ１０３とθ回転ステージ１０６
を駆動することにより、測定光学ヘッド５と被測定ワー
ク６との垂直面内での相対位置を変化させ、且つ、適切
な間隔毎に、Ｒ移動ステージ１０３、θ回転ステージ１
０６、Ｚ移動ステージ１０４の各位置を同時測定するこ
とにより、被測定ワーク６の表面の３次元形状が測定さ
れる。
【００２５】被測定ワーク６は、同心円若しくはスパイ
ラル（渦巻き）状に走査されることになるが、そのＲ方
向の測定ピッチは、予め、装置駆動データとして決定さ
れている。
ラル（渦巻き）状に走査されることになるが、そのＲ方
向の測定ピッチは、予め、装置駆動データとして決定さ
れている。
【００２６】そこで、ゴミ検出ヘッド４の検知エリアで
ある測定スポットが、Ｒ方向において、測定光学ヘッド
５の測定ピッチのｎ倍（ｎ＝整数）の位置になるよう
に、ゴミ検出ヘッドステージ１０５、駆動モータ１０８
ｃ、ボールねじ１０７ｃを用いて設定し、測定光学ヘッ
ド５の測定予定軌道上の先行する位置をゴミ検出ヘッド
４が走査するようにする。
ある測定スポットが、Ｒ方向において、測定光学ヘッド
５の測定ピッチのｎ倍（ｎ＝整数）の位置になるよう
に、ゴミ検出ヘッドステージ１０５、駆動モータ１０８
ｃ、ボールねじ１０７ｃを用いて設定し、測定光学ヘッ
ド５の測定予定軌道上の先行する位置をゴミ検出ヘッド
４が走査するようにする。
【００２７】ゴミ検出ヘッド４が、測定光学ヘッド５の
測定に支障が出るようなゴミ粒子（又はキズ）を検出し
た場合は、その信号が上記制御手段に送られる。ゴミ検
知信号を受信した制御手段は、それからｎ周後の測定光
学ヘッド５が、軌道上でゴミ粒子に遭遇する直前に、ゴ
ミ検出ヘッド４の測定スポットの半径程度、主走査方向
（円周方向）と略直交する方向、即ちＲ方向へわずかに
ずれて、ゴミとの遭遇を回避するように、Ｒ移動ステー
ジ１０３を制御する。
測定に支障が出るようなゴミ粒子（又はキズ）を検出し
た場合は、その信号が上記制御手段に送られる。ゴミ検
知信号を受信した制御手段は、それからｎ周後の測定光
学ヘッド５が、軌道上でゴミ粒子に遭遇する直前に、ゴ
ミ検出ヘッド４の測定スポットの半径程度、主走査方向
（円周方向）と略直交する方向、即ちＲ方向へわずかに
ずれて、ゴミとの遭遇を回避するように、Ｒ移動ステー
ジ１０３を制御する。
【００２８】しかし、被測定ワーク６にゴミ粒子が非常
に多く付着した状態を想定すると、ゴミ検出からｎ周後
の測定光学ヘッド５の軌道をずらした地点でゴミに遭遇
してしまう可能性があるが、ある程度清浄に保たれた被
測定ワークを想定した場合、ゴミ検出位置のすぐ近傍に
ゴミが存在する確率は非常に小さい（≒０）と考えられ
る。
に多く付着した状態を想定すると、ゴミ検出からｎ周後
の測定光学ヘッド５の軌道をずらした地点でゴミに遭遇
してしまう可能性があるが、ある程度清浄に保たれた被
測定ワークを想定した場合、ゴミ検出位置のすぐ近傍に
ゴミが存在する確率は非常に小さい（≒０）と考えられ
る。
【００２９】この測定光学ヘッド５の走査軌道をゴミ検
知位置でわずかにずらす量は、測定光学ヘッド５の有効
測定径にゴミ検出ヘッド４のスポットの軌道トレース精
度（トレースの微小なずれ幅）を加えた程度でにするの
が良い。
知位置でわずかにずらす量は、測定光学ヘッド５の有効
測定径にゴミ検出ヘッド４のスポットの軌道トレース精
度（トレースの微小なずれ幅）を加えた程度でにするの
が良い。
【００３０】また、ゴミ検出ヘッド４のスポット径は、
小さ過ぎるとゴミを見逃す可能性があり、大き過ぎると
測定と関係のない部分のゴミまで検知してしまうため、
適切な大きさに設定する必要がある。その適切なスポッ
ト径は、測定光学ヘッド５の被測定ワーク６上の有効径
にゴミ検出ヘッド４の前記軌道トレース精度を加えた程
度が望ましい。例えば、測定光学ヘッド５の有効径は対
物レンズの開口数ＮＡと使用波長によって決定される
が、その有効径を５μｍ、ゴミ検出ヘッド４の軌道トレ
ース精度が±１０μｍとすればゴミ検出ヘッド４のスポ
ット径は２５μｍであれば良い。
小さ過ぎるとゴミを見逃す可能性があり、大き過ぎると
測定と関係のない部分のゴミまで検知してしまうため、
適切な大きさに設定する必要がある。その適切なスポッ
ト径は、測定光学ヘッド５の被測定ワーク６上の有効径
にゴミ検出ヘッド４の前記軌道トレース精度を加えた程
度が望ましい。例えば、測定光学ヘッド５の有効径は対
物レンズの開口数ＮＡと使用波長によって決定される
が、その有効径を５μｍ、ゴミ検出ヘッド４の軌道トレ
ース精度が±１０μｍとすればゴミ検出ヘッド４のスポ
ット径は２５μｍであれば良い。
【００３１】このように、測定光学ヘッド５（又は触針
プローブ）の被測定ワーク６表面の測定予定軌道上の先
行する位置をゴミ検出ヘッド４が走査するように構成
し、ゴミ検出ヘッド４がゴミ検知した場合に、その検知
位置が測定光学ヘッド５位置に遅れて到達する直前に、
制御手段により、測定光学ヘッド５の軌道をＲ方向にわ
ずかにずらすことにより、ゴミとの遭遇を回避するもの
である。
プローブ）の被測定ワーク６表面の測定予定軌道上の先
行する位置をゴミ検出ヘッド４が走査するように構成
し、ゴミ検出ヘッド４がゴミ検知した場合に、その検知
位置が測定光学ヘッド５位置に遅れて到達する直前に、
制御手段により、測定光学ヘッド５の軌道をＲ方向にわ
ずかにずらすことにより、ゴミとの遭遇を回避するもの
である。
【００３２】尚、被測定ワーク６の中心部にｎ周分のゴ
ミ検知にかからない領域が生じるが、この部分を丁寧に
洗浄するとか、測定前にゴミ検知ヘッド４を先に走査さ
せ、ゴミが無いことを確認してから測定動作に入る等の
処置を行うことでエラーを回避することができる。 ま
た、ゴミ検知ヘッド４がゴミ等を検知した時に、このゴ
ミを圧縮空気によって吹き飛ばす機能を有する図示しな
いゴミ撤去手段を、ゴミ検出ヘッドステージ１０５にゴ
ミ検出ヘッド４と併設した構成にすることもできる。
ミ検知にかからない領域が生じるが、この部分を丁寧に
洗浄するとか、測定前にゴミ検知ヘッド４を先に走査さ
せ、ゴミが無いことを確認してから測定動作に入る等の
処置を行うことでエラーを回避することができる。 ま
た、ゴミ検知ヘッド４がゴミ等を検知した時に、このゴ
ミを圧縮空気によって吹き飛ばす機能を有する図示しな
いゴミ撤去手段を、ゴミ検出ヘッドステージ１０５にゴ
ミ検出ヘッド４と併設した構成にすることもできる。
【００３３】この場合は、前記制御手段が、ゴミ検知ヘ
ッド４がゴミ等を検知した信号を受信した際に、測定光
学ヘッド５と被測定ワーク６の動きを一時停止し、ゴミ
撤去手段によってゴミ等を吹き飛ばすように制御する。
これにより、実際にゴミ粒子であれば、吹き飛ばされて
ゴミ検知ヘッド４のゴミ検知信号が消去されるので、制
御手段は、測定光学ヘッド５と被測定ワーク６を再駆動
させ、測定光学ヘッド５のゴミ回避動作は実施させない
が、ゴミ撤去手段を起動してもゴミ検知信号が依然とし
て受信されている場合は、測定光学ヘッド５がゴミを回
避するように制御する。
ッド４がゴミ等を検知した信号を受信した際に、測定光
学ヘッド５と被測定ワーク６の動きを一時停止し、ゴミ
撤去手段によってゴミ等を吹き飛ばすように制御する。
これにより、実際にゴミ粒子であれば、吹き飛ばされて
ゴミ検知ヘッド４のゴミ検知信号が消去されるので、制
御手段は、測定光学ヘッド５と被測定ワーク６を再駆動
させ、測定光学ヘッド５のゴミ回避動作は実施させない
が、ゴミ撤去手段を起動してもゴミ検知信号が依然とし
て受信されている場合は、測定光学ヘッド５がゴミを回
避するように制御する。
【００３４】次に、第２の実施形態について、図２を参
照して説明する。
照して説明する。
【００３５】第２の実施形態は上記第１の実施形態と略
同様であり、同図において、図１と同一部材には同一符
号を付している。異なっているのは、ゴミ検出ヘッド４
が、その駆動手段によって、Ｚ方向及びＲ方向に略直交
する方向に走査するように設定されている点である。ゴ
ミ検出ヘッド４の駆動手段は、ボールねじ１０７ｃと、
これを回転させる駆動モータ１０８ｃとから成り、これ
らは、測定光学ヘッド５の駆動系とは独立して、コラム
１０２の下面側に配設されている。
同様であり、同図において、図１と同一部材には同一符
号を付している。異なっているのは、ゴミ検出ヘッド４
が、その駆動手段によって、Ｚ方向及びＲ方向に略直交
する方向に走査するように設定されている点である。ゴ
ミ検出ヘッド４の駆動手段は、ボールねじ１０７ｃと、
これを回転させる駆動モータ１０８ｃとから成り、これ
らは、測定光学ヘッド５の駆動系とは独立して、コラム
１０２の下面側に配設されている。
【００３６】このように、測定光学ヘッド５とゴミ検出
ヘッド４を別体駆動することで、測定光学ヘッド５の動
きを制限せずに測定することができる。即ち、第１の実
施形態では、ゴミ検出ヘッド４が外周側の軌道を先行す
るように設定されているため、測定光学ヘッド５は、被
測定ワーク６の中心から図中右側への走査しかできない
が、第２の実施形態では、測定光学ヘッド５は被測定ワ
ーク６の中心から図中左右どちらへの方向へも走査可能
である。
ヘッド４を別体駆動することで、測定光学ヘッド５の動
きを制限せずに測定することができる。即ち、第１の実
施形態では、ゴミ検出ヘッド４が外周側の軌道を先行す
るように設定されているため、測定光学ヘッド５は、被
測定ワーク６の中心から図中右側への走査しかできない
が、第２の実施形態では、測定光学ヘッド５は被測定ワ
ーク６の中心から図中左右どちらへの方向へも走査可能
である。
【００３７】また、ゴミ検出ヘッド４のゴミ検出時点か
ら、最短で、被測定ワーク６の１／４回転後に、ゴミ検
出部分を、測定光学ヘッド５下を通過させることができ
るため、ゴミ検出後にゴミが再付着する可能性をより小
さくすることができる。
ら、最短で、被測定ワーク６の１／４回転後に、ゴミ検
出部分を、測定光学ヘッド５下を通過させることができ
るため、ゴミ検出後にゴミが再付着する可能性をより小
さくすることができる。
【００３８】尚、上記第１及び第２の実施形態で示され
る本発明は、ゴミだけではなく、キズ、汚れ等に対して
も同様に有効であることは言うまでもない。
る本発明は、ゴミだけではなく、キズ、汚れ等に対して
も同様に有効であることは言うまでもない。
【００３９】また、上記第１の実施形態で示したゴミ撤
去手段は、第２の実施形態においても同様に、ゴミ検出
ヘッド４に取り付けた形で用いることができる。
去手段は、第２の実施形態においても同様に、ゴミ検出
ヘッド４に取り付けた形で用いることができる。
【００４０】さらに、第１及び第２の実施形態では、
（ｒ−θ−ｚ）円筒座標系での測定例を示したが、（ｘ
−ｙ−ｚ）直交座標系、球座標系等の他の座標系での測
定においても、同様の効果を期待できることは言うまで
もない。
（ｒ−θ−ｚ）円筒座標系での測定例を示したが、（ｘ
−ｙ−ｚ）直交座標系、球座標系等の他の座標系での測
定においても、同様の効果を期待できることは言うまで
もない。
【００４１】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
スポット状の検知エリアを形成する発光手段を有し、こ
の検知エリアが測定プローブの走査軌道上を先行する位
置を走査するように設定された、被測定ワークの表面の
ゴミやキズを検知するゴミ検知手段と、このゴミ検知手
段がゴミやキズを検知した際に、測定プローブの走査軌
道を前記検知位置で主走査方向と略直角方向にわずかに
ずらし、ゴミやキズと測定プローブとの遭遇を回避させ
る制御手段とを備えたので、被測定ワークの表面に存在
するゴミやキズによって測定データの異常が生じたり、
測定不能になったりするといった重大な測定障害を回避
することができるという効果を奏する。
スポット状の検知エリアを形成する発光手段を有し、こ
の検知エリアが測定プローブの走査軌道上を先行する位
置を走査するように設定された、被測定ワークの表面の
ゴミやキズを検知するゴミ検知手段と、このゴミ検知手
段がゴミやキズを検知した際に、測定プローブの走査軌
道を前記検知位置で主走査方向と略直角方向にわずかに
ずらし、ゴミやキズと測定プローブとの遭遇を回避させ
る制御手段とを備えたので、被測定ワークの表面に存在
するゴミやキズによって測定データの異常が生じたり、
測定不能になったりするといった重大な測定障害を回避
することができるという効果を奏する。
【図１】本発明の第１の実施形態を示すプローブ式３次
元形状測定装置の概略正面図
元形状測定装置の概略正面図
【図２】本発明の第２の実施形態を示すプローブ式３次
元形状測定装置の概略正面図（Ａ）と側面図（Ｂ）
元形状測定装置の概略正面図（Ａ）と側面図（Ｂ）
４ ゴミ検出ヘッド（ゴミ検知手段） ５ 測定光学ヘッド（測定プローブ） ６ 被測定ワーク １０３ Ｒ移動ステージ １０４ Ｚ移動ステージ １０５ ゴミ検出ヘッドステージ １０６ θ回転ステージ １０７ｃ ボールねじ（駆動手段） １０８ｃ 駆動モータ（駆動手段）
Claims (9)
- 【請求項１】 移動ステージ上に設置した接触若しくは
非接触の測定プローブを、被測定ワークの表面を移動さ
せて走査することにより被測定ワークの立体形状を測定
するプローブ式３次元測定装置において、 スポット状の検知エリアを形成する発光手段を有し、前
記被測定ワークの表面のゴミやキズを検知するゴミ検知
手段を備えたことを特徴とするプローブ式３次元形状測
定装置。 - 【請求項２】 前記ゴミ検知手段は、その前記検知エリ
アが、前記測定プローブの走査軌道上の先行する位置を
走査するように設定されていることを特徴とする請求項
１記載のプローブ式３次元形状測定装置。 - 【請求項３】 前記ゴミ検知手段が前記ゴミやキズを検
知した後、前記測定プローブが前記被測定ワーク上の前
記検知位置に来た際に、当該測定プローブの走査軌道を
主走査方向に対して略直交する方向にわずかにずらし、
前記ゴミやキズと測定プローブとの遭遇を回避させるよ
うに制御する制御手段を備えたことを特徴とする請求項
１、又は２記載のプローブ式３次元形状測定装置。 - 【請求項４】 前記測定プローブの走査軌道を前記検知
位置でわずかにずらす量は、当該測定プローブの前記被
測定ワーク上の有効測定径に前記ゴミ検出手段のスポッ
トの軌道トレース精度を加えた程度であることを特徴と
する請求項１、２、又は３記載のプローブ式３次元形状
測定装置。 - 【請求項５】 前記ゴミ検知手段は、前記測定プローブ
と共に前記移動ステージ上に併設されていることを特徴
とする請求項１、又は２記載のプローブ式３次元形状測
定装置。 - 【請求項６】 前記ゴミ検知手段のスポット径は、前記
測定プローブの前記被測定ワーク上の有効測定径に、前
記ゴミ検出手段のスポットの軌道トレース精度を加えた
程度の大きさであることを特徴とする請求項１、又は２
記載のプローブ式３次元形状測定装置。 - 【請求項７】 前記ゴミ検知手段は、前記移動ステージ
とは別に独立して設置されており、その検知エリアが前
記測定プローブの走査軌道上の先行する位置を走査する
ように駆動する駆動手段を備えていることを特徴とする
請求項１、又は２記載のプローブ式３次元形状測定装
置。 - 【請求項８】 前記ゴミ検知手段が前記ゴミを検知した
時に、当該ゴミを吹き飛ばす機能を有するゴミ撤去手段
を備えたことを特徴とする請求項１、又は２記載のプロ
ーブ式３次元形状測定装置。 - 【請求項９】 前記制御手段は、前記ゴミ検知手段が前
記ゴミを検知した時に、前記測定プローブ及び前記被測
定ワークの動きを一時停止させ、前記ゴミ撤去手段を駆
動しても、依然として前記ゴミ検知手段がゴミを検知し
ている場合のみ、測定プローブがゴミを回避するように
制御することを特徴とする請求項１、２、３、又は８記
載のプローブ式３次元形状測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000047779A JP2001235322A (ja) | 2000-02-24 | 2000-02-24 | プローブ式３次元形状測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000047779A JP2001235322A (ja) | 2000-02-24 | 2000-02-24 | プローブ式３次元形状測定装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001235322A true JP2001235322A (ja) | 2001-08-31 |
Family
ID=18569973
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000047779A Pending JP2001235322A (ja) | 2000-02-24 | 2000-02-24 | プローブ式３次元形状測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001235322A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007139557A (ja) * | 2005-11-17 | 2007-06-07 | Olympus Corp | 複合型顕微鏡 |
| CN108008687A (zh) * | 2016-10-31 | 2018-05-08 | 欧姆龙株式会社 | 控制***、其控制方法及计算机可读存储介质 |
| CN109387175A (zh) * | 2018-11-22 | 2019-02-26 | 中国航空工业集团公司洛阳电光设备研究所 | 一种光轴基准转换评价透镜外形轮廓的方法 |
| CN117969516A (zh) * | 2024-03-28 | 2024-05-03 | 中航捷锐(西安)光电技术有限公司 | 一种用于材料试块的光学检测装置 |
-
2000
- 2000-02-24 JP JP2000047779A patent/JP2001235322A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007139557A (ja) * | 2005-11-17 | 2007-06-07 | Olympus Corp | 複合型顕微鏡 |
| CN108008687A (zh) * | 2016-10-31 | 2018-05-08 | 欧姆龙株式会社 | 控制***、其控制方法及计算机可读存储介质 |
| CN109387175A (zh) * | 2018-11-22 | 2019-02-26 | 中国航空工业集团公司洛阳电光设备研究所 | 一种光轴基准转换评价透镜外形轮廓的方法 |
| CN117969516A (zh) * | 2024-03-28 | 2024-05-03 | 中航捷锐(西安)光电技术有限公司 | 一种用于材料试块的光学检测装置 |
| CN117969516B (zh) * | 2024-03-28 | 2024-06-11 | 中航捷锐(西安)光电技术有限公司 | 一种用于材料试块的光学检测装置 |
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