JP2014159961A - 形状計測方法、形状計測装置、プログラム及び記録媒体 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】被検面が被検光の光軸に沿って参照球面に対して相対的に走査した際の各走査位置において被検光と参照光とを干渉させた干渉縞を撮像した撮像画像を取得するステップS3と、各撮像画像について撮像画像中の干渉縞において疎となる輪帯領域をそれぞれ抽出し、各輪帯領域における干渉縞の位相分布を算出するステップS4と、被検光の光軸を中心とする円の周方向に沿って向きと大きさが共に変化しないずれ成分を、取得した各撮像画像に含まれる干渉縞を解析して求めるステップS5と、校正器を走査して取得した各撮像画像から校正器の特徴点の位置を算出し、算出位置と実位置との誤差分に基づき、円周方向に沿って向きと大きさのうち少なくとも一方が変化する歪み成分を算出するステップS12と、ずれ成分及び歪み成分により補正した形状データを算出するステップS13〜S15よりなる。
【選択図】図3
Description
図1は、本発明の第1実施形態に係る形状計測装置の概略構成を示す模式図である。形状計測装置100は、走査型干渉計400と、撮像部であるデジタルカメラ(以下、「カメラ」という)440と、コンピュータを構成する制御装置450とを備えている。なお、被検物W1は、レンズ等の光学素子であり、被検物W1の被検面W1aは、レンズ等の光学素子の表面である。被検面W1aは、軸対称に非球面状に形成されたものである。カメラ440は、CCDイメージセンサ又はCMOSイメージセンサ等の撮像素子を有し、撮像により撮像画像を生成する、デジタルスチルカメラである。
次に、本発明の第2実施形態に係る形状計測装置の動作について説明する。本第2実施形態における形状計測装置の構成は、図1に示した上記第1実施形態の形状計測装置100の構成と同様である。図8は、本発明の第2実施形態に係る形状計測装置による形状計測方法を示すフローチャートである。図9は、本発明の第2実施形態に係る形状計測に用いられる被検物の正面図である。
本第3実施形態においても表面形状装置の構成は、図1に示す上記第1実施形態の形状計測装置100と同様の構成であるが、制御装置450のCPU451による動作、即ち、プログラム457が上記第1実施形態と異なる。
Claims (12)
- 球面波の被検光を非球面状の被検面に照射し、前記被検面が前記被検光の光軸に沿って前記被検面に対向する参照球面に対して相対的に走査して、前記被検面にて反射した前記被検光と前記参照球面にて反射した参照光とを干渉させたときに発生する干渉縞の位相データに基づき、前記被検面の形状データを演算部により求める形状計測方法において、
前記演算部が、前記被検面を前記被検光の光軸に沿って前記参照球面に対して相対的に走査した際の各走査位置において前記被検光と前記参照光とを干渉させた干渉縞を撮像部により撮像した撮像画像を、前記撮像部から取得する画像取得工程と、
前記演算部が、前記画像取得工程にて取得した各撮像画像について、撮像画像中の干渉縞において疎となる輪帯領域をそれぞれ抽出し、各輪帯領域における干渉縞の位相分布を算出する位相分布算出工程と、
前記演算部が、前記被検光の光軸を中心とする円の周方向に沿って向きと大きさが共に変化しないずれ成分を、前記画像取得工程にて取得した各撮像画像に含まれる干渉縞を解析して求めるずれ成分解析工程と、
前記演算部が、複数の特徴点を有する校正器を前記参照球面に対して相対的に走査した際の各走査位置において前記校正器からの反射光と前記参照球面からの反射光との干渉縞を前記撮像部により撮像した撮像画像を、前記撮像部から取得する校正器画像取得工程と、
前記演算部が、前記校正器画像取得工程にて取得した各撮像画像から前記各特徴点の位置を算出する特徴点位置算出工程と、
前記演算部が、前記各特徴点の算出位置と前記各特徴点の実位置との誤差分を算出する誤差分算出工程と、
前記演算部が、前記被検光の光軸を中心とする円の周方向に沿って向き及び大きさのうち少なくとも一方が変化する歪み成分を、前記誤差分に基づき算出する歪み成分算出工程と、
前記演算部が、前記ずれ成分及び前記歪み成分で補正された形状データを算出する形状データ算出工程と、を備えたことを特徴とする形状計測方法。 - 前記歪み成分算出工程では、前記演算部が、前記歪み成分に対応する関数を含むフィッティング関数を、前記誤差分にフィッティングし、フィッティング後の前記フィッティング関数から前記歪み成分を算出することを特徴とする請求項1に記載の形状計測方法。
- 前記ずれ成分解析工程では、前記演算部が、前記各位相分布の中心軸の基準点からのずれ量を前記ずれ成分として算出することを特徴とする請求項1又は2に記載の形状計測方法。
- 球面波の被検光を非球面状の被検面に照射し、前記被検面が前記被検光の光軸に沿って前記被検面に対向する参照球面に対して相対的に走査して、前記被検面にて反射した前記被検光と前記参照球面にて反射した参照光とを干渉させたときに発生する干渉縞の位相データに基づき、前記被検面の形状データを演算部により求める形状計測方法において、
前記被検面の光学有効領域以外の領域には、前記被検面の光軸からの距離が一定の位置に複数の特徴点からなる特徴点群が設けられており、
前記演算部が、前記被検面を前記被検光の光軸に沿って前記参照球面に対して相対的に走査した際の各走査位置において前記被検光と前記参照光とを干渉させた干渉縞を撮像部により撮像した撮像画像を、前記撮像部から取得する画像取得工程と、
前記演算部が、前記画像取得工程にて取得した各撮像画像について、撮像画像中の干渉縞において疎となる輪帯領域をそれぞれ抽出し、各輪帯領域における干渉縞の位相分布を算出する位相分布算出工程と、
前記演算部が、前記被検光の光軸を中心とする円の周方向に沿って向きと大きさが共に変化しないずれ成分を、前記画像取得工程にて取得した各撮像画像に含まれる干渉縞を解析して求めるずれ成分解析工程と、
前記演算部が、前記画像取得工程にて取得した各撮像画像から前記各特徴点の位置を算出する特徴点群算出工程と、
前記演算部が、前記複数の特徴点の算出位置のうち、1つの特徴点の算出位置に対する他の特徴点の算出位置の相対位置を求める相対位置算出工程と、
前記演算部が、前記相対位置算出工程で算出した相対位置と実際の相対位置との誤差分を算出する相対誤差分算出工程と、
前記演算部が、前記被検光の光軸を中心とする円の周方向に沿って向き及び大きさのうち少なくとも一方が変化する歪み成分を、前記誤差分に基づき算出する歪み成分算出工程と、
前記演算部が、前記ずれ成分及び前記歪み成分で補正された形状データを算出する形状データ算出工程と、を備えたことを特徴とする形状計測方法。 - 前記歪み成分算出工程では、前記演算部が、前記歪み成分に対応する関数を含むフィッティング関数を、前記誤差分にフィッティングし、フィッティング後の前記フィッティング関数から前記歪み成分を算出することを特徴とする請求項4に記載の形状計測方法。
- 前記ずれ成分解析工程では、前記演算部が、前記特徴点群算出工程にて算出した前記各特徴点の算出位置を前記歪み成分算出工程で算出した前記歪み成分で補正して得られた前記各特徴点の算出位置に基づいて、前記ずれ成分を算出することを特徴とする請求項4又は5に記載の形状計測方法。
- 前記画像取得工程では、前記演算部が、前記被検面の光軸まわりに前記被検面の回転位置を変えて複数回実施した際に前記各走査位置において前記撮像部により撮像された撮像画像を取得することを特徴とする請求項4乃至6のいずれか1項に記載の形状計測方法。
- 前記被検面の光学有効領域以外の領域には、前記被検面の光軸からの距離が異なるように、前記特徴点群が複数設けられていることを特徴とする請求項4乃至7のいずれか1項に記載の形状計測方法。
- 非球面状の被検面の形状を測定する形状計測装置において、
レーザ光源と、
参照球面を有し、前記レーザ光源から発振されたレーザ光を球面波の被検光として前記被検面に照射し、前記被検面にて反射した前記被検光と前記参照球面にて反射した参照光とを干渉させた干渉縞を発生させるフィゾーレンズと、
前記被検面を、前記被検光の光軸に沿って前記参照球面に対して相対的に走査する走査部と、
前記フィゾーレンズからの干渉縞を撮像する撮像部と、
干渉縞の位相データに基づき前記被検面の形状データを求める演算部と、を備え、
前記演算部は、
前記被検面を前記被検光の光軸に沿って前記参照球面に対して相対的に走査した際の各走査位置において前記撮像部により撮像された撮像画像を、前記撮像部から取得する画像取得処理と、
前記画像取得処理にて取得した各撮像画像について、撮像画像中の干渉縞において疎となる輪帯領域をそれぞれ抽出し、各輪帯領域における干渉縞の位相分布を算出する位相分布算出処理と、
前記被検光の光軸を中心とする円の周方向に沿って向きと大きさが共に変化しないずれ成分を、前記画像取得処理で取得した各撮像画像に含まれる干渉縞を解析して求めるずれ成分解析処理と、
複数の特徴点を有する校正器を前記参照球面に対して相対的に走査した際の各走査位置において前記校正器からの反射光と前記参照球面からの反射光との干渉縞を前記撮像部により撮像した撮像画像を、前記撮像部から取得する校正器画像取得処理と、
前記校正器画像取得処理にて取得した各撮像画像から前記各特徴点の位置を算出する特徴点位置算出処理と、
前記各特徴点の算出位置と前記各特徴点の実位置との誤差分を算出する誤差分算出処理と、
前記被検光の光軸を中心とする円の周方向に沿って向き及び大きさのうち少なくとも一方が変化する歪み成分を、前記誤差分に基づき算出する歪み成分算出処理と、
前記ずれ成分及び前記歪み成分で補正された形状データを算出する形状データ算出処理と、を実行することを特徴とする形状計測装置。 - 非球面状の被検面の形状を測定する形状計測装置において、
レーザ光源と、
参照球面を有し、前記レーザ光源から発振されたレーザ光を球面波の被検光として前記被検面に照射し、前記被検面にて反射した前記被検光と前記参照球面にて反射した参照光とを干渉させた干渉縞を発生させるフィゾーレンズと、
前記被検面を、前記被検光の光軸に沿って前記参照球面に対して相対的に走査する走査部と、
前記フィゾーレンズからの干渉縞を撮像する撮像部と、
干渉縞の位相データに基づき前記被検面の形状データを求める演算部と、を備え、
前記被検面の光学有効領域以外の領域には、前記被検面の光軸からの距離が一定の位置に複数の特徴点からなる特徴点群が設けられており、
前記演算部は、
前記被検面を前記被検光の光軸に沿って前記参照球面に対して相対的に走査した際の各走査位置において前記撮像部により撮像された撮像画像を、前記撮像部から取得する画像取得処理と、
前記画像取得処理にて取得した各撮像画像について、撮像画像中の干渉縞において疎となる輪帯領域をそれぞれ抽出し、各輪帯領域における干渉縞の位相分布を算出する位相分布算出処理と、
前記被検光の光軸を中心とする円の周方向に沿って向きと大きさが共に変化しないずれ成分を、前記画像取得処理にて取得した各撮像画像に含まれる干渉縞を解析して求めるずれ成分解析処理と、
前記画像取得処理にて取得した各撮像画像から前記各特徴点の位置を算出する特徴点群算出処理と、
前記複数の特徴点の算出位置のうち、1つの特徴点の算出位置に対する他の特徴点の算出位置の相対位置を求める相対位置算出処理と、
前記相対位置算出処理で算出した相対位置と実際の相対位置との誤差分を算出する相対誤差分算出処理と、
前記被検光の光軸を中心とする円の周方向に沿って向き及び大きさのうち少なくとも一方が変化する歪み成分を、前記誤差分に基づき算出する歪み成分算出処理と、
前記ずれ成分及び前記歪み成分で補正された形状データを算出する形状データ算出処理と、を実行することを特徴とする形状計測装置。 - コンピュータに、請求項1乃至8のいずれか1項に記載の形状計測方法の各工程を実行させるためのプログラム。
- 請求項11に記載のプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
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JP2010060366A (ja) * | 2008-09-02 | 2010-03-18 | Canon Inc | 計測方法、光学素子の製造方法、基準原器及び計測装置 |
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