JP2015064241A - 形状測定方法、形状測定装置 - Google Patents
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Abstract
Description
測定が難しい大開角レンズを測定するために有用な技術として、スティッチングと呼ばれる測定方法(スティッチング測定)が知られている。代表的なスティッチング測定の手順は、次の通りである。まず、被測定物を複数の異なる姿勢に変えられる傾斜治具に設置する。
被測定物における複数の部分測定データ及び前記部分測定データに対応する傾きのデータを取得する工程と、複数の前記部分測定データ同士の相対的な傾きが小さくなる方向に前記部分測定データを移動する工程と、複数の前記部分測定データ同士の相対的な傾きが、予め定められた閾値以下となるように前記部分測定データ同士の姿勢を保ちつつ、前記部分測定データに共通する参照式との差が小さくなるように部分測定データをフィッティングする工程と、フィッティングした後に前記部分測定データをつなぎ合わせて、前記被測定面の形状を計算する工程と、を備える形状測定方法である。
図1は、本発明の第一実施例に係わる状態遷移図((a)〜(f))および測定工程における被測定物の配置を示す概略図1(g)である。
B=T[α、β]A
と表すことができる。
Bn=TAn[−Qn、0]An
として計算する。これにより、2つの基準球が基準軸(たとえばX軸)に平行になるような状態に回転移動する。座標変換行列のシフトパラメータはゼロとしているが、他の値に設定しても良い。
図1(f)に模式的に示したように、測定したふたつの部分測定データに共通する参照式Dを用いて部分測定データBnをあてはめるフィッティングを行う。フィッティングの結果として、フィッティング後の部分測定データCnが得られる。座標変換行列TBnもフィッティングの結果として定まる。フィッティングにより、最もよくあてはまる状態を計算するために、参照式Dと部分測定データCnの差の大きさを表す評価関数Hを定義する。最も簡単には、最小二乗和を用いると良い。本実施例では、次のように定義する。
図4は、本発明の第二実施例に係わる形状測定装置の構成図である。傾斜治具11や土台10は、第一実施例と同じである。レーザーユニット13から平行光2を照射する。平行光2は、光学素子12に入射し、測定光3に変換される。測定光3は被測定面1aに反射し、再び光学素子12に入射し、平行光2に変換される。ビームスプリッター14で光路が変更され、カメラ15に入射する。カメラ15で画像を保存する。画像を解析することで、被測定面1aの形状を測定する。干渉方式であれば、参照面12aで参照光を反射する。被測定面からの反射光と参照面からの反射光を干渉させた時に生じる干渉縞画像から形状を測定する。シャックハルトマン方式であれば、被測定面からの反射光を、不図示のマイクロレンズアレイを通して、スポットを生成し、そのスポットの位置の画像を保存する。そして、予め保存してある参照形状のスポットの位置の画像と比較して、被測定面の形状を測定する。
B1、B2 外部基準による移動後の部分測定データ
C1、C2 フィッティングによる移動後の部分測定データ
D 参照式
TA1、TA2 外部基準による座標変換行列
Tb1、Tb2 フィッティングによる座標変換行列
1 被測定物
1a 被測定面
10 傾斜治具
Claims (10)
- 複数の部分測定データをつなぎあわせることで被測定面の形状を計測する形状測定方法であって、
被測定物における複数の部分測定データ及び前記部分測定データに対応する傾きのデータを取得する工程と、
複数の前記部分測定データ同士の相対的な傾きが小さくなる方向に前記部分測定データを移動する工程と、
複数の前記部分測定データ同士の相対的な傾きが、予め定められた閾値以下となるように前記部分測定データ同士の姿勢を保ちつつ、前記部分測定データに共通する参照式との差が小さくなるように部分測定データをフィッティングする工程と、
フィッティングした後に前記部分測定データをつなぎ合わせて、前記被測定面の形状を計算する工程と、を備える形状測定方法。 - 前記部分測定データを取得した際の前記被測定物の位置姿勢にて、前記被測定物に対して位置が固定された基準体を測定することで前記部分測定データに対応する傾きのデータを取得する請求項1に記載の形状測定方法。
- 前記部分測定データを取得した際の前記被測定物の位置姿勢における前記被測定物を設置している治具の角度情報から、前記傾きのデータを取得する請求項1に記載の形状測定方法。
- 被測定物を設置している治具に、前記被測定物の代わりに基準体を設置し、基準体を測定することで、前記傾きのデータを取得する請求項3に記載の形状測定方法。
- 傾きのデータは、チルトパラメータである請求項1から4いずれか一項記載の形状測定方法。
- 部分測定データをフィッティングする工程において、隣り合う前記部分測定データのチルトパラメータを連成してフィッティングすることを特徴とする請求項5記載の形状測定方法。
- 前記部分測定データに対応する傾きのデータは、部分測定データを取得した際の被測定物の位置姿勢にて、被測定物を固定する固定治冶具に設けられた複数の基準球の位置を計測して得られた基準球の位置データから算出されることを特徴とする請求項1〜6のいずれか一項記載の形状測定方法。
- コンピュータに、請求項1〜7のいずれか一項記載の各工程を実行させるプログラム。
- 請求項8記載のプログラムを記録した記録媒体。
- 被測定面の形状を計測する形状測定装置であって、
接触式あるいは光学式の形状計測部と、
被測定物における複数の部分測定データ及び前記部分測定データに対応する傾きのデータを取得する工程と、複数の前記部分測定データ同士の相対的な傾きが、それぞれの前記部分測定データに対応する前記傾きのデータを用いて予め定められた閾値以下となるように前記部分測定データ同士の姿勢を保ちつつ、前記部分測定データに共通する参照式との差が小さくなるように部分測定データをフィッティングする工程と、フィッティングした後に前記部分測定データをつなぎ合わせて、前記被測定面の形状を計算する工程と、
を実行する制御部と、
を備える形状測定装置。
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