JP2015094756A - 計測装置、および物品の製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の第1実施形態の計測装置1について、図1を参照しながら説明する。第1実施形態の計測装置1は、明部と暗部とが周期的に変化するパターンが投影された被検物6を撮像し、被検物6の形状に応じて生じる当該パターンの変形量を検出することにより被検物6の形状を求めるパターン投影法(パターン投影型の三角測量)を採用する。パターン投影法には、例えば、位相シフト法や空間コード化法など、被検物6の形状を計測するための幾つかの方法がある。なかでも位相シフト法は、正弦波パターンが投影された被検物6を正弦波パターンの位相を一定の角度ずつずらしながら撮像し、撮像した画像の各画素における受光強度の変化に基づいて被検物の形状を求める方法であり、高い計測精度を有する。第1実施形態では、位相シフト法を用いて被検物6の形状を計測する方法について説明する。第1実施形態の計測装置1は、投影光学系と撮像光学系との少なくとも一部を共通化した光学系4を用いており、輻輳角αを生じさせるために、光学系4から射出されたパターン光を偏向する偏向部5を設けている。これにより、計測装置の計測レンジおよび視野を広げることと計測装置を小型化することを両立させるとともに、輻輳角αでもって被検物の形状を高精度に計測することができる。以下に、第1実施形態の計測装置1の構成について説明する。
本発明の第2実施形態の計測装置について、図4を参照しながら説明する。第2実施形態の計測装置は、第1実施形態の計測装置1と比較して、偏向部5の構成が異なっており、偏向素子として偏光回折格子5cが用いられている。ここで、第2実施形態の計測装置は、第1実施形態の計測装置1と比較して偏向部5以外の装置構成が同様であるため、偏向部5以外の装置構成についての説明は省略する。
本発明の実施形態における物品の製造方法は、例えば、金属部品や光学素子等の物品を製造する際に用いられる。本実施形態の物品の製造方法は、上記の計測装置を用いて被検物の形状を計測する工程と、かかる工程における計測結果に基づいて被検物を加工する工程とを含む。例えば、被検物の形状を計測装置を用いて計測し、その計測結果に基づいて、被検物の形状が設計値になるように当該被検物を加工(製造)する。本実施形態の物品の製造方法は、計測装置により高精度に被検物の形状を計測できるため、従来の方法に比べて、物品の性能・品質・生産性・生産コストの少なくとも1つにおいて有利である。
Claims (12)
- 被検物の形状を計測する計測装置であって、
パターン光を射出する射出部と、
前記射出部から射出された前記パターン光を前記被検物に照射する光学系と、
前記光学系から射出された光を偏向する偏向部と、
前記パターン光が照射された前記被検物を前記光学系を介して撮像する撮像部と、
前記撮像部により撮像された前記被検物の画像に基づいて前記被検物の形状を決定する処理部と、
を含み、
前記偏向部は、入射する光の偏光状態によって偏向方向が異なる偏向素子を含む、ことを特徴とする計測装置。 - 前記偏向素子は偏光プリズムを含む、ことを特徴とする請求項1に記載の計測装置。
- 前記偏向素子は、偏光回折格子を含む、ことを特徴とする請求項1に記載の計測装置。
- 前記光学系は、前記被検物の表面で反射された前記パターン光のうち、前記光学系の光軸と平行な方向に反射された光を通過させる開口絞りを含む、ことを特徴とする請求項1乃至3のうちいずれか1項に記載の計測装置。
- 前記射出部から射出された前記パターン光を前記光学系に導くとともに、前記被検物の表面で反射され、前記光学系を通過した前記パターン光を前記撮像部に導く偏光ビームスプリッタを更に含む、ことを特徴とする請求項1乃至4のうちいずれか1項に記載の計測装置。
- 前記光学系の光軸と平行な方向に前記偏向素子を駆動する第1駆動部を更に含む、ことを特徴とする請求項1乃至5のうちいずれか1項に記載の計測装置。
- 前記光学系の光軸周りに前記偏向素子を回転させる第2駆動部を更に含む、ことを特徴とする請求項1乃至6のうちいずれか1項に記載の計測装置。
- 前記射出部は、光源と、前記光源から射出された光を前記パターン光に変換する変換素子とを含む、ことを特徴とする請求項1乃至7のうちいずれか1項に記載の計測装置。
- 前記変換素子は、光透過部分と遮光部分とが交互に配置されたパターンを有するマスク、液晶素子およびデジタルミラーデバイスのうち少なくとも1つを含む、ことを特徴とする請求項8に記載の計測装置。
- 前記偏向部は、前記偏向素子の光射出側に配置された波長板を含む、ことを特徴とする請求項1乃至9のうちいずれか1項に記載の計測装置。
- 前記偏光状態は偏光方位である、ことを特徴とする請求項1乃至10のうちいずれか1項に記載の計測装置。
- 請求項1乃至11のうちいずれか1項に記載の計測装置を用いて被検物の形状を計測する工程と、
前記工程における計測結果に基づいて前記被検物を加工する工程と、
を含む、ことを特徴とする物品の製造方法。
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