JP6054134B2 - 超精密形状測定装置 - Google Patents
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Description
この法線ベクトル追跡型超精密形状測定方法は、測定系からレーザ光を被測定物体の被測定面に照射し、その点での反射光と入射光との光軸が重なるように、測定系と被測定物の位置と角度を微調整し、測定系と被測定物の基準位置からの位置と角度の偏差から被測定物表面の測定点における法線ベクトルを測定し、この法線ベクトルから被測定物の形状を算出する方法である。
レーザ光を被測定物の被測定面に照射し、計測点での反射光の光軸と入射光の光軸が重なったときの前記計測点における法線ベクトルに基づいて前記被測定物の形状を測定する法線ベクトル追跡型超精密形状測定装置であって、
ベッドと、
前記ベッド上に設置され、レーザ測定系と被測定物との距離を設定するY軸方向に延びる案内面を有するベースと、
前記ベッド上に設置された門形フレームと、
前記ベース上にY軸方向に移動自在に設置され、制御軸Y軸を有するスライドと、
前記スライド上に設置され、前記被測定物を鉛直軸回りに回転させる回転運動の制御軸C1軸を有するC1軸回転装置と、
前記C1軸回転装置の上に第1のブラケットを介して水平な姿勢で支持され、前記被測定物を前記Y軸と水平面上で直交するX軸回りに回転させる回転運動の制御軸A1を有し、前記被測定物を前記C1軸の回転中心線と前記A1軸の回転中心線の交点の回転中心に保持する被測定物回転装置と、
前記門形フレームの横桁に設置され、前記レーザ測定系の構成されたレーザヘッドを鉛直軸回りに回転させる制御軸C2を有するC2軸回転装置と、
前記レーザヘッドを前記X軸回りに回転させる制御軸A2を有し、前記C2軸回転装置から垂設された第2のブラケットを介して水平な姿勢で支持され、前記C2軸の回転中心線と前記A2軸の回転中心線の交点の回転中心に前記レーザヘッドを保持するレーザヘッド回転装置と、
を具備したことを特徴とするものである。
本実施形態による超精密形状測定装置の構成を説明する前に、特許文献1に記載されている法線ベクトル追跡型超精密形状測定法の原理について図7に基づき説明する。
被測定物回転装置30とレーザヘッド回転装置48は、X軸と平行にかつY軸方向に間隔をあけるようにして配置されている。被測定物回転装置30のA1軸の回転中心線とレーザヘッド回転装置48のA2軸の回転中心線は同一平面上にある。
図6に示されるように、被測定物回転装置30は被測定物WをA1軸回りに任意の角度βで回転させることができる。また、C1軸回転装置20は、被測定物WをC1軸回りに任意の角度αで回転されることができる。これらのA1軸とC1軸によって、図1と同様に試料系の回転軸2軸が構成されている。
まず、図6において、C1軸、A1軸による被測定物Wの回転運動と、C2軸、A2軸によるレーザヘッド46の回転運動により、被測定物Wの表面上における測定基準点P0への入射光とその点での反射光とが同一光軸上に重なるように調整する。このとき、測定基準点P0における法線ベクトルの方向は、レーザ光の光軸方向であるY軸に一致している。また、Y軸上に被測定物Wの回転中心が設定される。最初の測定基準点P0は原点(0,0,0)となる。そして、光路長Lと、測定基準点A0と被測定物Wの回転中心のずれ量Ryを別の測定器を用いて測定しておく。
Claims (5)
- レーザ光を被測定物の被測定面に照射し、計測点での反射光の光軸と入射光の光軸が重なったときの前記計測点における法線ベクトルに基づいて前記被測定物の形状を測定する法線ベクトル追跡型超精密形状測定装置であって、
ベッドと、
前記ベッド上に設置され、レーザ測定系と被測定物との距離を設定するY軸方向に延びる案内面を有するベースと、
前記ベッド上に設置された門形フレームと、
前記ベース上にY軸方向に移動自在に設置され、制御軸Y軸を有するスライドと、
前記スライド上に設置され、前記被測定物を鉛直軸回りに回転させる回転運動の制御軸C1軸を有するC1軸回転装置と、
前記C1軸回転装置の上に第1のブラケットを介して水平な姿勢で支持され、前記被測定物を前記Y軸と水平面上で直交するX軸回りに回転させる回転運動の制御軸A1を有し、前記被測定物を前記C1軸の回転中心線と前記A1軸の回転中心線の交点の回転中心に保持する被測定物回転装置と、
前記門形フレームの横桁に設置され、前記レーザ測定系の構成されたレーザヘッドを鉛直軸回りに回転させる制御軸C2を有するC2軸回転装置と、
前記レーザヘッドを前記X軸回りに回転させる制御軸A2を有し、前記C2軸回転装置から垂設された第2のブラケットを介して水平な姿勢で支持され、前記C2軸の回転中心線と前記A2軸の回転中心線の交点の回転中心に前記レーザヘッドを保持するレーザヘッド回転装置と、
を具備したことを特徴とする超精密形状測定装置。 - 前記第1のブラケットは、前記被測定物回転装置を水平な姿勢で保持する鉛直部を有するL字形ブラケットからなり、前記第2のブラケットは、レーザヘッド回転装置を水平な姿勢で保持する鉛直部を有するL字形ブラケットからなり、前記各鉛直部の内側面同士が向き合うように配置し、前記被測定物回転装置の先端に位置する前記被測定物と前記レーザヘッド回転装置の先端に保持されたレーザヘッドとが、各回転中心を同一高さにしてY軸方向に距離をとって対峙し合うようにそれぞれ前記L字形ブラケットにより支持したことを特徴とする請求項1に記載の超精密形状測定装置。
- 前記第1のブラケットは、前記C1軸回転装置上に設置されたサドル上に前記X軸方向に移動自在に搭載され、制御軸X軸を有するX軸テーブルに取り付けられたことを特徴とする請求項1または2に記載の超精密形状測定装置。
- 前記第1のブラケットには、前記被測定物回転装置の重量とバランスするカウンターウェイトを取り付け、前記第2のブラケットには、前記レーザヘッド回転装置とバランスするカウンターウェイトを取り付けたことを特徴とする請求項2に記載の超精密形状測定装置。
- 前記ベッドは、床から伝わる振動を遮断する複数のダンパ装置を介して支持されたことを特徴とする請求項1に記載の超精密形状測定装置。
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JP2012229852A JP6054134B2 (ja) | 2012-10-17 | 2012-10-17 | 超精密形状測定装置 |
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JP2012229852A JP6054134B2 (ja) | 2012-10-17 | 2012-10-17 | 超精密形状測定装置 |
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JP2014081299A JP2014081299A (ja) | 2014-05-08 |
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JP2012229852A Active JP6054134B2 (ja) | 2012-10-17 | 2012-10-17 | 超精密形状測定装置 |
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2012
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