JPH071166B2 - 形状測定装置 - Google Patents
形状測定装置Info
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- JPH071166B2 JPH071166B2 JP60237575A JP23757585A JPH071166B2 JP H071166 B2 JPH071166 B2 JP H071166B2 JP 60237575 A JP60237575 A JP 60237575A JP 23757585 A JP23757585 A JP 23757585A JP H071166 B2 JPH071166 B2 JP H071166B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、形状測定方法及び装置、特に非球面レンズや
金型などの表面形状を高精度に測定する装置に関する。
金型などの表面形状を高精度に測定する装置に関する。
〔従来の技術〕 この種従来の形状測定装置は、接触式の測定子を用いて
この測定子の動きを電気的にあるいは干渉計測により測
定するものが主であるが、被検面を損傷したり、測定圧
による被検面の変形のため正確な測定ができなかったり
する欠点があった。特にこれらの点は、被検面として金
型やプラスチックレンズが選ばれる場合には大きな問題
となっていた。このため光を用いた干渉計測による非接
触の測定子が発表されている。この一例の概要を第５図
（ａ）に示す。これは、Appl.Opt.20（19）,1981 pp.33
67〜3377“Aspheric Surface Calibrator（非球面測定
機）”に記載されているもので、たて型の干渉測定系と
なっている。図示されていない干渉計からの光ビーム１
は、長焦点のレンズ２により鏡３を経て、回転軸受４に
水平に固定されたワーク５の被検面６上に集束する。鏡
３は、その反射面上の一点Ｏを通る紙面に垂直な軸のま
わりに矢印Ａのように回転できるようになっている。ワ
ーク５は、回転軸受４に水平に固定されており、その回
転対称軸のまわりに矢印Ｂのように回転できるようにな
っている。レンズ２の焦点距離は、平行に入射した光ビ
ームが被検面６上に焦点を結ぶように選ばれている。被
検面６の頂点をＰとすると、光ビーム１の収束点は鏡３
の回転と共に点Ｏを中心とする半径▲▼の円周上を
動く。距離▲▼は被検面６の近似曲率半径に選ばれ
ており、被検面６の形状はたとえば距離▲▼からの
変化として干渉計測される。またワーク５の回転と鏡３
の回転とを組合わせることにより被検面６の全面を光ビ
ームで走査することが可能となり、被検面６の全面の形
状測定が非接触式に行われる。この方式の欠点は、その
系の構成から凸面は測定できず、凹面専用となっている
ことである。これは光ビーム１の収束点の軌跡が点Ｏを
中心として▲▼を半径とする凸面を形成しているこ
とから、（入射光ビームが再び平行光として図示されて
いない干渉計の方に戻るためには）被検面６が▲▼
を近似曲率半径とする凹面に限られるためである。
この測定子の動きを電気的にあるいは干渉計測により測
定するものが主であるが、被検面を損傷したり、測定圧
による被検面の変形のため正確な測定ができなかったり
する欠点があった。特にこれらの点は、被検面として金
型やプラスチックレンズが選ばれる場合には大きな問題
となっていた。このため光を用いた干渉計測による非接
触の測定子が発表されている。この一例の概要を第５図
（ａ）に示す。これは、Appl.Opt.20（19）,1981 pp.33
67〜3377“Aspheric Surface Calibrator（非球面測定
機）”に記載されているもので、たて型の干渉測定系と
なっている。図示されていない干渉計からの光ビーム１
は、長焦点のレンズ２により鏡３を経て、回転軸受４に
水平に固定されたワーク５の被検面６上に集束する。鏡
３は、その反射面上の一点Ｏを通る紙面に垂直な軸のま
わりに矢印Ａのように回転できるようになっている。ワ
ーク５は、回転軸受４に水平に固定されており、その回
転対称軸のまわりに矢印Ｂのように回転できるようにな
っている。レンズ２の焦点距離は、平行に入射した光ビ
ームが被検面６上に焦点を結ぶように選ばれている。被
検面６の頂点をＰとすると、光ビーム１の収束点は鏡３
の回転と共に点Ｏを中心とする半径▲▼の円周上を
動く。距離▲▼は被検面６の近似曲率半径に選ばれ
ており、被検面６の形状はたとえば距離▲▼からの
変化として干渉計測される。またワーク５の回転と鏡３
の回転とを組合わせることにより被検面６の全面を光ビ
ームで走査することが可能となり、被検面６の全面の形
状測定が非接触式に行われる。この方式の欠点は、その
系の構成から凸面は測定できず、凹面専用となっている
ことである。これは光ビーム１の収束点の軌跡が点Ｏを
中心として▲▼を半径とする凸面を形成しているこ
とから、（入射光ビームが再び平行光として図示されて
いない干渉計の方に戻るためには）被検面６が▲▼
を近似曲率半径とする凹面に限られるためである。
別の例として本件出願人が先に出願した特願昭58−2055
63号（特開昭60−97205号公報参照）ではよこ型を採用
しており、その一部を第５図（ｂ）示す。これは、被検
面６をその回転対称軸のまわりに回転させると共にさら
に該被検面６の近似曲率中心Ｏを通って前記回転対称軸
に直交する軸のまわりに回転させるという被検面の走査
方式を採用している。これは、第５図（ａ）に示した被
検面６の走査方式として鏡３と被検面６とに分担させた
二つの回転を被検面６のみに負わせたものに相当する。
この方式は、原理的に凸凹両面に対応できるが、その後
の検討の結果、被検面６に二つの回転駆動を同時に施す
ことから、測定の安定性，高速性の点で不充分であるこ
とがわかった。
63号（特開昭60−97205号公報参照）ではよこ型を採用
しており、その一部を第５図（ｂ）示す。これは、被検
面６をその回転対称軸のまわりに回転させると共にさら
に該被検面６の近似曲率中心Ｏを通って前記回転対称軸
に直交する軸のまわりに回転させるという被検面の走査
方式を採用している。これは、第５図（ａ）に示した被
検面６の走査方式として鏡３と被検面６とに分担させた
二つの回転を被検面６のみに負わせたものに相当する。
この方式は、原理的に凸凹両面に対応できるが、その後
の検討の結果、被検面６に二つの回転駆動を同時に施す
ことから、測定の安定性，高速性の点で不充分であるこ
とがわかった。
本発明は、上記問題点に鑑み、種々の曲率半径の凸凹両
方の被検面に対しその前面の形状を非接触式に高精度且
つ高速に測定し得る形状測定装置を提供することを目的
とする。
方の被検面に対しその前面の形状を非接触式に高精度且
つ高速に測定し得る形状測定装置を提供することを目的
とする。
本発明の形状測定装置は、被検面をその対称軸のまわり
に回転可能に保持する回転軸受けと、二次元に移動・制
御が可能な移動台と、該移動台に装架され該移動方向と
直交する軸上で回転可能な回転テーブルと、該回転テー
ブルに装架された一軸スライドテーブルと、該スライド
テーブルに固定されていて非接触プローブを有する干渉
計と、該回転軸受けと干渉計とを前記二次元方向に直交
する方向で相対的に移動させる機構とで構成している。
に回転可能に保持する回転軸受けと、二次元に移動・制
御が可能な移動台と、該移動台に装架され該移動方向と
直交する軸上で回転可能な回転テーブルと、該回転テー
ブルに装架された一軸スライドテーブルと、該スライド
テーブルに固定されていて非接触プローブを有する干渉
計と、該回転軸受けと干渉計とを前記二次元方向に直交
する方向で相対的に移動させる機構とで構成している。
本発明の装置における形状測定方式の概念を第１図で説
明する。本方式では、たとえばよこ型とし、ワーク11を
その回転対称軸のまわり（Ｃ方向）に回転させる。一
方、非接触プローブ13を備えた干渉計14をワーク11の被
検面12の近似曲率中心Ｏを中心として上記回転対称軸を
含む平面内で矢印Ｄのように回転させる。第１図（ａ）
は凸面の測定の場合を第１図（ｂ）は凹面の測定の場合
を夫々示す。被検面12の形状は近似曲率中心Ｏを中心と
する理想球面からのずれとして干渉計測される。干渉計
14の図示されていない回転駆動系はワーク11の回転軸と
平行な方向（Ｘ方向）に移動できる機構を具備している
ものとし、また該干渉系14と該回転駆動系との相対的位
置関係を変化させ得る機構を具備しているものとする。
これら二つの機構により種々の曲率半径の凸凹両方の被
検面に対応できることが示される。たとえば第１図
（ａ）に於て、図示された凸面より大なる曲率半径を有
する被検面12を測定する場合は、干渉計14を図示されて
いない回転駆動系に対して左方いいかえると被検面12か
ら遠ざかる方向に移動した後、ワーク11を測定しようと
する被検面12を備えたワーク11に交換し、該回転駆動系
の回転軸が被検面12の近似曲率中心Ｏに一致するように
移動し、最後に干渉計14を右方いいかえると該回転駆動
系に対して被検面12に近づく方向に移動し、非接触プロ
ーブ13の先端が被検面12上にくるようにする。これで測
定の準備が完了する。同様に第１図（ｂ）の場合のよう
に種々の曲率半径の凹面にも対応できることが理解され
る。
明する。本方式では、たとえばよこ型とし、ワーク11を
その回転対称軸のまわり（Ｃ方向）に回転させる。一
方、非接触プローブ13を備えた干渉計14をワーク11の被
検面12の近似曲率中心Ｏを中心として上記回転対称軸を
含む平面内で矢印Ｄのように回転させる。第１図（ａ）
は凸面の測定の場合を第１図（ｂ）は凹面の測定の場合
を夫々示す。被検面12の形状は近似曲率中心Ｏを中心と
する理想球面からのずれとして干渉計測される。干渉計
14の図示されていない回転駆動系はワーク11の回転軸と
平行な方向（Ｘ方向）に移動できる機構を具備している
ものとし、また該干渉系14と該回転駆動系との相対的位
置関係を変化させ得る機構を具備しているものとする。
これら二つの機構により種々の曲率半径の凸凹両方の被
検面に対応できることが示される。たとえば第１図
（ａ）に於て、図示された凸面より大なる曲率半径を有
する被検面12を測定する場合は、干渉計14を図示されて
いない回転駆動系に対して左方いいかえると被検面12か
ら遠ざかる方向に移動した後、ワーク11を測定しようと
する被検面12を備えたワーク11に交換し、該回転駆動系
の回転軸が被検面12の近似曲率中心Ｏに一致するように
移動し、最後に干渉計14を右方いいかえると該回転駆動
系に対して被検面12に近づく方向に移動し、非接触プロ
ーブ13の先端が被検面12上にくるようにする。これで測
定の準備が完了する。同様に第１図（ｂ）の場合のよう
に種々の曲率半径の凹面にも対応できることが理解され
る。
この方式では、被検面12はその回転対称軸のまわりの回
転のみを行えばよいため安定な回転が保証される。これ
は測定精度の向上に重要な役割を果たす。
転のみを行えばよいため安定な回転が保証される。これ
は測定精度の向上に重要な役割を果たす。
干渉計14の回転駆動系は、ワーク11の回転軸と平行な方
向だけでなく、これと直交する紙面内の方向（Ｙ方向）
にも変化できる機構を具備しているものとする。これは
干渉計14の回転駆動系の回転軸とワーク回転軸との間の
軸ずれ補正するものである。軸ずれがあると測定値に系
統的誤差が生じ特に小口径で曲率半径の小さい被検面で
はより大きい誤差となり問題となるが、従来この影響に
対する積極的補正はなされていない。
向だけでなく、これと直交する紙面内の方向（Ｙ方向）
にも変化できる機構を具備しているものとする。これは
干渉計14の回転駆動系の回転軸とワーク回転軸との間の
軸ずれ補正するものである。軸ずれがあると測定値に系
統的誤差が生じ特に小口径で曲率半径の小さい被検面で
はより大きい誤差となり問題となるが、従来この影響に
対する積極的補正はなされていない。
例えば第１図（ｃ）に示すように被検面12の近似曲率中
心をＯとし、図示されていない干渉計の回転軸をＯ′を
通る紙面に垂直な軸とすると、ＯとＯ′の間の距離Ｅが
二つの回転軸間の軸ずれとなる。尚、図ではわかりやす
くなるために、軸ずれＥは誇張してかかれている。
心をＯとし、図示されていない干渉計の回転軸をＯ′を
通る紙面に垂直な軸とすると、ＯとＯ′の間の距離Ｅが
二つの回転軸間の軸ずれとなる。尚、図ではわかりやす
くなるために、軸ずれＥは誇張してかかれている。
干渉計のＯ′のまわりの回転角をθとし、被検面上の一
点をＰとするとき、測定値には概略▲▼−▲
▼の系統的測定誤差が生ずる。いいかえると約Esinθの
誤差が生ずる。Ｅをたとえば５μｍとしθを45゜とする
と、θ＝45゜のところで約3.5μｍの系統的誤差を生ず
る。これは測定の正確さの点で問題となる。しかし、通
常軸ずれＥを数ミクロン以内に収めるのは困難で、測定
値から軸ずれＥを算出し、干渉計の回転駆動系をＥだけ
機械的に補正するか又は計算で測定値を補正するかの手
法がとられる。後者の場合でも軸ずれＥができるだけ小
さい方が補正の精度は良いので、できるだけ機械的に補
正することが望ましく、リアルタイムで容易に行えるこ
とが必要となる。第１図（ａ），（ｂ）に於て干渉計14
の回転駆動系がこの種の移動制御機構を具備しているこ
とが必要であるのはこのためである。
点をＰとするとき、測定値には概略▲▼−▲
▼の系統的測定誤差が生ずる。いいかえると約Esinθの
誤差が生ずる。Ｅをたとえば５μｍとしθを45゜とする
と、θ＝45゜のところで約3.5μｍの系統的誤差を生ず
る。これは測定の正確さの点で問題となる。しかし、通
常軸ずれＥを数ミクロン以内に収めるのは困難で、測定
値から軸ずれＥを算出し、干渉計の回転駆動系をＥだけ
機械的に補正するか又は計算で測定値を補正するかの手
法がとられる。後者の場合でも軸ずれＥができるだけ小
さい方が補正の精度は良いので、できるだけ機械的に補
正することが望ましく、リアルタイムで容易に行えるこ
とが必要となる。第１図（ａ），（ｂ）に於て干渉計14
の回転駆動系がこの種の移動制御機構を具備しているこ
とが必要であるのはこのためである。
また、第１図（ｃ）に於いて干渉計の回転中心軸Ｏ″と
さらに被検面12の回転対称軸に平行に だけずれた場合にはこれに対応する系統的誤差が生ずる
が、このこの補正は前記干渉計14の回転駆動系のワーク
回転軸に平行な移動機構で行うことができる。
さらに被検面12の回転対称軸に平行に だけずれた場合にはこれに対応する系統的誤差が生ずる
が、このこの補正は前記干渉計14の回転駆動系のワーク
回転軸に平行な移動機構で行うことができる。
第２図に本発明の形状測装置の一実施例を示す。ワーク
11は図示されていない測定装置本体に装架された回転軸
受15に取付けられている。非接触プローブ13を備えた干
渉計14は一軸スライドテーブル16に固定され、該一軸ス
ライドテーブル16はロータリーテーブル17に装架されて
いる。また該ロータリーテーブル17は二次元に移動・制
御可能なNCテーブル18に装架されている。該NCテーブル
18は図示されていない測定装置本体に装架されている。
11は図示されていない測定装置本体に装架された回転軸
受15に取付けられている。非接触プローブ13を備えた干
渉計14は一軸スライドテーブル16に固定され、該一軸ス
ライドテーブル16はロータリーテーブル17に装架されて
いる。また該ロータリーテーブル17は二次元に移動・制
御可能なNCテーブル18に装架されている。該NCテーブル
18は図示されていない測定装置本体に装架されている。
次に各部の作用を説明する。ワーク11は回転軸受15によ
りワーク回転軸19の回りに回転させることができる。回
転軸受15は高さ方向に微調整できる図示されていない機
構を具備することができる。これは、たとえば三軸制御
の可能なNC加工機のＺ軸の回転軸受15を装架することに
より可能である。非接触プローブ13はオートフォーカス
機能を有しており、常に非接触プローブ13の先端が被検
面12上にくるように自動制御されている。一軸スライド
テーブル16は干渉計14のロータリーテーブル17との相対
的位置を変化させることができる。これにより、非接触
プローブ13の可動範囲内に被検面12がくるようにでき
る。ロータリーテーブル17はロータリーテーブル回転軸
20のまわりに回転することが可能で、一軸スライドテー
ブル16を介して干渉計14を被検面12の近似曲率中心Ｏの
まわりに回転させることができる。NCテーブル18は、ロ
ータリーテーブル回転軸20を被検面の近似曲率中心Ｏの
位置に移動させる機能を有する。さらにワーク回転軸19
とロータリーテーブル回転軸20との間の紙面に直交する
方向での軸ずれを修正するために、NCテーブル18は紙面
と直交する方向の移動・制御が可能となっている。
りワーク回転軸19の回りに回転させることができる。回
転軸受15は高さ方向に微調整できる図示されていない機
構を具備することができる。これは、たとえば三軸制御
の可能なNC加工機のＺ軸の回転軸受15を装架することに
より可能である。非接触プローブ13はオートフォーカス
機能を有しており、常に非接触プローブ13の先端が被検
面12上にくるように自動制御されている。一軸スライド
テーブル16は干渉計14のロータリーテーブル17との相対
的位置を変化させることができる。これにより、非接触
プローブ13の可動範囲内に被検面12がくるようにでき
る。ロータリーテーブル17はロータリーテーブル回転軸
20のまわりに回転することが可能で、一軸スライドテー
ブル16を介して干渉計14を被検面12の近似曲率中心Ｏの
まわりに回転させることができる。NCテーブル18は、ロ
ータリーテーブル回転軸20を被検面の近似曲率中心Ｏの
位置に移動させる機能を有する。さらにワーク回転軸19
とロータリーテーブル回転軸20との間の紙面に直交する
方向での軸ずれを修正するために、NCテーブル18は紙面
と直交する方向の移動・制御が可能となっている。
回転軸受15およびロータリーテーブル17は空気軸受など
の高精度の軸受を用いることができる。非接触プローブ
13は第３図に示すように光収束性素子21を具備した可動
子22とこれを無摩擦に摺動可能に保持する軸受部23と可
動子22を駆動する駆動部24から構成されている。駆動部
24はコイルと磁石による電磁力を用いることができる。
可動子22は光ビーム25が透過しそれの被検面12での反射
光を反射する半透鏡26と焦点検出回路27とより得られる
誤差信号により駆動部24を介してワーク11に対して一定
の位置にオートフォーカスされる。これらは公知の技術
の組合せにより達成される。第２図の干渉計14として
は、通常の二光束干渉計や特開昭60−97205号公報に開
示した複合型の干渉計などを用いることができる。
の高精度の軸受を用いることができる。非接触プローブ
13は第３図に示すように光収束性素子21を具備した可動
子22とこれを無摩擦に摺動可能に保持する軸受部23と可
動子22を駆動する駆動部24から構成されている。駆動部
24はコイルと磁石による電磁力を用いることができる。
可動子22は光ビーム25が透過しそれの被検面12での反射
光を反射する半透鏡26と焦点検出回路27とより得られる
誤差信号により駆動部24を介してワーク11に対して一定
の位置にオートフォーカスされる。これらは公知の技術
の組合せにより達成される。第２図の干渉計14として
は、通常の二光束干渉計や特開昭60−97205号公報に開
示した複合型の干渉計などを用いることができる。
また、被検面12として非球面レンズ面等を対象とする場
合には、第４図に示す傾き角補正機構が必要となる。こ
れは特開昭60−97205号公報に既に開示されたもので、
干渉計14,移動直角プリズム28,固定プリズム29,30,光収
束性素子21から構成されている。干渉計14から発した二
光束干渉計の参照光ビームと対をなす他方の光ビームは
移動直角プリズム28,固定プリズム29,30を経て光集束性
素子21により被検面12上に収束される。該被検面12とし
ては簡単のために平面を仮定した。実際は非球面などの
曲面であるから、この平面は曲面上のある点での接線を
表すと考えることができる。被検面12が実線で示したよ
うに入射光ビームに対し垂直であれば、反射光ビームは
入射した経路を逆行し、干渉計14で参照光ビームと重な
って干渉縞を形成する。しかし、非球面などのように入
射光ビームに対し垂直から傾いている場合には反射光ビ
ーム31のようになり、光ビーム25に対し横ずれした光ビ
ームとなる。このため参照光ビームとの重なり具合が不
良となり、良好な干渉信号が得られにくくなる。このた
め傾き角に対して補正が必要となる。この方法は移動直
角プリズム28たとえば矢印Ｆの方向に移動させることに
よって達成される。移動後の光ビーム25の経路を点線で
示すと、適当量の移動の後被検面12に垂直に入射させる
ことが可能である。この時は反射光ビーム31と光ビーム
25とは一致し、可視度のよい干渉縞が得られる。
合には、第４図に示す傾き角補正機構が必要となる。こ
れは特開昭60−97205号公報に既に開示されたもので、
干渉計14,移動直角プリズム28,固定プリズム29,30,光収
束性素子21から構成されている。干渉計14から発した二
光束干渉計の参照光ビームと対をなす他方の光ビームは
移動直角プリズム28,固定プリズム29,30を経て光集束性
素子21により被検面12上に収束される。該被検面12とし
ては簡単のために平面を仮定した。実際は非球面などの
曲面であるから、この平面は曲面上のある点での接線を
表すと考えることができる。被検面12が実線で示したよ
うに入射光ビームに対し垂直であれば、反射光ビームは
入射した経路を逆行し、干渉計14で参照光ビームと重な
って干渉縞を形成する。しかし、非球面などのように入
射光ビームに対し垂直から傾いている場合には反射光ビ
ーム31のようになり、光ビーム25に対し横ずれした光ビ
ームとなる。このため参照光ビームとの重なり具合が不
良となり、良好な干渉信号が得られにくくなる。このた
め傾き角に対して補正が必要となる。この方法は移動直
角プリズム28たとえば矢印Ｆの方向に移動させることに
よって達成される。移動後の光ビーム25の経路を点線で
示すと、適当量の移動の後被検面12に垂直に入射させる
ことが可能である。この時は反射光ビーム31と光ビーム
25とは一致し、可視度のよい干渉縞が得られる。
次に測定の手順を示す。第２図に於いて干渉計14を一軸
スライドテーブル16により左方に移動させておき、ワー
ク11を回転軸受15に取付け、NCテーブル18を移動させ、
ロータリーテーブル17の回転軸20を被検面12の近似曲率
中心Ｏに一致させる。次に干渉計14を一軸スライドテー
ブル16を介して被検面12の方向に移動させ、非接触プロ
ーブ13の動作範囲内に被検面12がくるようにする。これ
で測定の準備が完了する。測定の際はワーク11をワーク
回転軸19のまわりに回転させながらロータリーテーブル
17をロータリーテーブル回転軸20のまわりに回転させる
ことにより干渉計14を被検面12の近似曲率中心Ｏのまわ
りに回転させる。被検面12の形状は、第１図で説明した
ように、該被検面12の近似曲率中心Ｏを中心とする理想
球面からのずれ量として干渉計測される。
スライドテーブル16により左方に移動させておき、ワー
ク11を回転軸受15に取付け、NCテーブル18を移動させ、
ロータリーテーブル17の回転軸20を被検面12の近似曲率
中心Ｏに一致させる。次に干渉計14を一軸スライドテー
ブル16を介して被検面12の方向に移動させ、非接触プロ
ーブ13の動作範囲内に被検面12がくるようにする。これ
で測定の準備が完了する。測定の際はワーク11をワーク
回転軸19のまわりに回転させながらロータリーテーブル
17をロータリーテーブル回転軸20のまわりに回転させる
ことにより干渉計14を被検面12の近似曲率中心Ｏのまわ
りに回転させる。被検面12の形状は、第１図で説明した
ように、該被検面12の近似曲率中心Ｏを中心とする理想
球面からのずれ量として干渉計測される。
この測定装置をよこ型とした利点は、第２図においてロ
ータリーテーブル17として高精度のエアー軸受けを用い
た場合、この重量はたとえば120kgとなり、これを水平
に保持し二次元に駆動する方が安定であり、低速で回転
する場合の偏荷重の点でも有利であることである。
ータリーテーブル17として高精度のエアー軸受けを用い
た場合、この重量はたとえば120kgとなり、これを水平
に保持し二次元に駆動する方が安定であり、低速で回転
する場合の偏荷重の点でも有利であることである。
この実施例の特徴は、 （１） 種々の曲率半径の凸凹両面に対応できる。特に
小さい曲率半径の深いＲのものに有効である。
小さい曲率半径の深いＲのものに有効である。
（２） 被検面12を走査するための二つの回転が被検面
12と干渉計14とに分担されているため、安定な回転が期
待でき、測定を安定させ且つ高速にし得る。
12と干渉計14とに分担されているため、安定な回転が期
待でき、測定を安定させ且つ高速にし得る。
（３） 非接触式に測定できる。このため被検面12の変
形による不正確さや測定による損傷などを防止できる。
形による不正確さや測定による損傷などを防止できる。
（４） 軸ずれを修正できる。従って、測定系による系
統的誤差を軽減できる。
統的誤差を軽減できる。
（５） よこ型の装置としているため、ロータリーテー
ブル17の安定な回転，移動が可能となっており、測定精
度が向上する。
ブル17の安定な回転，移動が可能となっており、測定精
度が向上する。
以上の説明では装置をよこ型としたが、技術が進展し新
しいタイプのロータリーテーブル17などが開発されれ
ば、たて型としても可能である。いいかえると、軽量で
高精度の回転を保証するロータリーテーブル17が開発さ
れれば、第２図の配置の状態で90゜回転した状態即ちロ
ータリーテーブル17の回転軸20についていえば水平にな
った状態で垂直になったNCテーブル18に保持させること
も可能となろう。
しいタイプのロータリーテーブル17などが開発されれ
ば、たて型としても可能である。いいかえると、軽量で
高精度の回転を保証するロータリーテーブル17が開発さ
れれば、第２図の配置の状態で90゜回転した状態即ちロ
ータリーテーブル17の回転軸20についていえば水平にな
った状態で垂直になったNCテーブル18に保持させること
も可能となろう。
また第２図では回転軸受15が上下に移動可能な機構を介
して測定装置本体に保持されているとしたが、回転軸受
15は測定装置本体に直接装架して代わりに干渉計14の方
が上下移動制御可能に一軸スライドテーブル16に保持さ
れているようにしてもよいことはもちろんである。
して測定装置本体に保持されているとしたが、回転軸受
15は測定装置本体に直接装架して代わりに干渉計14の方
が上下移動制御可能に一軸スライドテーブル16に保持さ
れているようにしてもよいことはもちろんである。
本発明の形状測定装置によれば、非球面レンズ，金型な
どの種々の曲率半径の凸凹両面にたいしその全体の形状
を非接触式に高精度且つ高速に測定することができる。
また、被検面を走査するための二つの回転につき回転軸
間のずれ補正する機構を具備することにより、測定形系
の系統的誤差を軽減することができる。
どの種々の曲率半径の凸凹両面にたいしその全体の形状
を非接触式に高精度且つ高速に測定することができる。
また、被検面を走査するための二つの回転につき回転軸
間のずれ補正する機構を具備することにより、測定形系
の系統的誤差を軽減することができる。
第１図は本発明の形状測定方式の概念を示す図、第２図
は本発明の形状測定装置の一実施例の概略図、第３図は
上記実施例の非接触プローブの断面図、第４図は上記実
施例の傾き角補正機構の概略図、第５図は従来の形状測
定装置の概略図である。 11……ワーク、12……被検面、13……非接触プローブ、
14……干渉計、15……回転軸受、16……一軸スライドテ
ーブル、17……ロータリーテーブル、18……NCテーブ
ル、19……ワーク回転軸、20……ロータリーテーブル回
転軸。
は本発明の形状測定装置の一実施例の概略図、第３図は
上記実施例の非接触プローブの断面図、第４図は上記実
施例の傾き角補正機構の概略図、第５図は従来の形状測
定装置の概略図である。 11……ワーク、12……被検面、13……非接触プローブ、
14……干渉計、15……回転軸受、16……一軸スライドテ
ーブル、17……ロータリーテーブル、18……NCテーブ
ル、19……ワーク回転軸、20……ロータリーテーブル回
転軸。
Claims (1)
- 【請求項１】被検面をその回転対称軸のまわりに回転可
能に保持する回転軸受けと、二次元に移動・制御が可能
な移動台と、該移動台に装架され該移動方向と直交する
軸上で回転可能な回転テーブルと、該回転テーブルに装
架された一軸スライドテーブルと、該スライドテーブル
に固定されていて被検面に光ビームを発射する非接触プ
ローブを有する干渉計と、該回転軸受けと干渉計とを前
記二次元方向に直交する方向で相対的に移動させる機構
とを備えていることを特徴とする形状測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60237575A JPH071166B2 (ja) | 1985-10-25 | 1985-10-25 | 形状測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60237575A JPH071166B2 (ja) | 1985-10-25 | 1985-10-25 | 形状測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6298205A JPS6298205A (ja) | 1987-05-07 |
| JPH071166B2 true JPH071166B2 (ja) | 1995-01-11 |
Family
ID=17017346
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60237575A Expired - Fee Related JPH071166B2 (ja) | 1985-10-25 | 1985-10-25 | 形状測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH071166B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011033490A (ja) * | 2009-08-03 | 2011-02-17 | Osaka Univ | 回転対称形状の超精密形状測定方法及びその装置 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2541966B2 (ja) * | 1987-03-13 | 1996-10-09 | キヤノン株式会社 | 面形状測定装置 |
| JP2013057688A (ja) * | 2012-12-25 | 2013-03-28 | Olympus Corp | 形状測定方法及び形状測定装置 |
-
1985
- 1985-10-25 JP JP60237575A patent/JPH071166B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011033490A (ja) * | 2009-08-03 | 2011-02-17 | Osaka Univ | 回転対称形状の超精密形状測定方法及びその装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6298205A (ja) | 1987-05-07 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |