JPH1038556A - Shape measuring device - Google Patents
Shape measuring deviceInfo
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- JPH1038556A JPH1038556A JP8189462A JP18946296A JPH1038556A JP H1038556 A JPH1038556 A JP H1038556A JP 8189462 A JP8189462 A JP 8189462A JP 18946296 A JP18946296 A JP 18946296A JP H1038556 A JPH1038556 A JP H1038556A
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- spherical
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、接触式のプローブ
を用い、回転させた被測定物に接触させたプローブの運
動を介して被測定物の形状を測定する形状測定装置に関
する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a shape measuring device for measuring the shape of a measured object by using a contact type probe and moving the probe in contact with a rotated measured object.
【０００２】[0002]
【従来の技術】回転させた被測定物にプローブの先端を
接触させ、プローブの運動を介して被測定物の表面形状
を計測する形状測定装置が知られている。図６におい
て、１０１はプローブ、１Ｂはプローブ１０１の先端に
固定されたルビー球、１０３は被測定物２が載置される
測定台、１０４は測定台１０３を回転可能に支持するエ
アースピンドルである。2. Description of the Related Art There is known a shape measuring apparatus for measuring the surface shape of an object to be measured through the movement of the probe by bringing the tip of a probe into contact with the object to be rotated. In FIG. 6, 101 is a probe, 1B is a ruby ball fixed to the tip of the probe 101, 103 is a measuring table on which the DUT 2 is mounted, and 104 is an air spindle that rotatably supports the measuring table 103. .
【０００３】この形状測定装置では、被測定物２にルビ
ー球１Ｂを接触させた状態で測定台１０３を回転させ、
そのときのプローブ１０１の上下方向の運動を捉えるこ
とにより被測定物２の表面形状を算出する。したがって
ルビー球１Ｂを被測定物２上で走査することにより、走
査面全体について被測定物２の形状を測定することがで
きる。In this shape measuring apparatus, the measuring table 103 is rotated while the ruby ball 1B is in contact with the object 2 to be measured.
The surface shape of the DUT 2 is calculated by capturing the vertical movement of the probe 101 at that time. Therefore, by scanning the ruby ball 1B on the DUT 2, the shape of the DUT 2 can be measured on the entire scanning surface.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】上述の形状測定装置で
は、測定台１０３を回転させながらプローブ１０１を走
査して被測定物２の形状を測定する都合上、測定台１０
３の回転軸Ｘ１を正確に把握し、この回転軸上にルビー
球１Ｂを走査する際の原点を設定する必要がある。測定
台１０３の回転軸を正確に把握できないと、被測定物２
上の測定座標が実際のものとずれて設定されるため、被
測定物２の形状を正確に測定することができない。In the above-mentioned shape measuring apparatus, the measuring table 10 is measured because the probe 101 is scanned while rotating the measuring table 103 to measure the shape of the object 2 to be measured.
It is necessary to accurately grasp the rotation axis X1 of No. 3 and to set the origin when scanning the ruby ball 1B on this rotation axis. If the rotation axis of the measuring table 103 cannot be accurately grasped,
Since the above measurement coordinates are set differently from the actual coordinates, the shape of the DUT 2 cannot be measured accurately.
【０００５】図７は、従来の形状測定装置において基準
点を回転軸上に設定するためのプローブ位置の原点出し
（初期設定）の方法を示している。図７に示すように、
測定台１０３の中央部には測定台１０３の回転軸を軸心
とする、例えば円柱形状の孔１０３ａが形成されてお
り、この孔１０３ａの上に真球２００を載置するが、円
柱の軸心と回転軸とが一致しているので、真球２００の
中心は回転軸上に設定される。次にプローブ１０１をＺ
軸方向に移動させて真球２００とルビー球１Ｂとを接近
させた後、拡大鏡３００，４００によりＸ軸およびＹ軸
の両方向から真球２００およびルビー球１Ｂを観察し、
プローブ１０１をＸＹ方向に移動させて真球２００の球
心とルビー球１の球心とのＸＹ座標を一致させる。この
ような操作によってルビー球１Ｂの中心と測定台の回転
軸とを一致させることができるので、この状態を基準と
してプローブ１０１を走査する。FIG. 7 shows a method of finding the origin of a probe position (initial setting) for setting a reference point on a rotation axis in a conventional shape measuring apparatus. As shown in FIG.
At the center of the measuring table 103, for example, a columnar hole 103a having the axis of rotation of the measuring table 103 as an axis is formed, and the true sphere 200 is placed on the hole 103a. Since the center coincides with the rotation axis, the center of the true sphere 200 is set on the rotation axis. Next, set the probe 101 to Z
After the true sphere 200 and the ruby ball 1B are moved closer to each other by moving in the axial direction, the true sphere 200 and the ruby ball 1B are observed from both directions of the X axis and the Y axis by the magnifiers 300 and 400.
By moving the probe 101 in the XY directions, the XY coordinates of the spherical center of the true sphere 200 and the spherical center of the ruby ball 1 are made to coincide. Since the center of the ruby ball 1B and the rotation axis of the measuring table can be matched by such an operation, the probe 101 is scanned based on this state.
【０００６】しかしながら、上述のプローブ１０１の原
点出し作業では目視による調整に頼っているため、原点
出しの精度が充分ではなく、また原点出しの作業に長時
間を要するという問題がある。However, since the above-described operation for finding the origin of the probe 101 relies on visual adjustment, there is a problem that the accuracy of the origin finding is not sufficient and that the operation for finding the origin requires a long time.
【０００７】本発明の目的は、高精度なプローブの位置
の原点出しを短時間で行うことができる形状測定装置を
提供することにある。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a shape measuring apparatus capable of performing a highly accurate search for the origin of a probe position in a short time.
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】一実施の形態を示す図１
〜図４に対応づけて説明すると、請求項１に記載の発明
は、被測定物２が設置される回転可能に設けられた測定
台３と、測定台３により回転された被測定物２の表面に
接触可能に設けられた一定の曲率半径を有する反射体１
Ａと、被測定物２に接触した反射体１Ａの運動を計測す
る計測手段と、測定台３の回転軸上に球心３１が位置す
るように球面状の基準反射面３０を取り付ける基準反射
面取付部３ｂと、基準反射面取付部３ｂに取り付けられ
た基準反射面３０に対し垂直な光を照射し、基準反射面
３０の球心３１と互いに共役な共役点３２に焦点を形成
する光学系１０とを備え、基準反射面取付部３ｂから基
準反射面３０を除去した状態において共役点３２と同一
点に焦点を形成するように反射体１Ａを位置させ、その
時の反射体１Ａの位置を基準として反射体１Ａにより被
測定物２の表面を走査することにより上述の目的が達成
される。FIG. 1 shows an embodiment of the present invention.
4, the invention according to claim 1 includes a rotatable measurement table 3 on which the object 2 is installed, and an object 2 rotated by the measurement table 3. Reflector 1 having a constant radius of curvature provided so as to be able to contact the surface
A, a measuring means for measuring the movement of the reflector 1A in contact with the device under test 2, and a reference reflecting surface to which a spherical reference reflecting surface 30 is attached so that the spherical center 31 is positioned on the rotation axis of the measuring table 3. An optical system that irradiates perpendicular light to the mounting portion 3b and the reference reflecting surface 30 mounted on the reference reflecting surface mounting portion 3b, and forms a focal point at a conjugate point 32 conjugate with the spherical center 31 of the reference reflecting surface 30. 10, the reflector 1A is positioned so as to form a focal point at the same point as the conjugate point 32 in a state where the reference reflecting surface 30 is removed from the reference reflecting surface mounting portion 3b, and the position of the reflector 1A at that time is used as a reference. The above object is achieved by scanning the surface of the device under test 2 with the reflector 1A.
【０００９】なお、本発明の構成を説明する上記課題を
解決するための手段の項では、本発明を分かり易くする
ために発明の実施の形態の図を用いたが、これにより本
発明が実施の形態に限定されるものではない。In the meantime, in the section of the means for solving the above-mentioned problem which explains the constitution of the present invention, the drawings of the embodiments of the present invention are used in order to make the present invention easy to understand. However, the present invention is not limited to this.
【００１０】[0010]
【発明の実施の形態】以下、図１〜図４を用いて本発明
による形状測定装置の一実施の形態について説明する。
図１において、１はＸＹＺ方向に移動可能に設けられた
プローブ、１Ａはプローブ１の先端に取り付けられたル
ビー球、２は被測定物、３は被測定物２が載置される測
定台、４は測定台３を回転可能に支持するエアースピン
ドル、５は測定台３の上面を切削加工するためのバイト
である。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of a shape measuring apparatus according to the present invention will be described below with reference to FIGS.
In FIG. 1, 1 is a probe provided so as to be movable in XYZ directions, 1A is a ruby ball attached to the tip of the probe 1, 2 is an object to be measured, 3 is a measuring table on which the object 2 is placed, Reference numeral 4 denotes an air spindle for rotatably supporting the measuring table 3, and reference numeral 5 denotes a cutting tool for cutting the upper surface of the measuring table 3.
【００１１】図１（ｂ）に示すように、測定台３には略
円柱形状の開口３ａが形成され、開口３ａの開口端部に
はバイト９を押し当てて切削加工された切欠部３ｂが形
成されている。切欠部３ｂは測定台３を回転させながら
切削により形成されたものであり、測定台３の回転軸に
対する偏心が排除されている。As shown in FIG. 1B, a substantially cylindrical opening 3a is formed in the measuring table 3, and a notch 3b cut by pressing a cutting tool 9 is formed at the opening end of the opening 3a. Is formed. The notch 3b is formed by cutting while rotating the measuring table 3, and the eccentricity of the measuring table 3 with respect to the rotation axis is eliminated.
【００１２】図１において、１０はプローブ１の原点出
しを行うための光学系である。光学系１０はレーザダイ
オード１１と、コリメータレンズ１２と、ハーフミラー
１３と、対物レンズ１４と、結像レンズ１５と、ＣＣＤ
カメラ１６とを備える。２０はＣＣＤカメラ１６の撮像
を映し出すモニタである。In FIG. 1, reference numeral 10 denotes an optical system for finding the origin of the probe 1. The optical system 10 includes a laser diode 11, a collimator lens 12, a half mirror 13, an objective lens 14, an imaging lens 15, a CCD
And a camera 16. Reference numeral 20 denotes a monitor that displays an image captured by the CCD camera 16.
【００１３】図３に示すように、本実施の形態の形状測
定装置により被測定物２の形状測定を行うに際して、最
初にプローブ１の原点出しを行う必要がある（ステップ
Ｓ１）。プローブ１の原点出しは、プローブ１の先端の
ルビー球１Ａを測定台３の回転軸上に設定する作業であ
り、回転軸上にルビー球１Ａがある時の状態を原点とし
てプローブ１の座標を設定する。これにより、被測定物
２の正確な形状測定が可能となる。As shown in FIG. 3, when measuring the shape of the DUT 2 by the shape measuring apparatus of the present embodiment, it is necessary to first determine the origin of the probe 1 (step S1). Determining the origin of the probe 1 is an operation of setting the ruby ball 1A at the tip of the probe 1 on the rotation axis of the measuring table 3, and setting the coordinates of the probe 1 with the state when the ruby ball 1A is on the rotation axis as the origin. Set. Accordingly, accurate shape measurement of the device under test 2 can be performed.
【００１４】＜プローブの偏心出し＞以下、図４に即し
て、本実施の形態の形状測定装置におけるプローブ１の
原点出しについて説明する。まず、図２（ｂ）に示すよ
うに測定台３の開口３ａに球面レンズ３０を落とし込
み、球面レンズ３０を切欠部３ｂで支持する（ステップ
Ｓ１）。上述のように、切欠部３ｂは測定台３の回転軸
に対する偏心が排除されているので、球面レンズ３０の
球面（図２（ｂ）において下面）の球心が回転軸上に位
置する。<Eccentricity of Probe> Hereinafter, with reference to FIG. 4, the origin of the probe 1 in the shape measuring apparatus according to the present embodiment will be described. First, as shown in FIG. 2B, the spherical lens 30 is dropped into the opening 3a of the measuring table 3, and the spherical lens 30 is supported by the notch 3b (step S1). As described above, since the eccentricity of the notch 3b with respect to the rotation axis of the measuring table 3 is eliminated, the spherical center (the lower surface in FIG. 2B) of the spherical lens 30 is located on the rotation axis.
【００１５】レーザダイオード１１を発光させると、図
２（ａ）に示すように、レーザダイオード１１から射出
された光はコリメータレンズ１２により平行光に変換さ
れる。この平行光はハーフミラー１３を透過した後、対
物レンズ１４により集光され球面レンズ３０を照射す
る。球面レンズ３０を照射した光の一部は球面レンズ３
０により反射され、再度対物レンズ１４を通過した後、
ハーフミラー１３により折り曲げられ、結像レンズ１５
によりＣＣＤカメラ１６のＣＣＤ１６ａ上に結像され
る。ＣＣＤカメラ１６の撮像はモニタ２０により表示さ
れる（ステップＳ２）。When the laser diode 11 emits light, the light emitted from the laser diode 11 is converted into parallel light by the collimator lens 12, as shown in FIG. After passing through the half mirror 13, the parallel light is condensed by the objective lens 14 and irradiates the spherical lens 30. Part of the light illuminating the spherical lens 30 is
After being reflected by 0 and passing through the objective lens 14 again,
The image forming lens 15 is bent by the half mirror 13.
Thus, an image is formed on the CCD 16a of the CCD camera 16. The image captured by the CCD camera 16 is displayed on the monitor 20 (step S2).
【００１６】レーザダイオード１１から光を照射したま
ま、光学系１０全体をＺ軸方向に移動させることによ
り、ＣＣＤ１６ａに焦点を形成させ、モニタ２０上の結
像光を点像とすることができる（ステップＳ３）。この
ようにモニタ２０の映像が点像になるのは、球面レンズ
３０への入射光が球面レンズ３０の球面の球心３１へ向
っているときである。ＣＣＤ１６ａはこのときの反射像
の結像位置に配置されており、ＣＣＤ１６ａ上の焦点は
球心３１と互いに共役な共役点３２である。モニタ２０
上の点像の位置は、例えばモニタ２０のディスプレイ上
のＸＹ座標として特定され、例えばディスプレイ上に重
畳して表示される電子ライン等を用いて記憶される（ス
テップＳ１４）。By moving the entire optical system 10 in the Z-axis direction while irradiating light from the laser diode 11, a focal point is formed on the CCD 16a, and the image-forming light on the monitor 20 can be made into a point image ( Step S3). The image on the monitor 20 becomes a point image when the light incident on the spherical lens 30 is directed to the spherical center 31 of the spherical surface of the spherical lens 30. The CCD 16a is arranged at the image forming position of the reflection image at this time, and the focal point on the CCD 16a is a conjugate point 32 conjugate with the spherical center 31. Monitor 20
The position of the upper point image is specified, for example, as XY coordinates on the display of the monitor 20, and is stored using, for example, an electronic line displayed superimposed on the display (step S14).
【００１７】次に、球面レンズ３０を測定台３から取り
外した後（ステップＳ１５）、光学系１０を固定したま
まプローブ１をＸＹＺ方向に移動させ、対物レンズ１４
から射出される光をルビー球１Ａに照射する（ステップ
Ｓ１６）。そして記憶装置に記憶されたルビー球１Ａの
反射像（点像）のＸＹ座標と同一点での点像となるよう
に、プローブ１の位置を調整する（ステップＳ１７）。
このときルビー球１Ａに照射される光はルビー球１Ａの
球心に向う光となっているので、ルビー球１Ａの球心は
球心３１があった位置と一致していることになる。した
がって、このときルビー球１Ａの球心が測定台３の回転
軸上に位置しているので、このときのプローブ１のＸ座
標を不図示の記憶装置に測定原点として記憶する。ま
た、このときのプローブ１のＹ座標をゼロとする（ステ
ップＳ１８）。なお、一旦、原点出しを行った後はＹ座
標を固定した状態、すなわちＹ＝０の状態を保持して後
述する測定をする。Next, after removing the spherical lens 30 from the measuring table 3 (step S15), the probe 1 is moved in the XYZ directions while the optical system 10 is fixed, and the objective lens 14 is moved.
Irradiates the ruby ball 1A with the light emitted from the sphere (step S16). Then, the position of the probe 1 is adjusted so that the reflection image (point image) of the ruby sphere 1A stored in the storage device becomes a point image at the same point as the XY coordinates (step S17).
At this time, the light applied to the ruby ball 1A is directed toward the ball center of the ruby ball 1A, so that the ball center of the ruby ball 1A matches the position where the ball center 31 was located. Therefore, at this time, since the ball center of the ruby ball 1A is located on the rotation axis of the measuring table 3, the X coordinate of the probe 1 at this time is stored as a measurement origin in a storage device (not shown). The Y coordinate of the probe 1 at this time is set to zero (step S18). It should be noted that, once the origin is set, the state where the Y coordinate is fixed, that is, the state of Y = 0 is held, and the measurement described later is performed.
【００１８】＜被測定物の形状測定＞プローブ１の原点
出し終了後、被測定物２の形状測定に移行する（図３の
ステップＳ２およびステップＳ３）。球面レンズ３０に
代えて被測定物２を測定台３に設置し（図３のステップ
Ｓ２）、図１に示す位置からプローブ１を下降させてル
ビー球１Ａを被測定物２に接触させた後、エアースピン
ドル４により測定台３を回転させる。プローブ１はＺ方
向にのみ移動可能とされ、しかもルビー球１Ａは被測定
物２に接触した状態を保持するように支持されているの
で、測定台３に載置されて回転する被測定物２の形状に
合せてプローブ１が上下方向（Ｚ軸方向）に運動する。
プローブのＸＹ座標は、上述の原点出しにより求められ
た測定原点を基準として制御され、被測定物２上の所望
の範囲をルビー球１Ａにより走査することができる。プ
ローブ１のＸ座標は、Ｙ＝０を満たす平面内、すなわち
原点を通る平面内において選択される。<Measurement of Shape of Object to be Measured> After completion of the search for the origin of the probe 1, the flow proceeds to shape measurement of the object to be measured 2 (steps S2 and S3 in FIG. 3). After the DUT 2 is set on the measuring table 3 in place of the spherical lens 30 (Step S2 in FIG. 3), the probe 1 is lowered from the position shown in FIG. The measuring table 3 is rotated by the air spindle 4. The probe 1 can be moved only in the Z direction, and the ruby ball 1A is supported so as to maintain the state of contact with the object 2, so that the object 2 which is mounted on the measuring table 3 and rotates. The probe 1 moves up and down (in the Z-axis direction) according to the shape of.
The XY coordinates of the probe are controlled with reference to the measurement origin obtained by the above-described origin search, and a desired range on the DUT 2 can be scanned by the ruby ball 1A. The X coordinate of the probe 1 is selected in a plane satisfying Y = 0, that is, in a plane passing through the origin.
【００１９】測定台３の回転を止めた状態で、プローブ
１をＹ＝０を満たす平面内の任意のＸ座標に設定し、プ
ローブ１を降下させてルビー球１Ａを被測定物に接触さ
せた後、測定台３の回転動作を開始すると、ルビー球１
Ａにより被測定物２が同心円状に走査される。プローブ
１のＺ方向の運動は不図示の計測装置（例えば圧電素
子）により計測され、その計測値（Ｚ座標）はルビー球
１ＡのＸ座標および測定台３の回転角θと関連付けられ
たデータとなる。Ｘ座標を順次ずらしながら測定を行う
ことにより、ルビー球１Ａが走査された範囲で被測定物
２の表面形状が２次元的に測定される。With the rotation of the measuring table 3 stopped, the probe 1 was set to an arbitrary X coordinate in a plane satisfying Y = 0, the probe 1 was lowered, and the ruby ball 1A was brought into contact with the object to be measured. After that, when the rotation operation of the measuring table 3 is started, the ruby ball 1
A scans the device under test 2 concentrically. The movement of the probe 1 in the Z direction is measured by a measuring device (for example, a piezoelectric element) (not shown), and the measured value (Z coordinate) is obtained by using data associated with the X coordinate of the ruby ball 1A and the rotation angle θ of the measuring table 3. Become. By performing the measurement while sequentially shifting the X coordinate, the surface shape of the DUT 2 is two-dimensionally measured in a range where the ruby sphere 1A is scanned.
【００２０】なお、例えば被測定物２の球面（凸面）を
測定する場合には、切欠部３ｂに接触するように球面を
設定することにより、球面についての偏心を排除するこ
とができる。切欠部３ｂにより偏心を排除できないよう
な形状の被測定物２の場合には、バイト９により測定台
３を切削し、切削部分が被測定物２と接触するように測
定台３を適当な形状に加工すればよい。例えば凹面の測
定を行う場合には、測定台の外周部を切削し、凹面が切
削部と接触するようにすればよい。For example, when measuring the spherical surface (convex surface) of the device under test 2, the eccentricity of the spherical surface can be eliminated by setting the spherical surface so as to be in contact with the notch 3b. In the case of the DUT 2 having such a shape that the eccentricity cannot be eliminated by the notch 3b, the measurement table 3 is cut by the cutting tool 9 and the measurement table 3 is appropriately shaped so that the cut portion comes into contact with the DUT 2. It is sufficient to process it. For example, when measuring a concave surface, the outer peripheral portion of the measuring table may be cut so that the concave surface contacts the cut portion.
【００２１】このように、回転する被測定物２の表面を
ルビー球１Ａにより走査することで被測定物２の表面形
状を測定することができるが、上述のプローブ１の原点
出しにより、ルビー球１Ａが回転軸上に位置するときの
プローブ１の位置を原点に定めているので、被測定物２
上の任意の位置が２次元座標（Ｘ座標および回転角θ）
を介して正確に把握される。As described above, the surface shape of the object 2 can be measured by scanning the surface of the rotating object 2 with the ruby sphere 1A. Since the position of the probe 1 when the probe 1A is located on the rotation axis is determined as the origin, the DUT 2
Arbitrary position above is two-dimensional coordinate (X coordinate and rotation angle θ)
Is accurately grasped via
【００２２】以上のように、本実施の形態では、直接的
な目視に頼らないプローブ１の原点出しを可能としてい
るので、プローブ１の原点出しを正確に、かつ短時間で
行うことができる。As described above, in the present embodiment, since the origin of the probe 1 can be determined without relying on direct visual observation, the origin of the probe 1 can be accurately determined in a short time.
【００２３】本実施の形態では、プローブ１の先端にル
ビー球１Ａを取り付けるようにしているが、ルビーに代
えてサファイアや各種の金属等を使用してもよい。ま
た、本実施の形態では、光学系１０の光源としてレーザ
ダイオード１１を用いているが、レーザダイオードに代
えてガスレーザ、固体レーザ、ＬＥＤあるいはランプ等
を用いることもできる。さらに点像を得るための検出器
としてＣＣＤカメラ１６に代えて、撮影管等を使用して
もよい。さらに、球面レンズ３０の設定を測定台３に形
成した切欠部３ｂを利用して行い、これにより球面レン
ズ３０の偏心を排除するようにしているが、球面レンズ
３０の偏心を除去する方法として他の種々の方法を用い
ることができる。例えば、球面レンズ３０をＸＹＺ方向
に移動させる移動機構を使用し、この移動機構を介して
球面レンズ３０を測定台３に対して取り付け、測定台３
を回転させたときの球面レンズ３０の反射像の振れが無
くなるような位置に球面レンズ３０を移動させるように
してもよい。In the present embodiment, the ruby ball 1A is attached to the tip of the probe 1, but sapphire, various metals or the like may be used instead of ruby. In this embodiment, the laser diode 11 is used as the light source of the optical system 10, but a gas laser, a solid-state laser, an LED, a lamp, or the like may be used instead of the laser diode. Further, a photographing tube or the like may be used instead of the CCD camera 16 as a detector for obtaining a point image. Further, the setting of the spherical lens 30 is performed by using the notch 3b formed in the measuring table 3, thereby eliminating the eccentricity of the spherical lens 30. However, as another method for removing the eccentricity of the spherical lens 30, Can be used. For example, a moving mechanism for moving the spherical lens 30 in the XYZ directions is used, and the spherical lens 30 is attached to the measuring table 3 via the moving mechanism, and the measuring table 3
The spherical lens 30 may be moved to a position at which the shake of the reflected image of the spherical lens 30 when the lens is rotated is eliminated.
【００２４】本実施の形態では、球面レンズ３０の球心
３１の位置およびルビー球１Ａの球心の位置をモニタ３
０のディスプレイ上での点像の座標として把握している
が、別の方法、例えば画像処理等により点像の位置を座
標データとして算出するようにしてもよい。In the present embodiment, the position of the spherical center 31 of the spherical lens 30 and the position of the spherical center of the ruby ball 1A are monitored by the monitor 3.
Although the position of the point image is known as the coordinates of the point image on the display of 0, the position of the point image may be calculated as coordinate data by another method, for example, image processing or the like.
【００２５】−変形例− 球面レンズ（凸レンズ）３０に代えて凹レンズを用いて
もよい。図５に示すように、凹レンズ（球面レンズ）４
０を不図示の移動機構によりＸＹＺ方向に移動可能と
し、凹レンズ４０の球心４１を測定台３の回転中心軸上
に位置させる。このときの凹レンズ４０の球心４１がモ
ニタ２０のディスプレイ上の点像の位置を介して記憶さ
れるので、球心４１にルビー球１Ａの中心を一致させる
ことが可能となり、上述の実施の形態と同様、プローブ
１の原点出しを行うことができる。なお、球心４１を回
転軸上に位置させるに際しては、例えば、測定台３を回
転させたときの球面レンズ４０のモニタ２０上の反射像
の振れが無くなるような位置に、球面レンズ４０を移動
させればよい。-Modifications- Instead of the spherical lens (convex lens) 30, a concave lens may be used. As shown in FIG. 5, a concave lens (spherical lens) 4
0 is made movable in the XYZ directions by a moving mechanism (not shown), and the spherical center 41 of the concave lens 40 is positioned on the rotation center axis of the measuring table 3. Since the spherical center 41 of the concave lens 40 at this time is stored via the position of the point image on the display of the monitor 20, it is possible to match the center of the ruby ball 1A with the spherical center 41, as described in the above-described embodiment. Similarly to the above, the origin of the probe 1 can be determined. When the spherical center 41 is positioned on the rotation axis, for example, the spherical lens 40 is moved to a position where the reflected image on the monitor 20 of the spherical lens 40 when the measuring table 3 is rotated is eliminated. It should be done.
【００２６】[0026]
【発明の効果】本発明によれば、基準反射面取付部に取
り付けられた基準反射面に対し垂直な光を照射し、基準
反射面の球心と互いに共役な共役点に焦点を形成する光
学系を備えるので、高精度の原点出しを短時間で行うこ
とができる。According to the present invention, an optical system which irradiates light perpendicular to a reference reflecting surface attached to a reference reflecting surface mounting portion and forms a focal point at a conjugate point mutually conjugate with a spherical center of the reference reflecting surface. Since the system is provided, high-precision origin search can be performed in a short time.
【図１】本発明による形状測定装置の一実施の形態を示
す図であり、（ａ）は全体図、（ｂ）は測定台３の断面
図。FIG. 1 is a view showing one embodiment of a shape measuring apparatus according to the present invention, wherein (a) is an overall view and (b) is a sectional view of a measuring table 3.
【図２】図１に示す実施の形態の形状測定装置の光学系
を示す図であり、（ａ）は光学系全体図、（ｂ）は測定
台の部分を示す断面図。FIGS. 2A and 2B are diagrams showing an optical system of the shape measuring apparatus according to the embodiment shown in FIG. 1, wherein FIG. 2A is an overall view of the optical system, and FIG.
【図３】図１に示す実施の形態の形状測定装置の測定手
順を示す図。FIG. 3 is a diagram showing a measurement procedure of the shape measuring apparatus according to the embodiment shown in FIG.
【図４】図１に示す実施の形態の形状測定装置のプロー
ブの原点出しの手順を示す図。FIG. 4 is a diagram showing a procedure for finding the origin of a probe of the shape measuring apparatus according to the embodiment shown in FIG. 1;
【図５】凹レンズを用いた変形例を示す図。FIG. 5 is a diagram showing a modified example using a concave lens.
【図６】従来の形状測定装置を示す図。FIG. 6 is a diagram showing a conventional shape measuring device.
【図７】従来の装置におけるプローブの原点出しの手順
を説明する図であり、（ａ）は側面図、（ｂ）は（ａ）
のＢ−Ｂ線方向から見た図（上面図）。FIGS. 7A and 7B are diagrams for explaining a procedure of finding the origin of a probe in a conventional device, wherein FIG. 7A is a side view, and FIG.
(Top view) seen from the BB line direction of FIG.
１ プローブ １Ａ ルビー球 ２ 被測定物 ３ 測定台 ３ｂ 切欠部 １０ 光学系 ３０ 球面レンズ ３１ 球心 ３２ 共役点 REFERENCE SIGNS LIST 1 probe 1A ruby ball 2 object under test 3 measuring table 3b notch 10 optical system 30 spherical lens 31 spherical core 32 conjugate point
Claims (1)
れた測定台と、 前記測定台により回転された前記被測定物の表面に接触
可能に設けられた一定の曲率半径を有する反射体と、 前記被測定物に接触した前記反射体の運動を計測する計
測手段と、 前記測定台の回転軸上に球心が位置するように球面状の
基準反射面を取り付ける基準反射面取付部と、 前記基準反射面取付部に取り付けられた前記基準反射面
に対し垂直な光を照射し、前記基準反射面の球心と互い
に共役な共役点に焦点を形成する光学系とを備え、 前記基準反射面取付部から前記基準反射面を除去した状
態において前記共役点と同一点に焦点を形成するように
前記反射体を位置させ、その時の前記反射体の位置を基
準として前記反射体により前記被測定物の表面を走査す
ることを特徴とする形状測定装置。1. A rotatable measurement table on which an object to be measured is installed, and a reflector having a constant radius of curvature provided to be in contact with a surface of the object to be measured rotated by the measurement table. Measuring means for measuring the movement of the reflector in contact with the object to be measured, a reference reflection surface mounting portion for mounting a spherical reference reflection surface such that a spherical center is located on a rotation axis of the measurement table, An optical system that irradiates light perpendicular to the reference reflection surface attached to the reference reflection surface attachment portion and forms a focal point at a conjugate point conjugate with the spherical center of the reference reflection surface; In a state where the reference reflection surface is removed from the reflection surface mounting portion, the reflector is positioned so as to form a focal point at the same point as the conjugate point, and the reflector is positioned by the reflector with reference to the position of the reflector at that time. Scan the surface of the workpiece Shape measuring apparatus according to claim.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8189462A JPH1038556A (en) | 1996-07-18 | 1996-07-18 | Shape measuring device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8189462A JPH1038556A (en) | 1996-07-18 | 1996-07-18 | Shape measuring device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1038556A true JPH1038556A (en) | 1998-02-13 |
Family
ID=16241681
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8189462A Pending JPH1038556A (en) | 1996-07-18 | 1996-07-18 | Shape measuring device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1038556A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005326344A (en) * | 2004-05-17 | 2005-11-24 | Olympus Corp | Three-dimensional shape measuring method |
-
1996
- 1996-07-18 JP JP8189462A patent/JPH1038556A/en active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005326344A (en) * | 2004-05-17 | 2005-11-24 | Olympus Corp | Three-dimensional shape measuring method |
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