JPH11173836A - Shape measuring method and equipment therefor - Google Patents
Shape measuring method and equipment thereforInfo
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- JPH11173836A JPH11173836A JP34142097A JP34142097A JPH11173836A JP H11173836 A JPH11173836 A JP H11173836A JP 34142097 A JP34142097 A JP 34142097A JP 34142097 A JP34142097 A JP 34142097A JP H11173836 A JPH11173836 A JP H11173836A
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- shape measuring
- abnormal data
- data
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- A Measuring Device Byusing Mechanical Method (AREA)
- Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明は形状測定方法およ
び形状測定装置に関する。The present invention relates to a shape measuring method and a shape measuring device.
【０００２】[0002]
【従来の技術】近来、レンズ面形状の設計の自由度の大
きい非球面レンズが広く使用されるようになってきてい
る。非球面レンズのレンズ面形状は球面レンズに比して
複雑であり、非球面レンズ作製においては、作製された
実際のレンズのレンズ面が、設計上の形状をどれ程忠実
に再現しているかを評価する必要がある。このような複
雑な表面形状の評価方法として、被測定物の表面をプロ
ーブにより連続的に走査し、被測定物の表面の輪郭形状
を走査軌跡上の点列データとして求めるプローブ式の形
状測定方法が知られている。走査軌跡上の点列データが
得られると、これに基づいてデータ処理を行い、近軸曲
率半径等の評価パラメータを求めることができ、これら
評価パラメータにより測定された表面の形状を評価する
ことができる。プローブ式の形状測定では、プローブで
走査される表面に「ゴミ」等が付着していると、付着し
たゴミの形状も表面の点列データとしてデータ化される
が、ゴミ等の付着部分で得られるデータ（以下「異常デ
ータ」と呼ぶ）は、ゴミ近傍の正常なデータから一般に
大きくずれている。表面形状を測定される表面には、表
面粗さによる細かい凹凸が存在するし、プローブの走査
により得られるデータには当然に測定誤差が含まれる。
しかし、これら表面粗さや側値誤差は「一般にガウス分
布に従って分布」する。しかるに上記異常データはガウ
ス分布からはみ出してしまうので、このような異常デー
タを含んだままの点列データをもとに、最小２乗法に基
づいて曲率半径等を推定するようなデータ処理を行う場
合、データ処理による推定結果の信頼性を著しく低下さ
せてしまう。2. Description of the Related Art Recently, aspherical lenses having a large degree of freedom in designing the lens surface shape have been widely used. The lens surface shape of an aspherical lens is more complicated than that of a spherical lens, and when fabricating an aspherical lens, it is necessary to determine how faithfully the lens surface of the actual lens that has been produced reproduces the design shape. Need to be evaluated. As a method for evaluating such a complicated surface shape, a probe-type shape measurement method for continuously scanning the surface of the object to be measured with a probe and obtaining the contour shape of the surface of the object to be measured as point sequence data on a scanning trajectory. It has been known. When point sequence data on the scanning trajectory is obtained, data processing is performed based on the data, and evaluation parameters such as a paraxial radius of curvature can be obtained, and the shape of the surface measured by these evaluation parameters can be evaluated. it can. In the probe type shape measurement, if "dust" etc. adheres to the surface scanned by the probe, the shape of the attached dust is also converted into data as point sequence data on the surface. The data (hereinafter referred to as “abnormal data”) generally deviates greatly from normal data near dust. The surface whose surface shape is to be measured has fine irregularities due to the surface roughness, and the data obtained by scanning the probe naturally includes a measurement error.
However, these surface roughness and side value error "distribute generally according to a Gaussian distribution". However, since the abnormal data protrudes from the Gaussian distribution, data processing such as estimating the radius of curvature or the like based on the least squares method based on the point sequence data including such abnormal data is performed. In addition, the reliability of the estimation result by the data processing is significantly reduced.
【０００３】従って、データに基づく曲率半径の演算等
のデータ処理を適正に行うには、点列データから予め異
常データを除去することが必要になる。異常データの除
去に関しては、特開平８−２８５５７０号公報開示の方
法が知られている。この方法は、異常データを含んだま
まで、測定対象物の取付誤差補正や設計形状分離等のデ
ータ処理を行い、得られた形状誤差データを基に「しき
い値」を設定し、形状誤差データのうちで「しきい値」
より大きいものを異常データとして除去する。このよう
にして異常データを除去されたデータに対して、上記の
データ処理をやりなおす。このプロセスを複数回行うの
である。この方法は有効ではあるが、取付誤差補正等の
データ処理は演算量が多いので演算手段に大きな負担が
かかり、最終的な評価パラメータを得るのに長い演算時
間を必要とするという問題がある。Therefore, in order to properly perform data processing such as calculation of a radius of curvature based on data, it is necessary to remove abnormal data from point sequence data in advance. Regarding removal of abnormal data, a method disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-285570 is known. This method performs data processing such as mounting error correction and design shape separation of the measurement object while including abnormal data, sets a "threshold" based on the obtained shape error data, and sets the shape error data. "Threshold"
Remove the larger ones as abnormal data. The above data processing is performed again on the data from which the abnormal data has been removed in this manner. This process is performed several times. Although this method is effective, there is a problem in that data processing such as mounting error correction requires a large amount of calculation, which places a heavy burden on the calculation means, and requires a long calculation time to obtain final evaluation parameters.
【０００４】また特開平９−１９６６０６号公報には、
点列データから１次微分を演算し、１次微分が「所定の
しきい値」より大きい領域は、演算の対象から除くこと
が開示されており、１次微分の結果を利用して異常デー
タを選別することも考えられるが、１次微分は測定対象
物の表面の傾きに対応するものであり、測定の対象とな
る表面が非球面等の場合には、測定領域に「かなりの傾
き」を持った領域が存在することも考えられ、場合によ
っては、このような測定領域で得られる適正なのデータ
が、１次微分が大きいからという理由で、異常データと
して除去される虞れがある。Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-196606 discloses that
It is disclosed that the first derivative is calculated from the point sequence data, and the region where the first derivative is larger than a “predetermined threshold value” is excluded from the calculation target, and abnormal data is obtained using the result of the first derivative. It is also conceivable that the first derivative corresponds to the inclination of the surface of the object to be measured, and when the surface to be measured is an aspheric surface or the like, a “significant inclination” is included in the measurement area. It is also conceivable that there is a region having the following. In some cases, there is a possibility that appropriate data obtained in such a measurement region may be removed as abnormal data because the first derivative is large.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】この発明は、プローブ
式の形状測定において、より簡易且つ確実に異常データ
の除去を実現することを課題とする。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to realize simple and reliable removal of abnormal data in a probe type shape measurement.
【０００６】[0006]
【課題を解決するための手段】この発明の形状測定方法
は、「被測定物の表面をプローブにより連続的に走査
し、被測定物の表面の輪郭形状を走査軌跡上の点列デー
タとして求める形状測定方法」であって、以下の点を特
徴とする（請求項１）。即ち「走査軌跡上の各サンプリ
ング点におけるサンプリング値の２次微分オペレータを
演算し、演算された２次微分オペレータが所定の範囲を
超えるサンプリング点におけるサンプリング値を点列デ
ータから除去する」のである。即ち、この発明において
は「２次微分オペレータが所定の範囲を超えるサンプリ
ング点におけるサンプリング値」を異常データとして、
点列データ（プローブによる走査の結果をサンプリング
したサンプリング値の集合体）から除去するのである。
２次微分オペレータは被測定物の表面における「曲率」
に比例的であり、曲率が極端に大きくないところ（一般
に被測定物の表面の曲率は比較的に小さい値である）で
は、正常なデータに対する２次微分オペレータはさほど
大きくなく、表面の傾きの大きい領域でも正常データが
異常データとされる虞れは小さい。被測定物は「表面形
状を測定すべき物体」であって、具体的には、非球面レ
ンズや、非球面形状を持った反射鏡、非球面の形成に使
用する金型等である。According to the shape measuring method of the present invention, there is provided a method for continuously scanning a surface of an object to be measured by a probe and obtaining a contour shape of the surface of the object as point sequence data on a scanning locus. Shape measuring method ", characterized by the following points (claim 1). That is, "the second differential operator of the sampling value at each sampling point on the scanning trajectory is calculated, and the calculated second differential operator removes the sampling value at the sampling point exceeding a predetermined range from the point sequence data." That is, in the present invention, the "sampling value at a sampling point where the second derivative operator exceeds a predetermined range" is regarded as abnormal data.
It is removed from the point sequence data (a set of sampling values obtained by sampling the results of scanning by the probe).
The second derivative operator is the "curvature" on the surface of the measured object
Where the curvature is not extremely large (generally, the curvature of the surface of the object to be measured is a relatively small value), the second derivative operator for normal data is not so large, and the slope of the surface slope is not so large. Even in a large area, the possibility that normal data is regarded as abnormal data is small. The object to be measured is an "object whose surface shape is to be measured", and specifically includes an aspherical lens, a reflecting mirror having an aspherical shape, a mold used for forming an aspherical surface, and the like.
【０００７】上記点列データから異常データを除いたデ
ータに対して、近軸曲率半径の推定等のデータ処理が行
われるが、この場合、異常データの除かれた部分ではサ
ンプリングピッチが大きく変わるので、これを避けるた
めに「異常データが除去されたサンプリング点に対し、
上記サンプリング点の近傍の複数の他のサンプリング点
におけるサンプリング値を用いて補間した値をサンプリ
ング値として用いる」ことができる（請求項２）。Data processing such as estimation of a paraxial radius of curvature is performed on the data obtained by removing the abnormal data from the point sequence data. In this case, however, the sampling pitch greatly changes in the portion where the abnormal data is removed. , To avoid this, "For sampling points where abnormal data has been removed,
A value interpolated using sampling values at a plurality of other sampling points near the sampling point is used as a sampling value ”(claim 2).
【０００８】上記２次微分オペレータの異常・正常を分
ける「所定の範囲」は、測定を行うユーザが経験等に基
づき適宜に設定することができるが、これを、測定によ
り得られる点列データに基づき、自動的に設定すること
ができる。即ち、ユーザが設定する定数をｋ、サンプリ
ング点：Ｘi における２次微分オペレータをｆ(ｉ)、ｆ
(ｉ)の平均値を[ｆ(ｉ)]AV、ｆ(ｉ)の標準偏差をｆstd
とするとき、２次微分オペレータの所定の範囲を、 [ｆ(ｉ)]AV−ｋ・ｆstd＜ｆ(ｉ)＜[ｆ(ｉ)]AV＋ｋ・ｆ
std として自動設定することができる（請求項３）。定数：
ｋは通常「３または４」を設定するが、どちらの値を入
力するかに際しては、サンプリング数、即ちサンプリン
グ点の数を目安にできる。サンプリング数が数万のオー
ダーと大きいときには、異常データを与えるサンプリン
グ点における２次微分オペレータ：ｆ(ｉ)は大きくて
も、平均値：[ｆ(ｉ)]AVや標準偏差：ｆstd に与える影
響が小さい。このような場合に、ｋの値を小さく（ｋ＝
３）設定すると、異常データを排除するための２次微分
オペレータの範囲幅が狭くなり、異常でないデータまで
も異常データとして除去される虞れがある。従って、こ
のような場合はｋの値として４を設定するのが良い。逆
にサンプリング数が数千のオーダーと少ないときには、
ｋの値が大きいと、異常データに応じた２次微分オペレ
ータの内で比較的小さいものが所定の範囲内に残る可能
性があるので、このような場合にはｋ＝３とする。[0008] The "predetermined range" for separating the abnormalities and normalities of the second derivative operator can be appropriately set by the user performing the measurement based on experience, etc., and this is set in the point sequence data obtained by the measurement. And can be set automatically. That is, the constant set by the user is k, and the second derivative operator at the sampling point: X i is f (i), f
The average value of (i) is [f (i)] AV , and the standard deviation of f (i) is f std
[F (i)] AV− k · fstd <f (i) <[f (i)] AV + k · f
It can be automatically set as std (claim 3). constant:
Usually, k is set to “3 or 4”, but when inputting which value, the number of samplings, that is, the number of sampling points can be used as a guide. When the number of samplings is as large as tens of thousands, the second derivative operator at the sampling point that gives abnormal data: f (i) is large, but is given to the average value: [f (i)] AV and the standard deviation: f std . The effect is small. In such a case, the value of k is reduced (k =
3) If set, the range of the second derivative operator for eliminating abnormal data is narrowed, and even non-abnormal data may be removed as abnormal data. Therefore, in such a case, it is better to set 4 as the value of k. Conversely, when the sampling number is small, on the order of thousands,
If the value of k is large, there is a possibility that a relatively small secondary differential operator among the abnormal data may remain within a predetermined range. In such a case, k = 3.
【０００９】上記請求項３の場合、点列データ内の異常
データで、その２次微分オペレータが非常に大きいもの
があると、自動的に設定される範囲も大きくなる。この
ような場合、上記非常に大きい２次微分オペレータを与
える異常データを除去した残りのデータに基づき、再度
上記の「範囲」を設定しなおし、その範囲で異常データ
の選別を行うと中程度の大きさの２次微分オペレータに
対応する異常データを選別除去できる。従って、このプ
ロセスを繰り返すことにより、データ処理に悪影響を与
える異常データを、２次微分オペレータの比較的に小さ
いものまで有効に除去できる。即ち、請求項３記載の発
明において「自動設定された（２次微分オペレータに対
する）所定の範囲により異常データを除去するプロセス
と、該プロセスにより異常データ除去後のデータに対し
て上記所定の範囲を再度自動設定して異常データの除去
を行うプロセスとを、除去すべき異常データが存在しな
くなるまで繰り返す」ことができる（請求項４）。上記
請求項１〜４の任意のものに記載された形状測定方法に
おいて、プローブによる被測定物表面の走査は、直線的
な１方向における走査のみならず、円弧状や螺旋状の走
査でもよく、また、被測定物表面を複数本走査して２次
元的な表面形状測定を行うことも可能であり、このよう
な場合には、各走査ごとに上記方法による異常データ除
去を行えば良い。In the case of the third aspect, if there is abnormal data in the point sequence data whose second derivative operator is very large, the automatically set range becomes large. In such a case, based on the remaining data from which the abnormal data giving the very large second derivative operator has been removed, the above “range” is set again, and if the abnormal data is sorted in that range, a medium level is obtained. The abnormal data corresponding to the second derivative operator of the size can be selectively removed. Therefore, by repeating this process, abnormal data that adversely affects data processing can be effectively removed to relatively small secondary differential operators. That is, in the invention according to claim 3, "the process of removing abnormal data according to the automatically set predetermined range (for the second derivative operator), and the process of setting the predetermined range to the data after removing the abnormal data by the process. The process of automatically setting again and removing the abnormal data is repeated until there is no abnormal data to be removed. In the shape measuring method according to any one of claims 1 to 4, scanning of the surface of the object to be measured by the probe is not limited to scanning in one linear direction, but may be scanning in an arc shape or a spiral shape. It is also possible to perform two-dimensional surface shape measurement by scanning a plurality of surfaces of the object to be measured. In such a case, the abnormal data may be removed by the above method for each scan.
【００１０】この発明の形状測定装置は「被測定物の表
面をプローブにより連続的に走査し、被測定物の表面の
輪郭形状を走査軌跡上の点列データとして求める形状測
定装置」であって、プローブ走査手段と、読取手段と、
制御演算手段と、表示手段とを有する。「プローブ走査
手段」は、被測定物の表面をプローブにより連続的に走
査する手段であり、従来から知られたものを適宜利用で
きる。「読取手段」は、プローブ走査手段による走査位
置と走査結果を検出する手段であり、これも従来から知
られたものを適宜利用できる。「制御演算手段」は、読
取手段により検出された走査結果を取り込み、所望の１
連のサンプリング点におけるサンプリング値に基づき、
被測定物の表面の輪郭形状を走査軌跡上の点列データと
して求めるとともに、各部の制御や各種演算を行う手段
であり、マイクロコンピュータ及びその周辺機器（メモ
リ等）として実現できる。「表示手段」は、制御演算手
段により得られた点列データや演算結果を表示する手段
であり、表示用ディスプレイおよび／または印刷装置と
して実現できる。請求項５記載の形状測定装置は、上記
制御演算手段が「各サンプリング点におけるサンプリン
グ値の２次微分オペレータを算出し、算出された２次微
分オペレータが、所定の範囲を超えるサンプリング点に
おけるサンプリング値を点列データから除去する演算」
を行うことを特徴とする。The shape measuring apparatus according to the present invention is a "shape measuring apparatus for continuously scanning the surface of an object to be measured by a probe and obtaining a contour shape of the surface of the object as point sequence data on a scanning trajectory". , Probe scanning means, reading means,
It has a control operation means and a display means. The "probe scanning means" is means for continuously scanning the surface of the object to be measured with a probe, and a conventionally known means can be appropriately used. The “reading unit” is a unit that detects a scanning position and a scanning result by the probe scanning unit, and a conventionally known unit can be appropriately used. The “control operation unit” takes in the scanning result detected by the reading unit, and
Based on the sampling values at the consecutive sampling points,
This is a means for obtaining the outline shape of the surface of the object to be measured as point sequence data on the scanning trajectory, and for controlling various parts and performing various calculations, and can be realized as a microcomputer and its peripheral devices (memory, etc.). The "display means" is a means for displaying point sequence data and calculation results obtained by the control calculation means, and can be realized as a display for display and / or a printing device. 6. The shape measuring apparatus according to claim 5, wherein the control calculation means calculates a second derivative operator of the sampling value at each sampling point, and the calculated second derivative operator calculates the sampling value at a sampling point exceeding a predetermined range. To remove from the point sequence data "
Is performed.
【００１１】請求項６記載の形状測定装置は、上記請求
項５記載の形状測定装置において、制御演算手段が「異
常データを除去されたサンプリング点に対し、該サンプ
リング点近傍の複数の他のサンプリング点におけるサン
プリング値を用いて補間する演算を行う」ことを特徴と
する。請求項７記載の形状測定装置は、上記請求項５ま
たは６記載の形状測定装置において、２次微分オペレー
タの所定の範囲を設定するために「ユーザが定数：ｋを
設定するための入力部」を有し、制御演算手段が「ユー
ザにより設定された定数：ｋの値と、サンプリング点：
Ｘi における２次微分オペレータ：ｆ(ｉ)、ｆ(ｉ)の平
均値：[ｆ(ｉ)]AV、ｆ(ｉ)の標準偏差：ｆstd に基づ
き、２次微分オペレータの所定の範囲を、 [ｆ(ｉ)]AV−ｋ・ｆstd＜ｆ(ｉ)＜[ｆ(ｉ)]AV＋ｋ・ｆ
std として自動設定する」ことを特徴とする。そして請求項
８記載の画像形成装置は、請求項７記載の形状測定装置
において、制御演算手段が「自動設定された（２次微分
オペレータに対する）所定の範囲により異常データを除
去するプロセスと、該プロセスにより異常データ除去後
のデータに対して上記所定の範囲を再度自動設定して異
常データの除去を行うプロセスとを、除去すべき異常デ
ータが存在しなくなるまで繰り返す」ことを特徴とす
る。According to a sixth aspect of the present invention, there is provided the shape measuring apparatus according to the fifth aspect, wherein the control operation means determines that a plurality of other sampling points near the sampling point correspond to the sampling point from which the abnormal data has been removed. Performing an interpolation operation using the sampling value at the point. " According to a seventh aspect of the present invention, in the shape measuring apparatus according to the fifth or sixth aspect, an "input unit for a user to set a constant: k" for setting a predetermined range of the second derivative operator. And the control operation means “constant set by user: value of k and sampling point:
Second derivative operator in X i : Average value of f (i), f (i): [f (i)] AV , Standard deviation of f (i): f std , predetermined range of second derivative operator To [f (i)] AV −k · f std <f (i) <[f (i)] AV + k · f
Automatically set as std ". In the image forming apparatus according to the eighth aspect, in the shape measuring apparatus according to the seventh aspect, the control operation means may include a process for removing abnormal data in a predetermined range (for a second derivative operator) automatically set; The process of automatically setting the predetermined range again for the data from which abnormal data has been removed by the process and removing the abnormal data is repeated until the abnormal data to be removed no longer exists. "
【００１２】なお、プローブ走査手段において、被測定
物の表面を連続的に走査するプローブは「スタイラス」
や「先端にルビー等の小球を取り付けた接触式プロー
ブ」を用いることができることは勿論、「光束を被測定
物の表面に照射し、反射光束によりフォーカス誤差信号
を発生させる光触針式プローブ」を用いても良い。光触
針式プローブでは、被測定物の表面に「ごみ」等が存在
すると乱反射成分が急激に増加し、正確なフォーカス誤
差信号が得られなくなるため、「ごみ」による本来の凹
凸によるよりも大きな異常データを発生しやすい。従っ
て、この発明は、光触針式プローブを用いる場合に極め
て有効である。In the probe scanning means, a probe which continuously scans the surface of the object to be measured is a "stylus".
Or "contact probe with a small ball such as ruby attached to the tip" as well as "Optical stylus probe that irradiates the surface of the object with a light beam and generates a focus error signal by the reflected light beam. May be used. In the case of an optical stylus probe, if there is "dust" on the surface of the object to be measured, the diffuse reflection component increases rapidly, and an accurate focus error signal cannot be obtained. Easy to generate abnormal data. Therefore, the present invention is extremely effective when using an optical stylus probe.
【００１３】[0013]
【発明の実施の形態】図１は、この発明の形状測定装置
の実施の１形態をブロック図として示している。被測定
物１０は「非球面レンズ」等であり、測定対象としての
表面１０Ａを有する。プローブ１１は走査・読取手段１
３により駆動されて被測定物１０の表面を連続的に走査
する。プローブ１１は接触式プローブでもよいし光触針
式プローブでもよい。制御演算手段１５は、測定プロセ
スをプログラム化した測定プログラムを記憶するＲＯＭ
や、上記測定プログラムに従って測定プロセスの制御や
各種の演算を実行するＣＰＵ、測定データを記憶するＲ
ＡＭや、外部機器との信号授受を行うＩ／Ｏポート等に
より構成されている。符号１６はプリンタ、符号１７は
ディスプレイ、符号１８はキーボードを示す。プリンタ
１６およびディスプレイ１７は「表示手段」を構成す
る。被測定物１０は形状測定の対象となる表面１０Ａを
プローブ１１の側に向け、図示されない「測定ステー
ジ」上に適宜にセットされる。FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of a shape measuring apparatus according to the present invention. The DUT 10 is an “aspheric lens” or the like, and has a surface 10A to be measured. Probe 11 is scanning / reading means 1
3 continuously scans the surface of the device under test 10. The probe 11 may be a contact probe or an optical probe. The control calculation means 15 is a ROM for storing a measurement program in which a measurement process is programmed.
A CPU for controlling a measurement process and executing various calculations in accordance with the measurement program, and an R for storing measurement data.
It is composed of an AM, an I / O port for exchanging signals with external devices, and the like. Reference numeral 16 denotes a printer, reference numeral 17 denotes a display, and reference numeral 18 denotes a keyboard. The printer 16 and the display 17 constitute "display means". The DUT 10 is appropriately set on a “measurement stage” (not shown) with the surface 10A to be measured for the shape facing the probe 11 side.
【００１４】制御演算手段１５は測定プログラムに従っ
て走査・読取手段１３を制御する。走査・読取手段１３
は制御内容に従い、プローブ１１により表面１０Ａを所
定の方向に連続的に走査する。この走査方向に於ける走
査座標をＸとする。走査座標：Ｘにおけるプローブ１１
の変位量（図１の上下方向 測定ステージに直交する方
向の変位の大きさ）：Ｚは、走査・読取手段１３により
信号化され、走査座標：Ｘと共に制御演算手段１５に取
り込まれる。プローブ１１と走査・読取手段１３とは
「プローブ走査手段」を構成し、走査・読取手段１３は
「読取手段」を構成する。制御・演算手段１５は、取り
込んだ走査座標：Ｘおよび変位量：Ｚを所定の、もしく
は所望のサンプリングピッチでサンプリングして点列デ
ータ：Ｘi；Ｚiとする。点列データは、例えば図２（横
軸は走査座標：Ｘで縦軸が変位量：Ｚ）に示す如くであ
る。表面１０Ａに微細なゴミ等が付着しており、この部
分がプローブ１１で走査されると、これら点列データ：
Ｚi 内に、例えば図２の如き「異常データ」が含まれる
ことになる。なお「Ｘi」はサンプリング点であり、
「Ｚi」はサンプリング値である。「異常データ」を除
去するため、制御・演算手段１５は以下のようにする。
点列データ：Ｘi；Ｚiに基づき２次微分オペレータ：ｆ
(ｉ)を演算により算出する。互いに隣接した３つのサン
プリング点をＸi-1，Ｘi，Ｘi+1 とし、これらサンプリ
ング点におけるサンプリング値をＺi-1，Ｚi，Ｚi+1 と
すると、２次微分オペレータ：ｆ(ｉ)は、以下のように
定義される。 ｆ(ｉ)＝{−(Ｘi+1−Ｘi-1)Ｚi＋(Ｘi+1−Ｘi)Ｚi-1＋(Ｘi−Ｘi-1)Ｚi+1} /(Ｘi+1−Ｘi-1)・(Ｘi+1−Ｘi)・(Ｘi−Ｘi-1) （１） 。The control operation means 15 controls the scanning / reading means 13 according to the measurement program. Scanning / reading means 13
Scans the surface 10A continuously in a predetermined direction by the probe 11 according to the control contents. Let X be the scanning coordinates in this scanning direction. Scanning coordinates: Probe 11 at X
(The magnitude of the displacement in the direction perpendicular to the vertical measuring stage in FIG. 1): Z is converted into a signal by the scanning / reading means 13 and taken into the control calculation means 15 together with the scanning coordinates: X. The probe 11 and the scanning / reading unit 13 constitute a “probe scanning unit”, and the scanning / reading unit 13 constitutes a “reading unit”. Control and operation unit 15, captured scanning coordinates: X and the displacement amount: Z to a predetermined or desired sampling to point sequence data sampling pitch: X i; and Z i. The point sequence data is, for example, as shown in FIG. 2 (the horizontal axis is the scanning coordinate: X, and the vertical axis is the displacement amount: Z). When fine dust or the like is attached to the surface 10A, and this portion is scanned by the probe 11, these point sequence data:
For example, “abnormal data” as shown in FIG. 2 is included in Z i . “X i ” is a sampling point,
“Z i ” is a sampling value. In order to remove "abnormal data", the control / calculation means 15 performs the following.
Point sequence data: X i; 2-order differential operator on the basis of Z i: f
(i) is calculated by calculation. Assuming that three adjacent sampling points are X i−1 , X i , and X i + 1, and sampling values at these sampling points are Z i−1 , Z i , and Z i + 1 , the second derivative operator is f (i) is defined as follows. f (i) = {- ( X i + 1 -X i-1) Z i + (X i + 1 -X i) Z i-1 + (X i -X i-1) Z i + 1} / (X i + 1 -X i- 1) · (X i + 1 -X i) · (X i -X i-1) (1).
【００１５】この２次微分オペレータ：ｆ(ｉ)は、走査
軌跡上のサンプリングピッチ：Ｘi−Ｘi-1が適当な大き
さであると、サンプリング値：Ｚi を滑らかにつなげた
曲線の２次微分（理想的には表面１０Ａの２次微分）を
与えるが、サンプリングピッチが細かくなるに従い、形
状測定装置における座標測定精度や表面１０Ａの表面粗
さに依存する高周波ノイズ状の形状成分が支配的にな
り、異常データが「きわだって」くる。２次微分オペレ
ータ：ｆ(ｉ)の１例を図３に示す。横軸はサンプリング
点：Ｘi を表し、縦軸は２次微分オペレータ：ｆ(ｉ)で
ある。この図は、図２に示すサンプリングデータに基づ
き算出したものであり、図２における「異常データ」の
部分で、２次微分オペレータも他の部分から大きくかけ
離れた値になっている。通常、プローブ走査式の形状測
定装置でのサンプリングピッチは「０．０１ｍｍ」程度
が標準であり、この程度に細かいサンプリングピッチで
は、２次微分オペレータは、異常データを「きわだたせ
る」のに十分である。[0015] The second derivative operator: f (i), the sampling pitch on the scanning locus: If X i -X i-1 is a suitable size, sampling values: Z i of smoothly connecting curve A second derivative (ideally, a second derivative of the surface 10A) is given. However, as the sampling pitch becomes finer, a high-frequency noise-like shape component depending on the coordinate measurement accuracy of the shape measuring device and the surface roughness of the surface 10A becomes larger. Becomes dominant and abnormal data comes "out of the ordinary." One example of the second derivative operator: f (i) is shown in FIG. The horizontal axis sampling point: represents X i, the vertical axis represents the second-order differential operators: a f (i). This figure is calculated based on the sampling data shown in FIG. 2. In the "abnormal data" part in FIG. 2, the value of the second derivative operator is far apart from other parts. Normally, the sampling pitch in a probe scanning type shape measuring device is about "0.01 mm" as a standard, and at such a fine sampling pitch, the second derivative operator is sufficient to "produce" abnormal data. It is.
【００１６】制御・演算手段１５は、上記のように２次
微分オペレータ：ｆ(ｉ)が算出されたら、予め２次微分
オペレータ：ｆ(ｉ)の適正な範囲として設定された所定
の範囲：Ａ≦ｆ(ｉ)≦Ｂに応じて、範囲の上・下限値
と、算出された２次微分オペレータの大小関係を演算
し、ｆ(ｓ)＜Ａとなるサンプリング値：Ｚs およびｆ
(ｔ)＞Ｂとなるサンプリング値：Ｚtを、点列データ：
Ｚiから除去するのである（請求項１）。制御・演算手
段１５は、このようにして異常データを除去した残りの
点列データを用いて表面１０Ａに関する所望の量、例え
ば形状曲線や近軸曲率、曲率半径等をデータ処理により
演算し、その結果をディスプレイ１７に表示し、所望に
よりプリンタ１６によりプリントアウトする。なお、上
記点列データ：Ｚiの数をＮとし、これら点列データ：
Ｚiを番号づけてＺ1〜ＺNとすると、上記（１）式によ
る２次微分オペレータ：ｆ(ｉ)は、ｉ＝０およびｉ＝
Ｎ、即ち、プローブ１１による走査領域の始点・終点に
就いては算出することができない。そこで、サンプリン
グデータ：Ｚ1に就いては「Ｚ2が異常データのときＺ1
も異常データである」と約束し、サンプリングデータ：
ＺNに就いては「ＺN-1が異常データのときＺNも異常デ
ータである」と約束して点列データから除去するか否か
を決定する。上記形状測定における「異常データ除去に
関る工程部分」を、図５にフロー図として示す。When the second derivative operator f (i) is calculated as described above, the control / calculation means 15 sets a predetermined range previously set as an appropriate range of the second derivative operator f (i): According to A ≦ f (i) ≦ B, the magnitude relation between the upper and lower limits of the range and the calculated second derivative operator is calculated, and sampling values satisfying f (s) <A: Z s and f
(t)> B become sampled values: the Z t, the point sequence data:
It is removed from Z i (claim 1). The control / calculation means 15 calculates a desired amount related to the surface 10A, for example, a shape curve, a paraxial curvature, a radius of curvature, and the like by data processing using the remaining point sequence data from which the abnormal data has been removed in this manner. The result is displayed on the display 17 and printed out by the printer 16 if desired. Note that the number of the above-mentioned point sequence data: Z i is N, and these point sequence data:
Assuming that Z i is numbered and Z 1 to Z N , the second derivative operator f (i) according to the above equation (1) is i = 0 and i =
N, that is, the start point / end point of the scanning area by the probe 11 cannot be calculated. Therefore, for sampling data: Z 1 , “When Z 2 is abnormal data, Z 1
Is also abnormal data. "
For Z N , it is determined whether Z N is to be removed from the point sequence data by promising that “Z N-1 is also abnormal data when Z N-1 is abnormal data”. FIG. 5 is a flowchart showing the “process part related to abnormal data removal” in the shape measurement.
【００１７】上に説明した実施の形態は、被測定物１０
の表面１０Ａをプローブ１１により連続的に走査し、被
測定物１０の表面１０Ａの輪郭形状を走査軌跡上の点列
データ：Ｚiとして求める形状測定装置であって、被測
定物１０の表面をプローブ１１により連続的に走査する
プローブ走査手段１１，１３と、プローブ走査手段によ
る走査位置と走査結果を検出する読取手段１３と、読取
手段１３により検出された走査結果を取り込み、所望の
１連のサンプリング点：Ｘi におけるサンプリング値：
Ｚi に基づき、被測定物１０の表面１０Ａの輪郭形状を
走査軌跡上の点列データとして求めるとともに、各部の
制御や各種演算を行う制御演算手段１５と、制御演算手
段１５により得られた点列データや演算結果を表示する
表示手段１６，１７とを有し、制御演算手段１５が、各
サンプリング点におけるサンプリング値の２次微分オペ
レータ：ｆ(ｉ)を算出し、算出された２次微分オペレー
タが、所定の範囲を超えるサンプリング点におけるサン
プリング値を点列データから除去する演算を行うもので
ある（請求項５）。In the above-described embodiment, the DUT 10
The surface 10A is continuously scanned by the probe 11, the point sequence data on the scanning locus contour shape of the surface 10A of the object 10: a shape measuring apparatus for determining the Z i, the surface of the object 10 Probe scanning means 11 and 13 for continuously scanning with the probe 11, reading means 13 for detecting a scanning position and a scanning result by the probe scanning means, and a scanning result detected by the reading means 13 are taken into a desired series. Sampling point: sampling value at X i :
Based on Z i , the contour shape of the surface 10A of the device under test 10 is obtained as point sequence data on the scanning trajectory, and the control operation means 15 for controlling each part and performing various operations, and the points obtained by the control operation means 15 Display means 16 and 17 for displaying column data and calculation results, wherein the control calculation means 15 calculates a second derivative operator f (i) of the sampling value at each sampling point, and calculates the calculated second derivative The operator performs an operation of removing sampling values at sampling points exceeding a predetermined range from the point sequence data.
【００１８】上記の実施の形態では、点列データから異
常データを除去するので、除去した異常データのあった
サンプリング点でのデータが欠落し、データのサンプリ
ングピッチが大きく変わることになる。これを避けるに
は、欠落したデータを、該サンプリング点近傍の複数の
他のサンプリング点におけるサンプリング値を用いて
「補間」すればよい（請求項２）。具体的には以下のよ
うにする。図４において、サンプリング点：Ｘiにおけ
るサンプリング値：Ｚiが異常データとして除去された
場合を考える。サンプリングピッチは前述したように
０．０１ｍｍ程度と小さいから、このような微小なサン
プリングピッチで切り取られた被測定物１の表面形状は
良い近似で直線と見なすことができ、除去された異常デ
ータ：Ｚiの実際の値として、サンプリング点：Ｘiの両
側に隣接した他のサンプリング点：Ｘi-1，Ｘi+1におけ
るサンプリング値：Ｚi-1，Ｚi+1を結ぶ直線上の、サン
プリング点：Ｘiにおける値：Ｚi’を用いることができ
る。即ち、周知の「ラグランジュの補間公式」を用いる
と、 α＝(Ｘi+1−Ｘi)／(Ｘi+1−Ｘi-1)， β＝１−α＝（Ｘi−Ｘi-1）／(Ｘi+1−Ｘi-1) として、 Ｚi’＝αＺi-1＋βＺi+1 （２） となる。したがって、請求項６記載の形状測定装置にお
いては、図１に示す実施の形態における制御演算手段１
５が、異常データが除去されたサンプリング点：Ｘi に
おけるサンプリング値として、上記サンプリング点の近
傍の、複数の他のサンプリング点：Ｘi-1，Ｘi+1におけ
るサンプリング値：Ｚi-1，Ｚi+1を用い、補完公式
（２）に従って補間を行い、点列データから除去された
異常データ：Ｚi に代えて、新たなデータ：Ｚi’を用
いるのである。In the above embodiment, since the abnormal data is removed from the point sequence data, the data at the sampling point where the removed abnormal data is present is lost, and the sampling pitch of the data is greatly changed. To avoid this, the missing data may be "interpolated" using the sampling values at a plurality of other sampling points near the sampling point (claim 2). Specifically, the following is performed. 4, sampling point: sampling values of X i: consider the case where Z i is eliminated as abnormal data. Since the sampling pitch is as small as about 0.01 mm as described above, the surface shape of the DUT 1 cut at such a small sampling pitch can be regarded as a straight line with a good approximation, and the abnormal data removed: as the actual value of Z i, the sampling point: other sampling points adjacent to opposite sides of the X i: X i-1, a sampling value at the X i + 1: Z i- 1, Z i + 1 the straight line of the connecting , Sampling point: value at X i : Z i ′. That is, using the well-known “Lagrange interpolation formula”, α = (X i + 1 −X i ) / (X i + 1 −X i−1 ), β = 1−α = (X i −X i -1) / a (X i + 1 -X i- 1), the Z i '= αZ i-1 + βZ i + 1 (2). Therefore, in the shape measuring device according to the sixth aspect, the control operation means 1 in the embodiment shown in FIG.
5, the abnormality data is removed sampling points: a sampling value at X i, in the vicinity of the sampling point, a plurality of other sampling points: X i-1, a sampling value at the X i + 1: Z i- 1 , Z i + 1 , interpolation is performed according to the complement formula (2), and new data: Z i ′ is used in place of the abnormal data: Z i removed from the point sequence data.
【００１９】上に説明した実施の形態において、２次微
分オペレータ：ｆ(ｉ)に対する所定の範囲：Ａ≦ｆ(ｉ)
≦Ｂの設定に関しては特に制限はなく「ユーザが経験に
基づいて設定する」ようにしてもよい。しかし、２次微
分オペレータ：ｆ(ｉ)は被測定物表面の表面粗さ等の影
響も受けるものであり、またユーザが常に表面形状測定
に十分に習熟しているとは限らないことを考えると、上
記所定の範囲（の上・下限：Ａ，Ｂ）の決定を自動的に
行うことができれば好都合である。In the embodiment described above, a predetermined range for the second derivative operator: f (i): A ≦ f (i)
The setting of ≦ B is not particularly limited, and “setting by a user based on experience” may be performed. However, it is considered that the second derivative operator f (i) is affected by the surface roughness of the surface of the object to be measured and the user is not always sufficiently proficient in measuring the surface shape. It is convenient if the predetermined range (upper / lower limit: A, B) can be automatically determined.
【００２０】請求項３記載の発明の形状測定方法では、
前述のごとく、上記上・下限：Ａ，Ｂとして、ユーザが
設定する定数をｋ、サンプリング点：Ｘi における２次
微分オペレータ：ｆ(ｉ)、その平均値：[ｆ(ｉ)]AV、標
準偏差：ｆstdを用いて、 Ａ＝[ｆ(ｉ)]AV−ｋ・ｆstd，Ｂ＝[ｆ(ｉ)]AV＋ｋ・ｆ
std を用いることを提案する。２次微分オペレータ：ｆ(ｉ)
の所定の範囲の中央値として、平均値：[ｆ(ｉ)]AVを用
いることの妥当性は容易に理解されるであろう。また、
標準偏差：ｆstdは、点列データから求めた２次微分オ
ペレータの分布の目安となるべきものであるから、これ
をもとに上記所定の範囲を設定することも妥当である。
しかし、２次微分オペレータの平均値や標準偏差に対す
る異常データの影響は、点列データとして採取するサン
プリング数に依存し、サンプリング数が数万点程度と大
きいときには、異常データを与えるサンプリング点にお
ける２次微分オペレータ：ｆ(ｉ)は、平均値：[ｆ(ｉ)]
AVや標準偏差：ｆstd に与える影響も小さいので、この
ような場合にｋの値を小さく（ｋ＝３）設定すると、異
常データを排除するための領域の幅が狭くなり、異常で
ないデータまでも異常データとして除去される虞れがあ
る。従って、このような場合にはｋの値として４を設定
すれば良い。逆に、サンプリング数が数千程度と少ない
場合は、ｋの値が大きいと、異常データの内で比較的小
さいものが除去されずに残る可能性があるので、このよ
うな場合にはｋ＝３とする。「ｋの値の設定」は、図１
の実施の形態ではキーボード１８から行われる。この設
定は、サンプリング数をユーザが決定すると、それに応
じて自動的に行われるようにしてもよい。例えば、サン
プリング数が１万以上ではｋ＝４とし、サンプリング数
が９９９９以下ではｋ＝３とするのである。もちろん、
標準偏差および平均値の演算と、これらに基づく上記上
・下限値：Ａ，Ｂの設定は制御・演算手段１５が行う。
即ち、図１の形状測定装置は、請求項７記載の発明の実
施の形態としては、２次微分オペレータの所定の範囲を
設定するために、ユーザが定数：ｋを設定するための入
力部１８を有し、制御演算手段１５は、ユーザにより設
定された定数：ｋの値と、サンプリング点：Ｘi におけ
る２次微分オペレータ：ｆ(ｉ)、ｆ(ｉ）の平均値：
［ｆ(ｉ)]AV、標準偏差：ｆstd に基づき、２次微分オ
ペレータの所定の範囲を、 [ｆ(ｉ)]AV−ｋ・ｆstd＜ｆ(ｉ)＜[ｆ(ｉ)]AV＋ｋ・ｆstd （３） として自動設定する。According to a third aspect of the present invention, in the shape measuring method,
As described above, the upper and lower limits are A and B, the constants set by the user are k, the sampling point: the second derivative operator at X i : f (i), the average value of which is [f (i)] AV , Using standard deviation: f std , A = [f (i)] AV −k · f std , B = [f (i)] AV + k · f
We suggest using std . Second derivative operator: f (i)
The validity of using the average value: [f (i)] AV as the median of the predetermined range of. Also,
Since the standard deviation: f std should be a measure of the distribution of the second derivative operator obtained from the point sequence data, it is also appropriate to set the above-mentioned predetermined range based on this.
However, the influence of the abnormal data on the average value and the standard deviation of the second derivative operator depends on the number of samplings taken as point sequence data. Second derivative operator: f (i) is average value: [f (i)]
AV and standard deviation: Since less influence on the f std, when the value of k small (k = 3) set in such a case, the width of the region to eliminate abnormal data is narrowed, until the data is not abnormal May also be removed as abnormal data. Therefore, in such a case, 4 may be set as the value of k. Conversely, when the number of samplings is as small as several thousands, if the value of k is large, a relatively small amount of abnormal data may remain without being removed, and in such a case, k = 3 is assumed. "Setting the value of k" is shown in FIG.
In this embodiment, the operation is performed from the keyboard 18. This setting may be automatically performed when the user determines the number of samplings. For example, if the number of samples is 10,000 or more, k = 4, and if the number of samples is 9999 or less, k = 3. of course,
The calculation of the standard deviation and the average value and the setting of the upper and lower limits A and B based on these are performed by the control / calculation means 15.
That is, in the shape measuring apparatus of FIG. 1, according to the embodiment of the present invention, an input unit 18 for a user to set a constant: k in order to set a predetermined range of the second derivative operator. The control calculation means 15 has a value of a constant: k set by the user and an average value of the second derivative operators f (i) and f (i) at the sampling point: X i :
Based on [f (i)] AV and standard deviation: f std , the predetermined range of the second derivative operator is defined as [f (i)] AV −k · f std <f (i) <[f (i)] Automatically set as AV + k · f std (3).
【００２１】このように、異常データの除去に用いる
「しきい値」である上記Ａ，Ｂを自動設定する場合、最
初に得られる点列データの異常データに「非常に大きい
２次微分オペレータを与えるもの」が多数含まれている
と、標準偏差が大きくなるため所定の範囲が広くなり、
本来は異常データであるものが正常なデータとして残留
する可能性がある。請求項４記載の発明では、このよう
な状況を避けるために、自動設定された所定の範囲によ
り異常データを除去するプロセスと、該プロセスにより
異常データ除去後のデータに対して上記所定の範囲を再
度自動設定して異常データの除去を行うプロセスとを、
除去すべき異常データが存在しなくなるまで繰り返す。
即ち、最初に得られた点列データに基づき、２次微分オ
ペレータ：ｆ(ｉ)と、その平均値：[ｆ(ｉ)]AV、標準偏
差：ｆstdを算出し、（３）式に従い「所定の範囲」を
設定し、この範囲に基づいて異常データの除去を行う。
このようにして異常データを除去されたデータ（除去さ
れたデータ分は、必要に応じて請求項２記載の方法によ
り補完する）に基づき、新たに２次微分オペレータ：ｆ
(ｉ)と、その平均値：[ｆ(ｉ)]AV、標準偏差：ｆstdを
算出し、（３）式に従い所定の範囲を再設定し（このよ
うに再設定される範囲は先の範囲よりも一般に狭くな
る）、再設定された範囲に基づき異常データの除去を行
う。このプロセスを繰り返すにつれて、異常データはそ
の２次微分オペレータが大きいものから順次に除去され
ることになるので、除去されるべき異常データがなくな
った状態では、適正なデータのみが残されることにな
る。上記プロセスを図６に示す。このプロセスはもちろ
ん、図１の装置では制御・演算手段１５が行う。即ち、
制御演算手段１５のＲＯＭに、図６のプロセスに従う測
定プログラムが記憶されているのである。従って図１の
形状測定装置は、請求項８の発明の実施の形態としては
「制御演算手段１５が、自動設定された所定の範囲によ
り異常データを除去するプロセスと、該プロセスにより
異常データ除去後のデータに対して上記所定の範囲を再
度自動設定して異常データの除去を行うプロセスとを、
除去すべき異常データが存在しなくなるまで繰り返すの
である。As described above, when A and B, which are the "thresholds" used for removing abnormal data, are automatically set, "an extremely large second derivative operator is added to the abnormal data of the point sequence data obtained first." If a large number of "giving things" are included, the standard deviation will be large and the predetermined range will be wide,
There is a possibility that what is originally abnormal data will remain as normal data. According to the fourth aspect of the present invention, in order to avoid such a situation, a process of removing abnormal data by a predetermined range automatically set, and the predetermined range of data after the abnormal data is removed by the process. The process of automatically setting again to remove abnormal data and
Repeat until there is no abnormal data to be removed.
That is, based on the point sequence data obtained first, a second derivative operator: f (i), its average value: [f (i)] AV , and standard deviation: f std are calculated, and according to equation (3). A "predetermined range" is set, and abnormal data is removed based on this range.
Based on the data from which the abnormal data has been removed in this way (the removed data is supplemented by the method according to claim 2 as necessary), a new second derivative operator: f
(i) and its average value: [f (i)] AV and standard deviation: f std are calculated, and a predetermined range is reset according to the equation (3). (Which is generally smaller than the range), and removes abnormal data based on the reset range. As this process is repeated, the abnormal data will be sequentially removed from the one whose second derivative operator is large, so only the proper data will be left when there is no abnormal data to be removed. . The above process is shown in FIG. This process is of course performed by the control / calculation means 15 in the apparatus of FIG. That is,
The measurement program according to the process of FIG. 6 is stored in the ROM of the control calculation means 15. Therefore, according to the embodiment of the present invention, the shape measuring apparatus shown in FIG. 1 includes a process in which the control operation means 15 removes abnormal data according to a predetermined range automatically set, and a process after removing abnormal data by the process. A process of automatically setting the above-mentioned predetermined range again for the data and removing the abnormal data,
This is repeated until there is no more abnormal data to be removed.
【００２２】[0022]
【発明の効果】以上に説明したように、この発明によれ
ば新規な形状測定方法および形状測定装置を実現でき
る。この発明の形状測定方法は、異常データの選別を
「点列データの各サンプリング点における２次微分オペ
レータが所定の範囲にあるか否か」により行うが、２次
微分オペレータは被測定物の表面における「曲率」に比
例的であり、曲率が極端に大きくないところでは正常な
データに対する２次微分オペレータはさほど大きくな
く、表面の傾きの大きい領域でも正常データが異常デー
タとされる虞れは小さく、異常データを有効且つ適正に
除去することが可能であり、測定の信頼性が高い。また
この発明の形状測定装置は上記測定方法を実施すること
により、高い信頼性で被測定物の表面形状を測定でき
る。As described above, according to the present invention, a novel shape measuring method and a new shape measuring apparatus can be realized. According to the shape measuring method of the present invention, selection of abnormal data is performed based on “whether or not the second derivative operator at each sampling point of the point sequence data is within a predetermined range”. The second derivative operator for normal data is not so large where the curvature is not extremely large, and the possibility that normal data becomes abnormal data even in a region where the surface slope is large is small. In addition, abnormal data can be effectively and appropriately removed, and measurement reliability is high. Further, the shape measuring apparatus of the present invention can measure the surface shape of the object to be measured with high reliability by implementing the above measuring method.
【図１】この発明の形状測定装置の実施の形態を説明す
るためのブロック図である。FIG. 1 is a block diagram for explaining an embodiment of a shape measuring apparatus according to the present invention.
【図２】点列データと、それに含まれる異常データを説
明するための図である。FIG. 2 is a diagram for explaining point sequence data and abnormal data included therein.
【図３】図２の点列データに基づき算出された２次微分
オペレータを説明するための図である。FIG. 3 is a diagram for explaining a second derivative operator calculated based on the point sequence data of FIG. 2;
【図４】請求項２記載の発明におけるデータ補間を説明
するための図である。FIG. 4 is a diagram for explaining data interpolation in the invention described in claim 2;
【図５】請求項１記載の発明の形状測定方法の特徴部分
を表したフロー図である。FIG. 5 is a flowchart showing a characteristic portion of the shape measuring method according to the first aspect of the present invention.
【図６】請求項４記載の発明の形状測定方法の特徴部分
を表したフロー図である。FIG. 6 is a flowchart showing a characteristic portion of the shape measuring method according to the fourth aspect of the present invention.
１０ 被測定物 １０Ａ 被測定物の表面 １１ プローブ １７ ディスプレイ １８ キーボード Reference Signs List 10 DUT 10A Surface of DUT 11 Probe 17 Display 18 Keyboard
Claims (8)
走査し、上記被測定物の上記表面の輪郭形状を走査軌跡
上の点列データとして求める形状測定方法において、 走査軌跡上の各サンプリング点におけるサンプリング値
の２次微分オペレータを演算し、演算された２次微分オ
ペレータが、所定の範囲を超えるサンプリング点におけ
るサンプリング値を点列データから除去することを特徴
とする形状測定方法。1. A shape measuring method in which a surface of an object to be measured is continuously scanned by a probe and a contour shape of the surface of the object to be measured is obtained as point sequence data on a scanning trajectory. A shape measuring method comprising calculating a second derivative operator of a sampling value at a point, and removing the sampling value at a sampling point exceeding a predetermined range from the point sequence data by the calculated second derivative operator.
ンプリング点近傍の、複数の他のサンプリング点におけ
るサンプリング値を用いて補間した値をサンプリング値
として用いることを特徴とする形状測定方法。2. The shape measuring method according to claim 1, wherein a value obtained by interpolating a sampling point from which abnormal data has been removed using a sampling value at a plurality of other sampling points near the sampling point is used. A shape measuring method characterized by being used as a device.
いて、 ユーザが設定する定数をｋ、サンプリング点：Ｘi にお
ける２次微分オペレータをｆ(ｉ)、ｆ(ｉ)の平均値を
[ｆ(ｉ)]AV、ｆ(ｉ)の標準偏差をｆstd とするとき、２
次微分オペレータに対する所定の範囲を、 [ｆ(ｉ)]AV−ｋ・ｆstd＜ｆ(ｉ)＜[ｆ(ｉ)]AV＋ｋ・ｆ
std として自動設定することを特徴とする形状測定方法。3. A shape measuring method according to claim 1 or 2, wherein a constant set by a user k, a sampling point: the second order differential operator in X i f (i), the mean value of f (i)
[f (i)] When the standard deviation of AV and f (i) is f std , 2
The predetermined range for the next derivative operator is represented by [f (i)] AV− k · std <f (i) <[f (i)] AV + k · f
A shape measuring method characterized by automatically setting as std .
プロセスと、該プロセスにより異常データ除去後のデー
タに対して上記所定の範囲を再度自動設定して異常デー
タの除去を行うプロセスとを、除去すべき異常データが
存在しなくなるまで繰り返すことを特徴とする形状測定
方法。4. The shape measuring method according to claim 3, wherein a process of removing abnormal data according to a predetermined range automatically set, and the predetermined range is automatically performed again on the data after removing the abnormal data by the process. A process of setting and removing abnormal data until the abnormal data to be removed no longer exists.
走査し、上記被測定物の上記表面の輪郭形状を走査軌跡
上の点列データとして求める形状測定装置であって、 被測定物の表面をプローブにより連続的に走査するプロ
ーブ走査手段と、 該プローブ走査手段による走査位置と走査結果を検出す
る読取手段と、 該読取手段により検出された走査結果を取り込み、１連
のサンプリング点におけるサンプリング値に基づき、上
記被測定物の表面の輪郭形状を走査軌跡上の点列データ
として求めるとともに、各部の制御や各種演算を行う制
御演算手段と、 該制御演算手段による点列データや演算結果を表示する
表示手段とを有し、 上記制御演算手段が、各サンプリング点におけるサンプ
リング値の２次微分オペレータを算出し、算出された２
次微分オペレータが、所定の範囲を超えるサンプリング
点におけるサンプリング値を点列データから除去する演
算を行うことを特徴とする形状測定装置。5. A shape measuring apparatus which continuously scans the surface of an object to be measured by a probe and obtains the contour shape of the surface of the object as point sequence data on a scanning trajectory. Probe scanning means for continuously scanning the surface with a probe, reading means for detecting a scanning position and a scanning result by the probe scanning means, taking in the scanning result detected by the reading means, sampling at a series of sampling points Based on the values, the contour shape of the surface of the object to be measured is obtained as point sequence data on the scanning trajectory, and control operation means for controlling each part and performing various calculations is provided. Display means for displaying, wherein the control calculation means calculates a second derivative operator of the sampling value at each sampling point and calculates the calculated second derivative operator.
A shape measuring apparatus characterized in that a second derivative operator performs an operation of removing sampling values at sampling points exceeding a predetermined range from point sequence data.
点に対し、上記サンプリング点の近傍の複数の他のサン
プリング点におけるサンプリング値を用いて補間する演
算を行うことを特徴とする形状測定装置。6. The shape measuring apparatus according to claim 5, wherein the control operation means interpolates the sampling point from which the abnormal data has been removed by using sampling values at a plurality of other sampling points near the sampling point. A shape measuring device characterized by performing an arithmetic operation.
いて、 ２次微分オペレータの所定の範囲を設定するために、ユ
ーザが定数：ｋを設定するための入力部を有し、 制御演算手段が、ユーザにより設定された定数：ｋの値
と、サンプリング点：Ｘi における２次微分オペレー
タ：ｆ(ｉ)、ｆ(ｉ)の平均値：[ｆ(ｉ)]AV、ｆ(ｉ)の標
準偏差：ｆstd に基づき、２次微分オペレータの所定の
範囲を、 [ｆ(ｉ)]AV−ｋ・ｆstd＜ｆ(ｉ)＜[ｆ(ｉ)]AV＋ｋ・ｆ
std として自動設定することを特徴とする形状測定装置。7. The shape measuring apparatus according to claim 5, further comprising: an input unit for setting a constant: k by a user to set a predetermined range of the second derivative operator. Is the value of a constant: k set by the user and the second derivative operator at the sampling point: X i : the average value of f (i), f (i): [f (i)] AV , f (i) the standard deviation of: based on f std, the predetermined range of the second-order differential operators, [f (i)] AV -k · f std <f (i) <[f (i)] AV + k · f
A shape measuring device that is automatically set as std .
データを除去するプロセスと、該プロセスにより異常デ
ータ除去後のデータに対して上記所定の範囲を再度自動
設定して異常データの除去を行うプロセスとを、除去す
べき異常データが存在しなくなるまで繰り返すことを特
徴とする形状測定装置。8. The shape measuring apparatus according to claim 7, wherein the control operation means removes abnormal data in a predetermined range automatically set, and the process for removing the abnormal data by the process. And a process of automatically setting the range again to remove abnormal data until the abnormal data to be removed no longer exists.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34142097A JPH11173836A (en) | 1997-12-11 | 1997-12-11 | Shape measuring method and equipment therefor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34142097A JPH11173836A (en) | 1997-12-11 | 1997-12-11 | Shape measuring method and equipment therefor |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11173836A true JPH11173836A (en) | 1999-07-02 |
Family
ID=18345942
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP34142097A Pending JPH11173836A (en) | 1997-12-11 | 1997-12-11 | Shape measuring method and equipment therefor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11173836A (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007516814A (en) * | 2003-12-31 | 2007-06-28 | メドトロニック ミニメド インコーポレイテッド | Real-time self-tuning calibration algorithm |
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| JP2017078641A (en) * | 2015-10-20 | 2017-04-27 | キヤノン株式会社 | Shape measurement method and shape measurement device |
-
1997
- 1997-12-11 JP JP34142097A patent/JPH11173836A/en active Pending
Cited By (6)
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