(57)【要約】【課題】本発明の目的は、使い勝手に優れた測定装置を提供することにある。【解決手段】スタイラス１６を備えた測定装置１０において、該スタイラス１６は運動平面内でアーム３０の円弧歪による誤差を生じるであろうピボット式とし、該ワーク１２は対象面設計値を持っており、該測定子２６を位置決めする対象面１４上の特定位置を形状特定点３２に対応する支点２８位置を基準に測定軸方向値で指示し、これを初期値とする入力手段１８と、予め得ておいた該対象面設計値情報及び該円弧歪誤差情報に基づいて該初期値に対応する該円弧歪による誤差を推定し、該初期値から該誤差が補正された決定値を求める決定手段２０と、該スタイラス１６とワーク１２との相対移動を行う駆動手段２２と、該決定値に基づいて該スタイラス１６と該ワーク１２との位置決めがなされるように該駆動手段２２を制御する制御手段２４と、を備えたことを特徴とする測定装置１０。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークの対象面上をスタイラスの測定子で測定軸方向にトレースし、該ワーク対象面に関する情報を取得する測定方法において、
前記スタイラスは、測定軸と高さ軸とで規定される運動平面内で、測定子がワーク対象面に追従してアームが支点を中心に円弧運動し、該アームの円弧歪による誤差を生じるであろうピボット式スタイラスを対象としており、
また、前記ワークはその対象面に関する設計値を持ち、かつ該対象面に形状特徴点を持つものを対象としており、
前記スタイラスの測定子を位置決めするワーク対象面上の特定位置を、該ワーク対象面上の形状特徴点に対応する前記支点位置を基準に前記測定軸方向値で指示し、これを初期値とする入力工程と、
予め得ておいた前記対象面設計値情報、及び前記円弧歪誤差情報に基づいて、前記入力工程で入力された初期値に対応する前記円弧歪による誤差を推定し、該初期値から該誤差が補正された決定値を求める決定工程と、
前記決定工程で得られた決定値に基づいて前記スタイラスと前記ワークとの位置決めを行う位置決め工程と、
を備えたことを特徴とする測定方法。
【請求項２】
請求項１記載の測定方法において、
前記ワークは、その対象面に前記形状特徴点としてピーク点又はボトム点を有するものを対象としており、
前記特定位置は、前記スタイラスの測定子でトレースを開始する測定の開始位置、及び該トレースを終了する測定の終了位置を対象とするものであり、
前記入力工程は、前記ワーク対象面上のピーク点又はボトム点に対応する前記支点位置を基準に、前記開始位置の初期値、及び前記終了位置の初期値を指示し、
前記決定工程は、予め得ておいた前記対象面に関する設計値情報、及び前記円弧歪誤差情報に基づいて、前記入力工程で入力された開始位置初期値に対応する前記円弧歪による誤差を推定し、該開始位置初期値から該誤差が補正された開始位置決定値を求め、
また該決定工程は、予め得ておいた該対象面設計値情報及び該円弧歪誤差情報に基づいて、該入力工程で入力された終了位置初期値に対応する該円弧歪による誤差を推定し、該終了位置初期値から該誤差が補正された終了位置決定値を求め、
前記位置決め工程は、前記決定工程で求められた開始位置決定値に基づいて、前記スタイラスと前記ワークとの位置決めを行い、
また、前記開始位置決定値及び前記終了位置決定値に基づいて、前記ワーク対象面上の所望領域を前記スタイラスでトレースし、該ワーク対象面に関する情報を取得する測定工程を備えたことを特徴とする測定方法。
【請求項３】
請求項１又は２記載の測定方法において、
前記決定工程が、予め得ておいた前記ワークに関する対象面設計値情報を用いて、前記初期値に対応する該対象面上の点の高さ軸方向値を求める高さ情報取得工程と、
予め得ておいた前記円弧歪誤差情報を用いて、前記高さ情報取得工程で求められた高さ軸方向値に対応する円弧歪による測定軸方向値の誤差を求める誤差情報取得工程と、
前記初期値から、前記誤差情報取得工程で求められた誤差が除去された値を、前記決定値とする補正工程と、
を備えたことを特徴とする測定方法。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載の測定方法において、
前記ワークは、水平出し、及び、ピーク出し又はボトム出しが完了しているものを対象としていることを特徴とする測定方法。
【請求項５】
ワーク対象面上をスタイラスで測定軸方向にトレースし、該ワーク対象面に関する情報を取得する測定装置において、
前記スタイラスは、測定軸と高さ軸とで規定される運動平面内で、測定子がワーク対象面に追従してアームが支点を中心に円弧運動し、該アームの円弧歪による誤差を生じるであろうピボット式スタイラスを対象としており、
前記ワークは、その対象面に関する設計値を持ち、また該対象面に形状特徴点を持つものを対象としており、
前記スタイラスの測定子を位置決めするワーク対象面上の特定位置を、該ワーク対象面上の形状特徴点に対応する前記支点位置を基準に、前記測定軸方向値で指示し、これを初期値とする入力手段と、
予め得ておいた前記ワーク対象面上の点の測定軸方向値と高さ軸方向値との関係を表す対象面設計値情報を記憶している設計値情報記憶部と、
予め得ておいた前記スタイラスアームの高さ軸方向値に応じた測定軸方向値の誤差との関係を表す円弧歪誤差情報を記憶している誤差情報記憶部と、
前記設計値情報記憶部の前記対象面設計値情報、及び前記誤差情報記憶部の前記円弧歪誤差情報に基づいて、前記入力工程で入力された初期値に対応する前記円弧歪による誤差を推定し、該初期値から該誤差が補正された決定値を求める決定手段と、
前記スタイラスと前記ワークとを相対移動するための駆動手段と、
前記決定手段で得られた決定値に基づいて、前記スタイラスと前記ワークとの位置決めがなされるように、前記駆動手段の動作を制御する制御手段と、
を備えたことを特徴とする測定装置。
【請求項６】
請求項５記載の測定装置において、
前記ワークは、その対象面に前記形状特徴点としてピーク点又はボトム点を有するものを対象としており、
前記特定位置は、前記スタイラスの測定子でトレースを開始する測定の開始位置、及び該トレースを終了する測定の終了位置を対象とするものであり、
前記入力手段は、前記ワーク対象面上のピーク点又はボトム点に対応する前記支点位置を基準に、前記開始位置の初期値、及び終了位置の初期値を指示し、
前記決定手段は、前記設計値情報記憶部の前記対象面設計値情報、及び前記誤差情報記憶部の前記円弧歪誤差情報に基づいて、前記入力工程で入力された開始位置初期値に対応する前記円弧歪による誤差を推定し、該開始位置初期値から該誤差が補正された開始位置決定値を求め、
また該決定手段は、前記設計値記憶部の対象面設計値情報及び前記誤差情報記憶部の前記円弧歪誤差情報に基づいて、該入力手段で入力された終了位置初期値に対応する前記円弧歪による誤差を推定し、該終了位置初期値から該誤差が補正された終了位置決定値を求め、
前記制御手段は、前記決定手段で求められた開始位置決定値に基づいて前記スタイラスと前記ワークとの位置決めがなされ、該開始位置決定値及び前記終了位置決定値に基づいて、該ワーク対象面上の所望領域が該スタイラスでトレースされるように、前記駆動手段の動作を制御することを特徴とする測定装置。
【請求項７】
請求項５又は６記載の測定装置において、
前記決定手段が、前記設計値情報記憶部の対象面設計値情報を用いて、前記初期値に対応する該ワーク対象面上の点の高さ軸方向値を求める高さ情報取得部と、
前記誤差情報取得部の前記円弧歪誤差情報を用いて、前記高さ情報取得部で求められた高さ軸方向値に対応する円弧歪による測定軸方向値の誤差を求める誤差情報取得部と、
前記初期値から、前記誤差情報取得部で求められた誤差が除去された値を、前記決定値とする補正部と、
を備えたことを特徴とする測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は測定方法及び測定装置、特にピボット式スタイラスを備えた測定装置の位置決め手法（機構）の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、ワークの輪郭形状を精密測定するため、輪郭形状測定機等の精密測定機器が用いられている（例えば特許文献１）。
このような精密測定機器は、スタイラスを備える。そして、該精密測定機器では、ワーク対象面上の測定開始位置から測定終了位置までをスタイラスでトレースし、ワーク対象面上の輪郭形状データを得ている。
【０００３】
ところで、精密測定機器においては、高精度な精密測定は勿論、使い勝手も非常に重要な要求性能である。
従来は、使い勝手を向上するため、前述のような測定を自動化することも考えられる。
【０００４】
【特許文献１】特開平６−２７３１０４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、前記従来方式にあっても、測定位置の設定を正確に及び容易に行うのは非常に困難であるため、測定の完全な自動化も困難であった。また、前記従来方式では、完全な自動測定を行ったとしても、測定位置の設定を正確に及び容易に行うのは困難であるので、満足のゆく測定結果が得られないことがあった。
したがって、前記精密測定の分野では、位置決めが困難な点で、測定装置の使い勝手は改善の余地が残されていたものの、従来は、これを解決することのできる適切な技術も存在しなかった。
本発明は前記従来技術の課題に鑑みなされたものであり、その目的は、使い勝手に優れた測定方法、及び測定装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
＜補正方法＞
前記目的を達成するために本発明にかかる測定方法は、ワーク対象面上をスタイラスで測定軸方向トレースし、該ワーク対象面に関する情報を取得する測定方法において、
前記スタイラスは、測定軸と高さ軸とで規定される運動平面内で、測定子がワーク対象面に追従してアームが支点を中心に円弧運動し、該アームの円弧歪による誤差を生じるであろうピボット式スタイラスを対象としており、
前記ワークは、その対象面に関する設計値を持ち、かつ該対象面に形状特徴点を持つものを対象としており、
また、入力工程と、決定工程と、位置決め工程と、を備えることを特徴とする。
ここで、前記入力工程は、前記スタイラスの測定子を位置決めするワーク対象面上の特定位置を、前記ワーク対象面上の形状特徴点に対応する前記支点位置を基準に、前記測定軸方向値で指示し、これを初期値とする。
また、前記決定工程は、予め得ておいた前記対象面設計値情報及び前記円弧歪誤差情報に基づいて、前記入力工程で入力された初期値に対応する前記円弧歪による誤差を推定し、該初期値から該誤差が補正された決定値を求める。
前記位置決め工程は、前記決定工程で得られた決定値に基づいて、前記スタイラスと前記ワークとの位置決めを行う。
【０００７】
なお、本発明にかかる測定方法において、前記ワークは、その対象面に前記形状特徴点としてピーク点又はボトム点を有するものを対象としている。前記特定位置は、前記スタイラスの測定子でトレースを開始する測定開始位置、及び該トレースを終了する測定終了位置を対象とするものである。
前記入力工程は、前記ワーク対象面上のピーク点又はボトム点に対応する前記支点位置を基準に、開始位置の初期値、及び終了位置の初期値を指示する。
前記決定工程は、予め得ておいた前記対象面設計値情報、及び前記円弧歪誤差情報に基づいて、前記入力工程で入力された開始位置初期値に対応する前記円弧歪による誤差を推定し、該開始位置初期値から該誤差が補正された開始位置決定値を求める。
また該決定工程は、予め得ておいた該対象面設計値情報、及び該円弧歪誤差情報に基づいて、該入力工程で入力された終了位置初期値に対応する前記円弧歪による誤差を推定し、該終了位置初期値から該誤差が補正された終了位置決定値を求める。
前記位置決め工程は、前記決定工程で求められた開始位置決定値に基づいて、前記スタイラスと前記ワークとの位置決めを行う。
また、該測定方法は、測定工程を備えることが好適である。
ここで、前記測定工程は、前記位置決め工程の後段に設けられ、前記開始位置決定値及び前記終了位置決定値に基づいて、前記ワーク対象面上の所望領域を前記スタイラスでトレースし、該ワーク対象面に関する情報を取得する。
【０００８】
また、本発明にかかる測定方法においては、前記決定工程が、高さ情報取得工程と、誤差情報取得工程と、補正工程と、を備えることが好適である。
ここで、前記高さ情報取得工程は、予め得ておいた前記ワークに関する対象面設計値情報を用いて、前記初期値に対応する該ワーク対象面上の点の高さ軸方向値を求める。
また前記誤差情報取得工程は、予め得ておいた前記円弧歪誤差情報を用いて、前記高さ情報取得工程で求められた高さ軸方向値に対応する円弧歪による測定軸方向値の誤差を求める。
前記補正工程は、前記初期値から、前記誤差取得工程で求められた誤差が除去された値を、前記決定値とする。
【０００９】
本発明にかかる測定方法において、前記ワークは、水平出し、及び、ピーク出し又はボトム出しが完了しているものを対象とすることが好適である。
【００１０】
＜測定装置＞
また、前記目的を達成するために本発明にかかる測定装置は、ワーク対象面上をスタイラスで測定軸方向にトレースし、該ワーク対象面に関する情報を取得する測定装置において、
前記スタイラスは、測定軸と高さ軸とで規定される運動平面内で、測定子がワーク対象面に追従してアームが支点を中心に円弧運動し、該アームの円弧歪による誤差を生じるであろうピボット式スタイラスを対象としている。
前記ワークは、その対象面に関する設計値を持ち、かつ該対象面に形状特徴点を持つものを対象としている。
また、該測定装置は、入力手段と、設計値情報記憶部と、誤差情報記憶部と、決定手段と、駆動手段と、制御手段と、を備えることを特徴とする。
ここで、前記入力手段は、前記スタイラスの測定子を位置決めするワーク対象面上の特定位置を、前記ワーク対象面上の形状特徴点に対応する前記支点位置を基準に、前記測定軸方向値で指示し、これを初期値とする。
また、前記設計値記憶部は、予め得ておいたワーク対象面上の点の測定軸方向値と高さ軸方向値との関係を表す対象面設計値情報を記憶している。
前記誤差情報記憶部は、予め得ておいた前記スタイラスアームの高さ軸方向値に応じた測定軸方向値の誤差との関係を表す円弧歪誤差情報を記憶している。
前記決定手段は、前記設計値情報記憶部の前記対象面設計値情報、及び前記誤差情報記憶部の前記円弧歪誤差情報に基づいて、前記入力工程で入力された初期値に対応する前記円弧歪による誤差を推定し、該初期値から該誤差が補正された決定値を求める。
前記駆動手段は、前記スタイラスと前記ワークとの相対移動を行う。
前記制御手段は、前記決定工程で得られた決定値に基づいて、前記スタイラスと前記ワークとの位置決めがなされるように、前記駆動手段の動作を制御する。
【００１１】
なお、本発明にかかる測定装置において、前記ワークは、その対象面に前記形状特徴点としてピーク点又はボトム点を有するものを対象としている。前記特定位置は、前記スタイラスの測定子でトレースを開始する測定開始位置、及び該トレースを終了する測定終了位置を対象とするものである。
前記入力手段は、前記ワーク対象面上のピーク点又はボトム点に対応する前記支点位置を基準に、開始位置初期値、及び終了位置初期値を指示する。
前記決定手段は、前記設計値情報記憶部の前記対象面設計値情報、及び前記誤差情報記憶部の前記円弧歪誤差情報に基づいて、前記入力工程で入力された開始位置初期値に対応する前記円弧歪による誤差を推定し、該開始位置初期値から該誤差が補正された開始位置決定値を求める。また該決定手段は、該対象面設計値情報、及び該円弧歪誤差情報に基づいて、該入力工程で入力された終了位置初期値に対応する前記円弧歪による誤差を推定し、該終了位置初期値から該誤差が補正された終了位置決定値を求める。
前記制御手段は、前記決定手段で求められた開始位置決定値に基づいて前記スタイラスと前記ワークとの位置決めがなされ、また該開始位置決定値及び前記終了位置決定値に基づいて該ワーク対象面上の所望領域が該スタイラスでトレースされるように、前記駆動手段の動作を制御することが好適である。
【００１２】
また、本発明にかかる測定装置においては、前記決定手段が、高さ情報取得部と、誤差情報取得部と、補正部と、を備えることが好適である。
ここで、高さ情報取得部は、前記設計値情報記憶部の前記ワークに関する対象面設計値情報を用いて、前記初期値に対応する該ワーク対象面上の点の高さ軸方向値を求める。
また、前記誤差情報取得部は、前記誤差情報記憶部の前記円弧歪誤差情報を用いて、前記高さ情報取得部で求められた高さ軸方向値に対応する円弧歪による測定軸方向値の誤差を求める。
前記補正部は、前記初期値から、前記誤差情報取得部で求められた誤差が除去された値を、前記決定値とする。
【００１３】
ここにいう初期値、決定値とは、ワーク対象面上の点に関するものをいうのでなく、支点の測定軸方向位置に関するものをいう。本発明の支点位置は、例えばピックアップ機構からの測定軸方向値情報等に基づいて特定することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明にかかる測定方法によれば、前記入力工程と、前記決定工程と、前記測定工程と、を備えることとしたので、ピボット式スタイラスを備えた測定装置の使い勝手を向上することができる。
また、本発明にかかる測定装置によれば、前記入力手段と、前記設計値情報記憶部と、前記誤差情報記憶部と、前記決定手段と、前記駆動手段と、前記制御手段と、を備えることとしたので、ピボット式スタイラスを備えた測定装置の使い勝手を向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、図面に基づき本発明の好適な一実施形態について説明する。
図１には本発明の一実施形態にかかる測定方法を行うための測定装置の概略構成が示されている。
同図に示す輪郭形状測定機（測定装置）１０は、ワーク１２として、非球面設計値（対象面設計値）を非球面を表わす式で持つ非球面ワーク１２を想定している。非球面ワーク１２の非球面（対象面）１４のＸＺ断面方向の形状は、中心軸に対して左右対称となっている。
本実施形態において、非球面ワーク１２は、水平出し、及びピーク出し（又はボトム出し）が完了しているものを対象としている。
【００１６】
このために輪郭形状測定機１０は、ピボット式スタイラス１６のピックアップ機構１７と、入力手段１８と、決定手段２０と、駆動手段２２と、制御手段２４と、を備える。
ここで、ピボット式スタイラス１６は、ＸＺ平面（運動対象平面）内で、スタイラス１６の測定子２６がワーク１２の非球面１４に追従して、支点２８を中心にスタイラスアーム３０が円弧運動する。
入力手段１８は、非球面ワーク１２の非球面（対象面）１４上のピーク点３２に対応する支点２８の位置（Ｘ値）を基準に、測定開始位置の初期値（Ｘｓ）、及び測定終了位置の初期値（Ｘｅ）をＸ値（測定軸方向値）で指示する。
【００１７】
決定手段２０は、例えばコンピュータ３４上で実行されるソフトウェア等よりなり、設計値情報記憶部３６と、誤差情報記憶部３８と、を含む。
【００１８】
設計値情報記憶部３６は、予め得ておいた非球面１４上の点のＸ値とＺ値との関係を表す非球面設計値情報（例えば非球面を表す式）を記憶している。
誤差情報記憶部３８は、予め得ておいたスタイラスアーム３０の円弧歪による誤差、つまりスタイラスアーム３０のＺ値に応じたＸ値誤差との関係を表す円弧歪誤差情報を記憶している。
【００１９】
そして、決定手段２０は、開始位置初期値（Ｘｓ）が入力されると、設計値情報記憶部３６のワーク設計値情報、及び誤差情報記憶部３８の円弧歪誤差情報を用いて、開始位置初期値（Ｘｓ）から、該円弧歪による誤差（ｄｘ０（ｓ））が補正された開始位置決定値（Ｘｓ´）を求める。また、決定手段２０は、終了位置初期値（Ｘｅ）が入力されると、設計値情報記憶部３６のワーク設計値情報、及び誤差情報記憶部３８の円弧歪誤差情報を用いて、終了位置初期値（Ｘｅ）から、該円弧歪による誤差（ｄｘ０（ｅ））が補正された終了位置決定値（Ｘｅ´）を求める。
【００２０】
また、駆動手段２２は、例えば駆動回路４０と、Ｘ軸送り装置４２と、を備える。この駆動手段２２は、スタイラス１６とワーク１２との接触位置（測定位置）のＸ軸方向への相対移動を行う。
制御手段２４は、例えばコンピュータ３４上で実行されるソフトウェア等よりなる。この制御手段２４は、支点２８の位置に関しての、開始位置決定値（Ｘｓ´）及び終了位置決定値（Ｘｅ´）に基づいて、ワーク１２上の所望領域がピボット式スタイラス１６でトレースされるように、駆動手段２２の動作を制御する。
【００２１】
決定手段２０は、高さ情報取得部４４と、誤差情報取得部４６と、補正部４８と、を備える。
ここで、高さ情報取得部４４は、開始位置初期値（Ｘｓ）が入力されると、設計値情報記憶部３６のワーク設計値情報を用いて、開始位置初期値（Ｘｓ）に対応するＺ値（Ｚｓ）を求める。
また、このＺ値情報取得部３０は、終了位置初期値（Ｘｅ）が入力されると、設計値情報記憶部３６のワーク設計値情報を用いて、終了位置初期値（Ｘｅ）のＺ値（Ｚｅ）を求める。
【００２２】
誤差情報取得部４６は、誤差情報記憶部３８の円弧歪誤差情報を用いて、開始位置所期値のＺ値（Ｚｓ）に応じた円弧歪によるＸ値の誤差ｄｘ０（ｓ）を求める。
また、この誤差情報取得部４６は、誤差情報記憶部３８の円弧歪誤差情報を用いて、終了位置初期値のＺ値（Ｚｅ）に応じた円弧歪によるＸ値の誤差ｄｘ０（ｅ）を求める。
【００２３】
補正部４８は、開始位置初期値（Ｘｓ）に対して円弧歪による誤差ｄｘ０（ｓ）が補正された開始位置決定値（Ｘｓ´＝Ｘｓ±ｄｘ０（ｓ））を求める。
また、この補正部３４は、終了位置の初期値（Ｘｅ）に対して円弧歪による誤差ｄｘ０（ｅ）が補正された終了位置決定値（Ｘｅ´＝Ｘｅ±ｄｘ０（ｅ））を求める。
【００２４】
なお、本実施形態において、非球面ワーク１２は、水平出し、ピーク出しが完了している。
【００２５】
また、本実施形態においては、入力手段１８を用いて、設計値情報記憶部３６に非球面設計値情報を新たに入力したり、設計値情報記憶部３６に記憶されている既存の非球面設計値情報を変更したりすることもできる。
【００２６】
本実施形態においては、ピックアップ機構１７からのＸＺ座標値情報に基づいて測定子２６のＸＺ座標値情報を得ている。スタイラス１６のＸＺ座標値情報に基づいて、ワーク非球面１４上のＸＺ座標値情報を得ている。ワーク非球面１４上のＸＺ座標値情報に基づいて、非球面１４の輪郭形状を求めている。
このために本実施形態においては、Ｘ値検出器５２と、Ｚ値検出器５４と、データ処理手段５６と、を備えている。
【００２７】
また、本実施形態においては、ＸＺ断面形状データを、同一ワーク１２の複数の異なるＹ値から得ることにより、非球面１４を面として評価することができる。
このために本実施形態においては、Ｙ軸テーブル５８と、Ｙ値検出器６０と、Ｙ軸送り装置６２と、を備えている。
【００２８】
本実施形態において、非球面ワーク１２は、基準平面としてのＹ軸ステージ５８上に載置された状態で、水平出し及びピーク出しが完了している。
【００２９】
本実施形態においては、制御手段２４は、以下のようにして駆動手段２２の動作制御を行っている。
すなわち、本実施形態においては、Ｘ値検出器５２からのＸ値情報に基づき支点２８の位置を推定している。
そして、制御手段２４は、ワーク１２の非球面１４上の所望領域（例えばピーク点３２を基準に左右均等）を測定するため、Ｘ値検出器５２からのＸ値情報に基づく支点２８位置が、開始位置決定値（Ｘｓ´）及び終了位置決定値（Ｘｅ´）となるように駆動手段２２の動作を制御する。
【００３０】
本実施形態にかかる輪郭形状測定機１０は概略以上のように構成され、以下にその作用について説明する。
すなわち、本実施形態においては、予め得ておいたワーク１２の非球面設計値情報、及び円弧歪誤差情報に基づいてワーク１２上の測定位置を設定しているので、ピボット式スタイラス１６を備えた輪郭形状測定機１０に関して測定位置を正確に及び容易に決定することができる。
したがって、本実施形態においては、ピボット式スタイラス１６を備えた輪郭形状測定機１０を、所望の測定位置に位置決めすることができる。
これにより、本実施形態においては、ワーク１２上の所望領域を、より確実に及び容易に測定領域に設定することができる。例えば対象面１４のＸＺ断面が左右対称のワーク１２に関しては、より確実に及び容易に、測定領域を左右対称に設定することができるので、ピボット式スタイラス１６を備えた輪郭形状測定機１０の使い勝手が飛躍的に向上する。
【００３１】
本発明は、以下の点に着目してなされたものである。
すなわち、輪郭形状測定の分野では、ワークとして非球面ワーク１２を用いることもあり、非球面ワーク１２は断面が左右対称なので、測定領域も左右対称にしたいとの要望がある。
しかしながら、ピボット式スタイラス１６を備えた輪郭形状測定機１０のように、円弧運動を伴う機構を持つ測定機では、アーム３０の円弧歪が発生するので、アーム３０のＺ位置により、測定子２６の位置にＸ軸方向の歪が発生する。
したがって、ピボット式スタイラス１６を備えた輪郭形状測定機１０では、アーム３０の円弧歪のために測定開始位置、及び測定終了位置を決めるのが困難である。
このようなアーム３０の円弧歪によるＸ軸方向への誤差のため、測定軸（Ｘ軸）の値を基準にして左右均等に測定位置を決めてしまうと、図２（Ａ）に示されるように、ワーク１２の非球面１４上を、ピーク点３２を中心に、左右均等に測定することができない。
すなわち、ワーク１２の非球面１４上のピーク点３２に対応する支点２８の位置を基準に、開始位置及び終了位置を左右均等に設定しても、実際のワーク１２の非球面１４上の測定領域は、左右均等にはならないことがあるのである。
【００３２】
これを回避するために通常は、以下の種々の方法で対処することが考えられる。
（１）測定者が、勘で、測定開始位置、測定終了位置を決める。
（２）実際にワークにスタイラスを当ててみて、測定開始位置、測定終了位置を決める。
（３）非球面の有効範囲を大きく超えて測定し、解析時に不要部分を削除する。
【００３３】
しかしながら、前記一般的な方法であっても、測定位置の決定に関しては、正確さや容易さの面で改善の余地が残されていた。
これに対し、本発明者は、まず、前記測定位置に関する不具合の原因が、前述のような円弧歪による誤差にあることを解明している。
そして、本発明者らは、前記原因の解明に基づき、対象面に関する設計値を持つワークであれば、ワーク設計値情報、及び円弧歪誤差情報に基づいて、正しい測定位置を決定することができることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００３４】
このために本実施形態においては、以下のようにしている。
（１）非球面設計値に基づいて、測定位置のＸ値に対応する非球面上の点のＺ値を求めて
いる。
（２）非球面上の点のＺ値に応じて発生するであろうＸ軸方向の誤差を計算する。
（３）求められたＸ軸方向の誤差分だけ、測定位置を修正する。
【００３５】
このように本実施形態においては、アーム３０の円弧歪によるＸ軸方向の誤差を補正しているため、測定軸（Ｘ軸）の値を基準に測定位置を決めても、同図（Ｂ）に示されるようにピーク点３２を基準に、ワーク１２の非球面１４上を左右均等に測定することができる。
すなわち、本実施形態においては、実際のワーク１２の非球面１４上の測定領域が左右均等になるように、支点２８の測定開始位置（Ｘ値）及び測定終了位置（Ｘ値）を設定しているのである。
【００３６】
以下に、前記作用について、図３を参照しながら、より具体的に説明する。
すなわち、本実施形態においては、非球面ワーク１２を測定する際、測定位置への位置決めを正確に行うため、準備工程（Ｓ１０）を行うことが非常に重要である。
このために準備工程（Ｓ１０）では、水平出し、ピーク（ボトム）出しを行っている。
このように本実施形態においては、非球面ワーク１２を測定するに先立って、準備工程（Ｓ１０）を行っているので、下記の非球面ワーク１２を測定する作業を、より正確に行うことができる。
【００３７】
そして、本実施形態は、前記準備工程（Ｓ１０）の完了後、入力工程（Ｓ１２）を行う。
すなわち、入力工程（Ｓ１２）では、スタイラスの測定子を位置決めするワーク対象面上の特定位置を、ワーク対象面上の形状特徴点に対応する支点位置を基準に、Ｘ値で指示し、これを初期値とする。
この結果、入力工程（Ｓ１２）では、非球面ワーク１２の非球面１４上のピーク点３２に対応する、ピボット式スタイラスの支点位置を基準に、測定開始位置の初期値、及び該測定の終了位置の初期値を指示することができる。
【００３８】
前記入力工程（Ｓ１２）の完了後、決定工程（Ｓ１４）を行う。
すなわち、決定工程（Ｓ１４）では、予め得ておいた非球面設計値情報、及び円弧歪誤差情報に基づいて、初期値に対応する円弧歪による誤差を推定し、初期値から誤差が補正された決定値を求める。
【００３９】
本実施形態においては、決定工程（Ｓ１４）が、高さ情報取得工程（Ｓ１６）と、誤差情報取得工程（Ｓ１８）と、補正工程（Ｓ２０）と、を備える。
ここで、高さ情報取得工程（Ｓ１６）では、予め得ておいた非球面設計値を用いて、初期値（Ｘ値）に対応する非球面上の点のＺ値を求める。
また、誤差情報取得工程（Ｓ１８）では、予め得ておいた円弧歪誤差情報を用いて、高さ情報取得工程（Ｓ１６）で求められたＺ値に対応する円弧歪によるＸ値の誤差を求める。
補正工程（Ｓ２０）では、初期値から、誤差情報取得工程（Ｓ１８）で求められた誤差が除去された値を、決定値とする。また。この補正工程（Ｓ２０）では、初期値に対応する誤差がない場合、初期値をそのまま指定値としている。
このように決定工程（Ｓ１４）では、予め得ておいた非球面計値情報、及び円弧歪誤差情報に基づいて、開始位置初期値に対応する円弧歪による誤差を推定し、該開始位置初期値から該誤差が補正された開始位置決定値を求めることができる。
また、決定工程（Ｓ１４）では、前記開始位置と同様に、予め得ておいた非球面設計値情報、及び該円弧歪誤差情報に基づいて、終了位置初期値に対応する円弧歪による誤差を推定し、終了位置初期値から該誤差が補正された終了位置決定値を求めることができる。
【００４０】
前記決定工程（Ｓ１４）の完了後、位置決め工程（Ｓ２２）を行う。
位置決め工程（Ｓ２２）では、決定工程（Ｓ１４）で得られた決定値に基づいて、スタイラスとワークとの位置決めを行う。
位置決め工程（Ｓ２２）では、ピボット式スタイラスの支点位置が、決定工程（Ｓ１４）で求められた開始位置決定値となるように、スタイラスとワークとの位置決めを行うことができる。
【００４１】
前記位置決め工程（Ｓ２２）の完了後、測定工程（Ｓ２４）を行う。
すなわち、測定工程（Ｓ２４）では、ピボット式スタイラスの支点が開始位置決定値に位置する状態から、トレース（測定）を開始する。
そして、トレース（測定）を、ピボット式スタイラスの支点位置が終了位置決定値を示すまで行い、トレース（測定）を完了する。
【００４２】
このように本実施形態においては、円弧歪による誤差の影響が除去された測定開始位置及び測定終了位置を設定することができる。
このため、従来、非球面ワークの測定領域を左右対称に設定したくても、困難であったのに対し、本実施形態においては、非球面設計値及び円弧歪誤差情報を用いて、測定位置を補正することにより、測定領域をピーク点を基準に、正確に左右対称とすることも正確に及び容易に行うことができる。
【００４３】
また、本実施形態においては、前記高さ情報取得、誤差情報の取得、補正のための計算を、ソフトウェア等よりなる決定手段で行っている。
このため、本実施形態においては、これらの計算を、より容易に行うことができる。しかも、本実施形態においては、これらの計算に、個人誤差が入り込む余地がないので、より正確に測定位置を決めることができる。
そして、本実施形態においては、このようにして決められた測定位置の測定を、やはりソフトウェア等よりなる制御手段で自動に行うので、位置決め及び測定を、正確に及び容易に行うことができる。これにより、本実施形態においては、ピボット式スタイラス１６を備えた輪郭形状測定機１０の使い勝手が向上する。
【００４４】
次に、前記測定位置の、より具体的な計算方法について、説明する。
すなわち、図４に示されるように、ピボット式スタイラスのＺ位置と誤差との関係は、下記の数式１で表せる。
【００４５】
【数１】
2007303837.tif 000003
したがって、Ｘ軸方向誤差、Ｚ値は、それぞれ下記の数式２，３で表せる。
【００４６】
【数２】
2007303837.tif 000004
【００４７】
【数３】
2007303837.tif 000005
【００４８】
ここで、上記の数式において、Ｌはスタイラスアーム長であり、ｈはスタイラスエッジ長であり、θはスタイラスアーム角度である。
【００４９】
また、非球面設計値を下記の数式４，５で表すと、非球面ワークのピーク点（ボトム点）がＸ＝０．０なので、Ｘ＝Ｘ０におけるＺ値はＺ＝lens（Ｘ０）だから、Ｘ＝Ｘ０におけるＸ軸方向の誤差ｄＸ０は、下記の数式６で表せる。
【００５０】
【数４】
2007303837.tif 000006
【００５１】
【数５】
2007303837.tif 000007
【００５２】
【数６】
2007303837.tif 000008
【００５３】
本実施形態においては、ピボット式スタイラス１６の支点２８に対する、測定開始位置、測定終了位置の指定を、誤差ｄＸ０分だけ、初期値からシフトしている。これを決定値としている。
【００５４】
このようにして本実施形態によれば、ピボット式スタイラス１６を備えた輪郭形状測定機１０において、アーム３０の円弧歪を考慮し、ピボット式スタイラス１６の支点２８に関する測定開始位置、測定終了位置を決定しているので、ワーク上での測定開始位置、測定終了位置を容易に及び正確に決定することができる。
したがって、本実施形態によれば、ピボット式スタイラス１６を備えた輪郭形状測定機１０に関して、ワーク上の所望とする測定位置への位置決め、ワーク上での所望領域の測定が正確に及び容易に行えるので、ピボット式スタイラス１６を備えた輪郭形状測定機１０の使い勝手が向上する。
【００５５】
変形例
＜非球面＞
なお、本実施形態において、ワークは、対象面が非球面のものに代えて、球面のものを用いることもできる。例えば非球面設計値を表す前記数式４は、一般の二次曲線（円、双曲線、放物線）を含むので、ワークは非球面でない球面等にもそのまま適用することができるからである。
【００５６】
＜凸面ワーク＞
また、本実施形態において、ワークは凸面のものに代えて凹面のものを用いることもできる。凹面ワークの場合は、ピーク点に代えてボトム点となる。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明の一実施形態にかかる測定方法を行うための測定装置の概略構成の説明図である。
【図２】本発明の原因の解明、本発明の課題解決手段に至った注目点の説明図である。
【図３】本実施形態にかかる測定方法の処理手順を示すフローチャートである。
【図４】本実施形態による測定位置の具体的な計算方法の説明図である。
【符号の説明】
【００５８】
１０    輪郭形状測定機（測定装置）
１２    非球面ワーク（ワーク）
１４    非球面（対象面）
１６    ピボット式スタイラス
１８    入力手段
２０    決定手段
２２    駆動手段
２４    制御手段
【図１】
2007303837.tif 000009
【図２】
2007303837.tif 000010
【図３】
2007303837.tif 000011
【図４】
2007303837.tif 000012