(57)【要約】【課題】所定の基準面から試料の表面の各位置までの高さを各々検出することによって試料の表面形状を測定する表面形状測定機にて、１回の走査で試料の表面形状の稜線の位置を検出する。【解決手段】表面形状測定機１０にて試料Ｗの表面形状の稜線Ｌの位置を検出する稜線位置検出装置１００は、試料Ｗの表面上の所定の閉じたループＣ上の各位置においてそれぞれの位置までの高さを測定したときに高さが極大となる極大点Ｐ１、Ｐ３を検出する極大点検出部１０３と、極大点検出部により検出した２つの極大点Ｐ１、Ｐ３を結ぶ直線の位置を、試料Ｗの表面形状の稜線Ｌの位置として算出する稜線位置算出部１０６と、を備える。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の基準面から試料の表面の各位置までの高さを各々検出することによって前記試料の表面形状を測定する表面形状測定機にて、前記試料の表面形状の稜線の位置を検出する稜線位置検出装置であって、
前記試料の表面上の所定の閉じたループ上の各位置においてそれぞれの位置までの高さを測定したときに高さが極大となる極大点を検出する極大点検出部と、
前記極大点検出部により検出した２つの極大点を結ぶ直線の位置を、前記試料の表面形状の稜線の位置として算出する稜線位置算出部と、
を備えることを特徴とする稜線位置検出装置。
【請求項２】
前記試料を支持する支持手段と、
前記支持手段に支持された前記試料の表面上の点の前記基準面からの高さを測定する測定子と、
前記試料と前記測定子とを前記基準面に平行な２次元方向に相対運動させることにより、前記試料の表面上を前記測定子で走査する移動機構と、
を備えることを特徴とする請求項１に記載の稜線位置検出装置。
【請求項３】
前記所定の閉じたループは円周であって、
前記移動機構は、前記基準面に直交する軸を回転軸として前記試料を回転させる回転手段を含み、
前記移動機構が前記測定子による測定点からずれた位置を中心に前記試料を回転させることにより、前記円周に沿って前記測定子による測定点が移動する、
ことを特徴とする請求項２に記載の稜線位置検出装置。
【請求項４】
前記試料は円柱形状を有し、
前記稜線位置算出部は、前記試料の母線の向きが前記基準面に対して平行になるように支持された前記試料の稜線をなす母線の位置を算出することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の稜線位置検出装置。
【請求項５】
前記所定の閉じたループ上の各位置においてそれぞれの位置までの高さを測定したときに高さが極小となる極小点を検出する極小点検出部と、
前記極大点検出部により検出される極大点と前記極小点検出部により検出した極小点とを通る直線上において頂点を検出する頂点検出部と、
をさらに備え、
前記稜線位置算出部は、前記極大点検出部により検出される極大点の数が１個であるとき、前記頂点検出部により頂点を検出した前記直線に直交しかつ該頂点を通る直線の位置を、前記母線の位置として算出する、
ことを特徴とする請求項１に記載の稜線位置検出装置。
【請求項６】
所定の基準面から試料の表面の各位置までの高さを各々検出することによって前記試料の表面形状を測定する表面形状測定機にて、前記試料の表面形状の稜線の位置を検出する稜線位置検出方法であって、
前記試料の表面上の所定の閉じたループ上の各位置においてそれぞれの位置までの高さを測定したときに高さが極大となる極大点を検出し、
検出した２つの前記極大点を結ぶ直線の位置を、前記試料の表面形状の稜線の位置として算出する、
ことを特徴とする稜線位置検出方法。
【請求項７】
所定の支持手段に支持された前記試料の表面上の点の前記基準面からの高さを、所定の測定子によって測定し、
前記試料と前記測定子とを前記基準面に平行な２次元方向に相対運動させることにより、前記試料の表面上を前記測定子で走査する、
ことを特徴とする請求項６に記載の稜線位置検出方法。
【請求項８】
前記所定の閉じたループは円周であって、
前記測定子による測定点からずれた位置を中心に、かつ前記基準面に直交する軸を回転軸として前記試料を回転させることにより、前記円周に沿って前記測定子による測定点を移動させる、
ことを特徴とする請求項７に記載の稜線位置検出方法。
【請求項９】
前記試料は円柱形状を有し、
前記試料の母線の向きが前記基準面に対して平行になるように支持される前記試料の稜線をなす母線の位置を算出することを特徴とする請求項６〜８のいずれか一項に記載の稜線位置検出方法。
【請求項１０】
前記所定の閉じたループ上の各位置においてそれぞれの位置までの高さを測定したときに高さが極小となる極小点を検出し、
前記極大点の検出数が１個であるとき、
検出された前記極大点と検出した前記極小点とを通る直線上において前記試料の表面形状の頂点を検出し、
前記頂点を検出した前記直線に直交しかつ該頂点を通る直線の位置を、前記試料の母線の位置として算出する、
ことを特徴とする請求項９に記載の稜線位置検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表面形状測定機において試料の表面形状の稜線を検出する稜線検出装置及び稜線検出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
試料の表面に触針を摺動させその形状を測定する、表面粗さ測定機、輪郭形状測定機及び真円度測定機（以下、これらの測定機をまとめて「表面形状測定機」と示す）においては、円柱形状の試料を測定するとき、試料の母線の方向すなわち円柱形状の中心軸線の方向や、これら母線や軸線と直交する方向が、測定機による触針の移動方向に合うように、試料の位置及び姿勢を決める必要がある。
【０００３】
試料の母線の位置を定める従来の方法としては、下記特許文献１に開示される方法がある。この方法では複数の異なる走査線に沿って試料を触針で走査し、各走査で得られた測定値の頂点を結ぶ線を算出することにより、試料の母線の位置を決定する。
【０００４】
【特許文献１】特許第３０６４１８４号公報
【特許文献２】特許第３４８２３６２号公報
【特許文献３】特開２００３−１４４０６号公報
【特許文献４】特開２００３−１４４４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記従来の方法では母線の位置を定めるために試料を複数回走査する必要がある。ここで走査回数が複数に及ぶと、１回の走査と走査の間に、例えば試料と測定子の相対位置を変える等によって測定位置を変更するための時間が必要になり、実際の走査時間以外の補助動作に必要な時間が加わるため、測定時間を余分に要していた。
そこで本発明は、１回の走査で試料の表面形状の稜線の位置を検出することを可能とする表面形状の稜線位置検出装置及び稜線位置検出方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明では、試料の表面上の所定の閉じたループ上の各位置において、ある基準面からの高さをそれぞれ測定して高さが極大となる極大点を検出し、２つの極大点を結ぶ直線の位置を試料の表面形状の稜線の位置として算出する。
試料の表面形状の稜線が直線であり、また試料の表面上に定めた閉じたループの内側を横切っている場合には、ループ上にある各点のうち稜線との２つの交点において高さが極大になるので、このような極大点同士を結ぶ直線を求めることにより、試料の表面形状の稜線を決定することができる。
【０００７】
また本発明は、試料が円柱形状を有しかつその母線の向きが上記基準面に対して平行になるように置かれている場合に、この母線の位置を検出するために使用することが可能である。この場合には、上記のように検出した極大点の数が１個であっても母線の位置を検出できる。極大点の検出数が１個である場合には、本発明では、上記の所定の閉じたループ上の各位置においてそれぞれの位置までの高さを測定したときに高さが極小となる極小点を検出する。そして、この極大点と極小点とを通る直線上において試料の表面形状の頂点を検出し、この頂点を検出した直線に直交しかつこの頂点を通る直線の位置を、試料の表面形状の稜線、すなわちこの試料の母線の位置として算出する。
ループの内側を試料の表面形状の稜線が横切っていない場合に極大点の検出数は１個となる。このときループ上にある各点のうち稜線に最も近い点で高さが極大になり、稜線に最も遠い点で高さが極小になる。これら極大点と極小点を結んだ直線は稜線と直交し、その上には必ず稜線が存在するので、この直線上で頂点を求めれば稜線の位置を決定することができる。また、頂点を求めるための移動により測定子は稜線上に位置するので、稜線に沿っての測定を直ちに開始できる。
【０００８】
本発明の第１形態によれば、所定の基準面から試料の表面の各位置までの高さを各々検出することによって試料の表面形状を測定する表面形状測定機にて、試料の表面形状の稜線の位置を検出する稜線位置検出装置が提供される。本稜線位置検出装置は、試料の表面上の所定の閉じたループ上の各位置においてそれぞれの位置までの高さを測定したときに高さが極大となる極大点を検出する極大点検出部と、極大点検出部により検出した２つの極大点を結ぶ直線の位置を、試料の表面形状の稜線の位置として算出する稜線位置算出部と、を備える。
【０００９】
本発明の第２形態によれば、所定の基準面から試料の表面の各位置までの高さを各々検出することによって試料の表面形状を測定する表面形状測定機にて、試料の表面形状の稜線の位置を検出する稜線位置検出方法が提供される。本稜線位置検出方法では、試料の表面上の所定の閉じたループ上の各位置においてそれぞれの位置までの高さを測定したときに高さが極大となる極大点を検出し、検出した２つの極大点を結ぶ直線の位置を、試料の表面形状の稜線の位置として算出する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明により、試料の表面形状の稜線が直線状である場合には、試料の表面を測定子で１回走査すれば稜線の位置を検出することが可能となり、円柱形状の試料の母線の位置決定に要する時間を短縮される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、添付する図面を参照して本発明の実施例を説明する。図１は、本発明の実施例による稜線位置検出装置が組み込まれた表面形状測定機の全体構成図である。この表面形状測定機１０は、試料であるワークＷを載置するためのワークテーブル１２を有し、ワークＷの表面を触針１４でＸ軸方向に走査し、その触針１４のＺ軸方向の変位を変位検出器１６で検出して、ワークＷの表面形状を測定する。
【００１２】
水平に設置された定盤１８上には、支柱２０が垂直に立設されている。支柱２０にはＺテーブル２２が摺動自在に支持されており、図示しないＺテーブル駆動手段に駆動されて垂直に上下動する。
【００１３】
Ｚテーブル２２には、Ｘアーム２４が水平に支持されている。Ｘアーム２４は、図示しないＸアーム駆動手段に駆動されてＸ軸方向に進退移動する。変位検出器１６は、このＸアーム２４の先端に設けられている。そして、このＸアーム２４が軸方向に進退移動することにより、触針１４がＸ軸に沿って往復動する。
【００１４】
ここで、定盤１８の表面をＸ−Ｙ平面とし、このＸ−Ｙ平面において、触針１４が移動する直線をＸ軸とする。そして、このＸ−Ｙ平面において、Ｘ軸に直交する直線をＹ軸とし、このＹ軸とＸ軸との交点（原点Ｏ）を通り、Ｘ−Ｙ平面に直交する直線をＺ軸とする。このように設定された空間直交座標系をＯ−ＸＹＺ座標系とする。
【００１５】
触針１４はＸ軸に沿って移動し、そのときのＺ軸方向の変位が変位検出器１６によって検出される。円柱形状のワークＷを保持するために、ワークテーブル１２は、好適には直方体のブロック状に形成され、その上面にＶ溝が形成されている（いわゆる「Ｖブロック」）。ワークＷはこのＶ溝内に載置される。このワークテーブル１２は、位置決め装置３０を介して定盤１８上に設置されている。
位置決め装置３０は、定盤１８上をＹ軸方向に沿って摺動するＹテーブル３２と、そのＹテーブル３２上でワークテーブル１２をＺ軸回りに回転させる回転ユニット３４とで構成されている。
【００１６】
また表面形状測定機１０は、Ｚテーブル２２を駆動する図示しないＺテーブル駆動手段と、Ｘアーム２４を駆動する図示しないＸアーム駆動手段と、Ｙテーブル３２を駆動する図示しないＹテーブル駆動手段と、回転ユニット３４を回転させる図示しない回転ユニット駆動手段へ駆動信号を出力する制御部１００を備える。
また制御部１００は、検出器６０からの検出信号に基づいて、上記のＯ−ＸＹＺ座標系における触針１４の先端のＺ方向位置を検出する。
【００１７】
図２は、図１に示す制御部１００を構成するブロック図である。制御部１００は、Ｚテーブル２２、Ｘアーム２４、Ｙテーブル３２及び回転ユニット３４を各々駆動する各駆動手段への駆動信号を生成する駆動信号生成部１０１と、駆動信号生成部１０１から受信したＺテーブル２２の位置情報と、検出器６０から受信した検出信号に基づいて、上記のＯ−ＸＹＺ座標系における触針１４のＺ方向位置を決定するＺ方向位置決定部１０２を備えている。
【００１８】
また制御部１００は、ワークテーブル１２に載置されたワークＷの稜線の位置を検出する稜線位置検出部１０３を備える。
稜線位置検出部１０３は、ワークＷの稜線の位置を検出する際に、第１の測定動作指示命令を駆動信号生成部１０１に出力する。第１の測定動作指示命令を受信した駆動信号生成部１０１は、ワークＷの表面上で触針１４が閉ループに沿って摺動するように、Ｘアーム２４、Ｙテーブル３２及び回転ユニット３４を駆動させる。例えば、駆動信号生成部１０１は、回転ユニット３４の回転軸のＸ−Ｙ平面内位置と、触針１４のＸ−Ｙ平面内位置とが異なるように触針１４とワークＷとの相対位置関係を決定した状態で、触針１４をワークＷに接触させてから、ワークテーブル１２を回転させる。このようにＸアーム２４、Ｙテーブル３２及び回転ユニット３４の動作を制御することで、触針１４はワークＷの表面上で閉曲線に沿って摺動する。
【００１９】
Ｚ方向位置決定部１０２は、触針１４が上記の閉ループに沿って移動する間に時々刻々変化する触針１４のＯ−ＸＹＺ座標系におけるＺ方向位置を検出することにより、閉ループ上の各位置におけるワークＷの表面のＺ方向位置を測定する。かかるワークＷの表面のＺ方向位置データは、極大点検出部１０４及び極小点検出部１０５に順次受信される。
【００２０】
極大点検出部１０４は、閉ループ上の各位置におけるワークＷの表面のそれぞれのＺ方向位置のうち値が極大となる極大点を検出する。
また極小点検出部１０５は、閉ループ上の各位置におけるワークＷの表面のそれぞれのＺ方向位置のうち値が極小となる極小点を検出する。
これら極大点データ及び極小点データは稜線位置検出部１０３に入力される。
【００２１】
触針１４が移動する閉ループがワークＷの稜線を横切っている場合には、極大点検出部１０４は極大点を２つ検出する。稜線位置検出部１０３は、極大点検出部１０４から２個の極大点データを得ると、これらのデータにしたがって、ワークＷの表面形状に存在する直線上の稜線の位置を決定する。ワークＷが円柱形状である場合、この稜線は円柱の母線を示す。
閉ループがワークＷの稜線を横切っていない場合には、極大点検出部１０４は極大点を１つ検出する。このような場合でも、ワークＷが円柱形状をなし、かつワークテーブル１２によってワークＷの母線がＸ−Ｙ平面に平行になるようにワークＷが支持されていれば、稜線位置検出部１０３は、ワークＷの母線の位置を決定することができる。
すなわち、稜線位置検出部１０３は、極大点検出部１０４から１個の極大点データしか入力しなかった場合には、第２の測定動作指示命令を駆動信号生成部１０１に出力する。第２の測定動作指示命令を受信した駆動信号生成部１０１は、ワークＷの表面上で触針１４が、極小点から極大点へ向かう直線の延長線に沿って摺動するように、Ｘアーム２４及びＹテーブル３２を駆動させる。この間にＺ方向位置決定部１０２は、時々刻々変化する触針１４のＯ−ＸＹＺ座標系におけるＺ方向位置、すなわち閉ループ上の各位置におけるワークＷの表面のＺ方向位置を決定する。
【００２２】
触針１４が上記の延長線に沿って移動する間に、時々刻々変化する触針１４のＯ−ＸＹＺ座標系におけるＺ方向位置を検出することにより、かかる延長線上の各位置におけるワークＷの表面のＺ方向位置を測定する。このワークＷの表面のＺ方向位置データは頂点検出部１０６に順次受信される。
【００２３】
頂点検出部１０６は、延長線上の各位置においてワークＷの表面の位置が最も高くなる点、すなわち頂点を検出する。頂点検出部１０６は、極大点検出部１０４、極小点検出部１０５及び頂点検出部１０６から入力した極大点、極小点及び頂点に基づいて、ワークＷの表面形状に存在する直線上の稜線の位置を決定する。
以下、図３〜図９を参照して、制御部１００による稜線位置の決定方法について説明する。
【００２４】
図３は、制御部１００の動作を説明する本発明の実施例による稜線位置検出方法のフローチャートである。
ステップＳ１において、ワークＷの稜線の位置の検出に先立って、稜線位置検出部１０３は、第１の測定動作指示命令を駆動信号生成部１０１に出力する。第１の測定動作指示命令を受信した駆動信号生成部１０１は、回転ユニット３４の回転軸のＸ−Ｙ平面内位置と、触針１４のＸ−Ｙ平面内位置とが異なるように触針１４とワークＷとの相対位置関係を決定することにより、回転ユニット３４の回転軸すなわちワークテーブル１２の回転軸を触針１４の位置から偏心させる。
ステップＳ２において、駆動信号生成部１０１は、触針１４をワークＷに接触させてからワークテーブル１２を回転させる。こうしてワークＷの表面上において摺動する触針１４の軌跡を、ワークＷとともに回転しかつＸ−Ｙ平面と平行な平面の上へ投射すると、回転ユニット３４の回転軸を中心としかつ触針１４と回転軸との間の距離を半径とする円となる。触針１４は、この円をワークＷの表面へ投影した閉ループ曲線に沿って摺動する。
【００２５】
ステップＳ３では、閉ループ曲線Ｃ上を摺動する触針１４の先端のＺ方向位置、すなわち閉ループ曲線Ｃ上の各位置におけるワークＷの表面のＺ方向位置を、Ｚ方向位置決定部１０２が各時刻において検出する。極大点検出部１０４は、このように得られた各Ｚ方向位置のうち値が極大となる極大点を検出する。
このとき、触針１４が描く閉ループ曲線と稜線との間の位置関係によって、検出される極大点の数は２個又は１個となる。図４は、２個の極大点Ｐ１及びＰ３が２個検出される状態を示す図である。
【００２６】
図４に示す状態では、直線上の稜線Ｌが閉ループ曲線Ｃを横切っており、閉ループ曲線Ｃと稜線Ｌとの交点が極大点Ｐ１及びＰ３となる。したがってこのような極大点Ｐ１及びＰ２同士を結ぶ直線を求めることにより、ワークＷの表面形状の稜線Ｌを決定することができる。
このためステップＳ４において、稜線位置検出部１０３は、極大点検出部１０４が検出した極大点の数を判定し、極大点が２つである場合には、ステップＳ５において２つ極大点Ｐ１及びＰ３を結ぶ直線の位置を算出し、ワークＷの表面形状の稜線Ｌの位置として決定する。
【００２７】
例えば、ステップＳ５において極大点検出部１０４及び稜線位置検出部１０３は、以下のとおりワークＷの表面形状の稜線Ｌの位置を決定する。極大点Ｐ１及びＰ３と稜線Ｌとの位置関係の例を図５に示す。図５において、触針１４の位置Ｓは回転ユニット３４の中心位置ＯからＸ軸Ａｘ方向に距離ｒ離れた位置にあり、極大点Ｐ１は回転ユニット３４が第１の測定動作指示命令によって初期角から角度θ１回転したときに検出され、同様に極大点Ｐ３は回転ユニット３４が初期角から角度θ３回転したときに検出されたものとする。このとき、Ｚ方向位置決定部１０２が検出する触針１４の変位データを図６に示す。
【００２８】
図６に示すとおり、触針１４の変位、すなわち閉ループ曲線Ｃに沿って測定したワークＷの表面のＺ方向位置は、回転ユニット３４が初期角から角度θ２回転したときに最低となり、この最低点を挟む角度θ１及びθ３のときに極大値となる。極大点検出部１０４は最低点を挟む２つの極大値を検出する。
図５に戻り、回転ユニット３４の中心位置Ｏ及び触針１４の位置ＳのＸ−Ｙ平面内位置は既知であるから、極大点検出部１０４は、極大値を検出した各角度θ１及びθ３を用いて、２つの極大点Ｐ１及びＰ３のＸ−Ｙ平面内座標を決定することができる。
そして稜線位置検出部１０３は、２つの極大点Ｐ１及びＰ３の座標を結ぶ直線のＸ−Ｙ平面内位置を算出して、こうして得られる直線の位置をワークＷの稜線ＬのＸ−Ｙ平面内位置として決定する。
図３に戻りステップＳ１０では、制御部１００は、測定時における触針１４の移動方向、例えばＸアーム２４の移動方向と、ステップＳ５にて決定した稜線Ｌ又はその直角方向とが合致するように、ワークＷの位置を合わせる。
【００２９】
図７は、ステップＳ３にて１個の極大点Ｐ１のみが検出される状態を示す図である。図７に示す状態では、直線上の稜線Ｌが閉ループ曲線Ｃを横切っておらず、このため極大点を２つ検出することができない。
このような場合でも稜線位置検出部１０３は、ワークＷが円柱形状をなし、かつワークテーブル１２によってワークＷの母線がＸ−Ｙ平面に平行になるようにワークＷが支持されているという条件の下で、ワークＷの母線の位置を決定することができる。
上記条件の下では、閉ループ曲線上にある各点のうち稜線Ｌに最も近い点Ｐ１で高さが極大になり、稜線に最も遠い点Ｐ２で高さが極小になる。
これら極大点Ｐ１及び極小点Ｐ２をＸ−Ｙ平面に投影した各点を通過する直線Ｌ１は、稜線ＬをＸ−Ｙ平面に投影した直線Ｌ’と直交するので、この直線Ｌ１をワークＷの表面上に投影した線Ｌ１’に沿って触針１４を摺動させてワークＷの表面の頂点Ｐ３を求めれば稜線Ｌの位置を決定することができる。
【００３０】
ステップＳ４における判定において、極大点検出部１０４が１つの極大点Ｐ１のみを検出したとき、処理をステップＳ６に移す。ステップＳ６では、極小点検出部１０５は、Ｚ方向位置決定部１０２が各時刻において検出した閉ループ曲線Ｃ上の各位置におけるワークＷの表面のＺ方向位置のうち、極小となる極小点Ｐ２を検出する。
ステップＳ７では、稜線位置検出部１０３は、極大点Ｐ１及び極小点Ｐ２をＸ−Ｙ平面に投影した点Ｐ１’及びＰ２’を結ぶ直線Ｌ１を算出して、第２の測定動作指示命令を駆動信号生成部１０１に出力する。
第２の測定動作指示命令を受信した駆動信号生成部１０１は、触針１４のＸ−Ｙ座標がが、点Ｐ２’から点Ｐ１’へ向かう直線を延長した延長線Ｌ１に沿って移動するようにＸアーム２４及びＹテーブル３２を駆動させて、触針１４の先端をワークＷの表面で摺動させる。
ステップＳ８では、この延長線Ｌ１に沿って移動する触針１４の先端のＺ方向位置、すなわち延長線Ｌ１上にある各ＸＹ座標におけるワークＷの表面のＺ方向位置を、Ｚ方向位置決定部１０２が各時刻において検出する。頂点検出部１０６は、このように得られた各Ｚ方向位置のうち値が最大となる点、すなわち頂点Ｐ３を検出する。
ステップＳ９では、直線Ｌ１に直交しかつ頂点Ｐ３を通過する直線の位置を算出し、ワークＷの表面形状の稜線Ｌの位置として決定する。
【００３１】
例えば、ステップＳ６〜Ｓ９において、稜線位置検出部１０３、極大点検出部１０４、極小点検出部１０５、及び頂点検出部１０６は、以下のとおりワークＷの表面形状の稜線Ｌの位置を決定する。
極大点Ｐ１及び極小点Ｐ２及び頂点Ｐ３と稜線Ｌとの位置関係の例を図８に示す。図５において、触針１４の位置Ｓは回転ユニット３４の中心位置ＯからＸ軸Ａｘ方向に距離ｒ離れた位置にあり、極大点Ｐ１は回転ユニット３４が第１の測定動作指示命令によって初期角から角度θ１回転したときに検出され、同様に極小点Ｐ２は回転ユニット３４が初期角から角度θ２回転したときに検出されたものとする。このとき、Ｚ方向位置決定部１０２が検出する触針１４の変位データを図９に示す。
【００３２】
図９に示すとおり、触針１４の変位、すなわち閉ループ曲線Ｃに沿って測定したワークＷの表面のＺ方向位置は、回転ユニット３４が初期角から角度θ１回転したときに極大となり、初期角から角度θ２回転したときに極小となる。
極小点検出部１０５は、既知の回転ユニット３４の中心位置Ｏ及び触針１４の位置ＳのＸ−Ｙ平面内位置を用いて極小点Ｐ２のＸ−Ｙ平面内座標を決定する。
稜線位置検出部１０３は、極大点Ｐ１及び極小点Ｐ２の座標を結ぶ直線Ｌ１のＸ−Ｙ平面内位置を算出し、この直線Ｌ１に沿って触針１４によってワークＷの表面を走査させ、頂点Ｐ３を検出する。
そして稜線位置検出部１０３は、検出した頂点Ｐ３のＸ−Ｙ座標を通り、かつ直線Ｌ１に直交する直線のＸ−Ｙ平面内位置を算出して、こうして得られる直線の位置をワークＷの稜線ＬのＸ−Ｙ平面内位置として決定する。ここで、直線Ｌ１に直交する稜線Ｌの方向は、既知の回転ユニット３４の中心位置Ｏから見て極大点Ｐ１の方位と極小点Ｐ２の方位の中間にある。したがって、稜線Ｌの方向を、図９に示す極大点Ｐ１の検出角度θ１と極小点Ｐ２の検出角度θ２の平均値を算出することによって決定してもよい。
【００３３】
図３に戻りステップＳ１０では、制御部１００は、測定時における触針１４の移動方向、例えばＸアーム２４の移動方向と、ステップＳ９にて決定した稜線Ｌ又はその直角方向とが合致するように、ワークＷの位置を合わせる。この時、測定子は稜線上に位置しており、稜線に沿っての測定を直ちに開始できる。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
本発明は、試料の表面に触針を摺動させその形状を測定する、表面粗さ測定機、輪郭形状測定機及び真円度測定機に利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の実施例による稜線位置検出装置が組み込まれた表面形状測定機の全体構成図である。
【図２】図１に示す制御部１００を構成するブロック図である。
【図３】本発明の実施例による稜線位置検出方法のフローチャートである。
【図４】極大点が２個検出される状態を示す図である。
【図５】極大点と稜線との位置関係を示す平面図である。
【図６】極大点が２個検出される場合における触針１４の変位データを示すグラフである。
【図７】極大点が１個検出される状態を示す図である。
【図８】極大点、極小点及び頂点と稜線との位置関係を示す平面図である。
【図９】極大点が１個検出される場合における触針１４の変位データを示すグラフである。
【符号の説明】
【００３６】
１０    表面形状測定機
１２    ワークテーブル
１４    触針
１６    変位検出器
１８    定盤
２０    支柱
２２    Ｚテーブル
２４    Ｘアーム
３２    Ｙテーブル
３４    回転ユニット
１００    制御部
Ｗ    ワーク
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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