[發明專利]測量方法

有效

• 申請號: 201710088418.6
• 申請日: 2017-02-17
• 公開（公告）號: CN107121058B
• 公開（公告）日: 2020-09-15
• 發明（設計）人: 酒井裕志;渡邊裕;高濱康弘;伊藤明正;工藤雄治
• 申請（專利權）人: 株式會社三豐
• 主分類號: G01B9/02
• 分類號: G01B9/02;G01B11/24
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 邸萬奎

本發明公開了對有彎曲形狀的目標物體測量距測量頭的距離而測量所述目標物體的表面的方法，特征在于包括以下步驟：設定目標物體的測量范圍和凹凸的閾值的步驟；獲取包含目標物體的彎曲形狀的形狀基準數據的步驟；測量在測量范圍中的目標物體和測量頭之間的距離，獲取目標物體的表面的三維數據的步驟；從三維數據除去形狀基準數據來獲取彎曲除去數據的步驟；基于彎曲除去數據求第1基準數據，求將對于第1基準數據超過閾值的數據從彎曲除去數據除外進行平均的第2基準數據的步驟；以及提取對于第2基準數據超過閾值的數據，求凹凸的形狀數據的步驟。

技術領域

本發明涉及測量方法和測量程序，更詳細地說，涉及用于高精度測量彎曲的目標物體的表面高度的測量方法和測量程序。

背景技術

作為測量目標物體的表面高度、表面粗糙度、三維形狀等的測量方法之一，已知利用由光的干涉產生的干涉條紋的亮度信息的光干涉法。在光干涉法中，利用參照光路的光路長度和測量光路的光路長度一致的焦點位置中各波長的干涉條紋的峰值被重疊合成，干涉條紋的亮度變大。因此，在光干涉法中，一面使參照光路或測量光路的光路長度變化，一面由CCD攝像機等的攝像元件拍攝表示干涉光強度的二維分布的干涉圖像。然后，通過在拍攝視野內的各測量位置檢測干涉光的強度為峰值的焦點位置，測量在各測量位置中的測量面的高度，對測量目標物體的三維形狀等進行測量(例如，參照日本特開2011－191118號公報、日本特開2015－045575號公報、以及日本特開2015－118076號公報)。

發明內容

可是，在測量的目標物體的表面彎曲的情況下，測量值中會包含表面的彎曲的狀態，所以難以高精度測量表面的凹凸狀態和表面粗糙度等。特別地，在測量的目標物體為圓筒狀的內壁面(例如，汽缸內壁面)的情況下，在以往，將內壁面的一部分轉印在復制劑中，用激光顯微鏡等人工分析轉印的形狀。在這樣的人工分析中，檢查的可靠性和檢查者造成的偏差很大。

本發明的目的在于，提供能夠自動地高精度測量彎曲的目標物體的表面的測量方法和測量程序。

為了解決上述課題，本發明是對有彎曲形狀的目標物體測量距測量頭的距離而測量目標物體的表面的方法，特征在于包括以下步驟：設定目標物體的測量范圍和凹凸的閾值的步驟；獲取包含目標物體的彎曲形狀的形狀基準數據的步驟；測量在測量范圍中的目標物體和測量頭之間的距離，獲取目標物體的表面的三維數據的步驟；從三維數據除去形狀基準數據而獲取彎曲除去數據的步驟；基于彎曲除去數據求第1基準數據，求將對于第1基準數據超過閾值的數據從彎曲除去數據除外進行平均的第2基準數據的步驟；以及從彎曲除去數據提取對于第2基準數據超過閾值的數據，求凹凸的形狀數據的步驟。

根據這樣的結構，從對有彎曲形狀的目標物體的表面獲取的三維數據除去包含彎曲形狀的形狀基準數據，所以能夠獲取除去了目標物體的表面中的彎曲的狀態的數據(彎曲除去數據)。通過將對于基于該彎曲除去數據的第1基準數據超過閾值的數據除外，能夠得到將表面的凹凸形狀除外的第2基準數據。然后，通過對于第2基準數據再次進行閾值判定，能夠進行包含了凹凸形狀的判定的精度高的測量。

在本發明的測量方法中，也可以還包括使用將對于第2基準數據超過閾值的數據從彎曲除去數據除外的數據來求目標物體的表面粗糙度的步驟。由此，能夠求不包含彎曲形狀和凹凸形狀的表面的粗糙度。

在本發明的測量方法中，凹凸的形狀數據也可以包含凹凸的面積、面積率、體積、開口的最大值、開口的最小值和開口的平均值的至少一個。此外，目標物體的表面也可以是圓筒、圓錐、橢圓筒和橢圓錘之中的其中一個的內面。此外，測量頭也可以通過光干涉法測量距離。