[发明专利]表面形状测定装置

权利要求书

1.一种表面形状测定装置，其特征在于，包括：

仿形探测器，具有与至少一部分包括圆孤部分的被测定物表面接近连接或者接触的测定子，保持在被预先设定所述测定子和所述被测定物表面的相对位置的基准位置进行仿形扫描；

仿形矢量指令部分，指令仿形矢量，该仿形矢量指示沿着所述被测定物表面的所述仿形探测器的接下来的移动位置；

驱动机构，具有保持所述仿形探测器、同时使其三维地移动的驱动轴，按照所述仿形矢量指令，使所述仿形探测器移动；

驱动传感器，检测所述驱动机构的驱动量；以及

校正运算部分，按照所述仿形矢量指令部分所指令的仿形矢量指令，对所述驱动传感器的检测值进行校正运算，

所述校正运算部分基于所述仿形矢量指令的指令值，计算对由于驱动中的所述驱动机构变形而产生的测定误差进行校正的校正量。

2.如权利要求1所述的表面形状测定装置，其特征在于，

所述校正运算部分包括：

校正参数存储部分，存储了表示在所述仿形探测器中产生的加速度和所述驱动机构的变形量之间的关系的校正参数；

校正量计算部分，基于在所述仿形探测器中产生的加速度，计算对所述驱动传感器的检测值进行校正的校正量；以及

测定数据合成部分，将所述被计算的校正量合成到所述驱动传感器的检测值，求出被测定物表面的位置。

3.如权利要求2所述的表面形状测定装置，其特征在于，

所述校正量计算部分包括相位差校正量计算部分，

所述校正参数存储部分存储了用于相位差校正的校正参数，

用于所述相位差校正的校正参数(b₂、b₁)是

基于φ＝b₂f²+b₁f+φ₀的关系式(φ为相位差校正量、f为仿形测定时的旋转频率、φ₀为初始相位差)、和在测定区域中的不同的位置上以不同的仿形速度进行了圆形量规的仿形测量的结果而计算。

4.如权利要求2或3的任一项所述的表面形状测定装置，其特征在于，

所述校正量计算部分包括增益校正量计算部分，

所述校正参数存储部分存储了用于增益校正的校正参数，

用于所述增益校正的校正参数k是

基于D＝k·A的关系式(其中，将增益校正量设为D、在仿形测定时的所述仿形探测器的移动加速度设为A)和

在测定区域中的不同的位置上以不同的仿形速度进行了圆形量规的仿形测量的结果而计算。

5.如权利要求2或3的任一项所述的表面形状测定装置，其特征在于，

所述校正量计算部分包括增益校正量计算部分，

所述校正参数存储部分存储了用于增益校正的校正参数，

用于所述增益校正的校正参数k是

基于|G₁|＝1-k(2π·f)²的关系式(其中，|G₁|是信号传递特性G₁的增益、f是仿形测定时的旋转频率)和

在测定区域中的不同的位置上以不同的仿形速度进行了圆形量规的仿形测量的结果而计算。

6.如权利要求2或3的任一项所述的表面形状测定装置，其特征在于，

所述校正量计算部分包括增益校正量计算部分，

所述校正参数存储部分存储了用于增益校正的校正参数，

用于所述增益校正的校正参数是作为从旋转频率和增益之间的关系而导出的多项式的系数来表示的系数，旋转频率和增益之间的关系是根据在测定区域中的不同的位置上以不同的仿形速度进行了圆形量规的仿形测量的结果而导出。

7.如权利要求2至3的任一项所述的表面形状测定装置，其特征在于，包括：

动作估计部分，基于从所述仿形矢量指令部分发出的所述仿形矢量指令，估计所述驱动机构的动作状态，计算估计动作状态量，

所述动作估计部分包括：

标准模型设定部分，设定标准模型，该标准模型是在所述仿形矢量指令部分发出所述仿形矢量指令开始至被反映到所述仿形探测器的移动位置为止的信号传递特性；

位置估计部分，使用来自所述仿形矢量指令部分的所述仿形矢量指令和设定在所述标准模型设定部分的所述标准模型，求出所述仿形探测器的位置作为估计位置；以及

二阶微分运算部分，对在所述位置估计部分求出的所述仿形探测器的估计位置进行二阶微分，计算作为所述估计动作状态量的加速度，

所述校正运算部分基于所述估计动作状态量，计算对由于驱动中的所述驱动机构变形而产生的测定误差进行校正的校正量。