[发明专利]形状测量装置以及形状测量方法

权利要求书

1.一种形状测量装置，其测量具有呈球面状的被测量面的测量对象物的该被测量面的形状，其特征在于，该形状测量装置具有：

保持件，其保持所述测量对象物；

传感器，其通过对所述被测量面照射光，以非接触的方式测量与所述被测量面之间的距离并输出测量值；

传感器旋转机构，其使所述传感器绕第1轴旋转；

传感器移动机构，其使所述传感器在与所述第1轴垂直的第2轴上移动，能够使所述传感器跨越与所述第1轴的交点的两侧而移动；

保持件移动机构，其使所述保持件沿着与铅直方向平行的第3轴移动，并且使所述保持件在与该第3轴垂直的面内移动；以及

控制装置，其根据从所述传感器输出的所述测量值，计算所述被测量面的形状，并且计算该被测量面的球心的位置，对于所述保持件移动机构进行使所述球心的位置与所述第1轴和所述第2轴的所述交点一致的控制。

2.根据权利要求1所述的形状测量装置，其特征在于，

所述传感器在所述第2轴上的位置能够根据所述被测量面的广域形状而进行调节。

3.根据权利要求1或者2所述的形状测量装置，其特征在于，

该形状测量装置还具有保持件旋转机构，该保持件旋转机构使所述保持件绕所述第3轴旋转。

4.根据权利要求1所述的形状测量装置，其特征在于，

所述控制装置根据利用所述传感器测量在表面的至少一部分具有正球面的主器件而获得的测量值，计算该形状测量装置的组装误差，并使用该组装误差来校正从所述传感器输出的所述被测量面的所述测量值。

5.根据权利要求1所述的形状测量装置，其特征在于，

所述控制装置具有存储部，该存储部存储关于该形状测量装置预先取得的、与由所述传感器照射的所述光的角度特性相关的信息，

所述控制装置使用与所述角度特性相关的信息，至少根据所述传感器的绕所述第1轴的旋转量，校正由于照射到所述被测量面上的所述光的照射角度引起的所述测量值的误差。

6.根据权利要求1所述的形状测量装置，其特征在于，

所述控制装置具有存储部，该存储部存储关于该形状测量装置预先取得的、与测长距离相关的信息，所述控制装置使用与所述测长距离相关的信息，校正由于所述传感器和所述被测量面之间的距离引起的所述测量值的误差。

7.根据权利要求1所述的形状测量装置，其特征在于，

该形状测量装置还具有温度计测器，该温度计测器计测该形状测量装置的周围的温度，

所述控制装置具有存储部，该存储部存储关于该形状测量装置预先取得的、与温度特性相关的信息，所述控制装置使用与所述温度特性相关的信息，校正由于所述温度的变化引起的所述测量值的误差。

8.根据权利要求1所述的形状测量装置，其特征在于，

所述控制装置根据由所述传感器测量出的所述被测量面和所述测量对象物的外周面的测量值，计算所述外周面相对于所述被测量面的偏心量。

9.一种形状测量方法，该形状测量方法是使用形状测量装置来进行的，该形状测量装置测量具有呈球面状的被测量面的测量对象物的该被测量面的形状，其特征在于，

所述形状测量装置具有：保持件，其保持所述测量对象物；传感器，其通过对所述被测量面照射光，以非接触的方式测量与所述被测量面之间的距离并输出测量值；传感器旋转机构，其使所述传感器绕第1轴旋转；传感器移动机构，其使所述传感器在与所述第1轴垂直的第2轴上移动，能够使所述传感器跨越与所述第1轴的交点的两侧而移动；以及保持件移动机构，其使所述保持件沿着与铅直方向平行的第3轴移动，并且在与该第3轴垂直的面内移动，

该形状测量方法包含以下步骤：根据从所述传感器输出的所述测量值，计算所述被测量面的形状，并且计算该被测量面的球心的位置，通过所述保持件移动机构，使所述球心的位置与所述第1轴和所述第2轴的所述交点一致。