特開 2024-129692 測定装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024129692

(43)【公開日】2024-09-27

(54)【発明の名称】測定装置

(51)【国際特許分類】

   G01B 5/00 20060101AFI20240919BHJP

【ＦＩ】

G01B5/00 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】3

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023039048

(22)【出願日】2023-03-13

(71)【出願人】

【識別番号】000151494

【氏名又は名称】株式会社東京精密

(74)【代理人】

【識別番号】100083116

【弁理士】

【氏名又は名称】松浦 憲三

(74)【代理人】

【識別番号】100170069

【弁理士】

【氏名又は名称】大原 一樹

(74)【代理人】

【識別番号】100128635

【弁理士】

【氏名又は名称】松村 潔

(74)【代理人】

【識別番号】100140992

【弁理士】

【氏名又は名称】松浦 憲政

(72)【発明者】

【氏名】前田 邦博

【テーマコード（参考）】

2F062

【Ｆターム（参考）】

2F062AA51

2F062AA66

2F062CC03

2F062CC10

2F062DD02

2F062DD32

2F062EE01

2F062EE62

2F062FF02

(57)【要約】

【課題】 触針部又は検出器等の測定装置の構成部材（測定部）の一部を交換した場合でも、環境温度が測定結果に及ぼす影響を抑制することができる測定装置を提供する。
【解決手段】 測定装置（１）は、測定対象物の表面の測定を行うための触針が設けられており、測定対象物の表面の形状に応じて揺動中心の周りに揺動可能に取り付けられた触針部（１４）を含む検出器（１０）と、触針部による測定時の温度を測定する温度計（８０）と、触針部の種類と、温度計により測定した測定時の温度と校正時の温度に応じた温度補正パラメータを保持する温度補正パラメータ保持部（１０８）と、測定に使用した触針部の種類を検出し、触針部の種類と、温度計により測定した測定時の温度と校正時の温度に応じた温度補正パラメータを温度補正パラメータ保持部から取得し、温度補正パラメータに基づいて測定の結果を補正する温度補正部（１０２）とを備える。
【選択図】 図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

測定対象物の表面の測定を行うための触針が設けられており、前記測定対象物の表面の形状に応じて揺動中心の周りに揺動可能に取り付けられた触針部を含む検出器と、
前記触針部による測定時の温度を測定する温度計と、
前記触針部の種類と、前記温度計により測定した測定時の温度と校正時の温度に応じた温度補正パラメータを保持する温度補正パラメータ保持部と、
前記測定に使用した前記触針部の種類を検出し、前記触針部の種類と、前記温度計により測定した測定時の温度と校正時の温度に応じた温度補正パラメータを前記温度補正パラメータ保持部から取得し、前記温度補正パラメータに基づいて前記測定の結果を補正する温度補正部と、
を備える測定装置。

【請求項2】

前記温度補正パラメータ保持部は、前記検出器の種類と、前記温度計により測定した測定時の温度と校正時の温度に応じた温度補正パラメータを保持し、
前記温度補正部は、前記測定に使用した前記検出器の種類を検出し、前記検出器の種類と、前記温度計により測定した測定時と校正時の温度の温度に応じた温度補正パラメータを前記温度補正パラメータ保持部から取得し、前記温度補正パラメータに基づいて前記測定の結果を補正する、請求項１に記載の測定装置。

【請求項3】

前記温度補正部は、前記触針部により、前記測定装置の校正を行うための校正器の測定を行う際に、前記温度計により測定した温度に基づいて前記校正器の熱膨張量を算出し、前記熱膨張量に基づいて前記測定の結果を補正する、請求項１又は２に記載の測定装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は測定装置に係り、特に測定対象物の表面の形状、粗さ又は輪郭等を測定するための測定装置に関する。

【背景技術】

【0002】

測定対象物の表面の形状、粗さ又は輪郭等を測定するための測定装置が知られている。例えば、特許文献１には、測定アームの先端に突設されたスタイラスを測定対象物の測定対象面に当接させて走査し、スタイラスの微小上下動を検出することにより、測定対象物の測定対象面の表面性状を測定する表面性状測定装置が開示されている。特許文献１に記載の表面性状測定装置では、測定アームが回転軸を支点として上下方向に揺動（円弧運動）可能に支持されている。そして、測定アームが揺動する方向に沿うスケール目盛りを有するスケールを用いて、測定アームの揺動による回転角を検出するようになっている。

【0003】

上記のような測定装置では、環境温度が変化すると、測定アームの長さが熱膨張により変化してしまう。そのため、スタイラスの変位の測定結果が環境温度に起因して変動してしまう。

【0004】

上記の問題に関して、特許文献２には、測定装置の触針部、スケール及び接続部の熱膨張係数が一定の条件を満たすように調整することにより、環境温度が測定結果に及ぼす影響を抑制することが開示されている。また、特許文献２には、熱膨張係数が異なる材料からなる複数部材をつなぎ合わせて触針部を形成することにより、上記の条件を満たすよう触針部の熱膨張率を調整することが開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０２０－００３４３６号公報

【特許文献2】特開２０２１－１７３７１９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

ところで、触針交換式の測定装置では、触針の先端の可動範囲を広げて測定範囲を拡大するために長い触針部を使用する場合がある。長い触針部を使用すると、触針の先端にかかる測定圧力が高くなり、触針の先端の摩耗、及び測定対象物のキズの原因となる場合がある。このため、長い触針部を使用する場合には、測定圧力の上昇を抑制するために、単位体積当たりの質量が軽い単一の素材により触針部を形成することが好ましい。しかしながら、触針部を構成する材料が限定されてしまうと、特許文献２のように、複数部材をつなぎ合わせることにより、触針部の熱膨張率を調整することは困難になる。

【0007】

また、検出器交換式の測定装置では、検出器が交換されると、検出器側のテコ（揺動中心からスケール側の部分）の腕の長さが変わってしまう。検出器側のテコの腕の長さが変化した場合、熱膨張係数を調整した触針部を使用したとしても、高精度な測定を実施することは困難であった。

【0008】

本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、触針部又は検出器等の測定装置の構成部材（測定部）の一部を交換した場合でも、環境温度が測定結果に及ぼす影響を抑制することができる測定装置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】

【0009】

上記課題を解決するために、本発明の第１の態様に係る測定装置は、測定対象物の表面の測定を行うための触針が設けられており、測定対象物の表面の形状に応じて揺動中心の周りに揺動可能に取り付けられた触針部を含む検出器と、触針部による測定時の温度を測定する温度計と、触針部の種類と、温度計により測定した測定時の温度と校正時の温度に応じた温度補正パラメータを保持する温度補正パラメータ保持部と、測定に使用した触針部の種類を検出し、触針部の種類と、温度計により測定した測定時の温度と校正時の温度に応じた温度補正パラメータを温度補正パラメータ保持部から取得し、温度補正パラメータに基づいて測定の結果を補正する温度補正部とを備える。

【0010】

本発明の第２の態様に係る測定装置は、第１の態様において、温度補正パラメータ保持部は、検出器の種類と、温度計により測定した測定時の温度と校正時の温度に応じた温度補正パラメータを保持し、温度補正部は、測定に使用した検出器の種類を検出し、検出器の種類と、温度計により測定した測定時の温度と校正時の温度に応じた温度補正パラメータを温度補正パラメータ保持部から取得し、温度補正パラメータに基づいて測定の結果を補正する。

【0011】

本発明の第３の態様に係る測定装置は、第１又は第２の態様において、温度補正部は、触針部により、測定装置の校正を行うための校正器の測定を行う際に、温度計により測定した温度に基づいて校正器の熱膨張量を算出し、熱膨張量に基づいて測定の結果を補正する。

【発明の効果】

【0012】

本発明によれば、触針部又は検出器等の測定装置の構成部材（測定部）の一部を交換した場合でも、環境温度が測定結果に及ぼす影響を抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】本発明の一実施形態に係る測定装置を示す図である。

【図2】本発明の一実施形態に係る測定装置の制御系を示すブロック図である。

【図3】温度補正の全体の流れを示すフローである。

【図4】校正時の測定装置を示す図である。

【図5】校正器を拡大して示す側面図である。

【図6】測定部の温度変化の影響を説明するための図である。

【図7】検出器（Ｚ軸）指示精度の誤差の計算結果の例を示すグラフである。

【図8】温度補正の例を示す図である。

【図9】温度補正のためのＧＵＩの例を示す図である。

【図10】測定装置の校正の手順を示すフローチャートである。

【図11】測定装置における測定対象物Ｗの測定の手順を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下、添付図面に従って本発明に係る測定装置の実施の形態について説明する。

【0015】

［測定装置］
図１は、本発明の一実施形態に係る測定装置を示す図である。以下の説明では、ＸＹ平面を水平面とし、Ｚ方向を垂直方向（鉛直方向）とする３次元直交座標系を用いる。

【0016】

測定装置１は、測定対象物設置部（以下、ステージという。）５０に設置された測定対象物Ｗの表面の形状、粗さ又は輪郭等を測定するための装置である。

【0017】

図１に示すように、ステージ５０は、定盤５２上に設置されており、ステージ５０の表面（測定対象物Ｗの設置面）は、ＸＹ平面に対して平行となっている。定盤５２上には、ステージ５０の表面に対して略垂直に伸びるコラム（Ｚ軸）５４が設置されている。コラム５４には、キャリッジ（Ｘ軸）５６が取り付けられており、キャリッジ５６は、アクチュエータ（不図示）によりコラム５４に沿ってＺ方向に移動可能となっている。

【0018】

キャリッジ５６には、検出器１０が取り付けられており、検出器１０は、アクチュエータ（不図示）によりキャリッジ５６に対してＸ方向に移動可能となっている。キャリッジ５６には、検出器１０のＸ方向位置を検出するためのスケール５８が取り付けられている。スケール５８は、例えば、その長さ方向に沿ってスケール目盛りが形成された直線状のリニアスケール（線形位置スケール）である。

【0019】

なお、本実施形態では、コラム５４を基準として検出器１０を移動可能としたが、本発明はこれに限定されない。例えば、コラム５４をステージ５０に対してＸ方向に沿って移動可能としてもよいし、ステージ５０をコラム５４に対してＸ又はＺ方向に沿って移動可能としてもよい。すなわち、ステージ５０に設置された測定対象物Ｗと検出器１０とがＸＺ方向に相対移動可能な構成であればよい。

【0020】

また、検出器１０は、ステージ５０に設置された測定対象物Ｗに対してＸ方向だけでなくＹ方向にも相対移動可能としてもよい。

【0021】

図１に示すように、検出器１０は、触針部１４、アーム部１６、揺動軸２０、スケール２２及びスケールヘッド２４を備える。

【0022】

触針部１４は、アーム部１６に対して略一直線状になるように固定されており、触針部１４及びアーム部１６は、揺動軸２０の周りに一体的に揺動可能に検出器筐体２６に取り付けられている。揺動軸２０はＸＹ平面に対して略平行となるように、検出器１０のキャリッジ５６に対する取付角度が調整されている。以下、触針部１４をアーム部１６に取り付けたものを揺動部１８ともいう。

【0023】

なお、揺動部１８の構成は図１に示した略一直線状の例に限定されるものではなく、例えば、触針部１４又はアーム部１６がＬ字状の折れ曲がり部を有し、触針部１４とアーム部１６が略平行になるように取り付けられていてもよい。

【0024】

触針部１４の先端には、触針１２が設けられている。触針１２は、図中下方（－Ｚ方向）に伸びている。ステージ５０に載置された測定対象物Ｗの表面に触針１２を所定の圧力で接触させると、接触位置における測定対象物Ｗの表面の高さ及び凹凸に応じて揺動部１８が揺動軸２０を中心として揺動する。

【0025】

なお、触針部１４の構成は図１に示した例に限定されるものではない。例えば、触針部１４の図中上下方向に触針が設けられたＴ字スタイラス、又は図中下方への触針の突き出し量が図１に示した例よりも長いＬ字スタイラスであってもよい。

【0026】

検出器筐体２６には、アーム部１６の基端部に対向するようにスケール２２が固定されている。検出器筐体２６は、揺動軸２０の揺動中心２０Ｃとスケール２２とをつなぐ（揺動軸２０の揺動中心２０Ｃとスケール２２との間の距離を規定する）部材である。

【0027】

スケール２２は、例えば、直線状のリニアスケール（線形位置スケール）であり、スケール２２の長さ方向に沿ってスケール目盛りが形成されている。スケール２２は、その長さ方向（変位検出方向）が揺動部１８の長さ方向に対して略垂直になるように取り付けられている。

【0028】

スケールヘッド２４は、アーム部１６の基端部に固定されて揺動部１８と一体的に揺動可能となっている。スケールヘッド２４は、検出器筐体２６に固定されたスケール２２の対向位置の目盛り（以下、指示値という。）を読み取る装置である。スケールヘッド２４の種類は特に限定されないが、スケールヘッド２４としては、例えば、スケール２２の目盛りを読み取るための光電センサ又は撮像素子と照明光源（例えば、ＬＥＤ（Light-Emitting Diode））とを備える非接触式のセンサを用いることができる。

【0029】

スケールヘッド２４によって読み取られたスケール２２の目盛りの読み取り値は制御装置１００（図２参照）に出力される。

【0030】

制御装置１００は、コラム５４及びキャリッジ５６に設けられたアクチュエータを制御して、測定対象物Ｗと検出器１０の触針１２とを相対移動させながら、測定対象物Ｗの表面の位置ごとに、スケール２２の目盛りの読み取り値を取得する。これにより、測定対象物Ｗの表面の形状、粗さ又は輪郭等を測定することができる。

【0031】

なお、本実施形態では、スケール２２を検出器筐体２６に固定し、スケールヘッド２４をアーム部１６の基端部に固定したが、本発明はこれに限定されない。例えば、スケールヘッド２４を検出器筐体２６に固定し、スケール２２をアーム部１６の基端部に固定してもよい。また、スケール２２は、リニアスケールに限定されず、例えば、アーム部１６の揺動方向に沿って円弧状に形成された円弧スケール（角度スケール）であってもよい。

【0032】

図２は、測定装置１の制御系を示すブロック図である。図２に示すように、制御装置１００は、制御部１０２、入力部１０４及び表示部１０６を備える。

【0033】

制御部１０２は、測定装置１の各部を制御するためのプロセッサ（例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）又はＭＰＵ（Micro-Processing Unit）等）と、メモリ（例えば、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）等）とを備える。制御部１０２は、入力部１０４からの操作入力に応じて、制御装置１００及び測定装置１を制御するための制御信号及び検出器１０を移動させるためのアクチュエータ等を制御するための制御信号等を出力する。

【0034】

制御部１０２は、触針部１４又は検出器１０等の測定装置１の構成部材（測定部）の一部が交換された場合に、測定部の種類を検出する機能と、測定部の種類と校正時及び測定時の温度に基づく温度補正機能とを有する。制御部１０２は、温度補正部の一例である。

【0035】

入力部１０４は、操作者からの操作入力を受け付けるための装置であり、例えば、キーボード、マウス、タッチパネル等を備える。

【0036】

表示部１０６は、画像を表示するための装置であり、例えば、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）を含んでいる。表示部１０６には、例えば、制御装置１００、測定装置１及びアクチュエータ等の操作のためのＧＵＩ（Graphical User Interface）及び測定対象物Ｗの表面の形状、粗さ又は輪郭等の測定結果等が表示される。

【0037】

ストレージ１０８は、測定装置１の制御のためのプログラム及び測定結果のデータ等を格納する装置であり、例えば、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）又はＳＳＤ（Solid State Drive）等を含んでいる。ストレージ１０８は、後述の温度補正パラメータを保持する温度補正パラメータ保持部の一例である。

【0038】

検出器駆動機構６０は、検出器１０をそれぞれＸＺ方向に移動させるためのＸ軸駆動部及びＺ軸駆動部（例えば、アクチュエータ。図１では図示を省略）を含んでいる。

【0039】

温度計８０は、ステージ５０の近傍の環境温度を測定可能な温度計である。図１に示す例では、温度計８０がステージ５０の近傍に配置されているが、温度計８０の設置場所は特に限定されない。例えば、温度計８０により測定した環境温度に代えて、検出器駆動機構６０等の駆動部の温度を使用することも可能である。なお、温度計８０としては、例えば、測定対象物Ｗ、校正器Ｍ（図４参照）又は検出器１０の温度を測定するための放射温度センサ又は色温度センサを用いてもよい。

【0040】

制御部１０２は、スケールヘッド２４によるスケール２２の目盛りの読み取り値の入力を受け付けて、スケール２２の目盛りの読み取り値から測定対象物Ｗの表面の形状、粗さ又は輪郭等の演算を行う。

【0041】

また、図３に示すように、制御部１０２は、測定装置１の校正時と、測定対象物Ｗの測定時に、それぞれ温度計８０により測定した温度Ｔ１及びＴ２に基づいて、後述の温度補正を行う。

【0042】

［測定装置１の校正］
測定装置１により測定対象物Ｗの測定を行う場合には、測定装置１の精度を確認等のための校正を行う。図４は、校正時の測定装置１を示す図である。図４に示すように、校正時には、測定装置１のステージ５０に校正器（マスター）Ｍを設置する。校正時には、下記の通り、校正器Ｍにおける温度変化の影響（熱膨張量）を考慮して温度補正を行う。

【0043】

（校正器Ｍにおける温度変化）
図５は、校正器Ｍを拡大して示す側面図である。図５に示すように、校正器Ｍのベース部分の上部には、直方体状のブロックゲージＧ１と、半球状のボールＧ２が形成されている。基準温度Ｔ０（一例で２０℃）における校正器Ｍの表面形状を示すパラメータ、すなわち、基準温度Ｔ０におけるブロックゲージＧ１の高さ（校正器Ｍのベース表面からの高さ）Ｈと、ボールＧ２の半径Ｒは既知となっている。

【0044】

校正時に校正器Ｍの温度がＴ０からＴ１（＝Ｔ０＋ΔＴ）に変化（上昇）した場合、図５に示すように校正器Ｍが膨張する。温度Ｔ１におけるブロックゲージＧ１の高さをＨ＋ΔＨとし、ボールＧ２の半径をＲ＋ΔＲとする。

【0045】

ここで、ブロックゲージＧ１の熱膨張率をαとし、ボールＧ２の熱膨張率をβとすると、温度Ｔ１におけるブロックゲージＧ１の高さとボールＧ２の半径は、下記の式により表される。

【0046】

ブロックゲージＧ１の高さ： Ｈ＋α＊ΔＴ …（１）
ボールＧ２の半径 ： Ｒ＋β＊ΔＴ …（２）
ブロックゲージＧ１の熱膨張率αとボールＧ２の熱膨張率βは、校正器Ｍの材質及び形状等に応じて決まる既知の値である。したがって、温度計８０により校正時に測定した温度（環境温度）Ｔ１と基準温度Ｔ０の差分ΔＴから、校正時のブロックゲージＧ１の高さとボールＧ２の半径とを算出することができる。

【0047】

（測定部における温度変化）
図６は、測定部の温度変化の影響を説明するための図である。図６では、校正時温度Ｔ１と測定時の温度Ｔ２における揺動部１８（触針部１４及びアーム部１６）を、それぞれ実線と破線の直線により簡略化して示しており、触針１２は、揺動部１８の長さと比較して短く無視することができるので省略している。

【0048】

図６に示すように、基準温度Ｔ０における触針部１４の先端部から揺動中心２０Ｃまでの距離をＬ１とし、揺動中心２０Ｃからアーム部１６の基端部までの距離をＬ２とする。また、測定高さＺのときのスケール２２の目盛りの指示値をＺ２とする。なお、図６では触針部１４とアーム部１６との接続部分を省略しているが、図１に示すように、距離Ｌ１は、触針部１４の長さとアーム部１６の先端部から揺動中心２０Ｃまでの部分の長さとの和に相当し、距離Ｌ２は、アーム部１６の揺動中心２０Ｃから基端部までの部分の長さの和に相当する。

【0049】

校正時温度Ｔ１から測定時温度Ｔ２（＞Ｔ１）に温度が変化（上昇）した場合、図６に破線で示すように揺動部１８が膨張する。温度膨張後の温度Ｔ２における触針部１４から揺動中心２０Ｃまでの距離をＬ１ａとし、揺動中心２０Ｃからアーム部１６の基端部までの距離をＬ２ａとする。このとき、温度膨張後の測定装置１において、測定高さＺのときの指示値をＺ２ａは、下記の式により表される。

【0050】

Ｚ２ａ＝（Ｌ１＊Ｌ２ａ）／（Ｌ２＊Ｌ１ａ）＊Ｚ２
上記の式より、測定高さＺが同じ場合、温度膨張後の温度Ｔ２における指示値Ｚ２ａは、校正時温度Ｔ１における指示値Ｚ２に比例する。したがって、温度膨張後の指示値Ｚ２ａは、定数Ｃを用いて下記の式（３）により表すことができる。

【0051】

Ｚ２ａ＝Ｚ２×Ｃ …（３）
ここで、校正時温度Ｔ１における距離Ｌ１及びＬ２は既知であり、温度Ｔ２における距離Ｌ１ａ及びＬ２ａは、式（１）及び式（２）と同様、触針部１４及びアーム部１６の材質及び形状等に応じて決まる触針部１４及びアーム部１６の熱膨張率と温度の差分ΔＴから算出することができる。

【0052】

上記のように、定数Ｃは、触針部１４及びアーム部１６又は検出器１０の種類と校正時温度と測定時温度の差分Ｔ２－Ｔ１によって決まる値である。定数Ｃは、温度補正パラメータ（温度補正係数）として、測定に使用した測定装置１の構成部材（例えば、触針部１４又は検出器１０の種類）に関する情報と関連付けられてストレージ１０８に保存される。

【0053】

図７は、検出器（Ｚ軸）指示精度の誤差の計算結果の例を示すグラフである。図７の横軸は、触針ストローク（基準温度Ｔ１におけるストローク位置Ｚ２）を示しており、縦軸は、検出器（Ｚ軸）指示精度（Ｚ２ａ－Ｚ２）を示している。図７には、校正時温度Ｔ１に対して温度が±１０℃変化した場合の計算結果のグラフが示されており、各グラフの傾き（Ｃ－１）が温度補正パラメータＣに対応している。

【0054】

本実施形態では、図８に示すように、触針部１４又は検出器１０の種類ごとに用意された温度補正パラメータＣを用いて温度補正を行うことで、検出器指示精度（Ｚ２ａ－Ｚ２）がゼロになる。これにより、環境温度が測定結果に及ぼす影響を抑制することができる。

【0055】

なお、測定時に使用する温度補正パラメータＣは、校正時の温度Ｔ１と測定時の温度Ｔ２に対応するテーブル（ルックアップテーブル）として保存されるようにしてもよいし、校正時の温度Ｔ１と測定時の温度Ｔ２に対応する温度補正パラメータＣから求めた関数（例えば、最小二乗近似又は多項式近似等により求めた近似曲線等）として保存されるようにしてもよい。温度補正パラメータＣをテーブルとして保存している場合には、校正時の温度Ｔ１と測定時の温度Ｔ２に基づいて補間演算、内挿又は外挿を行うことにより、任意の温度Ｔ１及びＴ２に対応する温度補正パラメータＣを取得することができる。

【0056】

そして、測定対象物Ｗの測定時には、温度補正パラメータＣをストレージ１０８から取得することにより、測定対象物Ｗの測定結果の補正を行うことができる。

【0057】

［実施例１］
実施例１に係る測定装置１は、触針部１４、すなわち、アーム部１６に固定される固定部から先端の触針１２までの部分を取り外して交換可能な装置である。実施例１では、制御部１０２は、触針部１４を特定するための情報（例えば、ＩＤ（ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｒ））、又は触針部１４の種類（例えば、アームの長さ又は材質等）に関する情報を取得する機能を有する。触針部１４の種類に関する情報の取得のための具体的な態様としては、例えば、下記の（１－１）又は（１－２）が考えられる。
（１－１）触針部１４に固有のＩＤ（例えば、識別符号）を持たせ、測定装置１側（ストレージ１０８内）に触針部１４ごとに固有の温度補正パラメータのテーブルを持たせる。
（１－２）触針部１４にその長さ及び材質情報を持たせ、測定装置１側（制御部１０２）に温度補正パラメータを演算する機能を持たせる。

【0058】

［実施例２］
実施例２に係る測定装置１は、キャリッジ５６及び検出器駆動機構６０から検出器１０を取り外して交換可能な装置である。実施例２では、制御部１０２は、検出器１０を特定するための情報（例えば、ＩＤ（ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｒ））、又は検出器１０の種類（例えば、検出器１０に設けられたアームの長さ又は材質等）に関する情報を取得する機能を有する。検出器１０の種類に関する情報の取得のための具体的な態様としては、例えば、下記の（２－１）から（２－３）のいずれかが考えられる。
（２－１）検出器１０に固有のＩＤ（例えば、識別符号）を持たせ、測定装置１側（ストレージ１０８内）に検出器１０ごとに固有の温度補正パラメータのテーブルを持たせる。
（２－２）検出器１０にその内部のアームの長さ又は材質等に関する情報を持たせ、測定装置１側（制御部１０２）に温度補正パラメータを演算する機能を持たせる。
（２－３）触針部１４のＩＤと検出器１０のＩＤの組合せから温度補正パラメータを演算する機能を持たせる。

【0059】

実施例１及び２において、制御部１０２が触針部１４又は検出器１０の種類を検出するための手段としては、例えば、ユーザが入力部１０４からＩＤを入力するようにしてもよいし、触針部１４又は検出器１０のＩＤを２次元コード又は非接触式のタグ（例えば、ＩＣ（Integrated Circuit）タグ又はＲＦＩＤ（Radio Frequency IDentification）タグ）に保存して、制御装置１００により読み込むようにしてもよい。

【0060】

図９は、温度補正のためのＧＵＩの例を示す図である。図９に示す例では、温度計８０により測定した校正時及び測定時の温度（環境温度）を入力可能となっている。また、測定時の温度補正に、検出器駆動機構６０等の駆動部の温度を使用するか否かをチェックボックスにより選択可能となっている。これらの数値は、入力部１０４により手動で入力してもよいし、温度計８０又は駆動部の温度計を制御部１０２が取得して自動入力するようにしてもよい。

【0061】

また、図９では、ブロックゲージＧ１とボールＧ２及び触針部１４の熱膨張係数を入力可能となっている。これらの数値は、入力部１０４により手動で入力してもよいし、校正器ＭのブロックゲージＧ１とボールＧ２に対応する熱膨張係数α及びβをあらかじめストレージ１０８に格納しておき、校正時に制御部１０２により読み出した値を自動入力するようにしてもよい。これにより、温度補正を容易に実行することが可能となる。

【0062】

また、図９に示す例では、校正器Ｍの温度補正及び触針部１４の温度補正を行うか否かをチェックボックスにより選択可能となっている。

【0063】

［温度補正方法］
図１０は、測定装置１の校正の手順を示すフローチャートである。

【0064】

校正時には、まず、図４に示すように、測定装置１のステージ５０に校正器Ｍを設置する（ステップＳ１０）。

【0065】

次に、制御部１０２は、測定装置１に取り付けられている測定部（例えば、触針部１４又は検出器１０の種類）に関する情報を取得する（ステップＳ１２）。

【0066】

次に、測定装置１により校正器Ｍの表面形状の測定を実施する（ステップＳ１４）。制御部１０２は、校正器Ｍの表面形状の測定結果と、温度計８０により測定した校正時の温度Ｔ１とを取得する（ステップＳ１６）。

【0067】

次に、制御部１０２は、測定部の種類情報と、校正時の温度Ｔ１に基づいて校正時の校正器Ｍの熱膨張量を算出する（ステップＳ１８）。そして、制御部１０２は、校正器Ｍの熱膨張量を用いて校正器Ｍの測定結果を補正して保存する（ステップＳ２０）。

【0068】

ステップＳ２０では、まず、制御部１０２は、熱膨張後の校正器Ｍの寸法、すなわち、ブロックゲージＧ１の高さＨ＋ΔＨとボールＧ２の半径Ｒ＋ΔＲとを算出する。そして、制御部１０２は、ブロックゲージＧ１の高さＨ＋ΔＨとボールＧ２の半径Ｒ＋ΔＲとを用いて、距離Ｌ１とＬ２を算出する。これにより、測定装置１の校正の温度補正を行うことができる。

【0069】

したがって、本実施形態によれば、温度計８０により測定した校正時の温度Ｔ１に応じて校正器Ｍの熱膨張後の寸法を計算することにより、校正器Ｍの測定結果の補正を行うことができる。

【0070】

図１１は、測定装置１における測定対象物Ｗの測定の手順を示すフローチャートである。

【0071】

測定時には、まず、図１に示すように、測定装置１のステージ５０に測定対象物Ｗを設置する（ステップＳ３０）。

【0072】

次に、制御部１０２は、測定装置１に取り付けられている測定部（例えば、触針部１４又は検出器１０の種類）に関する情報を取得する（ステップＳ３２）。

【0073】

次に、測定装置１により測定対象物Ｗの表面形状の測定を実施する（ステップＳ３４）。制御部１０２は、測定対象物Ｗの表面形状の測定結果と、温度計８０により測定した測定時の温度Ｔ２とを取得する（ステップＳ３６）。

【0074】

次に、制御部１０２は、測定部の種類情報と、校正時の温度Ｔ１及び測定時の温度Ｔ２に基づいて、ストレージ１０８から温度補正パラメータを取得し（ステップＳ３８）、温度補正パラメータを用いて測定対象物Ｗの測定結果を補正して保存する（ステップＳ４０）。

【0075】

ステップＳ４０では、温度補正係数Ｃと、温度Ｔ２における指示値Ｚ２ａとを用いて、触針部１４の温度膨張の影響を排除した指示値Ｚ２を算出する（式（４）参照）。これにより、温度Ｔ２における測定対象物Ｗの測定結果を精度良く求めることができる。

【0076】

本実施形態によれば、触針部１４又は検出器１０等の測定装置１の構成部材（測定部）の一部を交換した場合でも、環境温度が測定結果に及ぼす影響を抑制することができる。

【符号の説明】

【0077】

１…測定装置、１０…検出器、１２…触針、１４…触針部、１６…アーム部、１８…揺動部、２０…揺動軸、２２…スケール、２４…スケールヘッド、２６…検出器筐体、５０…測定対象物設置部、５２…定盤、５４…コラム、５６…キャリッジ、５８…スケール、６０…検出器駆動機構、８０…温度計、１００…制御装置、１０２…制御部、１０４…入力部、１０６…表示部、１０８…ストレージ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】