特許 7340762 校正治具、校正方法、および、測定方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-08-31

(45)【発行日】2023-09-08

(54)【発明の名称】校正治具、校正方法、および、測定方法

(51)【国際特許分類】

   G01B 11/24 20060101AFI20230901BHJP

【ＦＩ】

G01B11/24 D

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2021089201

(22)【出願日】2021-05-27

(65)【公開番号】P2022181949

(43)【公開日】2022-12-08

【審査請求日】2022-12-20

(73)【特許権者】

【識別番号】314012076

【氏名又は名称】パナソニックＩＰマネジメント株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002952

【氏名又は名称】弁理士法人鷲田国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】壁谷 泰宏

(72)【発明者】

【氏名】中嶋 伸也

【審査官】山▲崎▼ 和子

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１４－２３５０７４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－０６９０７５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－０２４７５６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－０７７１５４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｂ ３／００－３／０８

３／１１－３／５６

５／００－５／３０

９／００－９／１０

１１／００－１１／３０

２１／００－２１／３２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ローラの周面上の被測定物に向けて測定光を照射する光干渉測定装置の校正に用いられる校正治具であって、
前記ローラの周面に沿う円筒面と、
前記円筒面と反対側に前記円筒面の中心軸に対して平行に設けられ、前記測定光が照射される主平面と、
前記主平面から第１距離離れて配置されている２つの頂点と、を備え、
前記円筒面は、前記円筒面上のある１点を通り且つ前記円筒面の中心軸に直交する直線と、前記ある１点を通り且つ前記主平面に直交する直線とのなす角度が、予め定められた角度になる形状である、
校正治具。

【請求項2】

前記２つの頂点は、前記円筒面の中心軸に直交する平面上に設けられている、
請求項１に記載の校正治具。

【請求項3】

前記２つの頂点は、前記主平面と前記円筒面との間に設けられている、
請求項１または２に記載の校正治具。

【請求項4】

前記主平面から見た場合に前記２つの頂点の間に設けられ、前記主平面と平行な副平面をさらに備えている、
請求項１から３の何れか１項に記載の校正治具。

【請求項5】

請求項１から４の何れか１項に記載の校正治具を用いて前記光干渉測定装置の向きを校正する校正方法であって、
前記光干渉測定装置の向きは、前記測定光の光軸と平行なｚ軸、前記ｚ軸に直交するｘ軸、並びに、前記ｚ軸および前記ｘ軸に直交するｙ軸を有するｘｙｚ座標によって定義され、
前記主平面をｙ軸方向に測定光を走査することによって取得されるプロファイルにおいてｚ軸の値が等しい値を示すようにθ_ｘ軸を校正するステップと、
前記θ_ｘ軸を校正するステップにおいて取得されるプロファイルにおいて前記ｚ軸の値を所定値と等しくするようにｚ軸を校正するステップと、
前記ｙ軸方向に前記測定光を走査することによって取得されるプロファイルが前記２つの頂点を含むように前記ｙ軸およびθ_ｚ軸を校正するステップと、
前記校正治具における前記２つの頂点の間の面をｘ軸方向に前記測定光を走査することによって取得されるプロファイルにおいてｚ軸の値が等しい値を示すようにθ_ｙ軸を校正するステップと、を含む、
校正方法。

【請求項6】

前記θ_ｘ軸を校正するステップ、前記ｚ軸を校正するステップ、並びに、前記ｙ軸およびθ_ｚ軸を校正するステップを実行した後に、
前記ある１点の前記ｙ軸の値を取得するステップと、をさらに含む、
請求項５に記載の校正方法。

【請求項7】

請求項６に記載の校正方法によって校正された光干渉測定装置を用いて前記被測定物の測定を行う測定方法であって、
前記ある１点の前記ｙ軸の値を取得するステップによって取得した前記ｙ軸の値を、前記被測定物に対する前記測定光の照射位置におけるｙ軸の値に設定するステップと、
前記測定光の照射位置に、前記測定光を前記主平面に直交する方向に沿って射出するステップと、
前記測定光を前記ローラの中心軸に沿って走査して前記被測定物のプロファイルを取得するステップと、を含む、
測定方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、校正治具、校正方法、および、測定方法に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、直方体状の校正治具が開示されている。特許文献１において、校正治具は、光干渉測定装置の向きの校正に用いられている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１４－２３５０７４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

光干渉測定装置によって、被測定物の測定を行う場合、測定光は被測定物に対して所定の方向に走査される。例えば被測定物が円筒状のローラの周面上に配置されているシートである場合、測定光は、円筒状の周面に沿うシートの表面をローラの中心軸方向に沿って走査される。ローラに対して光干渉測定装置の向きが適切に校正されていないと、走査方向は、ローラの中心軸に対して傾斜していることが考えられる。走査方向がローラの中心軸に対して傾斜している状態で測定光が走査されると、測定光の照射位置がローラの周方向に変位し、かつ、測定光の入射角が変化するため、測定精度が低下する。

【0005】

本開示は、光干渉測定装置の向きの校正を高精度に行うことができる校正治具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】

前記目的を達成するために、本開示における校正治具は、ローラの周面上の被測定物に向けて測定光を照射する光干渉測定装置の校正に用いられる校正治具であって、ローラの周面に沿う円筒面と、円筒面と反対側に円筒面の中心軸に対して平行に設けられ、測定光が照射される主平面と、主平面から第１距離離れて配置されている２つの頂点と、を備え、円筒面は、円筒面上のある１点を通り且つ円筒面の中心軸に直交する直線と、ある１点を通り且つ主平面に直交する直線とのなす角度が、予め定められた角度になる形状である。

【0007】

また、前記目的を達成するために、本開示における校正方法は、上記の校正治具を用いて光干渉測定装置の向きを校正する校正方法であって、光干渉測定装置の向きは、測定光の光軸と平行なｚ軸、ｚ軸に直交するｘ軸、並びに、ｚ軸およびｘ軸に直交するｙ軸を有するｘｙｚ座標によって定義され、主平面をｙ軸方向に測定光を走査することによって取得されるプロファイルにおいてｚ軸の値が等しい値を示すようにθ_ｘ軸を校正するステップと、θ_ｘ軸を校正するステップにおいて取得されるプロファイルにおいてｚ軸の値を所定値と等しくするようにｚ軸を校正するステップと、ｙ軸方向に測定光を走査することによって取得されるプロファイルが２つの頂点を含むようにｙ軸およびθ_ｚ軸を校正するステップと、校正治具における２つの頂点の間の面をｘ軸方向に測定光を走査することによって取得されるプロファイルにおいてｚ軸の値が等しい値を示すようにθ_ｙ軸を校正するステップと、を含む。

【0008】

また、前記目的を達成するために、本開示における測定方法は、上記の校正方法によって校正された光干渉測定装置を用いて被測定物の測定を行う測定方法であって、ある１点のｙ軸の値を取得するステップによって取得したｙ軸の値を、被測定物に対する測定光の照射位置におけるｙ軸の値に設定するステップと、測定光の照射位置に、測定光を主平面に直交する方向に沿って射出するステップと、測定光をローラの中心軸に沿って走査して被測定物のプロファイルを取得するステップと、を含む。

【発明の効果】

【0009】

本開示の校正治具によれば、光干渉測定装置の向きの校正を高精度に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】校正治具がローラに周面に配置され、光干渉測定装置の向きの校正が行われている状態を示す図

【図2】ローラの周面にシートが配置されている状態を示す図

【図3】校正治具の平面図

【図4】図３に示すIV－IV線に沿った断面図

【図5】光干渉測定装置の構成を示す概要図

【図6】光干渉測定装置の向きの校正方法を示すフローチャート

【図7A】図５の校正方法において取得されたプロファイルを示す図

【図7B】図５の校正方法において取得されたプロファイルを示す図

【図8A】図５の校正方法において測定光の走査方向を示す図

【図8B】図５の校正方法において取得されたプロファイルを示す図

【図9A】図５の校正方法において測定光の走査方向を示す図

【図9B】図５の校正方法において取得されたプロファイルを示す図

【図10A】図５の校正方法において測定光の走査方向を示す図

【図10B】図５の校正方法において取得されたプロファイルを示す図

【図11A】図５の校正方法において取得されたプロファイルを示す図

【図11B】図５の校正方法において取得されたプロファイルを示す図

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、本開示の校正治具、校正方法、および、測定方法について、図面を参照しながら説明する。図１は、校正治具１がローラ２に周面２ａに配置され、光干渉測定装置３の向きの校正が行われている状態を示す図である。図１には、校正治具１、ローラ２、および、光干渉測定装置３が示されている。なお、図中に示されているｘｙｚ座標は、光干渉測定装置３の向きを表している（詳細は後述する）。

【0012】

＜校正治具＞
校正治具１は、ローラ２の周面２ａ上の被測定物に向けて測定光Ｒを照射する光干渉測定装置３の校正に用いられる。校正治具１は、光干渉測定装置３の向きの校正に用いられる。被測定物は、例えばシートＳである。シートＳは、図２に示されるように、ローラ２の周面２ａ上に配置され、ローラ２が回転することで搬送される。シートＳは、例えば、セロハン樹脂およびポリイミド樹脂などの樹脂シート、並びに、綿、樹脂繊維、および、ガラス繊維などで作製された布または不織布である。

【0013】

校正治具１は、図３および図４に示されるように、平面視矩形状に設けられている。校正治具１は、円筒面１０、主平面１１、２つの頂点１２，１３、および、副平面１４を有している。

【0014】

円筒面１０は、ローラ２の周面２ａに沿うように設けられている。円筒面１０がローラ２の周面２ａに接触することで、校正治具１がローラ２の周面２ａに配置される。校正治具１がローラ２の周面２ａに配置された場合、円筒面１０の中心軸１０ａはローラ２の中心軸２ｂと一致する。

【0015】

主平面１１は、円筒面１０と反対側に円筒面１０の中心軸１０ａに対して平行に設けられている。光干渉測定装置３の校正が行われる場合、測定光Ｒが主平面１１に照射される。

【0016】

２つの頂点１２，１３は、主平面１１と円筒面１０との間に配置されている。２つの頂点１２，１３は、主平面１１から第１距離ｈ離れて配置されている。また、２つの頂点１２，１３は、円筒面１０の中心軸１０ａに直交する平面上に設けられている。

【0017】

２つの頂点１２，１３は、２つの円錐面１５，１６それぞれによって構成される円錐の頂点である。２つの円錐面１５，１６は、主平面１１から凹むように設けられている。２つの円錐面１５，１６の形状は、互いに等しくなるように設けられている。具体的には、２つの円錐面１５，１６それぞれによって構成される円錐の高さは、第１距離ｈである。また、２つの円錐面１５，１６それぞれによって構成される円錐の底面の直径は、第２距離ｄである。なお、２つの円錐面１５，１６は、主平面１１から突出するように設けられてもよい。また、２つの頂点１２，１３は、角錐面の頂点でもよい。

【0018】

副平面１４は、溝１７の底面である。溝１７は、２つの円錐面１５，１６の間において、円筒面１０の中心軸１０ａに沿って延びる断面矩形状に形成されている。副平面１４は、主平面１１と第１距離ｈ離れて、主平面１１と平行に設けられている。つまり、副平面１４は、主平面１１から見た場合に２つの頂点１２，１３の間に設けられ、２つの頂点１２，１３と同一平面上に位置する。なお、２つの円錐面１５，１６が主平面１１から突出するように設けられている場合、副平面１４は、主平面１１から断面矩形状に突出する突出部の先端面によって構成される。

【0019】

また、円筒面１０は、円筒面１０上のある１点Ｐを通り且つ円筒面１０の中心軸１０ａに直交する直線Ａと、ある１点Ｐを通り且つ主平面１１に直交する直線Ｂとのなす角度が、予め定められた角度αになる形状である。また、ある１点Ｐを通り且つ主平面１１に直交する直線Ｂは、２つの頂点１２，１３を結ぶ線分の中点Ｃを通る。さらに、２つの頂点１２，１３の中点Ｃは、副平面１４上において、溝１７の幅方向の中点と一致する。副平面１４は、ある１点Ｐに対向している。

【0020】

また、ある１点Ｐは、光干渉測定装置３によって被測定物を測定する場合における測定光Ｒの照射位置に対応する点である（詳細は後述する）。また、予め定められた角度αは、光干渉測定装置３によって被測定物を測定する場合において、作業者が所望する測定光Ｒの入射角に定められている（詳細は後述する）。

【0021】

校正治具１の材質は、ミクロン単位の加工精度が実現でき、かつ測定光Ｒの反射率が１０％以下であることが好ましい。校正治具１の材質は、例えばジルコニアなどのセラミック、黒アルマイト加工など反射率を低減させる処理を施した金属、および、ＡＢＳや６―６ナイロンのような樹脂などである。

【0022】

上記のように、主平面１１と、２つ頂点１２，１３および副平面１４との距離である第１距離ｈは、光干渉測定装置３において、後述する測定光Ｒの光軸（ｚ軸）方向の測定可能範囲に含まれる距離である。また、２つの円錐面１５，１６は、光干渉測定装置３において、後述する測定光Ｒの光軸に直交する軸線（ｙ軸）方向の測定可能範囲に含まれるように設けられている。

【0023】

＜光干渉測定装置＞
光干渉測定装置３は、波長走査型オプティカルコヒーレンストモグラフィー（ＳＳ－ＯＣＴ：Ｓｗｅｐｔ Ｓｏｕｒｃｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｃｏｈｅｒｅｎｃｅ Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）を用いた光干渉信号測定装置である。光干渉測定装置３は、図５に示されるように、光ファイバ干渉計３１、および、測定ヘッド３２を備えている。

【0024】

光ファイバ干渉計３１は、放射光と参照光との光路長差により生じる干渉光を測定に用いる測距手段である。光ファイバ干渉計３１は、波長走査型光源３１ａおよびＯＣＴ演算部３１ｂを備えている。

【0025】

波長走査型光源３１ａは、放射光を射出するとともに、光の波長を時間的に変化させるものである。波長走査型光源３１ａからの放射光は測定光Ｒと参照光とに分光される。測定光Ｒは、測定ヘッド３２に入射する。

【0026】

測定ヘッド３２は、照射コリメートレンズ３２ａ、ガルバノミラー対３２ｂ、および、ｆθレンズ３２ｃを備えている。測定ヘッド３２に入射した測定光Ｒは、照射コリメートレンズ３２ａ、ガルバノミラー対３２ｂ、および、ｆθレンズ３２ｃを経て、図１において光干渉測定装置３が設置されている設置面の上方から設置面に向けて射出される。図５においては、測定光Ｒは、図５の上側から下側に向けて射出される。

【0027】

ガルバノミラー対３２ｂは測定ヘッド３２から射出される測定光Ｒの光軸回りに回転する第一のミラー３２ｂ１および測定光Ｒの光軸に直交する軸線回りに回転する第二のミラー３２ｂ２を有している。第一のミラー３２ｂ１および第二のミラー３２ｂ２が回転することにより、測定光Ｒは、測定光Ｒの光軸に直交し且つ互いに直交する２つの軸線方向に走査される。また、測定光Ｒの光軸の向きは、ｆθレンズ３２ｃにより、ガルバノミラー対３２ｂの角度によらず常に一定になる。

【0028】

そして、被測定物にて反射した測定光Ｒは、同じ光路を辿って光ファイバ干渉計３１に入射し、参照光と合成され、干渉光となる。干渉光は、光ビート信号として、ＯＣＴ演算部３１ｂで解析される。

【0029】

ＯＣＴ演算部３１ｂは、光ビート信号の時間波形をフーリエ変換して、周波数解析を行うことで、干渉光の強度分布を表すＳＳ－ＯＣＴ信号を得る。ＯＣＴ演算部３１ｂは、このＳＳ－ＯＣＴ信号から、被測定物の測定光Ｒの光軸に沿う位置（高さ）を測定する。

【0030】

光干渉測定装置３において、参照光の光路長と、測定光Ｒの光路長とが等しいとき、検出される干渉光の光ビート信号の周波数はゼロとなる。このときの測定光Ｒの反射面の位置を、便宜上、ゼロ点とする。

【0031】

ゼロ点から被測定物までの距離が波長走査型光源３１ａのコヒーレンス長より大きい場合、測定光Ｒは参照光と干渉を起こさず、光ビート信号を検出することはできない。また、コヒーレンス長より小さくても、高さに比例する光ビート信号の周波数がＯＣＴ演算部３１ｂの応答周波数を超えると、正しい信号を検出することはできない。つまり、光干渉測定装置３の光軸方向の測定可能範囲は、波長走査型光源３１ａのコヒーレンス長とＯＣＴ演算部３１ｂの応答周波数との両者によって制限される。

【0032】

また、ガルバノミラー対３２ｂの回転による走査角度と、ｆθレンズ３２ｃの直径によって、測定光Ｒの光軸に直交し且つ互いに直交する２つの軸線方向の走査可能範囲が制限される。光干渉測定装置３において、上記の光軸方向の測定可能範囲、および、２つの軸線方向の走査可能範囲は、ＯＣＴ演算部３１ｂに予め記憶されている。

【0033】

また、光干渉測定装置３は、図１に示されるように、角度調整機構３３および直動調整機構３４に接続されている。角度調整機構３３および直動調整機構３４は、光干渉測定装置３の向きを調整するものである。光干渉測定装置３の向きは、ｘ軸、ｙ軸、ｚ軸を有するｘｙｚ座標にて定義される。

【0034】

ｚ軸は、測定ヘッドから射出される測定光Ｒの光軸と平行な軸である。ｘ軸は、ｚ軸に直交する軸線である。ｙ軸は、ｚ軸およびｘ軸に直交する軸線である。

【0035】

角度調整機構３３は、例えばステッピングモータが用いられた回転機構およびゴニオ機構などを利用した角度調整ステージである。角度調整機構３３は、θ_ｘ軸調整機構３３ａ、θ_ｙ軸調整機構３３ｂ、および、θ_ｚ軸調整機構３３ｃを備えている。θ_ｘ軸調整機構３３ａは、光干渉測定装置３のｘ軸回りの角度を調整する。θ_ｙ軸調整機構３３ｂは、光干渉測定装置３のｙ軸回りの角度を調整する。θ_ｚ軸調整機構３３ｃは、光干渉測定装置３のｚ軸回りの角度を調整する。

【0036】

直動調整機構３４は、例えばリニアガイドなどの摺動機構を利用した直線ステージである。直動調整機構３４は、ｘ軸調整機構３４ａ、ｙ軸調整機構３４ｂ、および、ｚ軸調整機構３４ｃを備えている。ｘ軸調整機構３４ａは、光干渉測定装置３のｘ軸方向の位置を調整する。ｙ軸調整機構３４ｂは、光干渉測定装置３のｙ軸方向の位置を調整する。ｚ軸調整機構３４ｃは、光干渉測定装置３のｚ軸方向の位置を調整する。角度調整機構３３および直動調整機構３４によって、光干渉測定装置３の向きが調整されることによって、測定光Ｒの照射位置および入射角が調整される。

【0037】

＜校正方法＞
次に、校正治具１を用いて光干渉測定装置３の向きを校正する校正方法について、図６のフローチャートを用いて説明する。作業者は、ｚ軸が主平面１１に直交するように（すなわちｘ軸およびｙ軸が主平面１１と平行になるように）、ｘ軸がローラ２の中心軸２ｂと平行になるように、且つ、ｙ軸が２つの頂点１２，１３を通る直線と平行になるように、光干渉測定装置３の向きを校正する。

【0038】

はじめに、校正治具１は、ローラ２の周面２ａ上に、主平面１１をおよそ水平にするように配置される。さらに、校正治具１における主平面１１、副平面１４、および、２つの頂点１２，１３を含む２つの円錐面１５，１６が、ｚ軸方向の測定可能範囲内、並びに、ｘ軸方向およびｙ軸方向の走査可能範囲内に位置するように、光干渉測定装置３の位置が調整される。また、光干渉測定装置３の向きは、ｘ軸がおよそローラ２の中心軸２ｂに沿うように調整される。

【0039】

作業者は、光干渉測定装置の向きの校正を行う際に、校正治具１に測定光Ｒを照射し且つ測定光Ｒを走査してＳＳ－ＯＣＴ測定を行う。ＳＳ－ＯＣＴ測定によって、測定光Ｒが走査された方向におけるｚ軸方向（高さ）のプロファイルを得ることができる。作業者は、得られたプロファイルをモニタ（不図示）などで確認することができる。作業者は、得られたプロファイルが所望のプロファイルになるように、光干渉測定装置３の向きを校正する。

【0040】

具体的には、作業者は、Ｓ１０にて、測定光Ｒを主平面１１に照射し且つｙ軸方向に走査して、ＳＳ－ＯＣＴ測定を行う。図７Ａは、Ｓ１０のＳＳ－ＯＣＴ測定によって得られたプロファイルである。なお、図７Ａおよび図７Ｂにおいて、２つの円錐面１５，１６および溝１７のプロファイルは省略されている。

【0041】

図７Ａに示されるように、得られたプロファイルが走査方向（ｙ軸方向）に対して傾斜している場合、ｙ軸が主平面１１に対して傾斜している。そこで、作業者は、Ｓ１１において、ｙ軸が主平面１１に対して平行になるように、θ_ｘ軸回りの角度を調整する。

【0042】

続けて、作業者は、Ｓ１２にて、測定光Ｒを主平面１１に照射し且つｙ軸方向に走査して、ＳＳ－ＯＣＴ測定を行う。作業者は、Ｓ１３にて、θ_ｘ軸の校正が完了したか否かを判定する。具体的には、作業者は、Ｓ１２にて得られたプロファイルが、図７Ｂに示されるように、走査方向（ｙ軸方向）に対して平行な所望のプロファイルであるか否かを判定する。

【0043】

Ｓ１２にて得られたプロファイルが走査方向（ｙ軸方向）に対して傾斜している場合（Ｓ１３にてＮＯ）、作業者は、Ｓ１１およびＳ１２を再度行う。

【0044】

一方、Ｓ１２にて得られたプロファイルが走査方向（ｙ軸方向）に対して平行な所望するプロファイルである場合、θ_ｘ軸の校正が完了する（Ｓ１３にてＹＥＳ）。このように、作業者は、所望するプロファイルが得られるまで光干渉測定装置３の向きを繰り返し調整する。

【0045】

続けて、作業者は、Ｓ１４にて、光干渉測定装置３の主平面１１に対するｚ軸方向の位置を調整するために、Ｓ１２にて得られたプロファイルを参照してｚ軸の値が所定値と等しくなるようにｚ軸を調整する。作業者は、Ｓ１５にて、測定光Ｒを主平面１１に照射し且つｙ軸方向に走査して、ＳＳ－ＯＣＴ測定を行う。

【0046】

作業者は、Ｓ１６にて、ｚ軸の校正が完了したか否かを判定する。具体的には、作業者は、Ｓ１５にて得られたプロファイルが、ｚ軸の値が所定値と等しい所望のプロファイルであるか否かを判定する。

【0047】

Ｓ１５にて得られたプロファイルにおいてｚ軸の値が所定値と異なる場合（Ｓ１６にてＮＯ）、作業者は、Ｓ１４およびＳ１５を再度行う。

【0048】

一方、Ｓ１５にて得られたプロファイルにおいてｚ軸の値が所定値と等しい場合、ｚ軸の校正が完了する（Ｓ１６にてＹＥＳ）。

【0049】

続けて、作業者は、Ｓ１７にて、２つの頂点１２，１３に対するｘ軸方向の位置を調整するために、Ｓ１５で得られたプロファイルを参照して、２つの頂点１２，１３のうち１つの頂点が現れる所望のプロファイルが得られるように、ｘ軸を調整する。作業者は、Ｓ１８にて、測定光Ｒを主平面１１に照射し且つｙ軸方向に走査して、ＳＳ－ＯＣＴ測定を行う。

【0050】

作業者は、Ｓ１９にて、ｘ軸の校正が完了したか否かを判定する。具体的には、作業者は、Ｓ１８にて得られたプロファイルが、２つの頂点１２，１３のうち１つの頂点が現れている所望のプロファイルであるか否かを判定する。

【0051】

図８Ａに示されるように、測定光Ｒが２つの円錐面１５，１６を走査しているが、２つの頂点１２，１３のいずれも走査していない場合、図８Ｂに示されるように、プロファイルには、２つの放物線形状が現れており、頂点が現れていない。つまり、図８Ｂに示されるプロファイルは、Ｓ１９における所望のプロファイルでない。なお、図８Ａおよび図８Ｂにおいて、溝１７のプロファイルは省略されている。

【0052】

Ｓ１８にて得られたプロファイルが、図８Ｂに示される２つの放物線形状を有するプロファイルであり、所望のプロファイルでない場合（Ｓ１９にてＮＯ）、作業者は、Ｓ１７およびＳ１８を再度行う。

【0053】

一方、図９Ａに示されるように、測定光Ｒが２つの頂点１２，１３のうち１つの頂点１２を走査している場合、図９Ｂに示されるように、プロファイルには、１つの三角形状と１つの放物線形状が現れる。この１つの三角形状の高さが第１距離ｈであり、かつ、１つの三角形状の走査方向の幅が第２距離ｄである場合、１つの三角形状は、１つの頂点を示している。つまり、図９Ｂに示されるプロファイルは、Ｓ１９における所望のプロファイルである。なお、図９Ａおよび図９Ｂにおいて、溝１７のプロファイルは省略されている。

【0054】

Ｓ１８にて得られたプロファイルが、図９Ｂに示される１つの三角形状を有する所望のプロファイルである場合、ｘ軸の校正が完了する（Ｓ１９にてＹＥＳ）。

【0055】

続けて、作業者は、Ｓ２０にて、２つの頂点１２，１３に対するｙ軸の向きを調整するために、Ｓ１９で得られたプロファイルを参照して、２つの頂点１２，１３が現れる所望のプロファイルが得られるように、θ_ｚ軸を調整する。作業者は、Ｓ２１にて、測定光Ｒを主平面１１に照射し且つｙ軸方向に走査して、ＳＳ－ＯＣＴ測定を行う。

【0056】

作業者は、Ｓ２２にて、θ_ｚ軸の校正が完了したか否かを判定する。具体的には、作業者は、Ｓ２１にて得られたプロファイルが、２つの頂点１２，１３が現れている所望のプロファイルであるか否かを判定する。

【0057】

Ｓ２１にて得られたプロファイルが、図９Ｂに示される放物線形状を有するプロファイルであり、２つの頂点１２，１３が現れている所望のプロファイルでない場合（Ｓ２２にてＮＯ）、作業者は、Ｓ２０およびＳ２１を再度行う。

【0058】

一方、図１０Ａに示されるように、測定光Ｒが２つの頂点１２，１３を走査している場合、図１０Ｂに示されるように、プロファイルには、２つの三角形状が現れる。この２つの三角形状の高さが第１距離ｈであり、かつ、２つの三角形状の走査方向の幅が第２距離ｄである場合、２つの三角形状は、２つの頂点１２，１３を示している。つまり、図１０Ｂに示されるプロファイルは、Ｓ２２における所望のプロファイルである。なお、図１０Ａおよび図１０Ｂにおいて、溝１７のプロファイルは省略されている。

【0059】

Ｓ２１にて得られたプロファイルが、図１０Ｂに示される２つの三角形状を有する所望のプロファイルである場合、θ_ｚ軸の校正が完了する（Ｓ２２にてＹＥＳ）。

【0060】

なお、Ｓ２２まで終了した時点において、ｙ軸は、２つの頂点１２，１３を結ぶ直線と平行になっている。図１０Ｂに示されるように、２つの頂点１２，１３のｙ軸の値をそれぞれＹ１およびＹ２とする。また、２つの頂点１２，１３の中点Ｃのｙ軸の値をＹ３とする。上記のように、２つの頂点１２，１３の中点Ｃは、円筒面１０上のある１点Ｐとともに、主平面１１に直交する直線Ｂを通る。つまり、Ｙ３は、円筒面１０上のある１点Ｐのｙ軸の値である。

【0061】

作業者は、Ｓ２３にて、円筒面１０上のある１点Ｐのｙ軸の値であるＹ３を取得して、光干渉測定装置３の記憶部（不図示）に格納する。Ｙ３は、後述する光干渉測定装置３による被測定物の測定に用いられる。

【0062】

作業者は、Ｓ２４にて、ｚ軸が主平面１１に対して直交するように、θ_ｙ軸回りの角度を調整する。作業者は、Ｓ２５にて、測定光Ｒを副平面１４に照射し且つｘ軸方向に走査して、ＳＳ－ＯＣＴ測定を行う。

【0063】

作業者は、Ｓ２６にて、θ_ｙ軸の校正が完了したか否かを判定する。具体的には、作業者は、Ｓ２５にて得られたプロファイルが、走査方向（ｘ軸方向）に対して平行な所望のプロファイルであるか否かを判定する。

【0064】

ｚ軸が副平面１４に直交する方向から傾斜していることにより、図１１Ａに示されるように、Ｓ２５にて得られたプロファイルが走査方向（ｘ軸方向）に対して傾斜している場合（Ｓ２６にてＮＯ）、作業者は、Ｓ２４およびＳ２５を再度行う。

【0065】

一方、ｚ軸が副平面１４に対して直交していることにより、図１１Ｂに示されるように、Ｓ２５にて得られたプロファイルが、走査方向（ｘ軸方向）に対して平行な所望のプロファイルである場合（Ｓ２６にてＹＥＳ）、θ_ｙ軸の校正が完了する。これにより、作業者は、光干渉測定装置３の向きの校正を終了する。

【0066】

上記のようにローラ２の周面２ａ上に配置可能な校正治具１を用いることで、ローラ２の周面２ａ上の被測定物に向けて測定光Ｒを照射する光干渉測定装置３の向きの校正を高精度に行うことができる。また、θ_ｘ軸およびθ_ｙ軸は、校正治具１の寸法ではなく、走査方向に対するプロファイルの傾斜に基づいて校正が行われている。よって、θ_ｘ軸およびθ_ｙ軸の校正を、光干渉測定装置３の測定可能範囲に関わらずに、高精度に校正することができる。

【0067】

＜測定方法＞
次に、上記の校正方法によって校正された光干渉測定装置３を用いて被測定物の測定を行う測定方法について説明する。被測定物は、例えば、ローラ２の周面２ａ上に配置されているシートＳである（図２）。

【0068】

光干渉測定装置３を用いて被測定物の測定を行う場合、被測定物からの反射光によって光ビート信号が飽和することを避けるため、測定光Ｒの入射角は、ローラ２に対して０度より大きい角度にて行われる。測定光Ｒの入射角は、予め定められた角度α（例えば８°）に設定される。

【0069】

はじめに、作業者は、上記のＳ２３で取得したｙ軸の値であるＹ３を、被測定物に対する測定光Ｒの照射位置におけるｙ軸の値に設定する。

【0070】

そして、作業者は、測定光Ｒの照射位置におけるｙ軸の値がＹ３となるように、ｙ軸調整機構３４ｂを調整する。さらに、作業者は、測定光Ｒが被測定物に照射されるように、ｘ軸調整機構３４ａおよびｚ軸調整機構３４ｃを調整する。

【0071】

続けて、作業者は、図２に示されるように、測定光Ｒを主平面１１に直交する方向に沿って射出する。上記の校正方法によって、測定光Ｒの光軸（すなわちｚ軸）が主平面１１に直交するように校正されている。よって、測定光Ｒの射出する角度を調整する角度調整機構３３の操作を不要にすることができる。

【0072】

また、測定光Ｒの照射位置におけるｙ軸の値がＹ３は、円筒面１０のある１点Ｐのｙ軸の値である。よって、測定光Ｒの入射角は、予め定められた角度αであり、作業者が所望する測定光Ｒの入射角となる。つまり、測定光Ｒの照射位置におけるｙ軸の値を、上記のＳ２３において格納されたＹ３に設定することで、角度調整機構３３の操作をすることなく簡便に、測定光Ｒの入射角を予め定められた角度αに調整することができる。

【0073】

さらに、作業者は、測定光Ｒをローラ２の中心軸２ｂに沿って走査して被測定物のプロファイルを取得する。ｘ軸がローラ２の中心軸２ｂと一致するように校正されているため、作業者は、ｘ軸に沿って測定光Ｒを走査する。つまり、測定光Ｒの走査方向を調整する角度調整機構３３の操作を不要とすることができる。

【0074】

上記の校正治具１を用いた校正方法は、ローラ２の周面２ａ上の被測定物の測定における角度調整機構３３の操作を不要にできるため、ローラ２の周面２ａ上の被測定物の測定を簡便にすることができる。

【0075】

本開示は、これまでに説明した実施の形態に限定されるものではない。本開示の主旨を逸脱しない限り、各種変形を本実施の形態に施したものも、本開示の範囲内に含まれる。

【0076】

例えば、２つの頂点１２，１３は、円筒面１０の中心軸１０ａに直交する平面上に設けられてなくてもよい。この場合、ｘ軸の向きは、上記の校正方法において、主平面１１に平行、かつ、ローラ２の中心軸２ｂに対して傾斜して校正される。よって、上記の測定方法において、測定光Ｒをローラ２の中心軸２ｂ方向に沿って走査できるように、２つの頂点１２，１３を結ぶ直線とローラ２の中心軸２ｂとの傾斜角度を予め把握しておく。

【0077】

また、副平面１４は、光干渉測定装置３の測定可能範囲内において、主平面１１との距離を第１距離ｈと異なるように設けられてもよい。

【0078】

また、校正治具１は、副平面１４を構成する溝１７を有さないように設けられてもよい。この場合、校正方法のＳ２５において、測定光Ｒは主平面１１に照射される。

【0079】

また、校正方法において、ある１点Ｐのｙ軸の値であるＹ３を格納するＳ２３は、Ｓ２６より後に行われてもよい。

【0080】

また、校正方法において、ある１点Ｐのｙ軸の値であるＹ３を格納するＳ２３を実行しなくてもよい。この場合、ある１点Ｐのｙ軸の値であるＹ３は、２つの頂点１２，１３のｙ軸の値であるＹ１およびＹ２の中点であるため、光干渉測定装置３によって、Ｙ１およびＹ２から簡便に算出することができる。

【0081】

また、ある１点Ｐのｙ軸の値であるＹ３は、ｙ軸において２つの頂点１２，１３の中点Ｃであるが、２つの頂点１２，１３を結ぶ直線上の任意の位置でもよい。この場合においても、ある１点Ｐのｙ軸の値であるＹ３は、Ｙ１およびＹ２から簡便に算出することができる。

【0082】

また、ある１点Ｐは、２つの頂点１２，１３を結ぶ直線から外れて設けられてもよい。この場合、ある１点Ｐと２つの頂点１２，１３との相対位置を光干渉測定装置３に格納しておくことで、被測定物の測定時に、ある１点Ｐの位置を、２つの頂点１２，１３の位置から算出することができる。

【産業上の利用可能性】

【0083】

本発明は、ローラの周面上の被測定物に向けて測定光を照射する光干渉測定装置の校正に用いられる校正治具、当該校正治具を用いた校正方法、および、当該校正方法によって校正された光干渉測定装置を用いて被測定物の測定を行う測定方法に広く利用可能である。

【符号の説明】

【0084】

１ 校正治具
２ ローラ
２ａ 周面
２ｂ 中心軸
３ 光干渉測定装置
１０ 円筒面
１０ａ 円筒面の中心軸
１１ 主平面
１２ 頂点
１３ 頂点
１４ 副平面
Ａ ある１点を通り且つ円筒面の中心軸に直交する直線
Ｂ ある１点を通り且つ主平面に直交する直線
ｈ 第１距離
Ｐ ある１点
Ｒ 測定光
α 予め定められた角度

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7A】

【図7B】

【図8A】

【図8B】

【図9A】

【図9B】

【図10A】

【図10B】

【図11A】

【図11B】