專利名稱：三維坐標(biāo)測(cè)定方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種三維坐標(biāo)測(cè)定方法。特別涉及一種根據(jù)被檢測(cè)物的邊緣求出表面的形狀或多個(gè)面的相對(duì)位置關(guān)系的三維坐標(biāo)測(cè)定方法。另外，被檢測(cè)物有例如金屬模具或光學(xué)元件等。這里，金屬模具為用塑料成型或玻璃成型制造光學(xué)元件時(shí)所使用的構(gòu)件。
背景技術(shù)：
透鏡或棱鏡等光學(xué)元件的表面形狀在很大程度上左右光學(xué)系的性能。因此，形狀的測(cè)定是元件制造過程中品質(zhì)管理的重要課題。以前使用干涉法作為測(cè)定光學(xué)元件的表面形狀的方法。但是，測(cè)量是表面形狀與參照面的相對(duì)的比較。因此，只能知道表面形狀對(duì)于參照面產(chǎn)生了多大程度的偏差(相對(duì)測(cè)定)。所以，不進(jìn)行與參照面的比較、就不能進(jìn)行直接導(dǎo)出表面形狀的形狀測(cè)定，即絕對(duì)形狀的測(cè)定。
作為測(cè)定絕對(duì)形狀的裝置，市售有觸針式形狀測(cè)定機(jī)。但是，這樣的測(cè)定機(jī)主要是測(cè)定與光學(xué)軸垂直的斷面的形狀的儀器。因此，二維的表面形狀的測(cè)定困難。所以，該測(cè)定機(jī)對(duì)于光學(xué)元件的非對(duì)稱的表面形狀不能準(zhǔn)確地測(cè)定。并且，對(duì)于金屬模具的測(cè)定也同樣地表面形狀的測(cè)定困難。
而作為能夠高精度地測(cè)定表面形狀(樣品表面)的三維坐標(biāo)的裝置有三維坐標(biāo)測(cè)定機(jī)。但是，三維坐標(biāo)測(cè)定機(jī)一般存在對(duì)于表面形狀不能測(cè)定絕對(duì)坐標(biāo)系這樣的問題。
在這樣的情況下，本申請(qǐng)人在日本專利特愿2000-383734、特愿2001-296030、特愿2001-299727中提出過求取光學(xué)元件的絕對(duì)形狀的方法的方案。在這里提出了用非接觸光探針同時(shí)測(cè)定邊緣和表面形狀、或者標(biāo)記和表面形狀，并且將表面形狀的測(cè)定值變換成用其邊緣等確定的坐標(biāo)的方法的方案。
在光學(xué)元件或金屬模具中，在呈現(xiàn)多個(gè)表面形狀的情況下，在每個(gè)表面上設(shè)定坐標(biāo)系。但是在特愿2000-383734等中，對(duì)于計(jì)算坐標(biāo)系之間的相對(duì)位置關(guān)系的方法沒有詳細(xì)討論。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明就是鑒于以前技術(shù)的這樣的狀況，其目的是提供一種能夠計(jì)算被檢測(cè)物的表面形狀或多個(gè)表面之間的相對(duì)位置關(guān)系等的三維坐標(biāo)測(cè)定方法。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的三維坐標(biāo)測(cè)定方法在被檢測(cè)物上的邊緣附近設(shè)定大致沿該邊緣的曲線，沿與該曲線略垂直的方向掃描，檢測(cè)出根據(jù)邊緣確定的位置的坐標(biāo)值。
另一種三維坐標(biāo)測(cè)定方法以由多個(gè)面構(gòu)成的被檢測(cè)物為測(cè)定對(duì)象，對(duì)每個(gè)面分別測(cè)定三維坐標(biāo)面形狀和邊緣的形狀，與共同的邊緣的測(cè)定值相對(duì)應(yīng)，求出上述多個(gè)面的相對(duì)位置關(guān)系。
或者，另一種三維坐標(biāo)測(cè)定方法以由多個(gè)面構(gòu)成的被檢測(cè)物為測(cè)定對(duì)象，使用基準(zhǔn)面的相對(duì)位置關(guān)系已知的基準(zhǔn)元件，將被檢測(cè)物與基準(zhǔn)元件相對(duì)地固定，用同一測(cè)定坐標(biāo)系分別測(cè)定各被檢測(cè)面的三維坐標(biāo)面形狀和基準(zhǔn)元件的形狀，與由基準(zhǔn)元件的邊緣形狀的測(cè)定值求出的面形狀數(shù)據(jù)相對(duì)應(yīng)，變換基準(zhǔn)元件的各基準(zhǔn)面的坐標(biāo)，對(duì)各被檢測(cè)面的三維坐標(biāo)的面形狀的測(cè)定值也進(jìn)行與此相同的坐標(biāo)變換，求出多個(gè)被檢測(cè)面的相對(duì)位置關(guān)系。
這里，“同一測(cè)定坐標(biāo)系”是指使用共同的坐標(biāo)系。但是，在例如測(cè)定被檢測(cè)面與基準(zhǔn)面時(shí)使用不同的坐標(biāo)系。此時(shí)，如果各測(cè)定時(shí)使用的坐標(biāo)系的相對(duì)位置已知，則能夠用1個(gè)坐標(biāo)系表示2個(gè)坐標(biāo)系的位置。因此，即使在這樣的情況下也作為“同一測(cè)定坐標(biāo)系”。
或者，另一種三維坐標(biāo)測(cè)定方法為用非接觸光探針測(cè)定被檢測(cè)面的三維坐標(biāo)的三維坐標(biāo)測(cè)定方法，其特征在于，在使非接觸光探針從特定的測(cè)定點(diǎn)向下一個(gè)測(cè)定點(diǎn)移動(dòng)時(shí)，使位于特定的測(cè)定點(diǎn)的非接觸光探針向離開被檢測(cè)面的方向移動(dòng)預(yù)定的微小的距離，然后與被檢測(cè)面的設(shè)計(jì)值隔開該微小的距離沿被檢測(cè)面的設(shè)計(jì)值移動(dòng)到下一個(gè)測(cè)定點(diǎn)，以這種狀態(tài)進(jìn)行下一個(gè)測(cè)定點(diǎn)的測(cè)定。
或者，另一種三維坐標(biāo)測(cè)定方法以使用多個(gè)由多個(gè)面構(gòu)成的元件構(gòu)成的被檢測(cè)物為測(cè)定對(duì)象，使用基準(zhǔn)面的相對(duì)位置關(guān)系已知的基準(zhǔn)元件，將基準(zhǔn)元件與被檢測(cè)物相對(duì)地固定，用同一測(cè)定坐標(biāo)系分別測(cè)定被檢測(cè)物的各元件的至少1個(gè)面的三維坐標(biāo)形狀和基準(zhǔn)元件的形狀，與由基準(zhǔn)元件的邊緣形狀的測(cè)定值求出的面形狀數(shù)據(jù)相對(duì)應(yīng)，變換基準(zhǔn)元件的各基準(zhǔn)面的坐標(biāo)，對(duì)各被檢測(cè)面的三維坐標(biāo)的面形狀的測(cè)定值也進(jìn)行與此相同的坐標(biāo)變換，求出構(gòu)成各元件的至少1個(gè)面的相對(duì)位置關(guān)系。
該三維坐標(biāo)測(cè)定方法能夠求出每個(gè)被檢測(cè)面的外形的本地坐標(biāo)系(設(shè)計(jì)坐標(biāo)系)。并且能夠準(zhǔn)確地求出各本地坐標(biāo)系的相對(duì)位置。并且可以使各被檢測(cè)面的本地坐標(biāo)系的相對(duì)位置關(guān)系明確。由此可以知道各被檢測(cè)面的相對(duì)的偏心量。因此能夠?qū)y(cè)定結(jié)果反映到光學(xué)性能惡化的因素的闡明、修正等中。
發(fā)明效果如從上述說明能夠明白的那樣，如果采用本發(fā)明的三維坐標(biāo)測(cè)定方法，能夠準(zhǔn)確地求出各被檢測(cè)面的外形的設(shè)計(jì)坐標(biāo)系(本地坐標(biāo)系)的相對(duì)位置。并且，能夠使多個(gè)被檢測(cè)面的本地坐標(biāo)系的相對(duì)位置關(guān)系明確。因此，能夠知道多個(gè)被檢測(cè)面的相對(duì)的偏心量。并且，能夠?qū)⒃摻Y(jié)果反映到光學(xué)性能惡化的因素的闡明、修正等中。


圖1本發(fā)明能夠使用的自動(dòng)聚焦型非接觸三維坐標(biāo)測(cè)定機(jī)的結(jié)構(gòu)的概略示意2本發(fā)明能夠使用的共焦點(diǎn)顯微鏡型非接觸三維坐標(biāo)測(cè)定機(jī)的結(jié)構(gòu)的概略示意3用于說明測(cè)定圓形邊緣的方法的4用于說明根據(jù)本發(fā)明測(cè)定邊緣的形狀的方法的5于說明設(shè)定表示測(cè)定邊緣的形狀時(shí)的掃描開始點(diǎn)的曲線的方法的6用于說明根據(jù)本發(fā)明計(jì)算各面的外形的本地坐標(biāo)系的相對(duì)位置的方法的7用于說明根據(jù)本發(fā)明算出被檢測(cè)物的共有1個(gè)邊緣的多個(gè)被檢測(cè)面的偏心量的方法的8用圖7的方法表示相對(duì)位置關(guān)系明確的多個(gè)面的本地坐標(biāo)系的9用于說明根據(jù)本發(fā)明用固定在被檢測(cè)物上的基準(zhǔn)部件算出多個(gè)被檢測(cè)面的偏心量的方法的10用圖9的方法表示相對(duì)位置關(guān)系明確的多個(gè)面的本地坐標(biāo)系的11在說明根據(jù)本發(fā)明用固定在被檢測(cè)物上的基準(zhǔn)部件導(dǎo)出構(gòu)成多個(gè)元件中的各個(gè)元件的被檢測(cè)面的偏心量的方法的圖中，表示通過使光探針掃描1個(gè)元件的被檢測(cè)面和基準(zhǔn)部件的1個(gè)基準(zhǔn)面測(cè)定該被檢測(cè)面的形狀、基準(zhǔn)面的邊緣的形狀時(shí)的狀態(tài)的透視12圖11的被檢測(cè)面的俯視13表示通過使光探針掃描圖11的別的元件的被檢測(cè)面和基準(zhǔn)部件的其他的基準(zhǔn)面，測(cè)定其被檢測(cè)面的形狀和基準(zhǔn)面的邊緣的形狀時(shí)的樣子的透視14圖13的被檢測(cè)面的俯視15用圖11～圖14的方法表示構(gòu)成相對(duì)位置關(guān)系明確的多個(gè)元件中的各個(gè)元件的面的本地坐標(biāo)系的相對(duì)位置的16用圖11～14的方法，通過將由預(yù)先導(dǎo)出各元件的面的偏心的元件構(gòu)成的光學(xué)系統(tǒng)作為被檢測(cè)物，構(gòu)成相對(duì)位置關(guān)系明確的多個(gè)元件的各面的本地坐標(biāo)系的相對(duì)位置17用于說明根據(jù)本發(fā)明用固定在被檢測(cè)物上的基準(zhǔn)部件導(dǎo)出構(gòu)成非球面透鏡的被檢測(cè)面的偏心量的方法的18用圖17的方法表示被檢測(cè)面為球面時(shí)，為了導(dǎo)出被檢測(cè)面的本地坐標(biāo)系而加工的標(biāo)記或被檢測(cè)物的外形的19用于說明由2個(gè)透鏡群和棱鏡構(gòu)成的被檢測(cè)物的20用于說明根據(jù)本發(fā)明用固定在被檢測(cè)物上的基準(zhǔn)部件導(dǎo)出構(gòu)成圖19所示的由2個(gè)透鏡群和棱鏡構(gòu)成的被檢測(cè)物的被檢測(cè)面的偏心量的方法的21用于說明分別構(gòu)成圖20所示的2個(gè)透鏡群和棱鏡中的各個(gè)元件(透鏡、棱鏡)的各面的本地坐標(biāo)系的22用圖20的方法表示構(gòu)成相對(duì)位置關(guān)系明確的多個(gè)群和棱鏡的各元件的面的本地坐標(biāo)系的相對(duì)位置的23用圖20的方法表示構(gòu)成因使用由預(yù)先導(dǎo)出了構(gòu)成各元件的面的偏心量的元件構(gòu)成的光學(xué)系作為被檢測(cè)物，所以相對(duì)位置關(guān)系明確的多個(gè)元件的各個(gè)面的本地坐標(biāo)系的相對(duì)位置的24用于說明本發(fā)明的光探針的移動(dòng)方法的圖具體實(shí)施方式
下面根據(jù)實(shí)施例、參照

本發(fā)明的三維坐標(biāo)測(cè)定方法。
本發(fā)明的測(cè)定方法所使用的三維坐標(biāo)測(cè)定機(jī)主要有2種。一種為自動(dòng)聚焦型的非接觸三維坐標(biāo)測(cè)定機(jī)。這種測(cè)定機(jī)為用非接觸光探針測(cè)定被檢測(cè)物的位置的儀器。另一種為共焦點(diǎn)顯微鏡型非接觸三維坐標(biāo)測(cè)定機(jī)。首先，說明它們的原理。
圖1為概略地表示自動(dòng)聚焦型非接觸三維坐標(biāo)測(cè)定機(jī)(例如日本專利特開2000-146532)的結(jié)構(gòu)的圖。激光器11發(fā)出的激光經(jīng)過反射鏡13、12入射到物鏡15中。入射的激光向光軸中心的物鏡15的焦點(diǎn)面前進(jìn)，入射到被檢測(cè)物O的被測(cè)定面1被反射。反射的激光再次通過物鏡15，經(jīng)過反射鏡12、13、14在光的位置檢測(cè)裝置17上成像。當(dāng)物鏡15的焦點(diǎn)沒有會(huì)聚在被測(cè)定面1上時(shí)，激光在光的位置檢測(cè)裝置17上的成像位置改變。
因此，光的位置檢測(cè)裝置17檢測(cè)這一位置的變化，通過移動(dòng)機(jī)構(gòu)16使物鏡15向聚焦方向移動(dòng)。此時(shí)，如果預(yù)先測(cè)定物鏡15的移動(dòng)量，就能夠根據(jù)聚焦時(shí)物鏡15的位置測(cè)定被測(cè)定面1的Z軸方向的高度。
并且，被檢測(cè)物O安裝在XY載物臺(tái)18上。因此，根據(jù)XY載物臺(tái)18的移動(dòng)量(XY載物臺(tái)18相對(duì)于物鏡15的光軸的位置)能夠知道被檢測(cè)物O在X-Y平面上的位置。這樣，能夠測(cè)定被檢測(cè)物O的被測(cè)定面1的三維形狀。
圖2為概略地表示共焦點(diǎn)顯微鏡型非接觸三維坐標(biāo)測(cè)定機(jī)的結(jié)構(gòu)的圖。從光源21射出的光照射第1針孔(pin hole)22。穿過第1針孔22的光被半反射鏡23反射，入射到物鏡24中。入射的光向物鏡24的成像點(diǎn)位置(光軸中心)前進(jìn)，到達(dá)被檢測(cè)物O的被測(cè)定面1。由被檢測(cè)物O反射的光再次通過物鏡24，透過半反射鏡23。透過的光穿過第2針孔25入射到光探測(cè)器26中。并且，第2針孔25配置在與第1針孔22共軛的位置上。當(dāng)被測(cè)定面1不在與第1針孔22共軛的位置上時(shí)，從第1針孔22射出的光不能穿過第2針孔25。因此，光探測(cè)器26不能檢測(cè)到光。
因此，用移動(dòng)機(jī)構(gòu)27使這樣的系統(tǒng)整體沿光軸方向移動(dòng)。這樣，能夠使被測(cè)定面1處在與第1針孔22共軛的位置上。其結(jié)果，光探測(cè)器26檢測(cè)到光。此時(shí)，如果預(yù)先測(cè)定了系統(tǒng)整體的移動(dòng)量，則能夠根據(jù)光探測(cè)器26檢測(cè)到光時(shí)的位置，測(cè)定被測(cè)定面1的Z軸方向的高度。
并且，被檢測(cè)物O安置在XY載物臺(tái)28上。因此，根據(jù)XY載物臺(tái)28的移動(dòng)量(XY載物臺(tái)28相對(duì)于物鏡24的光軸的位置)能夠知道被檢測(cè)物O在X-Y面上的位置。這樣，能夠測(cè)定被檢測(cè)物O的被測(cè)定面1的三維坐標(biāo)形狀。
在上述這樣的非接觸三維坐標(biāo)測(cè)定機(jī)中，照射到被測(cè)定面1上的光束稱為“光探針”。該光探針用于檢測(cè)位置。并且，光照射到被測(cè)定面1上時(shí)，不會(huì)使被測(cè)定面1變形。因此，稱為“非接觸光探針”。通過用這樣的光探針掃描被檢測(cè)物O的被測(cè)定面1，能夠獲得表示表面形狀的數(shù)據(jù)。
并且，在使光探針掃描時(shí)，在被檢測(cè)物O的邊緣其取樣點(diǎn)的前后高度的變化很大。因此，設(shè)定以例如掃描開始點(diǎn)的高度為基準(zhǔn)的門限值。并且，將高度值的變化比該門限值大的點(diǎn)定義為邊緣部。由此，能夠檢測(cè)到邊緣部的位置。
因此，用圖3說明例如測(cè)定圓形的邊緣部E時(shí)的情況。為了有效地測(cè)定圓形的邊緣部E，必須要有圓的中心坐標(biāo)和半徑。這里，中心坐標(biāo)為測(cè)定的圓的大致的中心就可以。如果知道中心坐標(biāo)的大致值和半徑的近似值，將這些值輸入到測(cè)定機(jī)中。于是，根據(jù)輸入的中心坐標(biāo)和半徑，定義用于測(cè)定邊緣E的圓F。從位于該圓F上的點(diǎn)開始光探針的掃描。
但是，必須根據(jù)被檢測(cè)面的形狀調(diào)整掃描的開始點(diǎn)。例如圖3(a)所示，在從中心向外側(cè)的方向掃描時(shí)(圓板的情況下)，使輸入的半徑值比被檢測(cè)物的圓的半徑稍微小一點(diǎn)。通過這樣，使掃描開始點(diǎn)位于被檢測(cè)物的圓的內(nèi)側(cè)。
并且，如圖3(b)所示，在從外側(cè)向中心的掃描時(shí)(圓孔的情況下)，使輸入的半徑值比被檢測(cè)物的圓的半徑稍微大一點(diǎn)。通過這樣，使掃描開始點(diǎn)位于被檢測(cè)物的圓的外側(cè)。
在測(cè)定時(shí)，在圓F上設(shè)定多個(gè)掃描開始點(diǎn)。并且在從這些掃描開始點(diǎn)向邊緣E的方向(在圖(a)的情況下為外側(cè)方向，在圖(b)的情況下為內(nèi)側(cè)方向)進(jìn)行掃描。然后，通過與門限值等的比較，求出邊緣E的坐標(biāo)。由于該邊緣E的坐標(biāo)為由這些光探針的掃描獲得的，因此包含被檢測(cè)物的圓的信息。因此，可以根據(jù)邊緣E的坐標(biāo)算出被檢測(cè)物的中心坐標(biāo)、正圓度等。該計(jì)算通過使用例如最小二乘方法進(jìn)行擬合處理，求出最合適的圓。
但是，在被檢測(cè)面的邊緣形狀不是圓或曲線的場(chǎng)合下，與上述同樣的測(cè)定很困難。例如被檢測(cè)面為自由曲面、圓柱體面、合成面、非球面、偏心球面構(gòu)成的面的場(chǎng)合。在具有這樣的被檢測(cè)面的光學(xué)元件(棱鏡等)的情況下，構(gòu)成光學(xué)元件的面的邊緣已經(jīng)不能只用直線或圓來表示。此時(shí)，邊緣為用多項(xiàng)式表示的曲線。
下面就有關(guān)測(cè)定由任意的曲線構(gòu)成的邊緣的形狀的例子進(jìn)行說明。
圖4(a)、(b)表示棱鏡O作為被檢測(cè)物。圖4(a)為表示通過使光探針2掃描被檢測(cè)物O測(cè)定其面的形狀、邊緣的形狀的樣子的透視圖。并且，圖4(b)為被檢測(cè)物O的被檢測(cè)面S1的俯視圖。
在該棱鏡O中，沿表示邊緣E的曲線的形狀定義曲線L。這里，曲線L的形狀也可以由測(cè)定的邊緣E的形狀的設(shè)計(jì)值算出?；蛘?，也可以使其為圖5所示的那樣。在圖5中，測(cè)定者在測(cè)定的邊緣E的近旁設(shè)定了至少3個(gè)以上的點(diǎn)。并且，將圓滑地連接這些點(diǎn)的線定義為曲線L。此時(shí)，可以通過用多項(xiàng)式進(jìn)行擬合(フイツテイング)或仿樣(スプライン)計(jì)算等算出曲線L。另外，所謂仿樣計(jì)算是指求出圓滑地連接多個(gè)輸入點(diǎn)的曲線L的計(jì)算方法。這就回到求取仿樣函數(shù)。仿樣函數(shù)用在小區(qū)間內(nèi)分別不同的高n次多項(xiàng)式曲線定義。并且，它們?yōu)橄嗷ブg盡量平滑地連接的曲線。
在測(cè)定邊緣E的坐標(biāo)時(shí)，在定義的曲線L上設(shè)定多個(gè)掃描開始點(diǎn)。然后使光探針2從各點(diǎn)開始分別沿與曲線L垂直的方向掃描。再通過與門限值等進(jìn)行比較，求出邊緣E的坐標(biāo)。此時(shí)，在測(cè)定的邊緣E的范圍內(nèi)使曲線L不與測(cè)定的邊緣E相交。如果兩者相交了，則光探針2的掃描變得困難。其結(jié)果，不能準(zhǔn)確地測(cè)定邊緣E的坐標(biāo)。在這樣的情況下，可以增加輸入點(diǎn)(算出曲線L需要使用的點(diǎn))的數(shù)量?；蛘呖梢栽黾訑M合的多項(xiàng)式的項(xiàng)數(shù)。通過這樣，可以用比較少的輸入數(shù)容易地測(cè)定由任意的曲線構(gòu)成的邊緣E的坐標(biāo)。
或者，用圖6說明其他的三維坐標(biāo)測(cè)定方法。該測(cè)定方法使用被檢測(cè)面內(nèi)的2個(gè)邊緣和被檢測(cè)面內(nèi)的1個(gè)有效區(qū)域。具體如圖6所示，測(cè)定邊緣E1、E2及有效區(qū)域B內(nèi)的表面形狀，獲得測(cè)定值。此時(shí)，用同樣的非接觸三維坐標(biāo)測(cè)定機(jī)和相同的測(cè)定坐標(biāo)系測(cè)定邊緣E1、E2及有效區(qū)域B。然后進(jìn)行使有效區(qū)域B內(nèi)的表面形狀數(shù)據(jù)(測(cè)定值)與設(shè)計(jì)形狀重合的處理，即進(jìn)行坐標(biāo)變換。然后，對(duì)邊緣E1、E2的測(cè)定值也進(jìn)行該坐標(biāo)變換。
采用這樣的方法能夠準(zhǔn)確地求出各被檢測(cè)面對(duì)外形的本地坐標(biāo)系(X，Y)的相對(duì)位置。由此知道在被檢測(cè)面S1的面內(nèi)的偏心量。由此能夠?qū)y(cè)定結(jié)果反映到闡明光學(xué)性能惡化的因素、修正等中。
并且，本地坐標(biāo)系為各被檢測(cè)面固有的坐標(biāo)系。
在圖6中，只測(cè)定圖的左右的邊緣E1、E2。但是，不必將測(cè)定的邊緣的數(shù)量限制在2個(gè)。例如，可以測(cè)定全部的邊緣部，或者只測(cè)定必要的邊緣部。并且，邊緣E1、E2的形狀也不局限于曲線，例如也可以是圓弧或者直線。此時(shí)，通過與以前的測(cè)定邊緣的方法(圖3)相組合，可以更加有效地測(cè)定。另外，在圖6中，曲線L1為沿邊緣E1定義的曲線，曲線L2為沿邊緣E2定義的曲線。
這里，作為本發(fā)明的被檢測(cè)物O的例子，有任意形狀的光學(xué)元件(例如棱鏡)或金屬模具。光學(xué)元件不僅可以是具有球面、旋轉(zhuǎn)對(duì)稱非球面的元件，也可以是具有圓柱體面、組合曲面或者自由曲面的元件。這些面可以是折射面，也可以是反射面。并且，金屬模具為用塑料成型或玻璃成型制造任意形狀的光學(xué)元件時(shí)使用的模具。并且，該模具不局限于金屬。并且也包括制造光學(xué)元件以外的目的使用的模具。
這里，自由曲面的表現(xiàn)方法有種種定義式。其中的1例有用以下的公式定義的方法。該定義式的Z軸為自由曲面的軸。
Z=cr2/[1+√{1-(1+k)c2r2}]+Σj=2∞2CjXmYn----(a)]]>這里，(a)式的第1項(xiàng)為球面項(xiàng)，第2項(xiàng)為自由曲面項(xiàng)。
球面項(xiàng)中，c為頂點(diǎn)的曲率k為圓錐曲線常數(shù)(圓錐常數(shù))r＝√(X2+Y2)自由曲面項(xiàng)Σj=266CjXmYn]]>=C2X+C3Y]]>+C4X2+C5XY+C6Y2]]>+C7X3+C8X2Y+C9XY2+C10Y3]]>+C11X4+C12X3Y+C13X2Y2+C14XY3+C15Y4]]>+C16X5+C17X4Y+C18X3Y2+C19X2Y3+C20XY4+C21Y5]]>+C22X6+C23X5Y+C24X4Y2+C25X3Y3+C26X2Y4+C27XY5+C28Y6]]>+C29X7+C30X6Y+C31X5Y2+C32X4Y3+C33X3Y4+C34X2Y5+]]>C35XY6+C36Y7]]>............]]>其中，Cj(j為2以上的整數(shù))為系數(shù)。
用上述公式表示的自由面一般沒有同時(shí)在X-Z面與Y-Z面上對(duì)稱的面。但是，通過使X的奇數(shù)次項(xiàng)全部為0，就成為只存在1個(gè)與Y-Z面平行的對(duì)稱面的自由曲面。并且，通過使Y的奇數(shù)次項(xiàng)全部為0，就成為只存在1個(gè)與X-Z面平行的對(duì)稱面的自由曲面。
下面，再對(duì)別的三維坐標(biāo)測(cè)定方法進(jìn)行說明。該測(cè)定方法對(duì)每個(gè)構(gòu)成邊緣的面測(cè)定由多個(gè)被檢測(cè)面的邊界形成的邊緣。并且通過將它們組合算出構(gòu)成邊緣的多個(gè)面的相對(duì)的偏心。這里，被檢測(cè)面為例如自由曲面、圓柱體面、組合曲面、非球面或球面。并且，這些面為多個(gè)面，而且將它們互相偏心配置。下面表示求取具有這樣的面的光學(xué)元件(例如棱鏡)中的各面的本地坐標(biāo)系的相對(duì)位置關(guān)系的情況。
參照?qǐng)D7說明算出被檢測(cè)面S1、S2的偏心量的方法。圖7(a)為表示測(cè)定被檢測(cè)物O的被檢測(cè)面S1的形狀、邊緣的形狀的樣子的透視圖。圖7(b)為被檢測(cè)面S1的俯視圖。圖7(c)為表示測(cè)定被檢測(cè)面S2的形狀、邊緣的形狀的樣子的透視圖。圖7(d)為被檢測(cè)面S2的俯視圖。
這里，被檢測(cè)面S1、S2共有被檢測(cè)物(棱鏡)O的1個(gè)邊緣E。并且，被檢測(cè)物O的被檢測(cè)面S1及被檢測(cè)面S2的測(cè)定通過使光探針2掃描各個(gè)面進(jìn)行。
首先，測(cè)定每個(gè)被檢測(cè)面S1、S2的邊緣E的形狀和有效區(qū)域B1、B2內(nèi)的表面形狀，獲得測(cè)定值。此時(shí)，用同樣的非接觸三維坐標(biāo)測(cè)定機(jī)和相同的測(cè)定坐標(biāo)系測(cè)定各邊緣及各有效區(qū)域。然后，進(jìn)行使該表面形狀數(shù)據(jù)(測(cè)定值)與各被檢測(cè)面S1、S2的設(shè)計(jì)值相重合的處理，即進(jìn)行坐標(biāo)變換。接著，對(duì)邊緣E的測(cè)定值也進(jìn)行該坐標(biāo)變換。用這樣的求出邊緣E相對(duì)于本地(local)坐標(biāo)系A(chǔ)1、A2的位置。并且，本地坐標(biāo)系A(chǔ)1、A2分別為表示被檢測(cè)面S1、S2的形狀時(shí)所使用的坐標(biāo)系。
而且，進(jìn)行使在每個(gè)被檢測(cè)面上測(cè)定的邊緣E的各數(shù)據(jù)在空間上一致的處理。進(jìn)行這樣的處理必須用共同的坐標(biāo)系表示在每個(gè)被檢測(cè)面上測(cè)定的邊緣E。而且還須對(duì)用上述共同的坐標(biāo)系表示的各邊緣的數(shù)據(jù)進(jìn)行坐標(biāo)變換。
作為該坐標(biāo)變換的1例，有用本地坐標(biāo)系A(chǔ)1表示在每個(gè)被檢測(cè)面上測(cè)定的邊緣E的方法?？梢杂帽镜刈鴺?biāo)系A(chǔ)1表示一個(gè)面(被檢測(cè)面S1)的邊緣的測(cè)定值的位置。
然后，使被檢測(cè)面S2的用于表示邊緣測(cè)定值和本地坐標(biāo)系A(chǔ)2的坐標(biāo)系和本地坐標(biāo)系A(chǔ)1一致。即，用本地坐標(biāo)系A(chǔ)1表示其他的(被檢測(cè)面S2)的邊緣測(cè)定值和本地坐標(biāo)系A(chǔ)2的位置。此時(shí)，被檢測(cè)面S2的邊緣測(cè)定值和本地坐標(biāo)系A(chǔ)2的相對(duì)位置即使改變坐標(biāo)也一定。
并且，偏心、變換其他(被檢測(cè)面S2)的邊緣測(cè)定值。通過這樣，可以進(jìn)行坐標(biāo)變換使S1與S2的邊緣重合。并且，使邊緣重合需要解析。該解析為反復(fù)改變偏心量和變換量的值、檢查兩邊緣的重合程度的處理。作為該解析的例子，有最小二乘法等。
可以對(duì)本地坐標(biāo)系A(chǔ)1、A2兩者進(jìn)行坐標(biāo)變換。由此，能夠如圖8所示那樣明確多個(gè)被檢測(cè)面S1、S2的本地坐標(biāo)系A(chǔ)1、A2的相對(duì)位置關(guān)系。另外，雖然在圖8中以構(gòu)成邊緣E的被檢測(cè)面只有2個(gè)面為例，但不一定僅限于2個(gè)面，例如，對(duì)于被檢測(cè)面為3個(gè)以上的本地坐標(biāo)系的相對(duì)位置，也可以勇同樣的方法求出。通過這些方法可以知道多個(gè)面的相對(duì)偏心量。因此，能夠?qū)⒃摻Y(jié)果反映到光學(xué)性能惡化因素的闡明、修正等上。
下面再說明別的三維坐標(biāo)測(cè)定方法。該測(cè)定方法如圖9所示，除被檢測(cè)物O以外，還使用了作為基準(zhǔn)的元件(基準(zhǔn)元件)D。該基準(zhǔn)元件D固定在被檢測(cè)物O上。該測(cè)定方法用該基準(zhǔn)元件D算出被檢測(cè)面S1、S2的偏心量。
圖9(a)為表示測(cè)定被檢測(cè)物O的被檢測(cè)面S1的形狀、基準(zhǔn)面H的邊緣e的形狀時(shí)的樣子的透視圖。圖9(b)為被檢測(cè)面S1的俯視圖。圖9(c)為表示測(cè)定被檢測(cè)面S2的形狀、基準(zhǔn)面H的邊緣e的形狀時(shí)的樣子的透視圖。圖9(d)為被檢測(cè)面S2的俯視圖。
這里，被檢測(cè)面S1、S2共有被檢測(cè)物O的1個(gè)邊緣E。并且，被檢測(cè)面S1、被檢測(cè)面S2及基準(zhǔn)元件D的基準(zhǔn)面H的測(cè)定通過使光探針2掃描各面進(jìn)行。
被檢測(cè)物O與基準(zhǔn)元件D用保持具C連接。因此，兩者成為一體，其位置關(guān)系固定。因此，在保持兩者的情況下，也一體地保持。在這樣的狀態(tài)下，用同樣的非接觸三坐標(biāo)測(cè)定機(jī)分別測(cè)定基準(zhǔn)元件D的各基準(zhǔn)面H和各被檢測(cè)面S1、S2的形狀。此時(shí)，使各基準(zhǔn)面和各被檢測(cè)面能夠用同樣的測(cè)定坐標(biāo)系測(cè)定。這里，各基準(zhǔn)面H與各被檢測(cè)面S1、S2分別為一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系。
并且，各被檢測(cè)面S1、S2的面形狀數(shù)據(jù)分別進(jìn)行與各被檢測(cè)面S1、S2的設(shè)計(jì)形狀相重合的處理，即進(jìn)行坐標(biāo)變換。通過這樣，能夠預(yù)先求出表示被檢測(cè)面S1、S2的本地坐標(biāo)系A(chǔ)1、A2的位置。
最好使基準(zhǔn)元件D的形狀構(gòu)成為能夠在測(cè)定被檢測(cè)物O的各被檢測(cè)面S1、S2的同時(shí)，至少測(cè)定2個(gè)邊緣?；蛘咦詈脴?gòu)成為，在測(cè)定各被檢測(cè)面S1、S2的同時(shí)能夠測(cè)定1個(gè)邊緣e和坐標(biāo)已知的點(diǎn)的位置。
此時(shí)，必須使邊緣e和坐標(biāo)已知的點(diǎn)為能夠定義基準(zhǔn)元件D的各基準(zhǔn)面H的位置量。并且，上述邊緣e或坐標(biāo)已知的點(diǎn)的位置數(shù)據(jù)為根據(jù)測(cè)定的結(jié)果的數(shù)據(jù)。
并且，至少預(yù)先高精度地測(cè)定邊緣e的角度或長(zhǎng)度，作為已知的量。然后設(shè)法從這些已知的數(shù)據(jù)弄清楚用測(cè)定值定義的各基準(zhǔn)面H的相對(duì)位置。
另外，基準(zhǔn)元件D的形狀可以是例如多面體的形狀。該多面體的整體的形狀大致與被檢測(cè)物O的形狀相同。例如用平面近似被檢測(cè)面S1、S2時(shí)的形狀。并且，多面體的平面可以使用用各被檢測(cè)面S1、S2的本地坐標(biāo)系A(chǔ)1、A2定義的平面。
并且，如果用平面構(gòu)成基準(zhǔn)部件D，則能夠使測(cè)定的精度高而且簡(jiǎn)單，解析也比其他的曲面變得容易。
下面說明測(cè)定方法。首先，測(cè)定基準(zhǔn)部件D的邊緣e的形狀和被檢測(cè)物O的有效區(qū)域B1內(nèi)的表面形狀，獲得測(cè)定值。并且，此時(shí)的邊緣e為與被檢測(cè)面S1相對(duì)應(yīng)的基準(zhǔn)面H的邊緣。同樣地，對(duì)被檢測(cè)面S2也測(cè)定邊緣e的形狀和有效區(qū)域B2內(nèi)的表面形狀，獲得測(cè)定值。并且，此時(shí)的邊緣e為與被檢測(cè)面S2相對(duì)應(yīng)的基準(zhǔn)面H的邊緣。并且，邊緣e或有效區(qū)域的測(cè)定次序并不局限于上述次序。
此時(shí)，必須使例如測(cè)定機(jī)為讓光探針從上方照射到被檢測(cè)面的結(jié)構(gòu)，使被檢測(cè)面S1、S2向上。此時(shí)，必須如圖9(a)～(d)所示的那樣，對(duì)每個(gè)面的測(cè)定都保持被檢測(cè)物O使之旋轉(zhuǎn)。因此，用圖中沒有示出的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)固定被檢測(cè)物O和基準(zhǔn)部件D使它們沿所希望的方向旋轉(zhuǎn)。此時(shí)，使被檢測(cè)物O與基準(zhǔn)部件D不會(huì)因旋轉(zhuǎn)而改變相對(duì)位置關(guān)系。
基準(zhǔn)部件D的測(cè)定進(jìn)行預(yù)定的項(xiàng)目的測(cè)定。預(yù)定的項(xiàng)目為通過與已知的測(cè)定值相對(duì)應(yīng)，能夠利用基準(zhǔn)部件D的測(cè)定值求出基準(zhǔn)面的位置的項(xiàng)目。
圖9表示對(duì)每個(gè)基準(zhǔn)面H測(cè)定2個(gè)邊緣e的例子。從這些數(shù)據(jù)能夠求出基準(zhǔn)部件D的基準(zhǔn)面H的相對(duì)位置。
并且，還可以像例如以下這樣在測(cè)定分別與被檢測(cè)面S1和S2相對(duì)應(yīng)的基準(zhǔn)面H的邊緣時(shí)，使測(cè)定的邊緣包含成為基準(zhǔn)面H的邊界的棱線。并且，還可以測(cè)定不同的邊緣部。通過這樣，也可以求出每個(gè)基準(zhǔn)面的“棱線位置”和“表示基準(zhǔn)面的平面的位置”。
這里，棱線位置是指至少1個(gè)頂點(diǎn)的位置和導(dǎo)出了表示棱線的直線式的結(jié)果。頂點(diǎn)位置為存在于棱線所表示的基準(zhǔn)面的邊上的點(diǎn)的坐標(biāo)。為了算出頂點(diǎn)的位置，可以使用存在于基準(zhǔn)面內(nèi)的2個(gè)邊緣?？梢詼y(cè)定2個(gè)邊緣的形狀，根據(jù)該測(cè)定結(jié)果求出2個(gè)邊緣的交點(diǎn)，即頂點(diǎn)。
并且，為了求出棱線的位置和表示基準(zhǔn)面的平面的位置，可以這樣做例如，預(yù)先準(zhǔn)備好能夠測(cè)定的特定的點(diǎn)，該特定點(diǎn)為與基準(zhǔn)面的頂點(diǎn)的位置關(guān)系已知的點(diǎn)；然后根據(jù)該特定點(diǎn)的測(cè)定結(jié)果和成為棱線的邊緣的測(cè)定結(jié)果，求出棱線的位置和表示基準(zhǔn)面的平面的位置。
此時(shí)，為了使邊緣的測(cè)定值處在近似直線上，可以利用最小二乘法等。而且，可以使導(dǎo)出的平面與基準(zhǔn)部件D的已知的測(cè)定值(邊的長(zhǎng)度、邊與邊形成的夾角)相對(duì)應(yīng)，求出各基準(zhǔn)面的位置。但是，如果將各基準(zhǔn)面的位置分為平面的位置和棱線的位置，則可以導(dǎo)出后述的各被檢測(cè)面S1、S2的相對(duì)值。
再用與測(cè)定各基準(zhǔn)面H時(shí)所用的坐標(biāo)系相同的測(cè)定坐標(biāo)系測(cè)定被檢測(cè)面S1、S2的形狀。由此，能夠在每個(gè)被檢測(cè)面S1、S2把握各基準(zhǔn)面H與被檢測(cè)面S1、S2的相對(duì)位置。
進(jìn)一步，變換由各基準(zhǔn)面H的測(cè)定值求出的各面的位置。該變換與構(gòu)成基準(zhǔn)部件D的基準(zhǔn)面H的已知數(shù)據(jù)相對(duì)應(yīng)進(jìn)行。由此，使各面的相對(duì)位置關(guān)系一致。此時(shí)，必須進(jìn)行平移或旋轉(zhuǎn)之類的坐標(biāo)變換。
例如，進(jìn)行坐標(biāo)變換，使從包含同一棱線的各基準(zhǔn)面H的測(cè)定結(jié)果分別導(dǎo)出的棱線的位置在空間上一致。然后，以因此而在空間上一致的棱線為旋轉(zhuǎn)軸，使包含棱線的各平面旋轉(zhuǎn)。但是，也可以固定1個(gè)平面而旋轉(zhuǎn)其他的平面。該旋轉(zhuǎn)使各平面旋轉(zhuǎn)，以便與基準(zhǔn)元件的已知值(用基準(zhǔn)元件構(gòu)成相同棱線的各基準(zhǔn)面之間的夾角)相對(duì)應(yīng)。在進(jìn)行該旋轉(zhuǎn)的過程中，可以算出進(jìn)行旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)變換的參數(shù)。由此，可以用基準(zhǔn)部件D的已知的角度求出各基準(zhǔn)面H的相對(duì)位置。
對(duì)各被檢測(cè)面S1、S2的形狀的測(cè)定數(shù)據(jù)也進(jìn)行這些坐標(biāo)變換。通過這樣，能夠算出各被檢測(cè)面S1、S2的相對(duì)位置。并且，各被檢測(cè)面S1、S2為用與各基準(zhǔn)面相同的測(cè)定坐標(biāo)系測(cè)定的面。
并且，對(duì)本地坐標(biāo)系A(chǔ)1、A2也進(jìn)行坐標(biāo)變換。通過這樣，能夠使如圖10所示那樣的本地坐標(biāo)系A(chǔ)1、A2的相對(duì)位置關(guān)系明確。這里，本地坐標(biāo)系A(chǔ)1為各被檢測(cè)面S1的本地坐標(biāo)系。并且，本地坐標(biāo)系A(chǔ)2為各被檢測(cè)面S2的本地坐標(biāo)系。
并且，雖然圖10表示只有2個(gè)構(gòu)成邊緣E的面的例子，但并不局限于2個(gè)面，例如也可以用同樣的方法求出3個(gè)面以上的本地坐標(biāo)系的相對(duì)位置。并且，雖然本實(shí)施形態(tài)對(duì)1個(gè)被檢測(cè)面同時(shí)測(cè)定了基準(zhǔn)部件D的1個(gè)基準(zhǔn)面，但根據(jù)被檢測(cè)物的形狀，也可以對(duì)2個(gè)以上的被檢測(cè)物同時(shí)測(cè)定1個(gè)基準(zhǔn)面。通過這些方法，可以知道多個(gè)面的相對(duì)的偏心量。因此，能夠?qū)⑵浣Y(jié)果反映到光學(xué)性能惡化的因素的闡明、修正等中。
并且，通過根據(jù)本方法的結(jié)果實(shí)施制造，能夠制造精度高的光學(xué)元件。
下面參照?qǐng)D11～圖14說明別的三維坐標(biāo)測(cè)定方法。這里，被檢測(cè)物O由多個(gè)光學(xué)元件構(gòu)成。測(cè)定該被檢測(cè)物O，算出各光學(xué)元件的偏心量。并且，該測(cè)定方法也使用了作為基準(zhǔn)的元件(基準(zhǔn)部件)D。
如圖11所示，框W上配置有多個(gè)光學(xué)元件(例如棱鏡)。并且，該框W保持被檢測(cè)物O。而且，基準(zhǔn)部件D用保持具C固定在框W上。
此時(shí)，被檢測(cè)物O這樣配置在某個(gè)方向上至少能夠測(cè)定構(gòu)成各光學(xué)元件的1個(gè)面的表面形狀。在圖11～圖14中，棱鏡P1和棱鏡P2配置在框W內(nèi)。并且，構(gòu)成棱鏡P1的面S1-1和構(gòu)成棱鏡P2的面S2-2伸出到框外側(cè)。因此，通過使光探針2照射到該面上能夠測(cè)定該面。
圖11為表示測(cè)定棱鏡P1的被檢測(cè)面S1-1的形狀、基準(zhǔn)面H的邊緣e的形狀時(shí)的樣子的透視圖。圖12為被檢測(cè)面S1-1的俯視圖。圖13為表示測(cè)定棱鏡P2的被檢測(cè)面S2-1的形狀、基準(zhǔn)面H的邊緣e的形狀時(shí)的樣子的透視圖。圖14為被檢測(cè)面S2-1的俯視圖。
這里，被檢測(cè)面S1-1、被檢測(cè)面S2-1及基準(zhǔn)部件D的基準(zhǔn)面H的測(cè)定通過使光探針2掃描各面進(jìn)行。
被檢測(cè)物O與基準(zhǔn)部件D用保持具C連接著。因此，兩者成為一體，它們的位置關(guān)系固定。因此，在保持兩者時(shí)也一體地保持。在這樣的狀態(tài)下，用非接觸三維坐標(biāo)測(cè)定機(jī)分別測(cè)定基準(zhǔn)部件D的各基準(zhǔn)面H和各被檢測(cè)面S1-1、被檢測(cè)面S2-1的形狀。此時(shí)，各基準(zhǔn)面H與各被檢測(cè)面S1-1、被檢測(cè)面S2-1分別為一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系。
并且，各被檢測(cè)面S1-1、被檢測(cè)面S2-1的面形狀數(shù)據(jù)分別進(jìn)行與各被檢測(cè)面S1-1、被檢測(cè)面S2-1的設(shè)計(jì)形狀重合的處理，即進(jìn)行坐標(biāo)變換。通過這樣，預(yù)先求出表示被檢測(cè)面S1-1、被檢測(cè)面S2-1的本地坐標(biāo)系A(chǔ)1-1、A2-1的位置。
最好使基準(zhǔn)面H的形狀構(gòu)成為能夠在測(cè)定棱鏡P1、P2的各被檢測(cè)面S1-1、S2-1的同時(shí)，至少測(cè)定2個(gè)邊緣e?；蛘咦詈脴?gòu)成為，在測(cè)定各被檢測(cè)面S1-1、S2-1的同時(shí)能夠測(cè)定1個(gè)邊緣e和坐標(biāo)已知的點(diǎn)的位置。
此時(shí)，必須使邊緣e和坐標(biāo)已知的點(diǎn)為能夠定義基準(zhǔn)元件D的各基準(zhǔn)面H的位置的量。并且，上述邊緣e或坐標(biāo)已知的點(diǎn)的位置數(shù)據(jù)為根據(jù)測(cè)定的結(jié)果的數(shù)據(jù)。
并且，至少預(yù)先高精度地測(cè)定邊緣e的角度或長(zhǎng)度。然后設(shè)法從這些已知的數(shù)據(jù)弄清楚用測(cè)定值定義的各基準(zhǔn)面H的相對(duì)位置。
另外，基準(zhǔn)元件D的形狀可以是例如多面體的形狀。該多面體的整體的形狀大致與被檢測(cè)物O的形狀相同。例如用平面近似被檢測(cè)面S1-1、S2-1時(shí)的形狀。并且，多面體的平面可以使用用各被檢測(cè)面S1-1、S2-1的本地坐標(biāo)系A(chǔ)1-1、A2-1定義的平面。
并且，如果用平面構(gòu)成基準(zhǔn)部件D，則能夠使測(cè)定的精度高而且簡(jiǎn)單，解析也比其他的曲面變得容易。并且，基準(zhǔn)部件D的材質(zhì)可以是玻璃或金屬等。如果用這些材質(zhì)制造，則能夠高精度地加工。因此，能夠高精度地測(cè)定基準(zhǔn)面的角度。并且，由于能夠形成銳利的邊緣形狀，因此能夠高精度地測(cè)定基準(zhǔn)面。
下面說明測(cè)定方法。首先，測(cè)定基準(zhǔn)部件D的邊緣e的形狀和棱鏡P1的有效區(qū)域B1-1內(nèi)的表面形狀，獲得測(cè)定值。并且，此時(shí)的邊緣e為與被檢測(cè)面S1-1相對(duì)應(yīng)的基準(zhǔn)面H的邊緣。同樣地，對(duì)被檢測(cè)面S2-1也測(cè)定邊緣e的形狀和有效區(qū)域B2-1內(nèi)的表面形狀，獲得測(cè)定值。并且，此時(shí)的邊緣e為與被檢測(cè)面S2-1相對(duì)應(yīng)的基準(zhǔn)面H的邊緣。并且，這些測(cè)定用同樣的非接觸三維坐標(biāo)測(cè)定機(jī)和相同的測(cè)定坐標(biāo)系測(cè)定。并且，邊緣e或有效區(qū)域的測(cè)定次序并不局限于上述次序。
此時(shí)，必須使例如測(cè)定機(jī)為讓光探針從上方照射被檢測(cè)面的結(jié)構(gòu)，使被檢測(cè)面S1-1、S2-1向上。此時(shí)，使被檢測(cè)面S1-1、S2-1大致垂直于光探針2的入射方向。為了達(dá)到這個(gè)目的，必須如圖11～圖14所示的那樣，對(duì)每個(gè)面的測(cè)定都保持被檢測(cè)物O使之旋轉(zhuǎn)。為此，用圖中沒有示出的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)固定被檢測(cè)物O和基準(zhǔn)部件D使它們沿所希望的方向旋轉(zhuǎn)。此時(shí)，使被檢測(cè)物O與基準(zhǔn)部件D不會(huì)因旋轉(zhuǎn)而改變相對(duì)位置關(guān)系。
此時(shí)，預(yù)先使基準(zhǔn)部件D為具有用各被檢測(cè)面S1-1、S2-1設(shè)計(jì)時(shí)所使用的本地坐標(biāo)系A(chǔ)1-1、A2-1定義的平面的多面體的形狀。如果預(yù)先這樣做，則在測(cè)定各被檢測(cè)面S1-1、S2-1和基準(zhǔn)面H時(shí)，能夠使各被檢測(cè)面S1-1、S2-1和基準(zhǔn)面H同時(shí)略垂直于光探針2的入射方向這樣地配置。因此，能夠容易地進(jìn)行測(cè)定。
基準(zhǔn)部件D進(jìn)行預(yù)定項(xiàng)目的測(cè)定。預(yù)定項(xiàng)目為通過與已知的測(cè)定值相對(duì)應(yīng)，能夠利用基準(zhǔn)部件D的測(cè)定值求出基準(zhǔn)面的位置的項(xiàng)目。另外，已知的測(cè)定值為例如各基準(zhǔn)面的邊長(zhǎng)。
圖11～圖14表示對(duì)每個(gè)基準(zhǔn)面H測(cè)定2個(gè)邊緣e的例子。從這些數(shù)據(jù)能夠求出基準(zhǔn)部件D的基準(zhǔn)面H的相對(duì)位置。
并且，基準(zhǔn)面H的位置的導(dǎo)出可以用與圖9所示的例子相同的方法。由此，能夠求出基準(zhǔn)部件D的各基準(zhǔn)面H的位置。并且，用與測(cè)定各基準(zhǔn)面H時(shí)所使用的坐標(biāo)系相同的測(cè)定坐標(biāo)系測(cè)定被檢測(cè)面S1-1、S2-1。由此，能夠在每個(gè)被檢測(cè)面S1-1、S2-1把握各基準(zhǔn)面H與被檢測(cè)面S1-1、S2-1的相對(duì)位置。
進(jìn)一步，變換由各基準(zhǔn)面H的測(cè)定值求出的各面的位置。該變換與構(gòu)成基準(zhǔn)部件D的基準(zhǔn)面H的已知數(shù)據(jù)相對(duì)應(yīng)進(jìn)行。由此，使各面的相對(duì)位置關(guān)系一致。此時(shí)，必須進(jìn)行平移或旋轉(zhuǎn)之類的坐標(biāo)變換。
為了求出各面的相對(duì)位置，可以用與圖9所示的例子相同的方法。對(duì)各被檢測(cè)面S1-1、S2-1也進(jìn)行這些坐標(biāo)變換。通過這樣，能夠把握被檢測(cè)面S1-1、S2-1的相對(duì)的位置。并且，各被檢測(cè)面S1-1、S2-1為用與測(cè)定各基準(zhǔn)面所用的坐標(biāo)系相同的測(cè)定坐標(biāo)系測(cè)定的面。
并且，對(duì)各本地坐標(biāo)系A(chǔ)1-1、A2-1也進(jìn)行坐標(biāo)變換。通過這樣，能夠求出如圖15所示那樣的本地坐標(biāo)系A(chǔ)1-1、A2-1的相對(duì)位置關(guān)系。這里，本地坐標(biāo)系A(chǔ)1-1為構(gòu)成棱鏡P1的面S1-1的本地坐標(biāo)系。并且，本地坐標(biāo)系A(chǔ)2-1為構(gòu)成棱鏡P2的面S2-1的本地坐標(biāo)系。
并且，雖然圖11～圖14表示由2個(gè)棱鏡P1、P2構(gòu)成的例子，但并不局限于2個(gè)棱鏡，例如也可以用同樣的方法求出3個(gè)以上的光學(xué)元件的相對(duì)位置。
并且，雖然表示的是對(duì)于光學(xué)元件(棱鏡P1、P2)將被檢測(cè)面作為1個(gè)面的例子，但并不局限于此，對(duì)于各元件，也可以測(cè)定多個(gè)面。如果增加測(cè)定的面的數(shù)量，由此能夠獲得更多的偏心及尺寸的信息。此時(shí)，也可以根據(jù)必要增加基準(zhǔn)部件的基準(zhǔn)面的數(shù)量。
并且，這里表示的是求取不同的棱鏡作為被檢測(cè)物的相對(duì)位置的例子。但被檢測(cè)物不局限于此。也可以是例如透鏡、光學(xué)元件的金屬模具、光圈、框W之類的構(gòu)件。
并且，在例如框的情況下，雖然也可以測(cè)定被檢測(cè)面的形狀，但也可以測(cè)定能夠由測(cè)定值決定框的位置的元件。也可以用相同的測(cè)定坐標(biāo)測(cè)定例如凹凸、標(biāo)記之類的元件和基準(zhǔn)部件D的基準(zhǔn)面H。
并且，在組裝到框W中之前，用例如圖9所示的方法預(yù)先求出各棱鏡的各面的局部坐標(biāo)的相對(duì)位置。如果預(yù)先這樣做了，則在每個(gè)棱鏡中構(gòu)成棱鏡的各面的本地坐標(biāo)系的相對(duì)位置變得已知。如果這樣，可以根據(jù)這些結(jié)果使圖15所示的各棱鏡P1、P2的被檢測(cè)面S1-1、S2-1與求出的每個(gè)棱鏡的本地坐標(biāo)系A(chǔ)1-1、A2-1的位置相對(duì)應(yīng)。其結(jié)果如圖16所示那樣，能夠求出構(gòu)成棱鏡P1的面S1-1以外的面(S1-2、S1-3)及構(gòu)成棱鏡P2的面S2-1以外的面(S2-2、S2-3)的各面的本地坐標(biāo)系(A1-2、A1-3、A2-2、A2-3)的相對(duì)位置。通過這些方法，可以知道多個(gè)元件的相對(duì)的偏心量。因此，能夠?qū)⒃摻Y(jié)果反映到光學(xué)性能惡化的因素的闡明、修正等中。并且，通過根據(jù)本方法的結(jié)果實(shí)施制造，能夠制造精度高的光學(xué)系。
下面再參照?qǐng)D17說明別的三維坐標(biāo)測(cè)定方法。該例的被檢測(cè)物O為非球面透鏡。并且算出配置在透鏡的里外面的被檢測(cè)面S3-1和S3-2的偏心量。并且，該測(cè)定方法也使用作為基準(zhǔn)的元件(基準(zhǔn)元件)D。
圖17(a)為從旁邊看的表示測(cè)定非球面透鏡O的被檢測(cè)面S3-1的形狀、基準(zhǔn)面H的邊緣e的形狀時(shí)的樣子的圖。圖17(b)為被檢測(cè)面S3-1的透視圖。圖17(c)為表示測(cè)定被檢測(cè)面S3-2的形狀、基準(zhǔn)面H的邊緣e的形狀時(shí)的樣子的透視圖。
這里，被檢測(cè)面S3-1、被檢測(cè)面S3-2及基準(zhǔn)元件D的基準(zhǔn)面H的測(cè)定通過使光探針2掃描各面進(jìn)行。
被檢測(cè)物O與基準(zhǔn)元件D用保持具C連接。因此，兩者成為一體，其位置關(guān)系固定。因此，在保持兩者的情況下，也一體地保持。在這樣的狀態(tài)下，用非接觸三坐標(biāo)測(cè)定機(jī)分別測(cè)定基準(zhǔn)元件D的各基準(zhǔn)面H和各被檢測(cè)面S3-1、S3-2的形狀。此時(shí)，使各基準(zhǔn)面和各被檢測(cè)面能夠用相同的測(cè)定坐標(biāo)系測(cè)定。
這里，各基準(zhǔn)面H與各被檢測(cè)面S3-1、S3-2分別為一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系。
并且，各被檢測(cè)面S3-1、S3-2的面形狀數(shù)據(jù)分別進(jìn)行與各被檢測(cè)面S3-1、S3-2的設(shè)計(jì)形狀相重合的處理，即進(jìn)行坐標(biāo)變換。通過這樣，能夠預(yù)先求出表示被檢測(cè)面S3-1、S3-2的本地坐標(biāo)系A(chǔ)1-1、A2-1的位置。
最好使基準(zhǔn)元件D的形狀構(gòu)成為在測(cè)定非球面透鏡的各被檢測(cè)面S3-1、S3-2的同時(shí)，至少能夠測(cè)定2個(gè)邊緣?；蛘咦詈脴?gòu)成為，在測(cè)定各被檢測(cè)面S1-1、S2-2的同時(shí)能夠測(cè)定1個(gè)邊緣e和坐標(biāo)已知的點(diǎn)的位置。
此時(shí)，必須使邊緣e和坐標(biāo)已知的點(diǎn)為能夠定義基準(zhǔn)元件D的各基準(zhǔn)面H的位置的量。并且，上述邊緣e或坐標(biāo)已知的點(diǎn)的位置數(shù)據(jù)為根據(jù)測(cè)定的結(jié)果的數(shù)據(jù)。
并且，至少預(yù)先高精度地測(cè)定邊緣e的角度或長(zhǎng)度。然后設(shè)法從這些已知的數(shù)據(jù)弄清楚用測(cè)定值定義的各基準(zhǔn)面H的相對(duì)位置。
另外，基準(zhǔn)元件D的形狀可以是例如被檢測(cè)物O的各被檢測(cè)面S3-1、S3-2的厚度左右的矩形體。此時(shí)，可以以相對(duì)的平面為基準(zhǔn)面，在各基準(zhǔn)面上測(cè)定2個(gè)邊緣。此時(shí)，最好預(yù)先高精度地測(cè)定基準(zhǔn)部件D的各邊的長(zhǎng)度、各基準(zhǔn)面之間的平行度、與基準(zhǔn)面相鄰的面的角度(正交度)及基準(zhǔn)面之間的高度等。
下面說明測(cè)定方法。首先，測(cè)定基準(zhǔn)部件D的邊緣e的形狀和各被檢測(cè)面S3-1的有效區(qū)域的表面形狀，獲得測(cè)定值。并且，此時(shí)的邊緣e為與被檢測(cè)面S3-1相對(duì)應(yīng)的基準(zhǔn)面H的邊緣。同樣地，對(duì)被檢測(cè)面S3-2也測(cè)定邊緣e的形狀和有效區(qū)域內(nèi)的表面形狀，獲得測(cè)定值。并且，此時(shí)的邊緣e為與被檢測(cè)面S3-2相對(duì)應(yīng)的基準(zhǔn)面H的邊緣。并且，這些測(cè)定用相同的非接觸三維坐標(biāo)測(cè)定機(jī)和同一測(cè)定坐標(biāo)系測(cè)定。并且，邊緣e或有效區(qū)域的測(cè)定次序并不局限于上述次序。
此時(shí)，必須使例如測(cè)定機(jī)為讓光探針從上方照射到被檢測(cè)面的結(jié)構(gòu)，使被檢測(cè)面S3-1、S3-2向上。此時(shí)，必須如圖17(a)～(c)所示的那樣，對(duì)每個(gè)面的測(cè)定都保持被檢測(cè)物O使之旋轉(zhuǎn)約180°。此時(shí)，使被檢測(cè)物O與基準(zhǔn)部件D不會(huì)因旋轉(zhuǎn)而改變相對(duì)位置關(guān)系。
基準(zhǔn)部件D進(jìn)行預(yù)定的項(xiàng)目的測(cè)定。預(yù)定的項(xiàng)目為通過與已知的測(cè)定值相對(duì)應(yīng)，能夠利用基準(zhǔn)部件D的測(cè)定值求出基準(zhǔn)面的位置的項(xiàng)目。并且，已知的測(cè)定值為例如各基準(zhǔn)面的邊的長(zhǎng)度。
圖17表示對(duì)每個(gè)基準(zhǔn)面H測(cè)定2個(gè)邊緣e的例子。從這些數(shù)據(jù)能夠求出基準(zhǔn)部件D的基準(zhǔn)面H的位置。
并且，基準(zhǔn)面H的位置的導(dǎo)出可以用與圖9所示的例子相同的方法。由此，能夠求出基準(zhǔn)部件D的各基準(zhǔn)面H的位置。并且，用與測(cè)定各基準(zhǔn)面H時(shí)所使用的坐標(biāo)系相同的測(cè)定坐標(biāo)系測(cè)定被檢測(cè)面S3-1、S3-1的形狀。由此，能夠?qū)⒏骰鶞?zhǔn)面H與被檢測(cè)面S3-1、S3-2的相對(duì)位置把握在每個(gè)被檢測(cè)面S3-1、S3-2上。
并且，變換由各基準(zhǔn)面H的測(cè)定值求出的各面的位置。該變換與構(gòu)成基準(zhǔn)部件D的基準(zhǔn)面H的已知數(shù)據(jù)相對(duì)應(yīng)進(jìn)行。由此，使各面的相對(duì)位置關(guān)系一致。在基準(zhǔn)部件D為略矩形體的情況下，如下這樣進(jìn)行例如，可以使根據(jù)測(cè)定算出的各基準(zhǔn)面的頂點(diǎn)的坐標(biāo)和各基準(zhǔn)面的傾斜度與已知數(shù)據(jù)的頂點(diǎn)的相對(duì)位置和平行度數(shù)據(jù)相對(duì)應(yīng)。
并且，在圖17中沒有測(cè)定成為基準(zhǔn)面的邊界的棱線的邊緣的形狀。但是，如果已知各基準(zhǔn)面的邊緣的相對(duì)位置關(guān)系，則能夠解析。對(duì)各被檢測(cè)面S3-1、S3-2也進(jìn)行這些坐標(biāo)變換。通過這樣，能夠把握各被檢測(cè)面S3-1、S3-2的相對(duì)的位置。并且，各被檢測(cè)面S3-1、S3-2為用與各基準(zhǔn)面相同的測(cè)定坐標(biāo)系測(cè)定的面。
并且，也可以測(cè)定相對(duì)的基準(zhǔn)面和分別與兩基準(zhǔn)面相連的基準(zhǔn)面的相對(duì)位置。并且，也可以使這些結(jié)果與已知的基準(zhǔn)部件的各面的角度相對(duì)應(yīng)，導(dǎo)出相對(duì)的基準(zhǔn)面的相對(duì)位置進(jìn)行解析。
并且，對(duì)各本地坐標(biāo)系A(chǔ)3-1、A3-2也進(jìn)行坐標(biāo)變換。通過這樣，能夠使如圖17(d)所示那樣的本地坐標(biāo)系A(chǔ)3-1、A3-2的相對(duì)位置關(guān)系明確。這里，本地坐標(biāo)系A(chǔ)3-1為構(gòu)成非球面透鏡的面S3-1的本地坐標(biāo)系。并且，本地坐標(biāo)系A(chǔ)3-2為構(gòu)成非球面透鏡的面S3-2的本地坐標(biāo)系。
并且，由于通過解析能夠知道各被檢測(cè)面的相對(duì)位置關(guān)系，因此除偏心外，還能夠獲得透鏡的壁厚等信息。而且，通過根據(jù)這些信息實(shí)施制造，能夠制造精度高的光學(xué)元件。
在被檢測(cè)面的形狀為非球面的情況下，通過進(jìn)行使被檢測(cè)面的面形狀數(shù)據(jù)與設(shè)計(jì)形狀相重合的處理，能夠求出局部坐標(biāo)的位置。但是，當(dāng)被檢測(cè)面的形狀為球面時(shí)，即使用同樣的方法，也不能決定本地坐標(biāo)系的位置。在這樣的情況下，為了能夠求出本地坐標(biāo)系的位置，可以在被檢測(cè)面上添加標(biāo)記M。然后，在測(cè)定被檢測(cè)面的形狀的同時(shí)測(cè)定該標(biāo)記。此時(shí)，標(biāo)記M相對(duì)于本地坐標(biāo)系的相對(duì)位置預(yù)先知道。通過這樣，能夠從多個(gè)標(biāo)記的測(cè)定結(jié)果導(dǎo)出本地坐標(biāo)系的位置。
并且，標(biāo)記的形狀只要能夠進(jìn)行上述解析就可以，并不限定特定的形狀。例如可以是圖18(a)所示的十字或圖18(b)所示的圓柱。
并且，如果從外形上能夠進(jìn)行上述解析，就不必加工標(biāo)記等。這種情況為例如被檢測(cè)物為如圖18(c)所示的橢圓外形的情況。此時(shí)，能夠從外形的直線部的形狀或圓弧部的頂點(diǎn)的位置導(dǎo)出本地坐標(biāo)系的相對(duì)位置就可以。如果這樣，由于也可以從這些測(cè)定結(jié)果導(dǎo)出被檢測(cè)面的本地坐標(biāo)系進(jìn)行解析，因此不需要標(biāo)記。
并且，在被檢測(cè)面的形狀為球面的情況下，能夠通過例如用球去擬合面形狀數(shù)據(jù)算出球心位置。因此，能夠求出各面的球心的相對(duì)位置。此時(shí)，在測(cè)定球面被檢測(cè)面時(shí)，希望用同一坐標(biāo)系測(cè)定例如圖18所示那樣的標(biāo)記或外形等。
并且，外形的測(cè)定并不局限于圖18(c)那樣的橢圓形，也可以是普通的圓形。在這種情況下，通過用圓去擬合外形的測(cè)定結(jié)果，可以求出外形中心的位置。由此可以求出與基準(zhǔn)位置相對(duì)的各面的球心的相對(duì)位置。該基準(zhǔn)位置為例如標(biāo)記位置或外形的中心等。并且，在包含非球面的場(chǎng)合下，同樣也可以求出本地坐標(biāo)系及近似球心的位置。有例如用球面擬合非球面的面形狀數(shù)據(jù)等方法。
這樣，可以用上述三維坐標(biāo)測(cè)定方法對(duì)具有旋轉(zhuǎn)對(duì)稱光學(xué)面的被檢測(cè)物進(jìn)行偏心的測(cè)定。
下面再參照?qǐng)D20說明別的三維坐標(biāo)測(cè)定方法。該例的被檢測(cè)物O由圖19所示的多個(gè)光學(xué)元件構(gòu)成。測(cè)定該被檢測(cè)物O并算出各光學(xué)元件的偏心量。并且，該測(cè)定方法也使用作為基準(zhǔn)的元件(基準(zhǔn)元件)D?？騑上配置有多個(gè)光學(xué)元件(例如透鏡、棱鏡)。并且，基準(zhǔn)部件D用保持具C固定在該框W上。
此時(shí)，被檢測(cè)物O為光軸被棱鏡彎曲的光學(xué)系。并且，被檢測(cè)物O能夠在某個(gè)方向測(cè)定多個(gè)面的形狀這樣地配置。因此，最好使框W的結(jié)構(gòu)為在測(cè)定被檢測(cè)面時(shí)，框W不與構(gòu)成測(cè)定機(jī)的構(gòu)件相干涉。構(gòu)成測(cè)定機(jī)的構(gòu)件有例如圖中沒有示出的照射光探針2的透鏡。
在圖19中，第1透鏡群G1包括透鏡L1-1、L1-2。并且，第2透鏡群G2包括透鏡L2-1、L2-2、L2-3、L2-4及L2-5。
在圖19中，第1透鏡群G1、棱鏡P3及第2透鏡群G2配置在框W內(nèi)。并且，形成透鏡L1-1的面SL1-1、形成棱鏡P3的面SP3-2和形成透鏡L2-5的面SL2-5伸出到外面。因此，通過使光探針2到射到這些面上，能夠進(jìn)行各面的測(cè)定。
圖20(a)為表示測(cè)定被檢測(cè)面SL1-1的形狀、基準(zhǔn)面H的邊緣e的形狀時(shí)的樣子的透視圖。圖20(b)為表示測(cè)定被檢測(cè)面SP3-2的形狀、基準(zhǔn)面H的邊緣e的形狀時(shí)的樣子的透視圖。圖20(c)為表示測(cè)定被檢測(cè)面SL2-5的形狀、基準(zhǔn)面H的邊緣e的形狀時(shí)的樣子的透視圖。
這里，被檢測(cè)面SL1-1、被檢測(cè)面SP3-2、被檢測(cè)面SL2-5及基準(zhǔn)元件D的基準(zhǔn)面H的測(cè)定通過使光探針2掃描各面進(jìn)行。
被檢測(cè)物O與基準(zhǔn)元件H用保持具C連接。因此，兩者成為一體，其位置關(guān)系固定。因此，在保持兩者的情況下，也一體地保持。在這樣的狀態(tài)下，用非接觸三坐標(biāo)測(cè)定機(jī)分別測(cè)定基準(zhǔn)元件D的各基準(zhǔn)面H和各被檢測(cè)面SL1-1、SP3-2、SL2-5的形狀。此時(shí)，使各基準(zhǔn)面和各被檢測(cè)面能夠用相同的測(cè)定坐標(biāo)系測(cè)定。這里，各基準(zhǔn)面H與各被檢測(cè)面SL1-1、SP3-2及SL2-5分別為一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系。
并且，各被檢測(cè)面SL1-1、SP3-2、SL2-5的面形狀數(shù)據(jù)分別進(jìn)行與各被檢測(cè)面SL1-1、SP3-2、SL2-5的設(shè)計(jì)形狀相重合的處理，即進(jìn)行坐標(biāo)變換。通過這樣，能夠預(yù)先求出表示被檢測(cè)面SL1-1、SP3-2、SL2-5的本地坐標(biāo)系A(chǔ)L1-1、AP3-2、AL2-5-2的位置。
最好使基準(zhǔn)元件D的形狀構(gòu)成為在測(cè)定透鏡L1-1、L2-5、棱鏡P3的各被檢測(cè)面SL1-1、SP3-2及SL2-5的同時(shí)，至少能夠測(cè)定2個(gè)邊緣e?；蛘咦詈脴?gòu)成為，在測(cè)定各被檢測(cè)面SL1-1、SP3-2及SL2-5的同時(shí)能夠測(cè)定1個(gè)邊緣e和坐標(biāo)已知的點(diǎn)的位置。
此時(shí)，必須使邊緣e和坐標(biāo)已知的點(diǎn)為能夠定義基準(zhǔn)元件D的各基準(zhǔn)面H的位置的量。并且，上述邊緣e或坐標(biāo)已知的點(diǎn)的位置數(shù)據(jù)為根據(jù)測(cè)定的結(jié)果的數(shù)據(jù)。
并且，至少預(yù)先高精度地測(cè)定邊緣e的角度或長(zhǎng)度。然后設(shè)法從這些已知的數(shù)據(jù)弄清楚用測(cè)定值定義的各基準(zhǔn)面H的相對(duì)位置。
另外，基準(zhǔn)元件D的形狀可以是例如多面體的形狀。該多面體的整體的形狀大致與被檢測(cè)物O的形狀相同。例如，用平面近似被檢測(cè)面SL1-1、SP3-2及SL2-5時(shí)的形狀。并且，多面體的平面可以使用用各被檢測(cè)面SL1-1、SP3-2及SL2-5的本地坐標(biāo)系A(chǔ)L1-1-1、AP3-2、AL2-5-2定義的平面。
下面說明測(cè)定方法。首先，測(cè)定基準(zhǔn)部件D的邊緣e的形狀和各被檢測(cè)面SL1-1的有效區(qū)域內(nèi)的表面形狀，獲得測(cè)定值。并且，此時(shí)的邊緣e為與被檢測(cè)面SL1-1相對(duì)應(yīng)的基準(zhǔn)面H的邊緣。同樣地，對(duì)被檢測(cè)面SP3-2也測(cè)定邊緣e的形狀和有效區(qū)域內(nèi)的表面形狀，獲得測(cè)定值。并且，此時(shí)的邊緣e為與被檢測(cè)面SP3-2相對(duì)應(yīng)的基準(zhǔn)面H的邊緣。同樣地，對(duì)被檢測(cè)面SL2-5也測(cè)定邊緣e的形狀和有效區(qū)域內(nèi)的表面形狀，獲得測(cè)定值。并且，此時(shí)的邊緣e為與被檢測(cè)面SL2-5相對(duì)應(yīng)的基準(zhǔn)面H的邊緣。并且，這些測(cè)定用相同的非接觸三維坐標(biāo)測(cè)定機(jī)在同一測(cè)定坐標(biāo)系測(cè)定。
此時(shí)，必須使例如測(cè)定機(jī)為讓光探針從上方照射到被檢測(cè)面的結(jié)構(gòu)，使被檢測(cè)面SL1-1、SP3-2及SL2-5向上。此時(shí)，使被檢測(cè)面SL1-1、SP3-2及SL2-5略垂直于光探針2的入射方向。為了達(dá)到這個(gè)目的，必須如圖20(a)～(c)所示的那樣，對(duì)每個(gè)面的測(cè)定都保持被檢測(cè)物O使之旋轉(zhuǎn)。因此，用圖中沒有示出的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)固定被檢測(cè)物O和基準(zhǔn)部件D使之沿所希望的方向旋轉(zhuǎn)。此時(shí)，使被檢測(cè)物O與基準(zhǔn)部件D不會(huì)因旋轉(zhuǎn)而改變相對(duì)位置關(guān)系。
基準(zhǔn)部件D進(jìn)行預(yù)定的項(xiàng)目的測(cè)定。預(yù)定的項(xiàng)目為通過與已知的測(cè)定值相對(duì)應(yīng)，能夠利用基準(zhǔn)部件D的測(cè)定值求出基準(zhǔn)面的位置的項(xiàng)目。并且，已知的測(cè)定值為例如各基準(zhǔn)面的邊的長(zhǎng)度。
圖20表示對(duì)每個(gè)基準(zhǔn)面H測(cè)定2個(gè)邊緣e的例子。從這些測(cè)定數(shù)據(jù)能夠求出基準(zhǔn)部件D的基準(zhǔn)面H的位置。并且，基準(zhǔn)面H的位置的導(dǎo)出可以用與圖9所示的例子相同的方法。由此，能夠求出基準(zhǔn)部件D的各基準(zhǔn)面H的位置。并且，用與測(cè)定各基準(zhǔn)面H時(shí)所使用的坐標(biāo)系相同的測(cè)定坐標(biāo)系測(cè)定被檢測(cè)面SL1-1、SP3-2及SL2-5的形狀。由此，能夠?qū)⒏骰鶞?zhǔn)面H與被檢測(cè)面SL1-1、SP3-2及SL2-5的相對(duì)位置把握在每個(gè)被檢測(cè)面SL1-1、SP3-2及SL2-5上。
并且，變換由各基準(zhǔn)面H的測(cè)定值求出的各面的位置。該變換與構(gòu)成基準(zhǔn)部件D的基準(zhǔn)面H的已知數(shù)據(jù)相對(duì)應(yīng)進(jìn)行。由此，使各面的相對(duì)位置關(guān)系一致。此時(shí)，必須進(jìn)行平移或旋轉(zhuǎn)這樣的坐標(biāo)變換。
并且，為了求出各面的相對(duì)的位置，可以使用與圖9所示的例子相同的方法。對(duì)各被檢測(cè)面SL1-1、SP3-2、SL2-5也進(jìn)行這些坐標(biāo)變換。通過這樣，能夠把握各被檢測(cè)面SL1-1、SP3-2、SL2-5的相對(duì)位置。并且，各被檢測(cè)面SL1-1、SP3-2及SL2-5為用與各基準(zhǔn)面相同的測(cè)定坐標(biāo)測(cè)定的值。
并且，對(duì)各本地坐標(biāo)系A(chǔ)L1-1-1、AP3-2、AL2-5-2也進(jìn)行坐標(biāo)變換。通過這樣，能夠求出如圖22所示那樣的本地坐標(biāo)系A(chǔ)L1-1-1、AP3-2、AL2-5-2的相對(duì)位置關(guān)系。這里，本地坐標(biāo)系A(chǔ)L1-1-1為構(gòu)成透鏡L1-1的面SL1-1的本地坐標(biāo)系。并且，本地坐標(biāo)系A(chǔ)P3-2為構(gòu)成棱鏡P3的面SP3-2的本地坐標(biāo)系。并且，本地坐標(biāo)系A(chǔ)L2-5-2為構(gòu)成透鏡L2-5的面SL2-5的本地坐標(biāo)系。
并且，在組裝到框W中之前，最好預(yù)先對(duì)例如各群或棱鏡求出各光學(xué)元件的各面的本地坐標(biāo)系的相對(duì)位置。圖21(a)～(c)表示對(duì)每個(gè)透鏡群G1、棱鏡P3及透鏡群G2測(cè)定的各面的偏心的結(jié)果。透鏡群G1、G2內(nèi)的偏心可以用既存的測(cè)定機(jī)導(dǎo)出。并且，對(duì)于棱鏡P3也可以用例如圖9所示的方法導(dǎo)出偏心?？梢詮膶?dǎo)出的結(jié)果知道每個(gè)面的本地坐標(biāo)系的相對(duì)位置。如圖21(a)～(c)所示那樣，知道某個(gè)面與其他的面的本地坐標(biāo)系的相對(duì)位置關(guān)系。
例如，在透鏡群G1中知道本地坐標(biāo)系A(chǔ)L1-1-1、AL1-1-2與本地坐標(biāo)系A(chǔ)L1-2-1、AL1-2-2的相對(duì)位置關(guān)系。(AL1-1-1及AL1-1-2為構(gòu)成透鏡L1-1的面的本地坐標(biāo)系。AL1-2-1及AL1-2-2為構(gòu)成透鏡L1-2的面的本地坐標(biāo)系。)并且，例如在棱鏡P3中，知道本地坐標(biāo)系A(chǔ)P3-1、AP3-2、AP3-3的相對(duì)位置關(guān)系。(AP3-1、AP3-2及AP3-3為構(gòu)成棱鏡P3的面的本地坐標(biāo)系。)并且，在透鏡群G2中，知道本地坐標(biāo)系A(chǔ)L2-1-1、AL2-1-2，本地坐標(biāo)系A(chǔ)L2-2-1、AL2-2-2，本地坐標(biāo)系A(chǔ)L2-3-2，本地坐標(biāo)系A(chǔ)L2-4-1、AL2-4-2，本地坐標(biāo)系A(chǔ)L2-5-1、AL2-5-2的相對(duì)位置關(guān)系。(AL2-1-1及AL2-1-2為構(gòu)成透鏡L2-1的面的本地坐標(biāo)系。AL2-2-1及AL2-2-2為構(gòu)成透鏡L2-2的面的本地坐標(biāo)系。AL2-3-2為構(gòu)成透鏡L2-3的面的本地坐標(biāo)系。AL2-4-1及AL2-4-2為構(gòu)成透鏡L2-4的面的本地坐標(biāo)系。AL2-5-1及AL2-5-2為構(gòu)成透鏡L2-5的面的本地坐標(biāo)系。)此時(shí)，對(duì)于每個(gè)透鏡群或棱鏡，各面的本地坐標(biāo)系的相對(duì)位置已知。因此，在透鏡L1-1、L2-5、棱鏡P3的各被檢測(cè)面(SL1-1、SP3-2、SL2-5)的各本地坐標(biāo)系A(chǔ)L1-1-1、AP3-2、AL2-5-2中可以組合進(jìn)其相對(duì)相位的解析結(jié)果。其結(jié)果，可以求出包括構(gòu)成透鏡群G1的被檢測(cè)面SL1-1以外的面、構(gòu)成棱鏡P3的SP3-2以外的面及構(gòu)成透鏡群G2的SL2-5以外的面的各本地坐標(biāo)系(AL1-1-1、AL1-1-2、AL1-2-1、AL1-2-2、AP3-1、AP3-2、AP3-3、AL2-1-1、AL2-1-2、AL2-2-1、AL2-2-2、AL2-3-2、AL2-4-1、AL2-4-2、AL2-5-1、AL2-5-2)的相對(duì)位置。通過這些方法，可以知道多個(gè)元件的相對(duì)的偏心量。因此，能夠?qū)⒃摻Y(jié)果反映到光學(xué)性能惡化的因素的闡明、修正等中。并且，通過根據(jù)本方法的結(jié)果實(shí)施制造，能夠制造精度高的光學(xué)系。
并且，在測(cè)定各被檢測(cè)面的形狀時(shí)，必須使被檢測(cè)面略向上地配置。在這樣的情況下，雖然表示的是使用圖中沒有示出的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)。但是，測(cè)定時(shí)可以不改變基準(zhǔn)部件D與被檢測(cè)物的相對(duì)位置?；蛘呖梢怨潭ㄏ鄬?duì)位置。因此，如果可以這樣保持，也可以不使用旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)。例如，可以改變配置姿勢(shì)固定。
但是，在測(cè)定被檢測(cè)物O的被測(cè)定面1(S1、S2)的三維坐標(biāo)的形狀時(shí)，使圖1或圖2所示的非接觸三維坐標(biāo)測(cè)定機(jī)的光探針2掃描。此時(shí)，連續(xù)地掃遍被測(cè)定面1的整個(gè)面由于測(cè)定時(shí)間等的原因困難。因此，通常是對(duì)測(cè)定面內(nèi)的隔三跳四的取樣點(diǎn)進(jìn)行測(cè)定。光探針2在該隔三跳四的點(diǎn)之間的移動(dòng)以前為圖24(b)所示的狀態(tài)，即，將在特定的位置測(cè)定高度的①狀態(tài)的光探針2在保持其高度不變的狀態(tài)下水平地移動(dòng)，在②的狀態(tài)下進(jìn)行下一個(gè)位置的測(cè)定。
但是，光探針2在測(cè)定點(diǎn)之間的這樣的移動(dòng)在被測(cè)定面1的傾斜度急的場(chǎng)合下，產(chǎn)生下面這樣的不適其一為伸出光探針2的物鏡15、24與被測(cè)定面1接觸了。因此，可能損傷被測(cè)定面1或物鏡15、24。
并且，另一點(diǎn)是與被測(cè)定面1的距離過遠(yuǎn)這樣的問題。因此，可能存在由于反射的光不能再次收進(jìn)到物鏡15、24中而不能測(cè)定的情況。
因此，本發(fā)明的測(cè)定方法如圖24(a)所示。即，使在特定的位置測(cè)定高度的①狀態(tài)的光探針2向上移動(dòng)微小的距離α變成②的狀態(tài)。然后使光探針離開被測(cè)定面1的設(shè)計(jì)形狀微小的距離α沿設(shè)計(jì)形狀那樣地移動(dòng)，變成保持在下一個(gè)測(cè)定位置的③的狀態(tài)。然后在這樣的狀態(tài)下在下一個(gè)測(cè)定位置進(jìn)行高度的測(cè)定。
這里，從②狀態(tài)向③狀態(tài)的移動(dòng)可以以最短距離移動(dòng)，或者也可以沿設(shè)計(jì)值+α的面這樣地移動(dòng)。通過使光探針2采取這樣的移動(dòng)方法，可以避免物鏡15、24與被測(cè)定面1接觸和反射光不能收進(jìn)的任何一種情況。并且，微小距離α可以在0以上到能夠使被測(cè)定面1的反射光被非接觸三維坐標(biāo)測(cè)定機(jī)的物鏡收進(jìn)的范圍內(nèi)任意地設(shè)定。
權(quán)利要求
1.一種三維坐標(biāo)測(cè)定方法，其特征在于，在被檢測(cè)物上的邊緣附近設(shè)定大體沿該邊緣的曲線，沿與該曲線略垂直的方向掃描，檢測(cè)出根據(jù)邊緣確定的位置的坐標(biāo)值。
2.如權(quán)利要求1所述的三維坐標(biāo)測(cè)定方法，其特征在于，用多項(xiàng)式定義上述曲線。
3.如權(quán)利要求1所述的三維坐標(biāo)測(cè)定方法，其特征在于，上述曲線為在邊緣的附近選擇多個(gè)點(diǎn)，圓滑地連接該多個(gè)點(diǎn)定義的曲線。
4.如權(quán)利要求3所述的三維坐標(biāo)測(cè)定方法，其特征在于，在圓滑地連接上述多個(gè)點(diǎn)時(shí)，使用仿樣計(jì)算。
5.如權(quán)利要求1所述的三維坐標(biāo)測(cè)定方法，其特征在于，構(gòu)成被檢測(cè)物的面中，至少1個(gè)面由自由曲面構(gòu)成。
6.如權(quán)利要求5所述的三維坐標(biāo)測(cè)定方法，其特征在于，被檢測(cè)物為構(gòu)成面中至少有1個(gè)面由自由曲面構(gòu)成的光學(xué)元件。
7.如權(quán)利要求5所述的三維坐標(biāo)測(cè)定方法，其特征在于，被檢測(cè)物為用于制造構(gòu)成面中至少有1個(gè)面由自由曲面構(gòu)成的光學(xué)元件的金屬模具。
8.一種三維坐標(biāo)測(cè)定方法，其特征在于，對(duì)由多個(gè)面構(gòu)成的被檢測(cè)物，分別測(cè)定每個(gè)面的三維坐標(biāo)形狀和邊緣的形狀，與共同的邊緣的測(cè)定值相對(duì)應(yīng)，求出上述多個(gè)面的相對(duì)位置關(guān)系。
9.如權(quán)利要求8所述的三維坐標(biāo)測(cè)定方法，其特征在于，使對(duì)每個(gè)不同的面測(cè)定的共同的邊緣的測(cè)定值落在大致同一的曲線上來進(jìn)行對(duì)應(yīng)，求出上述多個(gè)面的相對(duì)位置關(guān)系。
10.如權(quán)利要求9所述的三維坐標(biāo)測(cè)定方法，其特征在于，通過使對(duì)各個(gè)面測(cè)定的面形狀測(cè)定值與面的設(shè)計(jì)值相重合，求出每個(gè)面的本地坐標(biāo)系，對(duì)上述本地坐標(biāo)系也進(jìn)行使在1個(gè)面上測(cè)定的共同邊緣的測(cè)定值與在其他的面上測(cè)定的共同邊緣的測(cè)定值相對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)變換，求出多個(gè)面的本地坐標(biāo)系的相對(duì)位置關(guān)系。
11.如權(quán)利要求9所述的三維坐標(biāo)測(cè)定方法，其特征在于，構(gòu)成被檢測(cè)物的面中，至少1個(gè)面由自由曲面構(gòu)成。
12.如權(quán)利要求11所述的三維坐標(biāo)測(cè)定方法，其特征在于，被檢測(cè)物為構(gòu)成面中至少有1個(gè)面由自由曲面構(gòu)成的光學(xué)元件。
13.如權(quán)利要求11所述的三維坐標(biāo)測(cè)定方法，其特征在于，被檢測(cè)物為用于制造構(gòu)成面中至少有1個(gè)面由自由曲面構(gòu)成的光學(xué)元件的金屬模具。
14.一種三維坐標(biāo)測(cè)定方法，其特征在于，是一種在將由多個(gè)面構(gòu)成的被檢測(cè)物與基準(zhǔn)面的相對(duì)位置關(guān)系已知的基準(zhǔn)元件相對(duì)地固定的狀態(tài)下進(jìn)行測(cè)定的方法，用同一測(cè)定坐標(biāo)系分別測(cè)定被檢測(cè)物的各被檢測(cè)面的三維坐標(biāo)面形狀和基準(zhǔn)元件的形狀，與由基準(zhǔn)元件的邊緣形狀的測(cè)定值求出的面形狀數(shù)據(jù)相對(duì)應(yīng)，變換基準(zhǔn)元件的各基準(zhǔn)面的坐標(biāo)，對(duì)各被檢測(cè)面的三維坐標(biāo)的面形狀的測(cè)定值也進(jìn)行與此相同的坐標(biāo)變換，求出被檢測(cè)物的多個(gè)被檢測(cè)面的相對(duì)位置關(guān)系。
15.一種三維坐標(biāo)測(cè)定方法，其特征在于，是一種在使用多個(gè)由多個(gè)面構(gòu)成的元件構(gòu)成的被檢測(cè)物中，將基準(zhǔn)面的相對(duì)位置關(guān)系已知的基準(zhǔn)元件與被檢測(cè)物相對(duì)地固定的狀態(tài)下進(jìn)行測(cè)定的方法，用同一測(cè)定坐標(biāo)系分別測(cè)定被檢測(cè)物的各元件的至少1個(gè)面的三維坐標(biāo)形狀和基準(zhǔn)元件，與由基準(zhǔn)元件的邊緣形狀的測(cè)定值求出的面形狀數(shù)據(jù)相對(duì)應(yīng)，變換基準(zhǔn)元件的各基準(zhǔn)面的坐標(biāo)，對(duì)各被檢測(cè)面的三維坐標(biāo)的面形狀的測(cè)定值也進(jìn)行與此相同的坐標(biāo)變換，求出構(gòu)成各元件的至少1個(gè)面的相對(duì)位置關(guān)系。
16.如權(quán)利要求14或15所述的三維坐標(biāo)測(cè)定方法，其特征在于，測(cè)定基準(zhǔn)元件的至少2個(gè)邊緣或1個(gè)邊緣和坐標(biāo)已知的點(diǎn)的位置，求出基準(zhǔn)元件的形狀。
17.如權(quán)利要求16所述的三維坐標(biāo)測(cè)定方法，其特征在于，構(gòu)成基準(zhǔn)元件的各基準(zhǔn)面的夾角已知。
18.如權(quán)利要求17所述的三維坐標(biāo)測(cè)定方法，其特征在于，基準(zhǔn)面的測(cè)定邊緣包括由各基準(zhǔn)面形成的棱線。
19.如權(quán)利要求18所述的三維坐標(biāo)測(cè)定方法，其特征在于，測(cè)定結(jié)果為測(cè)定了基準(zhǔn)面的至少2個(gè)邊緣或1個(gè)邊緣和坐標(biāo)已知的點(diǎn)的結(jié)果，從該測(cè)定結(jié)果導(dǎo)出各基準(zhǔn)面形成的棱線的位置和表示基準(zhǔn)面的平面的位置。
20.如權(quán)利要求19所述的三維坐標(biāo)測(cè)定方法，其特征在于，進(jìn)行坐標(biāo)變換使由包含同一棱線的各基準(zhǔn)面的測(cè)定結(jié)果分別導(dǎo)出的棱線的位置在空間上一致，以由此而在空間上一致的棱線為旋轉(zhuǎn)軸，算出進(jìn)行坐標(biāo)變換的參數(shù)，使包含棱線的各平面與基準(zhǔn)元件的已知值相對(duì)應(yīng)。
21.如權(quán)利要求20所述的三維坐標(biāo)測(cè)定方法，其特征在于，對(duì)用與各基準(zhǔn)面相同的測(cè)定坐標(biāo)系測(cè)定的各被檢測(cè)面的測(cè)定結(jié)果實(shí)施上述坐標(biāo)變換。
22.如權(quán)利要求20所述的三維坐標(biāo)測(cè)定方法，其特征在于，對(duì)由用與各基準(zhǔn)面相同的測(cè)定坐標(biāo)系測(cè)定的各被檢測(cè)面的測(cè)定結(jié)果求出的本地坐標(biāo)系實(shí)施上述坐標(biāo)變換。
23.如權(quán)利要求14或15所述的三維坐標(biāo)測(cè)定方法，其特征在于，通過使對(duì)每個(gè)面測(cè)定的面形狀測(cè)定值與面的設(shè)計(jì)值相重合，求出每個(gè)面的本地坐標(biāo)系，對(duì)求出的本地坐標(biāo)系進(jìn)行對(duì)各被檢測(cè)面的三維坐標(biāo)的面形狀的測(cè)定值進(jìn)行的坐標(biāo)變換，求出被檢測(cè)物的多個(gè)被檢測(cè)面的本地坐標(biāo)系的相對(duì)位置關(guān)系。
24.如權(quán)利要求14或15所述的三維坐標(biāo)測(cè)定方法，其特征在于，構(gòu)成被檢測(cè)物的面中，至少1個(gè)面由自由曲面構(gòu)成。
25.如權(quán)利要求14或15所述的三維坐標(biāo)測(cè)定方法，其特征在于，被檢測(cè)物為構(gòu)成面中至少有1個(gè)面由自由曲面構(gòu)成的光學(xué)元件。
26.如權(quán)利要求24所述的三維坐標(biāo)測(cè)定方法，其特征在于，被檢測(cè)物為用于制造構(gòu)成面中至少有1個(gè)面由自由曲面構(gòu)成的光學(xué)元件的金屬模具。
27.如權(quán)利要求14或15所述的三維坐標(biāo)測(cè)定方法，其特征在于，構(gòu)成基準(zhǔn)元件的基準(zhǔn)面由平面構(gòu)成。
28.如權(quán)利要求14或15所述的三維坐標(biāo)測(cè)定方法，其特征在于，基準(zhǔn)元件的形狀為用平面近似被檢測(cè)面構(gòu)成的多面體。
29.如權(quán)利要求14或15所述的三維坐標(biāo)測(cè)定方法，其特征在于，基準(zhǔn)元件的形狀為用被檢測(cè)面的本地坐標(biāo)系定義的平面構(gòu)成的多面體。
30.如權(quán)利要求14或15所述的三維坐標(biāo)測(cè)定方法，其特征在于，基準(zhǔn)元件用玻璃形成。
31.如權(quán)利要求14或15所述的三維坐標(biāo)測(cè)定方法，其特征在于，基準(zhǔn)元件用金屬形成。
32.如權(quán)利要求14或15所述的三維坐標(biāo)測(cè)定方法，其特征在于，被檢測(cè)物和基準(zhǔn)元件被保持在具有旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的夾具上。
33.如權(quán)利要求1～32中的任一項(xiàng)所述的三維坐標(biāo)測(cè)定方法，其特征在于，用非接觸光探針進(jìn)行測(cè)定，為了在此時(shí)使非接觸光探針從特定的測(cè)定點(diǎn)向下一個(gè)測(cè)定點(diǎn)移動(dòng)，使位于特定的測(cè)定點(diǎn)的非接觸光探針向離開被檢測(cè)面的方向移動(dòng)預(yù)定的微小的距離，然后與被檢測(cè)面的設(shè)計(jì)值隔開該微小的距離，沿被檢測(cè)面的設(shè)計(jì)值移動(dòng)到下一個(gè)測(cè)定點(diǎn)，以這種狀態(tài)進(jìn)行下一個(gè)測(cè)定點(diǎn)的測(cè)定。
34.如權(quán)利要求15所述的三維坐標(biāo)測(cè)定方法，其特征在于，構(gòu)成構(gòu)成被檢測(cè)物的各元件的各個(gè)面的相對(duì)位置關(guān)系已知。
35.如權(quán)利要求16所述的三維坐標(biāo)測(cè)定方法，其特征在于，使用多個(gè)由多個(gè)面構(gòu)成的元件構(gòu)成的被檢測(cè)物用框保持著。
36.如權(quán)利要求16所述的三維坐標(biāo)測(cè)定方法，其特征在于，保持被檢測(cè)物的框采用使光能夠照射到被檢測(cè)面的結(jié)構(gòu)。
37.如權(quán)利要求15所述的三維坐標(biāo)測(cè)定方法，其特征在于，被檢測(cè)物具有旋轉(zhuǎn)對(duì)稱的光學(xué)面。
38.如權(quán)利要求15所述的三維坐標(biāo)測(cè)定方法，其特征在于，被檢測(cè)物具有彎曲的光軸。
39.一種用非接觸光探針測(cè)定被檢測(cè)面的三維坐標(biāo)的三維坐標(biāo)測(cè)定方法，其特征在于，在使非接觸光探針從特定的測(cè)定點(diǎn)向下一個(gè)測(cè)定點(diǎn)移動(dòng)時(shí)，使位于特定的測(cè)定點(diǎn)的非接觸光探針向離開被檢測(cè)面的方向移動(dòng)預(yù)定的微小的距離，然后與被檢測(cè)面的設(shè)計(jì)值隔開該微小的距離，沿被檢測(cè)面的設(shè)計(jì)值移動(dòng)到下一個(gè)測(cè)定點(diǎn)，以這種狀態(tài)進(jìn)行下一個(gè)測(cè)定點(diǎn)的測(cè)定。
40.一種測(cè)定機(jī)，其使用權(quán)利要求1～39中的任一項(xiàng)所述的三維坐標(biāo)測(cè)定方法。
41.一種使用權(quán)利要求1～39中的任一項(xiàng)所述的三維坐標(biāo)測(cè)定方法進(jìn)行測(cè)定的被檢測(cè)物。
全文摘要
本發(fā)明公開一種根據(jù)當(dāng)作被檢測(cè)物的光學(xué)元件或其模具的邊緣求出面形狀和多個(gè)面的相對(duì)位置關(guān)系等的三維坐標(biāo)測(cè)定方法。該方法通過對(duì)由多個(gè)面S1、S2構(gòu)成的被檢測(cè)物O分別測(cè)定每個(gè)面的三維坐標(biāo)的面形狀和邊緣的形狀，使共同的邊緣E的測(cè)定值相對(duì)應(yīng)求出多個(gè)面S1、S2的相對(duì)位置關(guān)系。
文檔編號(hào)G06T17/00GK1495408SQ0316483
公開日2004年5月12日 申請(qǐng)日期2003年3月7日 優(yōu)先權(quán)日2002年3月8日
發(fā)明者大出壽, 安垣誠(chéng)人, 人 申請(qǐng)人:奧林巴斯光學(xué)工業(yè)株式會(huì)社