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公開番号2025079453
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-05-22
出願番号2023192122
出願日2023-11-10
発明の名称温度補正装置、測定システム、温度補正方法、及びプログラム
出願人株式会社ミツトヨ
代理人弁理士法人創光国際特許事務所
主分類G01B 21/20 20060101AFI20250515BHJP(測定;試験)
要約【課題】三次元測定装置の環境温度変化に対する測定結果の温度に起因する測定誤差を容易に精度よく補正できるようにする。
【解決手段】三次元測定装置の測定中の温度を取得する測定温度取得部と、三次元測定装置が被測定物を測定した測定結果を取得する測定結果取得部と、複数の温度それぞれに複数の温度センサそれぞれに対応する係数を掛けた値で構成された多項式を含む温度補正のモデル式を用いて、測定結果の補正値を算出する補正値算出部と、測定結果に補正値を加算又は乗算することで測定結果を補正した補正測定値を算出する補正部とを備える、温度補正装置。
【選択図】図2

特許請求の範囲【請求項１】
変温環境に設置された三次元測定装置が被測定物を測定した測定結果を温度補正する温度補正装置であって、
前記三次元測定装置の異なる複数の位置に設けられている温度センサと前記三次元測定装置の環境温度を測定する温度センサと被測定物の温度を測定する温度センサから、前記三次元測定装置の測定中の温度を取得する測定温度取得部と、
前記三次元測定装置が前記被測定物を測定した前記測定結果を取得する測定結果取得部と、
複数の前記温度センサから取得された複数の温度それぞれに複数の前記温度センサそれぞれに対応する係数を掛けた値で構成された多項式を含む温度補正のモデル式を用いて、前記測定結果の補正値を算出する補正値算出部と、
前記測定結果に前記補正値を加算又は乗算することで前記測定結果を補正した補正測定値を算出する補正部と
を備え、
複数の前記温度センサそれぞれに対応する前記係数は、所定の温度の恒温環境に設置した前記被測定物を測定して得られた理想測定値と前記補正値との差に基づく評価関数を最小化するように特定された値である、
温度補正装置。
続きを表示（約 1,700 文字）【請求項２】
前記測定温度取得部が合計Ｐ個の複数の前記温度センサから取得した温度をｘ
ｐ
（ｐは１からＰまでの整数）とし、前記補正値算出部が算出する前記補正値をｙ’とし、複数の前記温度センサそれぞれに対応する前記係数をｂ
ｐ
とし、定数項をｂ
０
とした場合に、前記補正値算出部が用いる温度補正の前記モデル式を次式とする、
TIFF
2025079453000007.tif
21
66
請求項１に記載の温度補正装置。
【請求項３】
前記理想測定値をＹとし、前記測定結果取得部が取得した前記測定結果をｙ
ｎ
（ｎは１からＮまでの整数）とし、前記補正値算出部が前記測定結果ｙ
ｎ
に対応して算出した前記補正値をｙ
ｎ
’とした場合に、前記評価関数Ｌを次式とする、
TIFF
2025079453000008.tif
21
66
請求項２に記載の温度補正装置。
【請求項４】
前記補正値算出部は、前記三次元測定装置の前記環境温度に応じて、複数の前記温度センサそれぞれに対応する前記係数を前記三次元測定装置の前記環境温度に応じて特定された前記係数に切り換えて、前記補正値を算出する、
請求項１に記載の温度補正装置。
【請求項５】
前記補正値算出部は、前記三次元測定装置が測定を開始してから経過した時間に応じて、複数の前記温度センサそれぞれに対応する前記係数を経過時間に応じて特定された前記係数に切り換えて、前記補正値を算出する、
請求項１に記載の温度補正装置。
【請求項６】
前記補正値算出部は、前記三次元測定装置が測定する測定項目に応じて、複数の前記温度センサそれぞれに対応する前記係数を前記三次元測定装置の前記測定項目に応じて特定された前記係数に切り換えて、前記補正値を算出する、
請求項１に記載の温度補正装置。
【請求項７】
前記補正値算出部は、前記被測定物の位置に応じて、複数の前記温度センサそれぞれに対応する前記係数を前記被測定物の位置に応じて特定された前記係数に切り換えて、前記補正値を算出する、
請求項１に記載の温度補正装置。
【請求項８】
前記被測定物の三次元形状を測定する前記三次元測定装置と、
前記三次元測定装置の異なる複数の位置に設けられている複数の前記温度センサと、
複数の前記温度センサから取得された複数の温度に基づき、前記三次元測定装置の前記測定結果を温度補正する、請求項１から７のいずれか一項に記載の前記温度補正装置と
を備える、測定システム。
【請求項９】
変温環境に設置された三次元測定装置が被測定物を測定した測定結果をコンピュータが温度補正する温度補正方法であって、
前記三次元測定装置の異なる複数の位置に設けられている温度センサと前記三次元測定装置の環境温度を測定する温度センサから、前記三次元測定装置の測定中の温度を取得するステップと、
前記測定結果を取得するステップと、
複数の前記温度センサから取得された複数の温度それぞれに複数の前記温度センサそれぞれに対応する係数を掛けた値で構成された多項式を含む温度補正のモデル式を用いて、前記測定結果の補正値を算出するステップと、
前記測定結果に前記補正値を加算又は乗算することで前記測定結果を補正した補正測定値を算出するステップと
を有し、
複数の前記温度センサそれぞれに対応する前記係数は、所定の温度の恒温環境に設置した前記被測定物を測定して得られた理想測定値と前記補正値との差に基づく評価関数を最小化するように特定された値である、
温度補正方法。
【請求項１０】
コンピュータにより実行されると、前記コンピュータを請求項１から７のいずれか一項に記載の前記温度補正装置として機能させる、プログラム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、温度補正装置、測定システム、温度補正方法、及びプログラムに関する。
続きを表示（約 1,700 文字）【背景技術】
【０００２】
測定対象の三次元形状を接触、又は非接触で測定する測定装置が知られている（例えば、特許文献１及び２を参照）。このような測定装置は、環境温度が安定な場合、測定対象の三次元形状を精度よく測定できる。言い換えると、測定装置は、高精度な測定をするために、環境温度が安定している必要があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２００４－３４１６０８号公報
特表２０１９－５０７８８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このような測定装置を工場等の温度が変動する環境に設置した場合、被測定物及び測定装置の各部に熱膨張等が発生してしまい、測定結果に誤差が生じることがあった。従来、被測定物の温度に基づいて被測定物の熱膨張量を算出し、測定装置の測定結果を補正する方法、スケール等の単純な伸縮の補正等が知られていたが、被測定物の温度ムラ等が発生してしまい、精度のよい測定結果が得られないことがあった。
【０００５】
そこで、本発明はこれらの点に鑑みてなされたものであり、三次元測定装置の環境温度変化に対する測定結果の誤差を容易に精度よく補正できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第１の態様においては、変温環境に設置された三次元測定装置が被測定物を測定した測定結果を温度補正する温度補正装置であって、前記三次元測定装置の異なる複数の位置に設けられている温度センサと前記三次元測定装置の環境温度を測定する温度センサと被測定物の温度を測定する温度センサから、前記三次元測定装置の測定中の温度を取得する測定温度取得部と、前記三次元測定装置が前記被測定物を測定した前記測定結果を取得する測定結果取得部と、複数の前記温度センサから取得された複数の温度それぞれに複数の前記温度センサそれぞれに対応する係数を掛けた値で構成された多項式を含む温度補正のモデル式を用いて、前記測定結果の補正値を算出する補正値算出部と、前記測定結果に前記補正値を加算又は乗算することで前記測定結果を補正した補正測定値を算出する補正部とを備え、複数の前記温度センサそれぞれに対応する前記係数は、所定の温度の恒温環境に設置した前記被測定物を測定して得られた理想測定値と前記補正値との差に基づく評価関数を最小化するように特定された値である、温度補正装置を提供する。
【０００７】
前記測定温度取得部が合計Ｐ個の複数の前記温度センサから取得した温度をｘ
ｐ
（ｐは１からＰまでの整数）とし、前記補正値算出部が算出する前記補正値をｙ’とし、複数の前記温度センサそれぞれに対応する前記係数をｂ
ｐ
とし、定数項をｂ
０
とした場合に、前記補正値算出部が用いる温度補正の前記モデル式を次式としてもよい。
TIFF
2025079453000002.tif
21
66
【０００８】
前記理想測定値をＹとし、前記測定結果取得部が取得した前記測定結果をｙ
ｎ
（ｎは１からＮまでの整数）とし、前記補正値算出部が前記測定結果ｙ
ｎ
に対応して算出した前記補正値をｙ
ｎ
’とした場合に、前記評価関数Ｌを次式としてもよい。
TIFF
2025079453000003.tif
21
66
【０００９】
前記補正値算出部は、前記三次元測定装置の前記環境温度に応じて、複数の前記温度センサそれぞれに対応する前記係数を前記三次元測定装置の前記環境温度に応じて特定された前記係数に切り換えて、前記補正値を算出してもよい。
【００１０】
前記補正値算出部は、前記三次元測定装置が測定を開始してから経過した時間に応じて、複数の前記温度センサそれぞれに対応する前記係数を経過時間に応じて特定された前記係数に切り換えて、前記補正値を算出してもよい。
（【００１１】以降は省略されています）

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