この規格 プレビューページの目次
※一部、英文及び仏文を自動翻訳した日本語訳を使用しています。
3 用語と定義
このドキュメントの目的のために、ISO 4287, ISO 10360-1, ISO 14406, ISO 14978, ISO 25178-2, ISO 25178-3, ISO 25178-6, ISO 25178-601, ISO 25178- 602 以下が適用されます。
3.1 すべての面性状測定法に関連する用語と定義
3.1.1
面積参照
表面トポグラフィーが測定される基準面を生成する機器のコンポーネント。
3.1.2
計器の座標系
軸の右側直交座標系 ( x,y,z )
注記 1:このシステム ( x,y ) では、平面は機器の面参照によって確立されます (物理的な面ガイドを持たない光学機器があることに注意してください)
注記 2:このシステムでは、 z軸は光軸に平行に取り付けられ、光学機器の ( x , y ) 平面に垂直です。 z軸はスタイラスの軌跡の平面内にあり、スタイラス器具の ( x , y ) 平面に対して垂直です (図 1 を参照)
注記 3通常、 x軸はトレース軸であり、 y軸はステップ軸です。 (この注記は、水平面でスキャンする機器に有効です。)
注記 4: ISO 25178‑2:2012, 3.1.2 および ISO 25178‑6:2010, 3.1.1 でそれぞれ定義されている仕様座標系および測定座標系も参照のこと。
3.1.3
測定ループ
ワークピースとプローブを接続するすべてのコンポーネントを含むクローズド チェーン。たとえば、位置決め手段、ワーク保持治具、測定スタンド、ドライブ ユニット、プロービング システム
図 1 —計器の座標系と測定ループ

Key
| 1 | 計器の座標系 |
| 2 | 測定ループ |
3.1.4
ワークピースの実表面
物理的に存在し、ワークピース全体を周囲の媒体から分離する機能のセット
[出典:ISO 14660‑1:1999, 2.4]
注記 1:実表面は、測定プロセスとは独立した表面の数学的表現です。
注記 2: ISO 25178-2:2012, 3.1.1.1 または ISO 14406:2010, 3.1.1 で定義されている機械的表面、および ISO 25178-2:2012, 3.1.1.2 で定義されている電磁表面も参照してください。または ISO 14406:2010, 3.1.
注記3あるタイプの光学機器で考慮される電磁表面は、他のタイプの光学機器の電磁表面とは異なる場合があります。
3.1.5
表面サンプル
測定時に表面高さを信号に変換する装置
注記1:以前の規格では、これは変換器と呼ばれていました。
3.1.6
体積の測定
計器によって測定された 3 つの座標すべての限界に関して述べられた計器の範囲。
| 1 | 応答曲線 |
| 2 | 多項式近似による直線性偏差の評価 |
| 3 | 測定量 |
| 4 | 投入量 |
図 3 —応答曲線の線形化の例

Key
| 1 | 測定量 |
| 2 | 投入量 |
| 3 | 理想的な応答曲線 |
| 4 | 図 2 の応答曲線の線形化 |
| 5 | 増幅係数α (傾き)を求める線 |
| 6 | 局所残留補正誤差 |
3.1.9
楽器の騒音
NI
ノイズのない環境に理想的に配置された場合に、計測器によって発生する出力信号に追加される内部ノイズ
注記 1:内部ノイズは、アンプなどの電子ノイズ、または迷光などの光学ノイズが原因である可能性があります。
注記 2:このノイズは通常、高い周波数を持ち、表面組織の小さな空間波長を検出する機器の能力を制限します。
注記 3: ISO 25178‑3 に準拠した S フィルターは、このノイズを低減する場合があります。
注記4:一部の計測器では、計測器は移動中にしかデータを取得しないため、計測器のノイズを推定することはできません。
3.1.10
測定ノイズ
NM
機器の通常の使用中に発生する出力信号に追加されるノイズ。
注記 1: 3.1.9 の注 2 および 3 は、この定義にも適用されます。
注記 2:測定ノイズには、機器のノイズが含まれます。
3.1.11
表面トポグラフィの再現性
同じ測定条件下での同じ表面の連続測定における地形図の再現性
注記1:表面トポグラフィの再現性は、通常、標準偏差として表される反復測定間の一致の可能性の尺度を提供します
注記 2:再現性および関連する概念の一般的な議論については、VIM, [1] 2.15 および 2.21 を参照してください。
注記3:表面形状の再現性の評価は、測定ノイズを決定するための一般的な方法です。
3.1.12
x [ y ] のサンプリング間隔
D x [ D y ]
x - [ y- ] 軸に沿った 2 つの隣接する測定点間の距離
注記1:多くの顕微鏡システムでは、サンプリング間隔は、ピクセルと呼ばれるカメラ内のセンサー要素間の距離によって決定されます。このようなシステムでは、ピクセルピッチおよびピクセル間隔という用語は、サンプリング間隔という用語と同じ意味で使用されることがよくあります。別の用語であるピクセル幅は、単一ピクセルの感知領域の片側 ( xory ) に関連付けられた長さを示し、常にピクセル間隔よりも小さくなります。さらに別の用語、サンプリング ゾーンは、高さのサンプルが決定される長さまたは領域を示すために使用される場合があります。この量は、サンプリング間隔より大きくても小さくてもかまいません。
3.1.13
z デジタル化ステップ
DZ
抽出されたサーフェスの 2 つの縦座標間のz軸に沿った最小の高さの変化
3.1.14
横解像度
Rl
検出可能な 2 つの特徴間の最小距離
[出典:ISO 25178‑601:2010, 3.4.10]
3.1.15
フルハイト送信の幅制限
Wl
測定された高さが測定によって変化しない最も狭い長方形の溝の幅
| 気象学的特徴 | シンボル | 意味 | 主な潜在的なエラー |
|---|---|---|---|
| 増幅係数 | x 、 y 、 z | 3.1.8 (図 3 を参照) | x 、 y 、 z |
| 直線性偏差 | lx 、 ly 、 lz | 増幅係数が導出されるライン (図 3, 重要項目 5 を参照) と応答曲線 (図 3, 重要項目 4 を参照) との間の最大局所差 | x 、 y 、 z |
| 残留平坦度 | z_ | 面積基準の平坦度 | z |
| 測定ノイズ | NM | 3.1.10 | z |
| 横期間制限 | D・リム | 3.1.16 | z |
| 直角度 | ΔPERxy_ | x軸とy軸の間の角度の 90° からの偏差 | x, y |
3.2 x および y スキャニング システムに関連する用語と定義
3.2.1
エリアリファレンスガイド
プロービングシステムが理論的に正確な軌道に従って測定される表面に対して移動する基準表面を生成する機器のコンポーネント。
注記 1:注記: xおよびy走査面表面性状測定器の場合、面参照ガイドは参照面を確立する [ISO 25178-2:2012, 3.1.8これは、2 つの直線および垂直参照ガイド [ISO 3274:1996, 3.3.2] または 1 つの参照面ガイドを使用することによって実現できます。
3.2.2
横方向走査システム
( x , y ) 平面で測定する表面のスキャンを実行するシステム
注記 1:表面性状走査装置システムには、基本的に 4 つの側面がありますx軸ドライブ、 y軸ドライブ、 z測定プローブ、および測定対象の表面です。これらを構成するにはさまざまな方法があるため、表 2 で説明されているように、構成ごとに違いがあります。
表 2 —リファレンス ガイドの可能なさまざまな構成 ( x および y )
| ドライブユニット | ||||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| 2 つのリファレンス Guide ( x および y ) | ワンエリアリファレンスガイド | |||||
| xy | xy | C xy | P xy | Cxy | ||
| サンプリングシステム | A: 円弧誤差補正なし | P x o C y -A | P x o P y -A | C xy -A | P xy -A | C xy -A |
| S: 円弧誤差なしまたは円弧誤差修正あり | P x o C y -S | P x o P y -S | C xy -S | P xy -S | C xy -S | |
3.2.3
ドライブユニット x [ y ]
x軸 [ y軸] 上のリファレンス ガイドに沿ってプロービング システムまたは測定対象の表面を移動させ、横方向のx [ y座標] で測定点の水平位置を返す機器のコンポーネント。プロファイルの
3.2.4
横位置センサー
測定点の横方向位置を提供する駆動ユニットのコンポーネント。
注記1横方向の位置は,例えば,リニアエンコーダ,レーザー干渉計,又はマイクロメータねじと結合した計数装置を用いて測定又は推定することができる。
3.2.5
測定速度
Vx
x軸に沿った測定中の、測定対象の表面に対するプロービング システムの速度
[出典:ISO 25178‑601:2010, 3.4.13]
3.2.6
静音
NS
機器が横方向にスキャンしていないときの出力信号における機器と環境ノイズの組み合わせ
注記 1:環境騒音は、地震、音響、外部の電磁妨害などによって引き起こされます。
注記 2: 3.1.9 の注 2 および 3 がこの定義に適用される。
注記 3:静的ノイズは 測定ノイズに含まれます (3.1.10)
3.2.7
動的ノイズ
ND
出力信号のドライブユニットの動作中に発生するノイズ
注記3.1.9 の注 2 および 3 がこの定義に適用される。
注記 2:動的ノイズには静的ノイズが含まれます。
注記 3:動的ノイズは 測定ノイズ (3.1.10) に含まれます。
3.3 光学系に関する用語と定義
3.3.1
光源
指定されたスペクトル領域で適切な範囲の波長を放射する光学装置。
3.3.2
光帯域幅の測定
B λ0
表面の測定に使用される光の波長範囲
注記1:器具は,光帯域幅が制限された光源及び/又は光帯域幅をさらに制限するための追加のフィルター要素を用いて構成することができる。
3.3.3
測定光波長
λ0_
表面を測定するために使用される光の波長の実効値
注記1:測定光の波長は、光源スペクトル、光学部品の分光透過率、およびイメージ センサー アレイの分光応答などの条件の影響を受けます。
3.3.4
開口角
測定対象の表面上の点から光学系に入射する円錐状の光の角度
[出典:ISO 25178‑602:2010, 3.3.3]
3.3.5
開口角の半分
a
開口角の半分
図 8 —開口角の半分

Key
| L | レンズまたは光学系 |
| P | 焦点 |
| a | 開口角の半分 |
3.3.6
開口数
AN
開口角の半分に周囲の媒質の屈折率nを乗じた値の正弦 ( AN = n sin α )
グレード 1 からエントリ:可視光の空気中、 n ≅
注記2開口数は光の波長に依存する。通常、開口数は、測定光帯域幅の中間にある波長に対して指定されます。
3.3.7
レイリー基準
1 つの点光源量の像の最初の回折最小値が他の点光源量の最大値と一致する 2 つの点光源の分離によって与えられる光学系の空間分解能を特徴付ける
注記 1対物瞳が満たされた理論的に完全なインコヒーレントな光学系の場合、光学系のレイリー基準は 0.61 λ0/ ANに等しい。
注記 2:このパラメーターは、光学 3D 計測機器のλ0よりもはるかに小さい高さのフィーチャに対する機器の応答を特徴付けるのに役立ちます。
3.3.8
スズメ基準
強度分布の 2 次導関数が 2 つの結像された点の間で消失する 2 つの点光源の分離によって与えられる光学系の空間分解能を特徴付ける量。
注記1対物瞳が満たされた理論的に完全なインコヒーレントな光学系の場合、光学系のSparrow基準は0.47 λ0/ ANに等しく、 レイリー基準 (3.3.7) の約0.77倍です。
注記 2:このパラメーターは、光学 3D 計測機器のλ0よりもはるかに小さい高さのフィーチャに対する機器の応答を特徴付けるのに役立ちます。
注記 3:上記の注記と同じ測定条件下では、Sparrow 基準は 0.50 λ0/ ANの空間周期にほぼ等しく、理論的な機器の応答はゼロになります。
3.4 ワークの光学特性に関する用語と定義
3.4.1
表面フィルム
表面層
その表面とは異なる光学特性を持つ別の表面に蒸着された材料
3.4.2
薄膜
光学測定システムによって上面と底面を容易に分離できないような厚さのフィルム
注記1:特殊な特性とアルゴリズムを備えた測定システムによっては、薄膜の厚さが導き出される場合があります。
3.4.3
厚膜
フィルムの厚さは、光学測定システムによって上面と底面を容易に分離することができます。
3.4.4
光学的に滑らかな表面
反射光が主に鏡面反射であり、散乱光が重要ではない表面
注記1: 光学的に滑らかな表面は局所的に鏡のように振る舞う.
注記 2:波長範囲、開口数、ピクセル解像度などの特定の条件下で光学的に滑らかに機能する表面は、これらの条件の 1 つまたは複数が変化すると、光学的に粗くなることがあります。
3.4.5
光学的に粗い表面
光学的に滑らかな表面として振る舞わない表面、すなわち、散乱光が重要な場所
注記 1:波長範囲、開口数、ピクセル解像度などの特定の条件下で光学的に粗い表面として機能する表面は、これらの条件の 1 つまたは複数が変化すると、光学的に滑らかな表面として機能する可能性があります。
3.4.6
光学的に不均一な材料
異なる領域で異なる光学特性を持つサンプル
注記 1:光学的に不均一な材料は、視野全体で測定された位相差を生じ、表面の高さの差として誤って解釈される可能性があります。
3.5 ポイント オートフォーカス プロファイリングに固有の用語と定義
3.5.1
プロービングシステム
<表面性状、ポイントオートフォーカスプローブ> ポイントオートフォーカスプローブと呼ばれる機器の構成部品で、オートフォーカス光学系、オートフォーカス機構、電子制御装置からなる
3.5.2
ポイントオートフォーカスサンプル
オートフォーカス機能を使用して測定中に表面上の点の高さを信号に変換する装置
3.5.3
ポイントオートフォーカスプロファイリング
表面の高さの関数として、サンプルから反射された焦点を合わせた光ビームを位置感知検出器上に自動的にセンタリングすることにより、局所的な表面の高さを測定する表面トポグラフィ測定法
[出典:ISO 25178‑6:2010, 3.3.11]
3.5.4
目的
光源の像を加工物の表面に結像させる対物レンズ
3.5.5
オートフォーカスセンサー
ワーク表面からの反射光で焦点位置を検出する光学式センサ
3.5.6
オートフォーカス機構
光学素子または光学系全体を位置決めするオートフォーカス駆動機構
3.5.7
z位置センサー
測定点の垂直位置を測定するセンサー
3.5.8
作動距離
<point autofocus probe> 表面に最も近い要素と表面上の焦点との間の光軸に沿って測定された距離
3.5.9
スポットサイズ
Wスポット
<ポイントオートフォーカスプローブ> 光源の焦点像をワーク表面に結像するサイズ
3.5.10
フォーカス範囲
焦点が存在するz高さの範囲
グレード1~エントリー:オートフォーカスセンサーが極端なボケを検出できる範囲。
3.5.11
垂直範囲
RVERT
<ポイントオートフォーカスプローブ> オートフォーカス機構の可動範囲において、垂直方向に沿って測定精度が実証されたデジタルデータを出力できる測定範囲
3.5.12
測定可能な最小反射率
MREF
測定可能なワーク表面の入射光強度に対する反射光強度の最小比率。
3.5.13
オートフォーカスの再現性
Raf
環境ノイズを含まないオートフォーカス機能の測定再現性
3.5.14
スペックルノイズ
スポットサイズ内の不規則なマイクロスケールジオメトリによって生成される不均一な反射光強度
参考文献
| [1] | ISO/IEC Guide 99:2007, 計量に関する国際語彙 — 基本的および一般的な概念と関連用語 (VIM) |
| [2] | Wyant JC, Schmit J, 広い視野、高い空間分解能、表面測定。インターナショナルJマッハツールメーカー1998, 38 (5-6) pp. 691–698 |
| [3] | ISO/TR 14638:1995, 幾何学的製品仕様 (GPS) — マスター プラン |
| [4] | ISO 14660-1:1999 1 、幾何学的製品仕様 (GPS) — 幾何学的特徴 — 1: 一般的な用語と定義 |
| [5] | Miura K, Okada M, Tamaki J. レーザービームプローブによるホイール表面トポグラフィーの三次元測定.研磨技術の進歩。 2000年、III pp.303–308 |
| [6] | 三浦和人、岡田正人 光学式接触プローブによる表面性状の測定と評価。マイクロレンズ(アレイ)の超精密加工と量産技術。 pp.200-204 2003年4月 |
| [7] | Miura K.、レーザー プローブによる 2D および 3D 表面測定。回折光学技術ガイド。 pp.162-173 2004年 |
| [8] | ミウラK光プローブによる粗さ測定。精密工学会 第303回ワークショップテキスト (2004) |
| [9] | 深津 宏、柳 健 表面形状測定器用光学式スタイラス変位センサの開発。マイクロシステム。技術。 2005年、11 pp.582–589 |
| [10] | Brodmann R.、Smilga W.、精密機械加工のためのインプロセス光学測定。 proゲーム。 1987年、802ページ。 165 |
| [11] | K uang -C hao F an 、Chih-Liang Chu, Jong-I Mou:プロファイル測定用の低コスト オートフォーカス プローブの開発。測定します。理科技術。 2001年、12ページ。 2137 |
| [12] | Yang C, Pu Z, Zhao H 光学プロフィロメーターのフォーカスエラー検出方式の回折分析と評価。 proゲーム。 2000年、4221ページ。 180 |
| [13] | RM600, 表面測定への新しいアプローチ (製品情報) 、Optical works G. Rodenstock (1991) |
| [14] | UB16, 精密光学式測長システム (製品情報) 、Ulrich Breitmeier Messtechnik GmbH (1991) |
| [15] | リーチ RK, 工学ナノ計測学の基本原理。第6章エルゼビア、アムステルダム、2009年 |
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the terms and definitions given in ISO 4287, ISO 10360-1, ISO 14406, ISO 14978, ISO 25178-2, ISO 25178-3, ISO 25178-6, ISO 25178-601, ISO 25178-602 and the following apply.
3.1 Terms and definitions related to all areal surface texture measurement methods
3.1.1
areal reference
component of the instrument that generates a reference surface with respect to which the surface topography is measured
3.1.2
coordinate system of the instrument
right hand orthonormal system of axes (x,y,z)
Note 1 to entry: In this system (x,y) is the plane established by the areal reference of the instrument (Note that there are optical instruments that do not posses a physical areal guide).
Note 2 to entry: In this system, z-axis is mounted parallel to the optical axis and is perpendicular to the (x,y) plane for an optical instrument. The z-axis is in the plane of the stylus trajectory and is perpendicular to the (x,y) plane for a stylus instrument (see Figure 1)
Note 3 to entry: Normally, the x-axis is the tracing axis and the y-axis is the stepping axis. (This note is valid for instruments that scan in the horizontal plane.)
Note 4 to entry: See also specification coordinate system and measurement coordinate system, as defined in ISO 25178‑2:2012, 3.1.2 and ISO 25178‑6:2010, 3.1.1, respectively.
3.1.3
measurement loop
closed chain which comprises all components connecting the workpiece and the probe, e.g. the means of positioning, the work holding fixture, the measuring stand, the drive unit, the probing system
Figure 1—Coordinate system and measurement loop of instrument

Key
| 1 | coordinate system of the instrument |
| 2 | measurement loop |
3.1.4
real surface of a workpiece
set of features which physically exist and separate the entire workpiece from the surrounding medium
[SOURCE:ISO 14660‑1:1999, 2.4]
Note 1 to entry: The real surface is a mathematical representation of the surface that is independent of the measurement process.
Note 2 to entry: See also mechanical surface, as defined in ISO 25178‑2:2012, 3.1.1.1 or ISO 14406:2010, 3.1.1, and electromagnetic surface, as defined in ISO 25178‑2:2012, 3.1.1.2 or ISO 14406:2010, 3.1.2.
Note 3 to entry: The electromagnetic surface considered for one type of optical instrument may be different from the electromagnetic surface for other types of optical instruments.
3.1.5
surface probe
device that converts the surface height into a signal during measurement
Note 1 to entry: In earlier standards this was termed transducer.
3.1.6
measuring volume
range of the instrument stated in terms of the limits on all three coordinates measured by the instrument
| 1 | response curve |
| 2 | assessment of the linearity deviation by polynomial approximation |
| 3 | measured quantities |
| 4 | input quantities |
Figure 3—Example of linearization of response curve

Key
| 1 | measured quantities |
| 2 | input quantities |
| 3 | ideal response curve |
| 4 | linearization of the response curve of Figure 2 |
| 5 | line from which the amplification coefficient α (slope) is derived |
| 6 | local residual correction error |
3.1.9
instrument noise
NI
internal noise added to the output signal caused by the instrument if ideally placed in a noise-free environment
Note 1 to entry: Internal noise can be due to electronic noise, as e.g. amplifiers, or to optical noise, as e.g. stray light.
Note 2 to entry: This noise typically has high frequencies and it limits the ability of the instrument to detect small scale spatial wavelengths of the surface texture.
Note 3 to entry: The S-filter according ISO 25178‑3 may reduce this noise.
Note 4 to entry: For some instruments, instrument noise cannot be estimated because the instrument only takes data while moving.
3.1.10
measurement noise
NM
noise added to the output signal occurring during the normal use of the instrument
Note 1 to entry: Notes 2 and 3 of 3.1.9 apply as well to this definition.
Note 2 to entry: Measurement noise includes the instrument noise.
3.1.11
surface topography repeatability
repeatability of topography map in successive measurements of the same surface under the same conditions of measurement
Note 1 to entry: Surface topography repeatability provides a measure of the likely agreement between repeated measurements normally expressed as a standard deviation
Note 2 to entry: See VIM,[1] 2.15 and 2.21, for a general discussion of repeatability and related concepts.
Note 3 to entry: Evaluation of surface topography repeatability is a common method for determining the measurement noise.
3.1.12
sampling interval in x [ y ]
Dx [ Dy ]
distance between two adjacent measured points along the x- [y-] axis
Note 1 to entry: In many microscopy systems the sampling interval is determined by the distance between sensor elements in a camera, called pixels. For such systems, the terms pixel pitch and pixel spacing are often used interchangeably with the term sampling interval. Another term, pixel width, indicates a length associated with one side (xory) of the sensitive area of a single pixel and is always smaller than the pixel spacing. Yet another term, sampling zone, may be used to indicate the length or region over which a height sample is determined. This quantity could either be larger or smaller than the sampling interval.
3.1.13
digitisation step in z
DZ
smallest height variation along the z-axis between two ordinates of the extracted surface
3.1.14
lateral resolution
Rl
smallest distance between two features which can be detected
[SOURCE:ISO 25178‑601:2010, 3.4.10]
3.1.15
width limit for full height transmission
Wl
width of the narrowest rectangular groove whose measured height remains unchanged by the measurement
| Metrological characteristic | Symbol | Definition | Main potential error along |
|---|---|---|---|
| Amplification coefficient | αx, αy, αz | 3.1.8 (see Figure 3) | x, y, z |
| Linearity deviation | lx, ly, lz | Maximum local difference between the line from which the amplification coefficient is derived (see Figure 3, key item 5) and the response curve (see Figure 3, key item 4) | x, y, z |
| Residual flatness | zFLT | Flatness of the areal reference | z |
| Measurement noise | NM | 3.1.10 | z |
| Lateral period limit | DLIM | 3.1.16 | z |
| Perpendicularity | ΔPERxy | Deviation from 90° of the angle between the x- and y-axes | x, y |
3.2 Terms and definitions related to x- and y-scanning systems
3.2.1
areal reference guide
component(s) of the instrument that generate(s) the reference surface, in which the probing system moves relative to the surface being measured according to a theoretically exact trajectory
Note 1 to entry: Note to entry: In the case of x- and y-scanning areal surface texture measuring instruments, the areal reference guide establishes a reference surface [ISO 25178-2:2012, 3.1.8]. It can be achieved through the use of two linear and perpendicular reference guides [ISO 3274:1996, 3.3.2] or one reference surface guide.
3.2.2
lateral scanning system
system that performs the scanning of the surface to be measured in the (x,y) plane
Note 1 to entry: There are essentially four aspects to a surface texture scanning instrument system: the x-axis drive, the y-axis drive, the z-measurement probe and the surface to be measured. There are different ways in which these may be configured and thus there will be a difference between different configurations as explained in Table 2.
Table 2—Possible different configurations for reference guides ( x and y )
| Drive unit | ||||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| Two reference guides ( x and y ) | One areal reference guide | |||||
| Px o Cy | Px o Py | Cx o Cy | Pxy | Cxy | ||
| Probing system | A: without arcuate error correction | Px o Cy-A | Px o Py-A | Cx o Cy-A | Pxy-A | Cxy-A |
| S: without arcuate error or with arcuate error corrected | Px o Cy-S | Px o Py-S | Cx o Cy-S | Pxy-S | Cxy-S | |
3.2.3
drive unit x [ y ]
component of the instrument that moves the probing system or the surface being measured along the reference guide on the x-axis [y-axis] and returns the horizontal position of the measured point in terms of the lateral x-coordinate [y-coordinate] of the profile
3.2.4
lateral position sensor
component of the drive unit that provides the lateral position of the measured point
Note 1 to entry: The lateral position can be measured or inferred by using, for example, a linear encoder, a laser interferometer, or a counting device coupled with a micrometre screw.
3.2.5
speed of measurement
Vx
speed of the probing system relative to the surface to be measured during the measurement along the x-axis
[SOURCE:ISO 25178‑601:2010, 3.4.13]
3.2.6
static noise
NS
combination of the instrument and environmental noise on the output signal when the instrument is not scanning laterally
Note 1 to entry: Environmental noise is caused by e.g. seismic, sonic and external electromagnetic disturbances.
Note 2 to entry: Notes 2 and 3 in 3.1.9 apply to this definition.
Note 3 to entry: Static noise is included in measurement noise (3.1.10)
3.2.7
dynamic noise
ND
noise occurring during the motion of the drive units on the output signal
Note 1 to entry: Notes 2 and 3 in 3.1.9 apply to this definition.
Note 2 to entry: Dynamic noise includes the static noise.
Note 3 to entry: Dynamic noise is included in measurement noise (3.1.10) .
3.3 Terms and definitions related to optical systems
3.3.1
light source
optical device emitting an appropriate range of wavelengths in a specified spectral region
3.3.2
measurement optical bandwidth
Bλ0
range of wavelengths of light used to measure a surface
Note 1 to entry: Instruments may be constructed with light sources with a limited optical bandwidth and/or with additional filter elements to further limit the optical bandwidth.
3.3.3
measurement optical wavelength
λ0
effective value of the wavelength of the light used to measure a surface
Note 1 to entry: The measurement optical wavelength is affected by conditions such as the light source spectrum, spectral transmission of the optical components, and spectral response of the image sensor array.
3.3.4
angular aperture
angle of the cone of light entering an optical system from a point on the surface being measured
[SOURCE:ISO 25178‑602:2010, 3.3.3]
3.3.5
half aperture angle
α
one half of the angular aperture
Figure 8—Half aperture angle

Key
| L | lens or optical system |
| P | focal point |
| α | half aperture angle |
3.3.6
numerical aperture
AN
sine of the half aperture angle multiplied by the refractive index n of the surrounding medium (AN = n sinα)
Note 1 to entry: In air for visible light, n ≅ 1.
Note 2 to entry: The numerical aperture is dependent on the wavelength of light. Typically the numerical aperture is specified for the wavelength that is in the middle of the measurement optical bandwidth.
3.3.7
Rayleigh criterion
quantity characterizing the spatial resolution of an optical system given by the separation of two point sources at which the first diffraction minimum of the image of one point source coincides with the maximum of the other
Note 1 to entry: For a theoretically perfect, incoherent optical system with a filled objective pupil, the Rayleigh criterion of the optical system is equal to 0,61 λ0/AN.
Note 2 to entry: This parameter is useful for characterizing the instrument response to features with heights much less than λ0 for optical 3D metrology instruments.
3.3.8
Sparrow criterion
quantity characterizing the spatial resolution of an optical system given by the separation of two point sources at which the second derivative of the intensity distribution vanishes between the two imaged points
Note 1 to entry: For a theoretically perfect, incoherent optical system with a filled objective pupil, the Sparrow criterion of the optical system is equal to 0,47 λ0/AN, approximately 0,77 times the Rayleigh criterion (3.3.7) .
Note 2 to entry: This parameter is useful for characterizing the instrument response to features with heights much less than λ0 for optical 3D metrology instruments.
Note 3 to entry: Under the same measurement conditions as the notes above, the Sparrow criterion is nearly equal to the spatial period of 0,50 λ0/AN, for which the theoretical instrument response falls to zero.
3.4 Terms and definitions related to optical properties of workpiece
3.4.1
surface film
surface layer
material deposited onto another surface whose optical properties are different from that surface
3.4.2
thin film
film whose thickness is such that the top and bottom surfaces cannot be readily separated by the optical measuring system
Note 1 to entry: For some measurement systems with special properties and algorithms, the thicknesses of thin films may be derived.
3.4.3
thick film
film whose thickness is such that the top and bottom surfaces can be readily separated by the optical measuring system
3.4.4
optically smooth surface
surface from which the reflected light is primarily specular and scattered light is not significant
Note 1 to entry: An optically smooth surface behaves locally like a mirror.
Note 2 to entry: A surface that acts as optically smooth under certain conditions, such as wavelength range, numerical aperture, pixel resolution, etc., can act as optically rough when one or more of these conditions change.
3.4.5
optically rough surface
surface that does not behave as an optically smooth surface, i.e. where scattered light is significant
Note 1 to entry: A surface that acts as optically rough under certain conditions, such as wavelength range, numerical aperture, pixel resolution, etc., can act as optically smooth when one or more of these conditions change.
3.4.6
optically non-uniform material
sample with different optical properties in different regions
Note 1 to entry: An optically non-uniform material may result in measured phase differences across the field of view that can be erroneously interpreted as differences in surface height.
3.5 Terms and definitions specific to point autofocus profiling
3.5.1
probing system
<surface texture, point autofocus probe> components of the instrument called point autofocus probe, consisting of an autofocus optical system, an autofocus mechanism and an electronic controller
3.5.2
point autofocus probe
device that converts the height of a point on a surface into a signal during measurement using the autofocus function
3.5.3
point autofocus profiling
surface topography measurement method whereby the local surface height is measured by automatically centring a focused light beam reflected from the sample onto a position sensitive detector as a function of surface height
[SOURCE:ISO 25178‑6:2010, 3.3.11]
3.5.4
objective
objective lens that focuses the light source image on to the workpiece surface
3.5.5
autofocus sensor
optical sensor that detects a focal position using the reflected light from the workpiece surface
3.5.6
autofocus mechanism
autofocus driving mechanism that positions optical elements or the whole optical system
3.5.7
z position sensor
sensor that measures the vertical position of the measured point
3.5.8
working distance
<point autofocus probe> distance measured along the optical axis between the element closest to the surface and the focus point on the surface
3.5.9
spot size
Wspot
<point autofocus probe> size that forms the focus image of the light source on the workpiece surface
3.5.10
focus range
range of z height, within which the focusing point exists
Note 1 to entry: Range where the autofocus sensor can detect the extreme defocused points.
3.5.11
vertical range
RVERT
<point autofocus probe> measuring range that can output digital data with demonstrated measuring accuracy along a vertical direction in the movable range of the autofocus mechanism
3.5.12
measurable minimum reflection ratio
MREF
minimum ratio of the reflected light intensity to the incident light intensity for a measurable workpiece surface
3.5.13
autofocus repeatability
Raf
measurement repeatability of the autofocus function that does not include environmental noise
3.5.14
speckle noise
uneven reflected optical intensity generated by irregular micro-scale geometry within the spot size
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