本发明涉及利用如下测定装置的图像来进行位置测定的位置测定方法以及适用于上述测定方法的部件，该测定装置具有使用同轴落射照明的摄像光学系统。
背景技术：
：例如，当将在一个面上排列有多个透镜的部件与具有多个光纤的连接器相结合时，为了将透镜与光纤的位置对准，有时会使作为设置在部件的该面上的柱状的凸部的、位置基准部与设置在连接器上的凹部嵌合。在这种情况下，要想进行各透镜与各光纤之间的位置对准，需要高精度地保证部件的面上的位置基准部与各透镜之间的距离。因此，需要对部件的位置基准部与各透镜之间的距离进行高精度的测定。这样的测定可以使用CNC(ComputerNumericalControl：计算机数值控制)图像测定器等测定装置来实施(例如专利文献1)。在部件的面上的位置基准部与各透镜之间的距离的测定中，需要在测定装置的图像中，准确地确定该面上的柱状的位置基准部的位置。以往，在测定装置的图像中，由于很难识别位置基准部的柱的根部的部分，因此会识别位置基准部的柱的前端的部分，根据前端部分的位置确定位置基准部的位置，并且以该位置为基准确定透镜的位置。然而，例如，当位置基准部的柱相对于该面的法线倾斜时，在从该法线的方向所取得的测定装置的图像中，位置基准部的柱的根部的位置与前端的位置之间会产生间隔。因此，当根据前端部分的位置确定位置基准部的位置，并且以该位置为基准确定透镜的位置时，会产生与上述间隔对应的距离误差。这样，并没有开发出在测定装置的图像中，使用部件的位置基准部的位置，以较高的精度求出透镜等的位置的位置测定方法以及适用于上述测定方法的部件。【专利文献1】：日本特开2004-4055号公报技术实现要素：因此，需要一种在测定装置的图像中，使用部件的位置基准部的位置，以较高的精度求出透镜等的位置的位置测定方法以及适用于上述测定方法的部件。本发明的课题在于，提供一种在测定装置的图像中，使用部件的位置基准部的位置，以较高的精度求出透镜等的位置的位置测定方法以及适用于上述测定方法的部件。本发明的第1方式的位置测定方法是如下的位置测定方法：在具有使用同轴落射照明的摄像光学系统的测定装置的图像中，对平面上的位置基准部的位置和任意的点的位置进行观察，从而对该任意的点的位置进行确定。在该位置基准部中，至少根部的部分是柱状，并且该位置基准部具有包围柱的根部的倾斜面。该位置测定方法包括如下步骤：在该测定装置的图像中，根据包围该根部的倾斜面与该平面的边界的位置，确定该根部的外周的位置；根据该根部的外周的位置确定该位置基准部的位置；以及以该位置基准部的位置为基准，确定该任意的点的位置。在本发明的第1方式的位置测定方法中，由于在测定装置的图像中，根据位置基准部的包围柱的根部的倾斜面与平面之间的边界的位置，对柱的根部的外周的位置进行确定，并且根据该柱的根部的外周的位置对位置基准部的位置进行确定，因此与根据柱的前端部的位置来确定位置基准部的位置的情况相比，能够大幅度减少位置测定的误差。在本发明的第1方式的第1实施方式的位置测定方法中，将该摄像光学系统的张角设为φ，将包围该根部的倾斜面与该平面之间所形成的锐角设为θ，则θ满足数学式1即φ＜θ。当满足上述关系时，被倾斜面反射的光线不会到达测定装置。因此，在测定装置的图像中，倾斜面的区域会变亮，从而平面的区域与倾斜面的区域之间的边界变得明确。在本发明的第1方式的第2实施方式的位置测定方法中，将该摄像光学系统的张角设为φ，将包围该根部的倾斜面与该平面之间所形成的锐角设为θ，将角度的单位设为度，则θ满足数学式2，即θ≤(90-φ)。当满足上述关系时，被平面反射的光线在被倾斜面进行反射后，不会到达测定装置。因此，在测定装置的图像中，倾斜面的区域不会变亮，从而平面的区域与倾斜面的区域之间的边界变得明确。在本发明的第1方式的第3实施方式的位置测定方法中，包围该根部的倾斜面被形成为，对该平面和该柱的侧面进行连接，或者对该平面和与该平面平行的其他平面进行连接。在本发明的第1方式的第4实施方式的位置测定方法中，在包围该根部的倾斜面对该平面与该柱的侧面进行连接的情况下，将该测定装置的张角设为φ，将包括该柱的中心轴的截面上的、该倾斜面的与该中心轴垂直的方向上的长度设为X，将该柱的长度设为L，则满足数学式3，即X≤Ltan(φ/3)。根据本实施方式，在该倾斜面与该平面之间的边界附近，以φ以下的角度入射到该平面并被反射的光线中的很大部分在被该柱的侧面反射后，到达测定装置。因此，在测定装置的图像中，平面的区域足够亮，由此使得平面的区域与倾斜面的区域之间的边界变得明确。在本发明的第1方式的第5实施方式的位置测定方法中，该任意的点的位置是光学元件的位置。根据本实施方式，能够以位置基准部的位置为基准，高精度地确定光学元件的位置。本发明的第2方式的部件是具有被设置在一个平面或相互平行的多个平面上的光学元件和至少2个位置基准部，其中，在各位置基准部中，至少根部的部分是柱状，并且各位置基准部具有包围柱的根部的倾斜面，该倾斜面相对于设置有各位置基准部的平面的角度θ是20度至70度的范围。本方式的部件适用于以下情况：通过具有使用同轴落射照明的摄像光学系统的测定装置的图像，以该位置基准部的位置为基准，高精度地测定该光学素子的位置。在本发明的第2方式的第1实施方式的部件中，包围该柱的该根部的倾斜面被形成为，对该平面和该柱的侧面进行连接，或者对该平面和与该平面平行的其他平面进行连接。附图说明图1是示出具有本发明的一个实施方式的位置基准部的部件的图。图2是示出以往的部件的位置基准部的包括中心轴的截面的图。图3是示出在本发明的测定方法中使用的、使用同轴落射照明的测定装置的图。图4是示出上述测定装置的同轴落射照明的照明用的光以及摄像用的反射光的路径的图。图5是示出本发明的第1实施方式的部件的位置基准部的包括中心轴的截面的图。图6是示出照明用的光中的与平面垂直地前进的光线的路径以及基于该光线的图像的图。图7是示出照明用的光中的相对于平面以规定范围的角度前进的光线的路径以及基于该光线的图像的图。图8是示出照明用的光的光线的路径以及基于该光线的图像的图。图9A是用于说明倾斜面相对于平面的角度θ与测定装置的摄像光学系统的张角φ之间的关系的图。图9B是用于说明倾斜面相对于平面的角度θ与测定装置的摄像光学系统的张角φ之间的关系的图。图10A是用于说明倾斜面相对于平面的角度θ与测定装置的摄像光学系统的张角φ之间的关系的图。图10B是用于说明倾斜面相对于平面的角度θ与测定装置的摄像光学系统的张角φ之间的关系的图。图11是用于说明柱的包括中心轴的截面上的、倾斜面的与中心轴垂直的方向上的长度X与柱的长度L之间的关系的图。图12是示出本发明的第2实施方式的部件的包括位置基准部的包括中心轴的截面的图。图13是示出照明用的光中的与平面垂直地前进的光线的路径以及基于该光线的图像的图。图14是示出照明用的光中的相对于平面以规定范围的角度前进的光线的路径以及基于该光线的图像的图。图15是示出照明用的光的光线的路径以及基于该光线的图像的图。图16A是用于说明倾斜面相对于平面的角度θ与测定装置的摄像光学系统的张角φ之间的关系的图。图16B是用于说明倾斜面相对于平面的角度θ与测定装置的摄像光学系统的张角φ之间的关系的图。图17A是用于说明倾斜面相对于平面的角度θ与测定装置的摄像光学系统的张角φ之间的关系的图。图17B是用于说明倾斜面相对于平面的角度θ与测定装置的摄像光学系统的张角φ之间的关系的图。图18是用于说明槽的宽度W与柱的长度L之间的关系的图。图19是用于说明本发明的一个实施方式的测定方法的流程图。图20是示出图19的流程图中所示的测定方法与边界E以及E’之间的关系的图。图21是针对以往的部件和本发明的部件而示出基准位置相对于柱的倾斜角度的偏差的图。图22是示出具有本发明的另一个实施方式的位置基准部的部件的图。具体实施方式图1是示出本发明的一个实施方式的具有位置基准部110的部件100的图。在部件100的一个面101上设置有2个位置基准部110和多个透镜150。2个位置基准部110是大致圆柱状。具有多个透镜150的部件100例如与具有多个光纤的连接器相连接。2个位置基准部110在部件100与连接器之间的连接中使用。例如，也可以是，连接器具有与2个柱状的位置基准部110对应的2个凹部，2个位置基准部被收纳于连接器的2个凹部中。此时，需要以较高的精度对多个透镜150与多个光纤进行位置对准。因此，为了保证较高精度的位置对准，需要以2个位置基准部110为基准，对多个透镜150的位置准确地进行测定。图2是示出以往的部件的位置基准部110’的包括中心轴的截面的图。这里，多个透镜150的位置的测定是使用CNC(ComputerNumericalControl：计算机数值控制)图像测定器等测定装置来实施的。在由图像测定器等测定装置取得的图像中，以往的部件的位置基准部110’的柱的根部部分很难与周围的平面进行区別。因此，在由图像测定器等测定装置取得的图像中，通过对在图2中被圆包围的柱的前端部分进行观察来确定位置基准部110’的位置。图3是示出在以往的测定方法和本发明的测定方法中所使用的、使用了同轴落射照明的测定装置的图。测定装置也可以是CNC图像测定器。测定装置包括光源301、场透镜303、半透半反镜304、聚光透镜305、成像透镜307、以及图像取得部309。光源301、场透镜303、半透半反镜304以及聚光透镜305形成测定装置的照明光学系统。聚光透镜305、半透半反镜304以及成像透镜307形成测定装置的摄像光学系统。101表示具有位置基准部110的部件100的面。来自光源301的光经由场透镜303和半透半反镜304，在聚光透镜305的光瞳位置3051处形成光源的像。以该光源的像作为光源，经由聚光透镜305，实施对部件100的面101的照明。被部件100的面101反射的光在通过了聚光透镜305之后，通过半透半反镜304和成像透镜307到达图像取得部309。图4是示出上述测定装置的同轴落射照明的照明用的光和摄像用的反射光的路径的图。上述路径是根据上述测定装置的摄像光学系统的张角即聚光透镜305的张角确定的。在图4中，L1表示与从聚光透镜305的光瞳的中心位置下垂到平面101的垂线一致的主光线，L2表示到达如下的点的主光线，该点是距主光线L1到达平面101的点最远的点。可以将主光线L1和L2看作是大致平行，从而与主光线L1有关的张角和与主光线L2有关的张角大致相同。φ表示该张角。反射光中的、与平面101的法线所形成的角度超过张角φ的光线不会被取入到测定装置中。图5是示出本发明的第1实施方式的部件100A的位置基准部110A的包括中心轴的截面的图。位置基准部110A的柱115是圆柱，该圆柱的中心轴以与平面101垂直的方式形成在部件100A的平面101上。本发明的一个实施方式的部件100A在、于位置基准部110A的柱115的根部的周围具有倾斜面103这一点上与以往的部件不同。倾斜面103连接平面101与位置基准部110A的柱115的侧面。倾斜面103与平面101之间的边界线是圆形，圆的中心是上述中心轴与平面101的交点。图5中用圆包围的图是示出倾斜面103在包括上述中心轴的截面上的图。关于平面101的粗糙度，优选精加工成30nm以下。另外，优选为，平面101形成与配置有透镜150的平面相同的平面。在图5中，轴AX与平面101垂直，其方向是图4所示的主光线的方向。在图5中，优选为，用A所表示的角部的截面是圆弧上的部分，被形成为不具有所谓的R。图6是示出照明用的光中的与平面101垂直地前进的光线的路径以及基于该光线的图像的图。与平面101垂直地入射的光线的反射光与平面101垂直地前进，因此会到达图像取得部309。另一方面，当与平面101垂直地前进的光线被倾斜面103反射时，不会到达图像取得部309。因此，在由图像取得部309取得的图像中，平面101的区域是明亮的，倾斜面103的区域是暗的。其结果是，在上述图像中，平面101的区域与倾斜面103的区域之间的边界E被明确地示出。图7是示出照明用的光中的、相对于平面101以规定范围内的角度前进的光线的路径以及基于该光线的图像的图。以上述规定范围内的角度入射到平面101的光线的反射光在被平面101和柱115的侧面反射后，到达至图像取得部309。另一方面，相对于平面101以上述规定范围的角度前进的光线被倾斜面103反射，是不会到达图像取得部309的。因此，在由图像取得部309取得的、基于被柱115的侧面反射的光线的反射像中，平面101的区域是明亮的，倾斜面103的区域是暗的。其结果是，在上述图像中，平面101的区域的反射像与倾斜面103的区域的反射像之间的边界E’被明确地示出。图8是示出照明用的光的光线的路径以及基于该光线的图像的图。图8是将图6和图7组合后的图。在图8中，边界E’是基于平面101的区域与倾斜面103的区域之间的边界E在柱115的侧面上的反射的像。因此，连接边界E上的点和与之对应的边界E’上的点的线段的中点对应于平面101在柱115的外周上的点的位置。这样，根据图8所示的图像，能够求出平面101在柱115的外周上的位置。另外，关于平面101在柱115的外周上的位置的求解方法，将在下文详细进行说明。在下文中，对倾斜面103相对于平面101的角度进行说明。在本说明书中，角度的单位是度。图9A是用于说明倾斜面103相对于平面101的角度(锐角)θ与测定装置的摄像光学系统的张角φ之间的关系的图。在图9A中，满足数学式4即θ≤(90-φ)的关系。在这种情况下，由平面101反射的光线在被倾斜面103反射后，不会到达图像取得部309。因此，在测定装置的图像中，倾斜面103的区域不会变亮，从而平面101的区域与倾斜面103的区域之间的边界E’变得明确。图9B是用于说明倾斜面103相对于平面101的角度θ与测定装置的摄像光学系统的张角φ之间的关系的图。在图9B中，满足数学式5即(90-φ)<θ的关系。在这种情况下，由平面101反射的光线的一部分在被倾斜面103反射后，会到达图像取得部309。因此，在测定装置的图像中，倾斜面103的区域变亮，从而平面101的区域与倾斜面103的区域之间的边界E’变得不明确。图10A是用于说明倾斜面103相对于平面101的角度(锐角)θ与测定装置的摄像光学系统的张角φ之间的关系的图。在图10A中，满足数学式6即φ<θ的关系。在这种情况下，由倾斜面103反射的光线不会到达测定装置。因此，在测定装置的图像中，倾斜面103的区域不会变亮，从而平面101的区域与倾斜面103的区域之间的边界E变得明确。图10B是用于说明倾斜面103相对于平面101的角度(锐角)θ与测定装置的摄像光学系统的张角φ之间的关系的图。在图10B中，满足数学式7即θ≤φ的关系。在这种情况下，由倾斜面103反射的光线会到达测定装置。在该情况下，在测定装置的图像中，倾斜面103的区域变亮，从而平面101的区域与倾斜面103的区域之间的边界E变得不明确。因此，从图像的测定的观点来看，该状态并不理想。因此，优选为，倾斜面103相对于平面101的角度(锐角)θ与测定装置的摄像光学系统的张角φ满足以下的关系。φ<θ≤(90-φ)数学式8另外，测定装置的摄像光学系统的张角φ一般来讲是10度至20度的范围。因此，倾斜面103相对于平面101的角度优选是20度至70度。图11是用于说明包括柱115的中心轴的截面上的倾斜面103在与中心轴垂直的方向上的长度X与柱的长度L之间的关系的图。为了使被平面101与倾斜面103之间的边界上的点所反射的光线中的足够多的部分被柱115的侧面反射而到达测定装置，理想的是，将测定装置的摄像光学系统的张角设为φ，并且满足以下关系。X≤Ltan(φ/3)数学式9另外，为了得到鲜明的图像，长度X理想是在0.01mm以上。另一方面，将测定光学系统的焦距值设为fn0，测定装置的极限分辨率d可以用以下数学式表示。d＝2.44×λ×fn0当λ＝0.55μm、fn0＝0.4时，则d＝0.537um。如图8所示，在测定装置的图像中，存在直接观察到的倾斜面的像和通过反射观察到的倾斜面的像。因此，当仅从解像限界d出发进行考察时，长度X必然比d/2大。图12是示出本发明的第2实施方式的部件100B的位置基准部110B在包括中心轴的截面上的图。位置基准部110B的柱115是圆柱，在部件100B的平面101上，该圆柱的中心轴被形成为与平面101垂直。图12中的用圆包围的图是示出圆柱的根部附近在包括圆柱的中心轴的截面上的图。平面101被环状的倾斜面103所包围，倾斜面103对平面101与平面105进行连接，该平面105与平面101平行并且距平面101的距离是D。倾斜面103与平面101之间的边界线是圆形，圆的中心是上述中心轴与平面101之间的交点。在本实施方式中，平面101与倾斜面103形成柱115的周围的槽。在该截面上，平面101的与该中心轴垂直的方向上的宽度即槽的宽度是W。优选为，平面101形成与配置有透镜150的平面相同的平面。在图12中，优选为，A所表示的角部的截面是圆弧上的部分，被形成为不具有所谓的R。图13是示出照明用的光中的与平面101垂直地前进的光线的路径以及基于该光线的图像的图。由于与平面101垂直地入射的光线的反射光与平面101垂直地前进，因此会到达图像取得部309。同样地，与平面105垂直地入射的反射光也会到达图像取得部309。另一方面，当与平面101垂直地前进的光线被倾斜面103反射时，会再此被柱115的侧面反射，从而不会到达图像取得部309。因此，在由图像取得部309所取得的图像中，平面101和平面105的区域变亮，倾斜面103的区域变暗。其结果是，在上述图像中，平面101的区域与倾斜面103的区域之间的边界E被明确地示出。图14是示出照明用的光中的相对于平面101以规定范围内的角度前进的光线的路径以及基于该光线的图像的图。以上述规定范围内的角度入射到平面101的光线的反射光在被平面101和柱115的侧面反射后，会到达图像取得部309。同样地，入射到平面105的反射光也会到达图像取得部309。另一方面，相对于平面101而以上述规定范围内的角度前进的光线即使被倾斜面103反射，其还会被柱115的侧面反射，从而不会到达图像取得部309。因此，在由图像取得部309所取得的、基于被柱115的侧面反射的光线的反射像中，平面101和平面105的区域变亮，倾斜面103的区域变暗。其结果是，在上述图像中，平面101的区域的反射像与倾斜面103的区域的反射像之间的边界E’被明确地示出。图15是示出照明用的光的光线的路径以及基于该光线的图像的图。图15是将图13和图14进行组合后的图。在图15中，边界E’是基于平面101的区域与倾斜面103的区域之间的边界E在柱115的侧面上的反射的像。因此，连接边界E上的点和与之对应的边界E’上的点的线段的中点对应于平面101在柱115的外周上的点的位置。这样，根据图15所示的图像，能够求出柱115的根部的外周的位置。另外，关于平面101在柱115的外周上的位置的求解方法，将在下文详细进行说明。在下文中，对倾斜面103相对于平面101的角度进行说明。在本说明书中，角度的单位是度。图16A是用于说明倾斜面103相对于平面101的角度(锐角)θ与测定装置的摄像光学系统的张角φ之间的关系的图。在图16A中，满足数学式10即θ≤(90-φ)的关系。在这种情况下，照射的光线的大部分到达平面101。图16B是用于说明倾斜面103相对于平面101的角度(锐角)θ与测定装置的摄像光学系统的张角φ之间的关系的图。在图16B中，满足数学式11即(90-φ)<θ的关系。在这种情况下，照射的光线的一部分因被平面105遮光而无法到达平面101。因此，从照射的效率的观点来看，该状态并不理想。图17A是用于说明倾斜面103相对于平面101的角度(锐角)θ与测定装置的摄像光学系统的张角φ之间的关系的图。在图17A中，满足数学式12即φ<θ的关系。在这种情况下，由倾斜面103反射的光线不会到达测定装置。因此，在测定装置的图像中，倾斜面103的区域不会变亮，从而平面101的区域与倾斜面103的区域之间的边界E变得明确。图17B是用于说明倾斜面103相对于平面101的角度(锐角)θ与测定装置的摄像光学系统的张角φ之间的关系的图。在图17B中，满足数学式13即θ≤φ的关系。在这种情况下，被倾斜面103反射的光线的一部分到达测定装置。在该情况下，在测定装置的图像中，倾斜面103的区域变亮，从而平面101的区域与倾斜面103的区域之间的边界E变得不明确。因此，从图像的测定的观点看来，该状态并不理想。因此，优选为，倾斜面103相对于平面101的角度(锐角)θ与测定装置的摄像光学系统的张角φ满足以下的关系。φ<θ≤(90-φ)数学式14另外，测定装置的摄像光学系统的张角φ一般来讲是10度至20度的范围。因此，倾斜面103相对于平面101的角度优选为20度至70度。图18是用于说明槽的宽度W与柱115的长度L之间的关系的图。为了使被平面101与倾斜面103之间的边界上的点反射的光线中的足够多的部分被柱115的侧面反射而到达测定装置，理想的是，将测定装置的摄像光学系统的张角设为φ，满足以下关系。W≤Ltan(φ/3)数学式15另外，为了为了得到鲜明的图像，理想的是，宽度W在0.01mm以上。图19是用于说明本发明的一个实施方式的测定方法的流程图。图20是示出图19的流程图中所示的测定方法与边界E和E’之间的关系的图。在图19的步骤S1010中，在测定装置的图像中，根据边界E上的3个点确定形成边界E的圆。在图19的步骤S1020中，确定通过上述圆的中心的轴A。这里，将轴A设为水平方向。在图19的步骤S1030中，在上述圆的右侧，将轴A与边界E之间的交点设为A1，将轴A与边界E’之间的交点设为A1’。如上所述，边界E’是基于边界E在柱115的侧面上的反射的像。在图19的步骤S1040中，将连接点A1与点A1’的线段的中点设为AC1。在图19的步骤S1050中，在上述圆的左侧，将轴A与边界E之间的交点设为A2，将轴A与边界E’之间的交点设为A2’。在图19的步骤S1060中，将连接点A2与点A2’的线段的中点设为AC2。在图19的步骤S1070中，将连接点AC1与点AC2的线段的中点设为AC。在图19的步骤S1080中，确定与轴A正交的轴B。在图19的步骤S1090中，在轴B上，按照从步骤S1030到步骤S1070的顺序，求出点BC1、点BC2以及点BC。在图19的步骤S1100中，根据点AC和点BC确定位置基准部110的位置。在本实施方式中，由于位置基准部110的主要部分是圆柱，因此能够通过将具有点AC的轴A方向上的坐标以及点BC的轴B方向上的坐标的点作为与圆柱的轴垂直的截面的中心位置，从而确定位置基准部110的位置。如使用图2说明的那样，在以往的部件中，是以位置基准部110’的柱的前端部分的位置为基准实施测定的。因此，会因柱的倾斜角度而导致生成基准位置的偏差。表1是针对以往的部件和本发明的部件而示出的，相对于柱的倾斜角度的、基准位置的偏差的表。柱的倾斜角度是指柱的长度方向上的轴相对于平面101的法线的角度。表1中的长度的单位是毫米。柱的长度是2.67毫米。【表1】倾斜角度0.10.30.513以往的部件0.00480.01450.02410.04830.1450本发明的部件0.00000.00010.00020.00040.0012图21是针对以往的部件和本发明的部件而示出的，相对于柱的倾斜角度的、基准位置的偏差的图。在图21中，用虚线表示以往的部件的偏差，用实线表示本发明的部件的偏差。与以往的部件相比，在本发明的部件中，因柱的倾斜角度而导致的基准位置的偏差大幅度降低。根据本发明，作为一例，可以实现透镜位置的±3微米的公差。另外，即使在位置基准部110的柱的外周的位置与槽的外侧的周缘的位置没有形成同心状的情况下，根据图19和图20所示的测定方法，也能够减小因槽的周缘的位置而引起的误差。图22是示出本发明的另一实施方式的、具有位置基准部110C的部件100C的图。2个位置基准部110C是四棱柱状。一般来讲，位置基准部的与柱的长度方向垂直的截面可以是圆形或者多边形。即使位置基准部的柱的截面是多边形，也能够通过与图19所示的测定方法相同的测定方法来确定位置基准部的位置。当前第1页1 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