(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被測定物を撮像する光学式測定ヘッドから出力される画像情報を画像処理して、任意の測定方向から見た前記被測定物の表面形状を測定する物体形状測定装置において、
前記光学式測定ヘッドが複数設けられ、前記被測定物の形状を複数の前記測定方向から同時に測定し、
前記複数の光学式測定ヘッドは、前記測定方向が互いに逆向きの第１、第２の光学式測定ヘッドを含み、さらに、
前記第１と第２の各光学式測定ヘッドをそれらの前記測定方向に垂直な面方向に、互いに独立に移動させるヘッド移動手段と、
前記垂直な面方向での前記第１の光学式測定ヘッドと前記第２の光学式測定ヘッドとの相対位置を検出するヘッド相対位置検知手段を有することを特徴とする物体形状測定装置。
【請求項２】
前記第１と第２の各光学式測定ヘッドをそれらの前記測定方向に垂直な面方向に、互いに独立に移動させるヘッド移動手段と、
前記第１と第２の各光学式測定ヘッドを互いに独立に移動させて前記被測定物の両側を走査し測定するモードと、前記第１と第２の両光学式測定ヘッドをそれらの前記垂直な面方向における測定位置を一致させながら移動させて前記被測定物の両側を走査し測定するモードとのいずれかのモードに応じて前記ヘッド移動手段を制御する移動制御手段と、を有することを特徴とする請求項１記載の物体形状測定装置。
【請求項３】
前記第１と第２の光学式測定ヘッドが、それぞれフォーカスする光を照射する照明器と前記光が前記被測定物の表面にフォーカスしたことを検出するセンサとを含み、
前記ヘッド相対位置検出手段は、
前記第１の前記光学式測定ヘッドの前記照射器に設けられた、目合わせパターンを投影する手段と、前記第２の前記光学式測定ヘッドの前記センサにて前記目合わせパターンの光学像を検知する手段とを備え、前記光学像の位置から前記第１の光学式測定ヘッドと前記第２の光学式測定ヘッドとの相対位置を求め出力すること、
を特徴とする請求項１記載の物体形状測定装置。
【請求項４】
前記第１の光学式測定ヘッドが被測定物を落射照明する照射器を含み、
この照射器が前記第２の光学式測定ヘッドによる測定において透過照明として用いられること、
を特徴とする請求項１記載の物体形状測定装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被測定物の画像から被測定物の形状及び寸法などを測定する物体形状測定装置に関し、複数方向からの測定や複数項目の測定における整合性の改善及び測定時間短縮に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より用いられている光学式測定ヘッドを有した物体形状測定装置には、被測定物の画像を処理して被測定物の表面形状を測定するものがあった。この装置は、照明光を被測定物の表側又は裏側から照射し、その物体の反射光像又は透過光像を測定ヘッドに搭載したＣＣＤカメラで撮影する。このＣＣＤカメラの出力画像を画像処理して物体表面の段差等に起因するパターンやその寸法を測定する。
【０００３】
図８は、従来の物体形状測定装置の側面図である。この装置は、支持台２の上にＸＹステージ４を備えている。これら支持台２、ＸＹステージ４は中央部に開口を有する。装置下部に配置された照明器６からの光は支持台２、ＸＹステージ４の開口を通過し、装置上部に配置された光学式の測定ヘッド８に到達する。一方、測定ヘッド８も照明手段を有している。
【０００４】
被測定物１０はＸＹステージ４の開口部上に載置される。照明器６は例えば、被測定物１０の厚みが薄い場合やスルーホールの形状を測定する場合に使用され、ＣＣＤカメラはそれによる透過画像を撮像する。一方、測定ヘッド８の照明手段を用いた場合には、被測定物１０表面の段差により生じる陰影や反射率の違いにより生じるパターンがＣＣＤカメラにより撮像される。ＸＹステージ４は水平面方向に移動させることができ、これにより、被測定物１０の広範な領域を測定することができる。被測定物１０は例えば、プリント基板や樹脂成型品などである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来の測定ヘッドは、ＸＹステージ４の垂直上方に配置され、一方向からの測定のみ、すなわちＸＹステージ４に載置された被測定物１０の上面のみの測定を行っていた。そのため、両面プリント基板など被測定物の上面と底面との両面を測定する場合、被測定物を裏返して表裏を別々に測定しなければならなかった。また、上記装置の光学式測定ヘッドでも段差の高さを測定することはできるが、より精度良く高さ測定を行うためには、レーザ変位計など他方式の測定ヘッドを備えた形状測定装置を用いて別途測定を行わなければならなかった。このように、従来の物体形状測定装置では、複数の面や複数の測定項目を別々に測定するため、測定に要する時間が長くなるという問題や、別々の測定による各測定データの対応関係を精度良く定めることができないという問題があった。例えば、同一の装置を用いて表側と裏側との測定を行う場合であっても、被測定物１０を裏返すとそのＸＹステージ４上での位置がずれ、表側表面形状と裏側表面形状との間の相対的位置関係が正確には把握されないといった問題があった。
【０００６】
本発明は上記問題点を解消するためになされたもので、複数方向からの測定や複数項目の測定における測定データ間の整合性が向上し、また測定時間が短縮される物体形状測定装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る物体形状測定装置においては、光学式測定ヘッドが複数設けられ、被測定物の形状を複数の測定方向から同時に測定し、前記複数の光学式測定ヘッドは、前記測定方向が互いに逆向きの第１、第２の光学式測定ヘッドを含み、さらに、前記第１と第２の各光学式測定ヘッドをそれらの前記測定方向に垂直な面方向に、互いに独立に移動させるヘッド移動手段と、前記垂直な面方向での前記第１の光学式測定ヘッドと前記第２の光学式測定ヘッドとの相対位置を検出するヘッド相対位置検知手段を有することを特徴とする。
【０００８】
本発明によれば、被測定物の複数の測定方向、例えば表側と裏側から見た形状が短時間に測定される。また、その際、被測定物を例えば裏返すといった被測定面を光学式測定ヘッドに向けて配置し直す動作が不要となるので、装置に対する被測定物の位置合わせによるずれが各測定方向間で変動せず、各測定方向の測定データの相対的位置関係が精度良く定まる、すなわち、測定データ間の整合性が向上する。また、ヘッド相対位置検知手段によって検出され、検出された相対位置に基づいて正反両面の測定データ間の前記面方向の位置の補正を行うことができ、測定データ間の前記整合性が向上する。
【０００９】
本発明の好適な態様においては、さらに、前記第１と第２の各光学式測定ヘッドをそれらの前記測定方向に垂直な面方向に互いに独立に移動させるヘッド移動手段と、前記第１と第２の各光学式測定ヘッドを互いに独立に移動させて前記被測定物の両側を走査し測定するモードと前記第１と第２の両光学式測定ヘッドをそれらの前記垂直な面方向における測定位置を一致させながら移動させて前記被測定物の両側を走査し測定するモードとのいずれかのモードに応じて前記ヘッド移動手段を制御する移動制御手段と、を有することを特徴とする。
【００１０】
本装置によれば、被測定物は例えばホルダーに固定されて移動せず、その被測定物の正反両面を測定するように配置された第１、第２の光学式測定ヘッドがそれぞれ移動できる。よって、これら両測定ヘッドを制御して、正反両面間での連携をとらずに測定する動作モードと、正反両面間で前記面方向における測定位置を一致させながら、すなわち連携をとりながら測定する動作モードとが提供される。これらの動作モードのうち前者によれば、正反両面で測定対象領域の前記面方向の位置が異なる場合における測定を並列に実行することができ、測定時間が短縮される。また後者によれば、両面の測定データ間に前記整合性を有した測定が行われる。
【００１１】
本発明の好適な態様は、前記第１と第２の光学式測定ヘッドが、それぞれフォーカスする光を照射する照明器と前記光が前記被測定物の表面にフォーカスしたことを検出するセンサとを含む態様において、前記ヘッド相対位置検出手段は、前記第１の前記光学式測定ヘッドの前記照射器に設けられた、目合わせパターンを投影する手段と、前記第２の前記光学式測定ヘッドの前記センサにて前記目合わせパターンの光学像を検知する手段とを備え、前記光学像の位置から前記第１の光学式測定ヘッドと前記第２の光学式測定ヘッドとの相対位置を求め出力することを特徴とする。
【００１５】
本発明の好適な態様によれば、前記第１の光学式測定ヘッドが被測定物を落射照明する照射器を含み、この照射器が前記第２の光学式測定ヘッドによる測定において透過照明として用いられることを特徴とする。本装置によれば、測定に利用できる照明の種類が増える。複数種類の照明、例えば、落射照明、透過照明、斜方照明を備えることにより、例えば形状の境界が明瞭な画像を形成する照明を選択して、形状測定の精度を向上させることができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の好適な実施形態について図面を参照して説明する。
【００１９】
［実施形態１］
図１は、両面プリント基板の形状測定に用いる本発明を実施した物体形状測定装置の機械本体部の側面図である。この装置は、被測定物を測定し画像等の測定データを出力する図１に示した機械本体部の他、例えば小型コンピュータ等で構成され画像処理などの測定データの処理や測定条件の指示などを行うデータ処理部（図示せず）と機械本体部の動作を制御する回路であるコントローラ部（図示せず）とを含んで構成される。
【００２０】
機械本体部は、支持台５２の上にＸＹステージ５４を備えている。これら支持台５２、ＸＹステージ５４は中央部に開口５６を有する。このＸＹステージ５４の開口５６上に被測定物である両面プリント基板５８が載置される。
【００２１】
本装置は、上部測定ヘッド６０と下部測定ヘッド６２との２つの光学式測定ヘッドを有している。上部測定ヘッド６０は支柱６４からのアーム６６によって上下可能に、装置上部に配置され、一方、下部測定ヘッド６２は装置下部に上下可能に配置される。上部測定ヘッド６０の測定方向は垂直下向きであり、測定口６０Ａから両面プリント基板５８の表側面に形成された配線パターン等の形状を撮像する。下部測定ヘッド６２の測定方向は上部測定ヘッド６０の測定方向とは逆向きの垂直上向きである。下部測定ヘッド６２は支持台５２、ＸＹステージ５４の開口５６を介し測定口６２Ａから両面プリント基板５８の裏側面の配線パターン等を撮像する。
【００２２】
両測定ヘッド６０、６２は正対するように配置され、両測定ヘッドのそれぞれの測定位置の水平座標は一致している。すなわち、下部測定ヘッド６２は、上部測定ヘッド６０が測定している位置の丁度裏側を同時に測定する。現実には両測定ヘッドの各測定位置の水平座標間には微妙な差異が存在することも考えられるが、そのような差異は、表裏それぞれの同一の水平位置に目合わせパターンを有するような基準測定物を測定することによって把握される。この把握された差異は、測定ヘッドから出力された画像を処理する段階で補正される。よって、本装置では、２つの測定ヘッドにより両面プリント基板の表側面と裏側面との形状が同時に測定され、しかもそれらの水平座標が整合しているので、両面の形状の相互関係を正確に測定することができる。
【００２３】
両測定ヘッド６０、６２はそれぞれ、例えばＣＣＤカメラなどの撮像手段と被測定物を照らす照明手段とを含んだ測定光学系を備えている。照明手段として例えば、測定口６０Ａ、６２Ａの外周に配置され斜方照明を行えるリング照明光源や、ＣＣＤカメラのレンズ系から射出される垂直落射照明光源が設けられる。これら光源には、例えばハロゲンランプなどが用いられる。両測定ヘッドは水平方向に関しては固定されているが、垂直方向には可動に構成されてこれにより被測定物表面へのフォーカスを行うことができる。
【００２４】
次に本装置の動作を説明する。各測定ヘッド６０、６２の照明手段が両面プリント基板５８の表面を照明し、その反射光像を各ＣＣＤカメラにて撮像する。基板の撮像目標位置は、データ処理部からコントローラ部に指示される。コントローラ部はＸＹステージ５４の駆動系を制御して、ＸＹステージ５４を水平方向（すなわちＸ方向、又はＹ方向）に移動させ、両面プリント基板５８の所望の箇所をＣＣＤカメラの撮像範囲に持っていく。なお、本装置はコントローラ部にジョイスティックボックスを接続可能であり、データ処理部に代えて、測定者のジョイスティック操作によりＸＹステージ５４を動かすこともできる。
【００２５】
ＣＣＤカメラは、基板表面の段差により生じる陰影や材質に応じた反射率の違いにより生じるパターンを含んだ画像を出力する。データ処理部は、まずこの画像における明暗のコントラストからＣＣＤカメラのフォーカスが基板表面に合っているかどうかを検出し、合っていない場合には測定光学系を垂直に変動させて基板表面にフォーカスさせる。次にデータ処理部はフォーカスした画像を処理して段差のエッジなどの形状を抽出する。形状の寸法は、撮像倍率に基づいて求められる。また、測定光学系の垂直方向の変動量から段差の高さを、例えばミクロンオーダーで測定することができる。
【００２６】
また、本装置では、一方の測定ヘッドの照明手段を他方の測定ヘッドに対する透過照明光源として用いることができる。透過照明で測定すれば、例えば、プリント基板のスルーホールの透過光像は反射光像よりコントラストが良好であるので、より精度の良いスルーホール形状、位置等の測定が可能となる。
【００２７】
上述したように、本装置では、両面プリント基板の両面の形状を同時に測定することができる。本装置では、被測定物を裏返すという動作が不要であることを考慮すると、片面ずつ測定する従来装置に比べて測定時間が半分以下となる。また、被測定物を裏返すと、その前後での被測定物のＸＹステージ５４内での位置のずれが、本装置自体の精度に比べて非常に大きくなる、つまり水平方向の位置関係がミクロンオーダーにおいては不明となるのに対し、本装置では被測定物を裏返すことなく両面を同時に測定するので、これら測定された両面の形状の水平方向での相対的位置関係が明確であり、表側と裏側とで整合した表面形状測定が実現される。
【００２８】
なお、本装置では、上部、下部の測定ヘッドを共に光学式測定ヘッドとしたが、例えば一方を、レーザ変位計など他方式の測定ヘッドとしてもよい。
【００２９】
［実施形態２］
図２は、本発明を実施した物体形状測定装置の機械本体部の側面図である。図において実施形態１と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。この装置は、実施形態１と同様、機械本体部の他、データ処理部（図示せず）とコントローラ部（図示せず）とを含んで構成される。本装置が実施形態１の装置と異なる点は、側面測定ヘッド７０を備えている点である。側面測定ヘッド７０は測定口７０Ａから水平の測定方向を撮像する。この側面測定ヘッド７０を備えたことにより、被測定物７２の上面、底面に加えて一方向から見た側面も同時に測定でき、多方向の測定が迅速に行われる。なお、測定ヘッドをさらに設けて、より多方向の測定を同時に行う装置も可能である。
【００３０】
［実施形態３］
図３は、本発明を実施した物体形状測定装置の機械本体部の側面図である。この装置は、実施形態１と同様、機械本体部の他、データ処理部（図示せず）とコントローラ部（図示せず）とを含んで構成される。
【００３１】
機械本体部は下部筺体９０上に設置された支持台９２を有し、この支持台９２は中央に開口９４を有し、この開口９４上に被測定物９６が載置される。本装置は、上部測定ヘッド９８と下部測定ヘッド１００との２つの光学式測定ヘッドを有している。これら各光学式測定ヘッドはその内部構成を実施形態１の両測定ヘッド６０、６２と同じくするが、それぞれ水平面方向に互いに独立に移動可能に配置されている点で上記実施形態と異なる。図４は、上部測定ヘッド９８の移動手段の一例を示す模式的な斜視図である。２つの支柱１０２は下部筺体９０の両端に設けられたボールねじ１０４を介して摺動可能に取り付けられ、ボールねじ１０４をモータによって回転させることによってＸ軸方向に移動させられる。両支柱１０２の間にはＹ軸方向のボールねじ１０６が渡される。上部測定ヘッド９８はボールねじ１０６を介して図示しない摺動面に対して摺動可能に取り付けられ、モータによってボールねじ１０６を回転させることによって、Ｙ軸方向に移動させられる。このような移動手段により上部測定ヘッド９８は水平面方向に自在に移動可能である。一方、下部測定ヘッド１００は下部筺体９０に設けられたＸＹステージ１１０上に配置され、これによりＸ方向、Ｙ方向に自在に移動可能である。なお、移動手段は他の機構を用いたものであってもよい。
【００３２】
上部測定ヘッド９８、下部測定ヘッド１００は上記実施形態同様、それぞれ垂直下向き、垂直上向きの測定方向を有するが、両測定ヘッド９８、１００は互いに独立に移動可能であるので、必ずしもそれぞれの測定口９８Ａ、１００Ａは正対するとは限らない。なお、下部測定ヘッド１００は開口９４を介して被測定物９６を測定する。両測定ヘッドの移動手段を制御するため、コントロール部とデータ処理部とが移動制御手段を提供する。各測定ヘッドの移動目標位置情報はデータ処理部からコントロール部に渡され、コントロール部が各測定ヘッドの移動手段を制御する。
【００３３】
移動制御手段は動作モードとして、両測定ヘッドを互いに独立に移動させる非連動モードと、両測定ヘッドの測定位置の水平面内での位置を一致させながら移動させる連動モードとを有する。連動モードによれば、上記実施形態の装置と同様、被測定物の表側と裏側とで水平面方向の整合性を保ちつつ測定が行われる。一方、非連動モードを用いれば、測定を行いたい領域の水平面方向の位置が被測定物の表側と裏側とで異なっている場合に、それらを並列に測定することができ、上記実施形態のような装置、又は上記連動モードを用いる場合に比べて測定時間が短縮される。
【００３４】
本装置では、両測定ヘッド９８、１００が独立に移動可能な構成であるので、両測定ヘッドの水平面方向の相対位置関係が、例えば上下ヘッドの組付誤差などによって変動する可能性がある。すなわち、移動制御手段上では上部測定ヘッド９８と下部測定ヘッド１００とが水平面内での同一の座標に移動されても、実際にはそれらの水平面内での位置はずれている可能性がある。その量はわずかなものであるが、本装置のように被測定物の両面の形状の相関関係を精度良く測定することを目的とする場合には、性能劣化の原因となる。そこで、本装置では、測定ヘッドの相対位置を検知するヘッド相対位置検出手段を設け、検出された相対位置に基づいて移動制御手段の制御誤差を補正する。
【００３５】
図５は、ヘッド相対位置検知手段の一例の原理を示す模式図である。各測定ヘッド９８、１００はそれぞれ、撮像手段としてＣＣＤカメラ１３０、垂直落射照明光源としてハロゲンランプ１３２とを備えている。垂直落射照明の光軸と撮像される反射光の光軸とは各測定ヘッドの外では同一線上にあるが、これら２つの光軸は測定ヘッド内でハーフミラー１３４を用いて分離される。すなわち、ハロゲンランプ１３２から放射された光線の一部がハーフミラー１３４で直角方向に曲げられ、被測定物に鉛直に向かう。この光線と同一線上であってハーフミラー１３４の背後にＣＣＤカメラ１３０は配置され、被測定物からの反射光のうちハーフミラー１３４で反射されずに直進する成分を受光する。
【００３６】
ヘッド相対位置検出手段を構成するため、上記測定ヘッドの構成において、一方の測定ヘッド（本装置では下部測定ヘッド１００）に透過形液晶パネルで構成された目合わせパターン用のマスク１４０が配置されている。マスク１４０は下部測定ヘッド１００のハロゲンランプ１３２とハーフミラー１３４との間に配置され、測定ヘッドの相対位置を測定する場合に、電圧信号を印加されて図６に示すような目合わせパターンを生成する。この目合わせパターンは平面を直交する２つの直線で４つの領域に分割したものである。これら２つの直線、ひいては目合わせパターンの中心となるこれら２直線の交点を画像処理で容易に処理できるように、４つの領域の明暗は交互に定義されている。目合わせパターンは画像処理により中心が容易に見出せるものであれば他のパターンでもよい。
【００３７】
ハロゲンランプ１３２からの照明光はレンズ１４２によってマスク１４０の位置にフォーカスされ、レンズ１４４、１４６は測定ヘッド１００の測定方向線上に、マスク１４０の透過光による光像１４８を形成する。下部測定ヘッド１００のＣＣＤカメラ１３０に対する目合わせパターンの位置は、物体に投影された光像１４８を撮像することによりあらかじめ決定されている。
【００３８】
上下の測定ヘッドの水平面内での相対位置の測定は、上下の測定ヘッド間を光が透過しうる状態で、両測定ヘッドの測定口が移動制御手段によって正対させられて行われる。すなわち、両測定ヘッドの水平面内の座標は移動制御手段上は同一である。この状態で、上部測定ヘッド９８は上下に移動し、その撮像フォーカス位置を上下に移動させてマスク１４０の光像１４８を検出する。データ処理部では、上部測定ヘッド９８のＣＣＤカメラ１３０から出力された画像における目合わせパターンの中心位置を求め、これと予め求められている下部測定ヘッド１００での中心位置との差異を両測定ヘッドの相対位置として求める相対位置演算処理を行う。
【００３９】
各測定ヘッドにて得られた被測定物の表側、裏側それぞれの形状の測定データの水平座標を、上記相対位置を用いて補正することにより、両側の形状の水平面方向の整合性を得ることができる。両測定ヘッドの相対位置の測定は、例えば、上記連動モードによる測定の開始時や終了時に支持台９２の開口９４に被測定物９６を載置しない状態にて行ったり、支持台９２に被測定物９６載置用の開口９４とは別に相対位置測定用の開口を設け、これを用いて形状測定の途中にて適宜行うことができるようにしてもよい。上述したヘッド相対位置検出手段によれば、測定者に支持台９２上に目合わせ用の基準測定物を置いたりする手間を煩わせる必要がないので、相対位置の測定を自動化することができる。
【００４０】
［実施形態４］
図７は、本発明を実施した物体形状測定装置の機械本体部の側面図である。この装置は、上記実施形態と同様、機械本体部の他、データ処理部（図示せず）とコントローラ部（図示せず）とを含んで構成される。
【００４１】
機械本体部は、支持台１５２の上にＸＹステージ１５４を備えている。これら支持台１５２、ＸＹステージ１５４は中央部に開口１５６を有する。このＸＹステージ１５４の開口１５６上に被測定物１５８が載置される。
【００４２】
本装置は、上部測定ヘッドを２つ有する。第１の上部測定ヘッドは光学式測定ヘッド１６０である。また第２の上部測定ヘッドはレーザ変位計１６２である。装置下部には、光学式測定ヘッド１６０による測定に用いる透過照明光源１６４が配置される。光学式測定ヘッド１６０は支柱１６６からのアーム１６８によって、透過照明光源１６４に正対して装置上部に配置され、一方、レーザ変位計１６２はアーム１６８によって、光学式測定ヘッド１６０と透過照明光源１６４との光軸１７０の脇に支持される。
【００４３】
レーザ変位計１６２は測定口１６２Ａから水平方向に射出したレーザを、光軸１７０上に配置されたハーフミラー１７２にて垂直下方に反射する。そして被測定物１５８で反射されたレーザ光はハーフミラー１７２にて反射されてレーザ変位計１６２に入射する。例えばレーザ光を垂直方向からわずかに傾けて被測定物１５８に入射させると、レーザ変位計１６２における被測定物１５８からのレーザ光の反射像の位置と射出位置とのずれはレーザ光の光路長に比例する。このずれをＣＣＤラインセンサ上での受光位置から検知して被測定物１５８上の反射点の垂直位置を測定することができる。その他、射出されたレーザ光と反射により測定口１６２Ａに戻ったレーザ光との位相差の変化を検出して、被測定物１５８の反射点の垂直方向変位を検知するようなレーザ変位計も考えられる。レーザ変位計１６２は高さ測定を光学式測定ヘッド１６０より精度良く行うことができる。
【００４４】
光学式測定ヘッド１６０は、ハーフミラー１７２を直進する光を用いて、測定口１６０Ａから被測定物の表面画像を撮像して、出力する。そしてデータ処理部がその画像を処理して表面形状を測定する。つまり、光学式測定ヘッド１６０とレーザ変位計１６２とは配置位置は異なるが、同一の光軸１７２から被測定物１５８の表面を測定する。
【００４５】
本装置では、同一の測定方向から複数種類の測定ヘッドを用いて被測定物の複数の表面情報を同時採取する。つまり、本装置では、光学式測定ヘッド１６０が画像により水平面方向の形状を精度良く測定し、一方、レーザ変位計１６２は光学式測定ヘッド１６０のフォーカスによる高さ測定を補助し、精度の良い高さ測定を実現し、これら両測定ヘッドにより被測定物の表面形状を水平、垂直いずれにも精度良く測定することができる。
【００４６】
このように本装置は、平面寸法、高さ寸法、形状といった複数の測定項目を複数種類の測定ヘッドで同時に測定することにより、測定時間が短縮されるとともに、各測定項目のデータ間の水平面方向の位置の整合性が確保される。なお光学式測定ヘッドに併用される他方式の測定ヘッドは、レーザ変位計以外のもの、例えばタッチプローブなどであってもよい。
【００４７】
【発明の効果】
本発明の物体形状測定装置によれば、複数の光学式測定ヘッドを備えて複数方向から同時に測定することにより、複数方向から見た表面形状の測定が短時間に行われ、またそれら複数方向に係る測定データ間の座標の整合性が向上するという効果が得られる。また、本発明の物体形状測定装置によれば、異なる方式の複数測定ヘッドを備えて同一方向から同時に測定することにより、複数項目の表面情報の測定が短時間に行われ、またそれら複数項目の測定データ間の座標の整合性が向上するという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の第１の実施形態に係る物体形状測定装置の機械本体部の側面図。
【図２】  本発明の第２の実施形態に係る物体形状測定装置の機械本体部の側面図。
【図３】  本発明の第３の実施形態に係る物体形状測定装置の機械本体部の側面図。
【図４】  第３の実施形態における上部測定ヘッドの移動手段の一例を示す模式的な斜視図。
【図５】  ヘッド相対位置検知手段の一例の原理を示す模式図。
【図６】  目合わせパターンの一例を示す模式図。
【図７】  本発明の第４の実施形態に係る物体形状測定装置の機械本体部の側面図。
【図８】  従来の物体形状測定装置の側面図。
【符号の説明】
５２，１５２  支持台、５４，１５４，１１０  ＸＹステージ、６０，９８  上部測定ヘッド、６２，１００  下部測定ヘッド、７０  側面測定ヘッド、７２，９６，１５８  被測定物、９０  下部筺体、９２  支持台、１０４，１０６  ボールねじ、１３０  ＣＣＤカメラ、１３２  ハロゲンランプ、１３４，１７２ハーフミラー、１４０  目合わせパターン用マスク、１６０  光学式測定ヘッド、１６２  レーザ変位計、１６４  透過照明光源。
【図１】
0003715377.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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