(57)【要約】【課題】測定対象物の所望の部分の形状を効率よく測定することが可能な光走査高さ測定装置を提供する。【解決手段】測定指示に応答して、基準画像に基づいて、基準画像上の指定点に対応する目標点が設定される。光出射部２３１から出射された光が走査部２７０により偏向され、目標点に対応する測定対象物Ｓの部分に光が照射される。走査部２７０の偏向方向または走査部２７０により偏向された光の照射位置と測定部２３２により出力される受光信号とに基づいて、目標点に対応する測定対象物Ｓの部分の高さを含む測定項目の値が算出される。測定指示ごとに算出された測定項目の値が記録部により記録される。測定画像と、測定項目の値と、記録部に既に記録されている１または複数の測定項目の値に基づく統計データとが表示部に表示される。【選択図】図３
2019100719.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定対象物を含む基準画像および基準画像上に指定された指定点の位置を示す位置情報を取得する情報取得部と、
測定対象物を含む測定画像を取得する測定画像取得部と、
光を出射する光出射部と、
前記光出射部から出射された光を偏向して測定対象物に照射する偏向部と、
測定対象物からの光を受光し、受光量を示す受光信号を出力する受光部と、
測定指示を受け付ける測定指示部と、
測定指示に応答して、前記情報取得部により取得された基準画像に基づいて、基準画像上の指定点に対応する目標点を設定する目標点設定部と、
前記目標点設定部により設定された目標点に対応する測定対象物の部分に光が照射されるように前記偏向部を制御する駆動制御部と、
前記偏向部の偏向方向または前記偏向部により偏向された光の照射位置と前記受光部により出力される受光信号とに基づいて、目標点に対応する測定対象物の部分の高さを測定項目の値として算出する項目値算出部と、
測定指示ごとに前記項目値算出部により算出された測定項目の値を記録する記録部と、
測定画像と、前記項目値算出部により算出された測定項目の値と、前記記録部に既に記録されている１または複数の測定項目の値に基づく統計データとを表示する表示部とを備える、光走査高さ測定装置。
【請求項２】
設定モードと測定モードとで選択的に動作するように構成され、
前記設定モードにおいて、基準対象画像を含む基準画像を取得する基準画像取得部と、
前記設定モードにおいて、前記基準画像取得部により取得された基準画像上の指定点の指定を受け付けることにより位置情報を生成する位置情報取得部と、
前記設定モードにおいて、前記基準画像取得部により取得された基準画像を示す基準画像データおよび前記位置情報取得部により生成された位置情報を対応付けることにより登録情報を生成し、生成された登録情報を前記情報取得部に与える登録情報生成部とをさらに備え、
前記情報取得部、前記測定画像取得部、前記測定指示部、前記目標点設定部、前記駆動制御部、前記項目値算出部、前記記録部および前記表示部は、前記測定モードにおいて動作し、
前記測定モードにおいて、前記情報取得部は、前記登録情報生成部により前記設定モードにおいて生成された前記登録情報から前記基準画像および前記位置情報を取得する、請求項１記載の光走査高さ測定装置。
【請求項３】
測定対象物を含む基準画像、基準画像上に指定された指定点の位置を示す位置情報、および測定項目を取得する情報取得部と、
測定対象物を含む測定画像を取得する測定画像取得部と、
光を出射する光出射部と、
前記光出射部から出射された光を偏向して測定対象物に照射する偏向部と、
測定対象物からの光を受光し、受光量を示す受光信号を出力する受光部と、
測定指示を受け付ける測定指示部と、
測定指示に応答して、前記情報取得部により取得された基準画像に基づいて、基準画像上の指定点に対応する目標点を設定する目標点設定部と、
前記目標点設定部により設定された目標点に対応する測定対象物の部分に光が照射されるように前記偏向部を制御する駆動制御部と、
前記偏向部の偏向方向または前記偏向部により偏向された光の照射位置と前記受光部により出力される受光信号とに基づいて、目標点に対応する測定対象物の部分の高さを算出する高さ算出部と、
前記情報取得部により取得された測定項目および前記高さ算出部により算出された目標点に対応する高さに基づいて測定項目の値を算出する項目値算出部と、
測定指示ごとに前記項目値算出部により算出された測定項目の値を記録する記録部と、
測定画像と、前記項目値算出部により算出された測定項目の値と、前記記録部に既に記録されている１または複数の測定項目の値に基づく統計データとを表示する表示部とを備える、光走査高さ測定装置。
【請求項４】
測定項目の値は、複数の指定点の代表高さ、複数の指定点の高さの差または複数の指定点により特定される１または複数の平面に関する値を含む、請求項３記載の光走査高さ測定装置。
【請求項５】
設定モードと測定モードとで選択的に動作するように構成され、
前記設定モードにおいて、基準対象画像を含む基準画像を取得する基準画像取得部と、
前記設定モードにおいて、前記基準画像取得部により取得された基準画像上の指定点の指定を受け付けることにより位置情報を生成する位置情報取得部と、
前記設定モードにおいて、前記位置情報取得部により受け付けられた指定点に基づく測定項目を取得する測定項目取得部と、
前記設定モードにおいて、前記基準画像取得部により取得された基準画像を示す基準画像データ、前記位置情報取得部により生成された位置情報および前記測定項目取得部により取得された測定項目を対応付けることにより登録情報を生成し、生成された登録情報を前記情報取得部に与える登録情報生成部とをさらに備え、
前記情報取得部、前記測定画像取得部、前記測定指示部、前記目標点設定部、前記駆動制御部、前記高さ算出部、前記項目値算出部、前記記録部および前記表示部は、前記測定モードにおいて動作し、
前記測定モードにおいて、前記情報取得部は、前記登録情報生成部により前記設定モードにおいて生成された前記登録情報から前記基準画像、前記位置情報および前記測定項目を取得する、請求項３または４記載の光走査高さ測定装置。
【請求項６】
前記設定モードにおいて、指定点に対応する測定対象物の部分の測定項目の許容値の入力を取得する許容値取得部と、
前記測定モードにおいて、前記項目値算出部により算出された測定項目の値と前記許容値取得部により取得された許容値とに基づいて、測定対象物の良否を判定する検査部とをさらに備える、請求項２または５記載の光走査高さ測定装置。
【請求項７】
統計モードで選択的に動作するように構成され、
前記表示部は、統計モードにおいて、前記測定モードで前記記録部に記録された１または複数の測定項目の値に基づく統計データを表示する、請求項２、５または６記載の光走査高さ測定装置。
【請求項８】
統計データは、ヒストグラム、トレンドグラフまたは統計値リストを含む、請求項１〜７のいずれか一項に記載の光走査高さ測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、測定対象物の表面形状を測定する光走査高さ測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
測定対象物の表面形状を測定するために、光走査高さ測定装置が用いられる。例えば、特許文献１に記載された寸法測定装置においては、白色光源から放射された光が、光カプラにより測定光束と参照光束とに分割される。測定光束は、測定物走査光学系により走査され、被測定物の表面上の任意の測定点に照射される。参照光束は、参照光走査光学系に照射される。被測定物により反射された測定光束と参照光束との干渉に基づいて、被測定物の測定点の表面高さが求められる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−４３９５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の寸法測定装置を用いることにより、測定対象物の所望の部分の形状を測定することができる。この場合、当該部分に測定光束を照射するために、寸法測定装置に対する測定対象物の位置および姿勢を正確に決定した上で、当該部分の位置座標を予め用意しておく必要がある。しかしながら、位置および姿勢を正確に維持しつつ測定対象物を載置する作業は面倒である。そのため、測定対象物の所望の部分を容易に指定することができず、当該部分を効率よく測定することができない。
【０００５】
本発明の目的は、測定対象物の所望の部分の形状を効率よく測定することが可能な光走査高さ測定装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
（１）第１の発明に係る光走査高さ測定装置は、測定対象物を含む基準画像および基準画像上に指定された指定点の位置を示す位置情報を取得する情報取得部と、測定対象物を含む測定画像を取得する測定画像取得部と、光を出射する光出射部と、光出射部から出射された光を偏向して測定対象物に照射する偏向部と、測定対象物からの光を受光し、受光量を示す受光信号を出力する受光部と、測定指示を受け付ける測定指示部と、測定指示に応答して、情報取得部により取得された基準画像に基づいて、基準画像上の指定点に対応する目標点を設定する目標点設定部と、目標点設定部により設定された目標点に対応する測定対象物の部分に光が照射されるように偏向部を制御する駆動制御部と、偏向部の偏向方向または偏向部により偏向された光の照射位置と受光部により出力される受光信号とに基づいて、目標点に対応する測定対象物の部分の高さを測定項目の値として算出する項目値算出部と、測定指示ごとに項目値算出部により算出された測定項目の値を記録する記録部と、測定画像と、項目値算出部により算出された測定項目の値と、記録部に既に記録されている１または複数の測定項目の値に基づく統計データとを表示する表示部とを備える。
【０００７】
この光走査高さ測定装置においては、測定対象物を含む基準画像および基準画像上に指定された指定点の位置を示す位置情報が情報取得部により取得される。また、測定対象物を含む測定画像が測定画像取得部により取得される。測定指示が測定指示部により受け付けられる。
【０００８】
測定指示に応答して、情報取得部により取得された基準画像に基づいて、基準画像上の指定点に対応する目標点が目標点設定部により設定される。光出射部から出射された光が偏向部により偏向され、測定対象物に照射される。目標点設定部により設定された目標点に対応する測定対象物の部分に光が照射されるように偏向部が駆動制御部により制御される。測定対象物からの光が受光部により受光され、受光量を示す受光信号が出力される。偏向部の偏向方向または偏向部により偏向された光の照射位置と受光部により出力される受光信号とに基づいて、目標点に対応する測定対象物の部分の高さが測定項目の値として項目値算出部により算出される。
【０００９】
この構成によれば、測定指示ごとに、基準画像上で指定された指定点に対応して目標点が設定され、設定された目標点に対応する測定対象物の部分の高さが測定項目の値として自動的に算出される。この場合、使用者は、光走査高さ測定装置に対する位置および姿勢を正確に調整した状態で測定対象物を載置する必要がなく、目標点の位置座標を予め用意する必要もない。したがって、使用者は、測定対象物の載置と測定指示とを繰り返し行うことにより、複数の測定対象物の測定項目を順次測定することができる。
【００１０】
また、測定指示ごとに項目値算出部により算出された測定項目の値が記録部により記録される。測定画像と、項目値算出部により算出された測定項目の値と、記録部に既に記録されている１または複数の測定項目の値に基づく統計データとが表示部に表示される。使用者は、表示部に表示された測定画像、測定項目の値および統計データを視認することにより、測定対象物の測定結果が適切であるか否かを判断しながら測定指示を行うことができる。その結果、測定対象物の所望の部分の形状を効率よく測定することができる。
【００１１】
（２）光走査高さ測定装置は、設定モードと測定モードとで選択的に動作するように構成され、設定モードにおいて、基準対象画像を含む基準画像を取得する基準画像取得部と、設定モードにおいて、基準画像取得部により取得された基準画像上の指定点の指定を受け付けることにより位置情報を生成する位置情報取得部と、設定モードにおいて、基準画像取得部により取得された基準画像を示す基準画像データおよび位置情報取得部により生成された位置情報を対応付けることにより登録情報を生成し、生成された登録情報を情報取得部に与える登録情報生成部とをさらに備え、情報取得部、測定画像取得部、測定指示部、目標点設定部、駆動制御部、項目値算出部、記録部および表示部は、測定モードにおいて動作し、測定モードにおいて、情報取得部は、登録情報生成部により設定モードにおいて生成された登録情報から基準画像および位置情報を取得してもよい。
【００１２】
この場合、光走査高さ測定装置は、設定モードと測定モードとで選択的に動作する。設定モードにおいて、基準画像上で指定点が指定されることにより、登録情報が生成される。測定モードにおいて、測定指示ごとに、基準画像上で指定された指定点に対応して目標点が設定される。設定された目標点に対応する測定対象物の部分の高さが測定項目の値として自動的に算出され、算出された測定項目の値が記録部により記録される。そのため、熟練した使用者が設定モードにおいて登録情報を生成することにより、測定モードにおいて、使用者が熟練していない場合でも、所望の部分の高さの算出結果を画一的に取得することができる。これにより、測定対象物の所望の部分の形状を効率よく測定することが可能になる。
【００１３】
（３）第２の発明に係る光走査高さ測定装置は、測定対象物を含む基準画像、基準画像上に指定された指定点の位置を示す位置情報、および測定項目を取得する情報取得部と、測定対象物を含む測定画像を取得する測定画像取得部と、光を出射する光出射部と、光出射部から出射された光を偏向して測定対象物に照射する偏向部と、測定対象物からの光を受光し、受光量を示す受光信号を出力する受光部と、測定指示を受け付ける測定指示部と、測定指示に応答して、情報取得部により取得された基準画像に基づいて、基準画像上の指定点に対応する目標点を設定する目標点設定部と、目標点設定部により設定された目標点に対応する測定対象物の部分に光が照射されるように偏向部を制御する駆動制御部と、偏向部の偏向方向または偏向部により偏向された光の照射位置と受光部により出力される受光信号とに基づいて、目標点に対応する測定対象物の部分の高さを算出する高さ算出部と、情報取得部により取得された測定項目および高さ算出部により算出された目標点に対応する高さに基づいて測定項目の値を算出する項目値算出部と、測定指示ごとに項目値算出部により算出された測定項目の値を記録する記録部と、測定画像と、項目値算出部により算出された測定項目の値と、記録部に既に記録されている１または複数の測定項目の値に基づく統計データとを表示する表示部とを備える。
【００１４】
この光走査高さ測定装置においては、測定対象物を含む基準画像、基準画像上に指定された指定点の位置を示す位置情報、および測定項目が情報取得部により取得される。また、測定対象物を含む測定画像が測定画像取得部により取得される。測定指示が測定指示部により受け付けられる。
【００１５】
測定指示に応答して、情報取得部により取得された基準画像に基づいて、基準画像上の指定点に対応する目標点が目標点設定部により設定される。光出射部から出射された光が偏向部により偏向され、測定対象物に照射される。目標点設定部により設定された目標点に対応する測定対象物の部分に光が照射されるように偏向部が駆動制御部により制御される。測定対象物からの光が受光部により受光され、受光量を示す受光信号が出力される。偏向部の偏向方向または偏向部により偏向された光の照射位置と受光部により出力される受光信号とに基づいて、目標点に対応する測定対象物の部分の高さが高さ算出部により算出される。情報取得部により取得された測定項目および高さ算出部により算出された目標点に対応する高さに基づいて測定項目の値が項目値算出部により算出される。
【００１６】
この構成によれば、測定指示ごとに、基準画像上で指定された指定点に対応して目標点が設定され、設定された目標点に対応する測定対象物の部分の高さが自動的に算出される。また、算出された高さに基づいて測定項目の値が自動的に算出される。この場合、使用者は、光走査高さ測定装置に対する位置および姿勢を正確に調整した状態で測定対象物を載置する必要がなく、目標点の位置座標を予め用意する必要もない。したがって、使用者は、測定対象物の載置と測定指示とを繰り返し行うことにより、複数の測定対象物の測定項目を順次測定することができる。
【００１７】
また、測定指示ごとに項目値算出部により算出された測定項目の値が記録部により記録される。測定画像と、項目値算出部により算出された測定項目の値と、記録部に既に記録されている１または複数の測定項目の値に基づく統計データとが表示部に表示される。使用者は、表示部に表示された測定画像、測定項目の値および統計データを視認することにより、測定対象物の測定結果が適切であるか否かを判断しながら測定指示を行うことができる。その結果、測定対象物の所望の部分の形状を効率よく測定することができる。
【００１８】
（４）測定項目の値は、複数の指定点の代表高さ、複数の指定点の高さの差または複数の指定点により特定される１または複数の平面に関する値を含んでもよい。この場合、複数の指定点の代表高さ、複数の指定点の高さの差または複数の指定点により特定される１または複数の平面に関する値を含む種々の測定項目の値を測定することができる。
【００１９】
（５）光走査高さ測定装置は、設定モードと測定モードとで選択的に動作するように構成され、設定モードにおいて、基準対象画像を含む基準画像を取得する基準画像取得部と、設定モードにおいて、基準画像取得部により取得された基準画像上の指定点の指定を受け付けることにより位置情報を生成する位置情報取得部と、設定モードにおいて、位置情報取得部により受け付けられた指定点に基づく測定項目を取得する測定項目取得部と、設定モードにおいて、基準画像取得部により取得された基準画像を示す基準画像データ、位置情報取得部により生成された位置情報および測定項目取得部により取得された測定項目を対応付けることにより登録情報を生成し、生成された登録情報を情報取得部に与える登録情報生成部とをさらに備え、情報取得部、測定画像取得部、測定指示部、目標点設定部、駆動制御部、高さ算出部、項目値算出部、記録部および表示部は、測定モードにおいて動作し、測定モードにおいて、情報取得部は、登録情報生成部により設定モードにおいて生成された登録情報から基準画像、位置情報および測定項目を取得してもよい。
【００２０】
この場合、光走査高さ測定装置は、設定モードと測定モードとで選択的に動作する。設定モードにおいて、基準画像上で指定点が指定されることにより、登録情報が生成される。測定モードにおいて、測定指示ごとに、基準画像上で指定された指定点に対応して目標点が設定される。設定された目標点に対応する測定対象物の部分の高さが算出され、算出された高さに基づいて測定項目の値が自動的に算出され、算出された測定項目の値が記録部により記録される。そのため、熟練した使用者が設定モードにおいて登録情報を生成することにより、測定モードにおいて、使用者が熟練していない場合でも、所望の部分の測定項目の値の算出結果を画一的に取得することができる。これにより、測定対象物の所望の部分の形状を効率よく測定することが可能になる。
【００２１】
（６）光走査高さ測定装置は、設定モードにおいて、指定点に対応する測定対象物の部分の測定項目の許容値の入力を取得する許容値取得部と、測定モードにおいて、項目値算出部により算出された測定項目の値と許容値取得部により取得された許容値とに基づいて、測定対象物の良否を判定する検査部とをさらに備えてもよい。
【００２２】
この場合、設定モードにおいて、指定点に対応する測定対象物の部分の測定項目の許容値が許容値取得部により取得される。また、測定モードにおいて、許容値取得部により取得された許容値に基づいて、測定対象物の良否が検査部により判定される。そのため、熟練した使用者が設定モードにおいて指定点に対応する測定対象物の部分の測定項目の許容値を入力することにより、測定モードにおいて、使用者が熟練していない場合でも、測定対象物の良否の判定結果を画一的に取得することができる。これにより、測定対象物を正確かつ容易に検査することが可能になる。
【００２３】
（７）光走査高さ測定装置は、統計モードで選択的に動作するように構成され、表示部は、統計モードにおいて、測定モードで記録部に記録された１または複数の測定項目の値に基づく統計データを表示してもよい。この場合、使用者は、統計モードにおいて、測定モードで記録部に記録された１または複数の測定項目の値に基づく統計データを視認することができる。これにより、使用者は、測定対象物の測定結果が適切であったか否かを確認することができる。
【００２４】
（８）統計データは、ヒストグラム、トレンドグラフまたは統計値リストを含んでもよい。この場合、使用者は、測定項目の値に基づくヒストグラム、トレンドグラフまたは統計値リストを視認しつつ測定指示を行うことができる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、測定対象物の所望の部分の形状を効率よく測定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の一実施の形態に係る光走査高さ測定装置の全体構成を示すブロック図である。
【図２】図１のスタンド部を示す外観斜視図である。
【図３】スタンド部および測定ヘッドの構成を示すブロック図である。
【図４】測定部の構成を示す模式図である。
【図５】参照部の構成を示す模式図である。
【図６】合焦部の構成を示す模式図である。
【図７】走査部の構成を示す模式図である。
【図８】光走査高さ測定装置の表示部に表示される選択画面の一例を示す図である。
【図９】各動作モードにおいて制御部と制御基板との間で伝送されるデータの内容を示す図である。
【図１０】図１の光走査高さ測定装置の制御系を示すブロック図である。
【図１１】報告書作成部により作成される報告書の一例を示す図である。
【図１２】図１の光走査高さ測定装置において実行される光走査高さ測定処理の一例を示すフローチャートである。
【図１３】図１の光走査高さ測定装置において実行される光走査高さ測定処理の一例を示すフローチャートである。
【図１４】図１の光走査高さ測定装置において実行される光走査高さ測定処理の一例を示すフローチャートである。
【図１５】図１の光走査高さ測定装置において実行される光走査高さ測定処理の一例を示すフローチャートである。
【図１６】図１の光走査高さ測定装置において実行される光走査高さ測定処理の一例を示すフローチャートである。
【図１７】制御基板による指定測定処理の一例を示すフローチャートである。
【図１８】制御基板による指定測定処理の一例を示すフローチャートである。
【図１９】図１７および図１８の指定測定処理を説明するための説明図である。
【図２０】図１７および図１８の指定測定処理を説明するための説明図である。
【図２１】制御基板による指定測定処理の他の例を示すフローチャートである。
【図２２】制御基板による指定測定処理の他の例を示すフローチャートである。
【図２３】図２１および図２２の指定測定処理を説明するための説明図である。
【図２４】設定モードにおける光走査高さ測定装置の操作例を説明するための図である。
【図２５】設定モードにおける光走査高さ測定装置の操作例を説明するための図である。
【図２６】設定モードにおける光走査高さ測定装置の操作例を説明するための図である。
【図２７】設定モードにおける光走査高さ測定装置の操作例を説明するための図である。
【図２８】設定モードにおける光走査高さ測定装置の操作例を説明するための図である。
【図２９】設定モードにおける光走査高さ測定装置の操作例を説明するための図である。
【図３０】設定モードにおける光走査高さ測定装置の他の操作例を説明するための図である。
【図３１】設定モードにおける光走査高さ測定装置の他の操作例を説明するための図である。
【図３２】設定モードにおける光走査高さ測定装置の他の操作例を説明するための図である。
【図３３】測定モードにおける光走査高さ測定装置の操作例を説明するための図である。
【図３４】測定モードにおける光走査高さ測定装置の操作例を説明するための図である。
【図３５】測定モードにおける光走査高さ測定装置の操作例を説明するための図である。
【図３６】測定モードにおける光走査高さ測定装置の操作例を説明するための図である。
【図３７】統計データモードにおける表示部の表示画面の一例を示す図である。
【図３８】変形例に係る光走査高さ測定装置の制御系を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
（１）光走査高さ測定装置の全体構成
以下、本発明の実施の形態に係る光走査高さ測定装置について図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の一実施の形態に係る光走査高さ測定装置の全体構成を示すブロック図である。図２は、図１のスタンド部１００を示す外観斜視図である。図１に示すように、光走査高さ測定装置４００は、スタンド部１００、測定ヘッド２００および処理装置３００を備える。
【００２８】
スタンド部１００は、縦断面がＬ字形状を有し、設置部１１０、保持部１２０および昇降部１３０を含む。設置部１１０は、水平な平板形状を有し、設置面に設置される。図２に示すように、設置部１１０の上面には、測定対象物Ｓが載置される正方形状の光学定盤１１１が設けられる。光学定盤１１１の上方には、測定ヘッド２００により測定対象物Ｓを測定可能な測定領域Ｖが定義される。図２においては、測定領域Ｖが点線で図示される。
【００２９】
光学定盤１１１には、互いに直交する２方向に等間隔で並ぶように複数のねじ孔が形成される。これにより、クランプ部材およびねじ部材を用いて測定対象物Ｓの表面が測定領域Ｖ内に位置する状態で測定対象物Ｓを光学定盤１１１に固定することができる。
【００３０】
保持部１２０は、設置部１１０の一端部から上方に延びるように設けられる。保持部１２０の上端部には、光学定盤１１１の上面に対向するように測定ヘッド２００が取り付けられる。この場合、測定ヘッド２００と設置部１１０とが保持部１２０により保持されるので、光走査高さ測定装置４００の取り扱いが容易になる。また、測定対象物Ｓを設置部１１０上の光学定盤１１１に載置することにより、測定対象物Ｓを測定領域Ｖ内に容易に位置させることができる。
【００３１】
図１に示すように、昇降部１３０は、保持部１２０の内部に設けられる。昇降部１３０は、光学定盤１１１上の測定対象物Ｓに対して測定ヘッド２００を上下方向（測定対象物Ｓの高さ方向）に移動させることができる。測定ヘッド２００は、制御基板２１０、撮像部２２０、光学部２３０、導光部２４０、参照部２５０、合焦部２６０および走査部２７０を含む。制御基板２１０は、例えばＣＰＵ（中央演算処理装置）、ＲＯＭ（リードオンリメモリ）およびＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）を含む。制御基板２１０は、マイクロコンピュータにより構成されてもよい。
【００３２】
制御基板２１０は、処理装置３００に接続され、処理装置３００による指令に基づいて、昇降部１３０、撮像部２２０、光学部２３０、参照部２５０、合焦部２６０および走査部２７０の動作を制御する。また、制御基板２１０は、撮像部２２０、光学部２３０、参照部２５０、合焦部２６０および走査部２７０から取得する種々の情報を処理装置３００に与える。撮像部２２０は、光学定盤１１１に載置された測定対象物Ｓを撮像することにより測定対象物Ｓの画像データを生成し、生成された画像データを制御基板２１０に与える。
【００３３】
光学部２３０は、時間的に低いコヒーレンス性を有する出射光を導光部２４０に出射する。導光部２４０は、光学部２３０からの出射光を参照光と測定光とに分割し、参照光を参照部２５０に導くとともに、測定光を合焦部２６０に導く。参照部２５０は、参照光を導光部２４０に反射する。合焦部２６０は、自己を通過する測定光に焦点を付与する。走査部２７０は、合焦部２６０により焦点が付与された測定光を走査することにより、測定対象物Ｓの所望の部分に測定光を照射する。
【００３４】
測定対象物Ｓに照射された測定光の一部は、測定対象物Ｓにより反射され、走査部２７０および合焦部２６０を通して導光部２４０に導かれる。導光部２４０は、参照部２５０により反射された参照光と測定対象物Ｓにより反射された測定光との干渉光を生成し、光学部２３０に導く。光学部２３０は、干渉光の波長ごとの受光量を検出し、検出結果を示す信号を制御基板２１０に与える。測定ヘッド２００の詳細は後述する。
【００３５】
処理装置３００は、制御部３１０、記憶部３２０、操作部３３０および表示部３４０を含む。制御部３１０は、例えばＣＰＵを含む。記憶部３２０は、例えばＲＯＭ、ＲＡＭおよびＨＤＤ（ハードディスクドライブ）を含む。記憶部３２０には、システムプログラムが記憶される。また、記憶部３２０は、種々のデータの記憶およびデータの処理のために用いられる。
【００３６】
制御部３１０は、記憶部３２０に記憶されたシステムプログラムに基づいて、測定ヘッド２００の撮像部２２０、光学部２３０、参照部２５０、合焦部２６０および走査部２７０の動作を制御するための指令を制御基板２１０に与える。また、制御部３１０は、測定ヘッド２００の制御基板２１０から種々の情報を取得して記憶部３２０に記憶させる。
【００３７】
操作部３３０は、マウス、タッチパネル、トラックボールまたはジョイスティック等のポインティングデバイスおよびキーボードを含み、制御部３１０に指示を与えるために使用者により操作される。表示部３４０は、例えばＬＣＤ（液晶ディスプレイ）パネルまたは有機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）パネルを含む。表示部３４０は、記憶部３２０に記憶された画像データに基づく画像および計測結果等を表示する。
【００３８】
（２）昇降部および導光部
図３は、スタンド部１００および測定ヘッド２００の構成を示すブロック図である。図３では、昇降部１３０、光学部２３０および導光部２４０の詳細な構成が示される。図３に示すように、昇降部１３０は、駆動部１３１、駆動回路１３２および読取部１３３を含む。
【００３９】
駆動部１３１は、例えばモータであり、図３に太い矢印で示すように、光学定盤１１１上の測定対象物Ｓに対して測定ヘッド２００を上下方向に移動させる。これにより、測定光の光路長を広い範囲にわたって調整することができる。ここで、測定光の光路長は、測定光が後述する導光部２４０のポート２４５ｄから出力された後、測定対象物Ｓにより反射された測定光がポート２４５ｄに入力されるまでの光学的な光路の長さである。
【００４０】
駆動回路１３２は、制御基板２１０に接続され、制御基板２１０による制御に基づいて駆動部１３１を駆動させる。読取部１３３は、例えば光学式のリニアエンコーダであり、駆動部１３１の駆動量を読み取ることにより測定ヘッド２００の上下方向における位置を検出する。また、読取部１３３は、検出結果を制御基板２１０に与える。
【００４１】
光学部２３０は、光出射部２３１および測定部２３２を含む。光出射部２３１は、光源として例えばＳＬＤ（スーパールミネッセントダイオード）を含み、比較的低いコヒーレンス性を有する出射光を出射する。具体的には、出射光のコヒーレンス性は、ＬＥＤ（発光ダイオード）により出射される光または白色光のコヒーレンス性よりも高く、レーザ光のコヒーレンス性よりも低い。したがって、出射光は、ＬＥＤにより出射される光または白色光の波長帯域幅よりも狭く、レーザ光の波長帯域幅よりも広い波長帯域幅を有する。光学部２３０からの出射光は、導光部２４０に入力される。
【００４２】
導光部２４０から干渉光が測定部２３２に出力される。図４は、測定部２３２の構成を示す模式図である。図４に示すように、測定部２３２は、レンズ２３２ａ，２３２ｃ、分光部２３２ｂおよび受光部２３２ｄを含む。後述する導光部２４０の光ファイバ２４２から出力された干渉光は、レンズ２３２ａを通過することにより略平行化され、分光部２３２ｂに入射される。分光部２３２ｂは、例えば反射型の回折格子である。分光部２３２ｂに入射された光は、波長ごとに異なる角度で反射するように分光され、レンズ２３２ｃを通過することにより波長ごとに異なる一次元上の位置に合焦される。
【００４３】
受光部２３２ｄは、例えば複数の画素が一次元状に配列された撮像素子（一次元ラインセンサ）を含む。撮像素子は、多分割ＰＤ（フォトダイオード）、ＣＣＤ（電荷結合素子）カメラまたはＣＭＯＳ（相補性金属酸化膜半導体）イメージセンサであってもよいし、他の素子であってもよい。受光部２３２ｄは、レンズ２３２ｃにより形成された波長ごとに異なる複数の合焦位置で撮像素子の複数の画素がそれぞれ光を受光するように配置される。
【００４４】
受光部２３２ｄの各画素からは、受光量に対応するアナログの電気信号（以下、受光信号と呼ぶ。）が出力され、図３の制御基板２１０に与えられる。これにより、制御基板２１０は、受光部２３２ｄの各画素（干渉光の波長）と受光量との関係を示すデータを取得する。制御基板２１０は、当該データに所定の演算および処理を行うことにより、測定対象物Ｓの部分の高さを算出する。
【００４５】
図３に示すように、導光部２４０は、４本の光ファイバ２４１，２４２，２４３，２４４、ファイバカプラ２４５およびレンズ２４６を含む。ファイバカプラ２４５は、いわゆる２×２型の構成を有し、４個のポート２４５ａ，２４５ｂ，２４５ｃ，２４５ｄおよび本体部２４５ｅを含む。ポート２４５ａ，２４５ｂとポート２４５ｃ，２４５ｄとは、本体部２４５ｅを挟んで対向するように本体部２４５ｅに設けられる。
【００４６】
光ファイバ２４１は、光出射部２３１とポート２４５ａとの間に接続される。光ファイバ２４２は、測定部２３２とポート２４５ｂとの間に接続される。光ファイバ２４３は、参照部２５０とポート２４５ｃとの間に接続される。光ファイバ２４４は、合焦部２６０とポート２４５ｄとの間に接続される。なお、本実施の形態においては、光ファイバ２４３は、光ファイバ２４１，２４２，２４４よりも長い。レンズ２４６は、光ファイバ２４３と参照部２５０との光路上に配置される。
【００４７】
光出射部２３１からの出射光は、光ファイバ２４１を通してポート２４５ａに入力される。ポート２４５ａに入力された出射光の一部は、ポート２４５ｃから参照光として出力される。参照光は、光ファイバ２４３およびレンズ２４６を通過することにより略平行化され、参照部２５０に導かれる。また、参照部２５０により反射された参照光は、レンズ２４６および光ファイバ２４３を通してポート２４５ｃに入力される。
【００４８】
ポート２４５ａに入力された出射光の他の一部は、ポート２４５ｄから測定光として出力される。測定光は、光ファイバ２４４、合焦部２６０および走査部２７０を通して測定対象物Ｓに照射される。また、測定対象物Ｓにより反射された測定光の一部は、走査部２７０、合焦部２６０および光ファイバ２４４を通してポート２４５ｄに入力される。ポート２４５ｃに入力された参照光とポート２４５ｄに入力された測定光とは、ポート２４５ｂから干渉光として出力され、光ファイバ２４２を通して測定部２３２に導かれる。
【００４９】
（３）参照部
図５は、参照部２５０の構成を示す模式図である。図５に示すように、参照部２５０は、固定部２５１、直線状に延びるリニアガイド２５１ｇ、可動部２５２ａ，２５２ｂ、固定ミラー２５３、可動ミラー２５４ａ，２５４ｂ，２５４ｃ、駆動部２５５ａ，２５５ｂ、駆動回路２５６ａ，２５６ｂおよび読取部２５７ａ，２５７ｂを含む。固定部２５１およびリニアガイド２５１ｇは、測定ヘッド２００の本体に固定される。可動部２５２ａ，２５２ｂは、リニアガイド２５１ｇが延びる方向に沿って移動可能にリニアガイド２５１ｇに取り付けられる。
【００５０】
固定ミラー２５３は、固定部２５１に取り付けられる。可動ミラー２５４ａ，２５４ｃは可動部２５２ａに取り付けられる。可動ミラー２５４ｂは、可動部２５２ｂに取り付けられる。可動ミラー２５４ｃは、いわゆる参照ミラーとして用いられる。可動ミラー２５４ｃは、コーナーキューブにより構成されることが好ましい。この場合、光学部材の配列を容易に行うことができる。
【００５１】
光ファイバ２４３から出力された参照光は、レンズ２４６を通過することにより略平行化された後、固定ミラー２５３、可動ミラー２５４ａ、可動ミラー２５４ｂおよび可動ミラー２５４ｃにより順次反射される。可動ミラー２５４ｃにより反射された参照光は、可動ミラー２５４ｂ、可動ミラー２５４ａおよび固定ミラー２５３により順次反射され、レンズ２４６を通して光ファイバ２４３に入力される。
【００５２】
駆動部２５５ａ，２５５ｂは、例えばボイスコイルモータであり、図５に白抜きの矢印で示すように、固定部２５１に対して可動部２５２ａ，２５２ｂをリニアガイド２５１ｇが延びる方向に沿ってそれぞれ移動させる。この場合、可動部２５２ａ，２５２ｂの移動方向に平行な方向において、固定ミラー２５３と可動ミラー２５４ａとの間の距離、可動ミラー２５４ａと可動ミラー２５４ｂとの間の距離および可動ミラー２５４ｂと可動ミラー２５４ｃとの間の距離が変化する。これにより、参照光の光路長を調整することができる。
【００５３】
ここで、参照光の光路長は、参照光が図３のポート２４５ｃから出力された後、可動ミラー２５４ｃにより反射された参照光がポート２４５ｃに入力されるまでの光学的な光路の長さである。参照光の光路長と測定光の光路長との差が一定の値以下のとき、参照光と測定光との干渉光が図３のポート２４５ｂから出力される。
【００５４】
本実施の形態においては、リニアガイド２５１ｇが延びる方向に沿って可動部２５２ａ，２５２ｂが互いに逆方向に移動するが、本発明はこれに限定されない。リニアガイド２５１ｇが延びる方向に沿って可動部２５２ａおよび可動部２５２ｂのいずれか一方のみが移動し、他方は移動しなくてもよい。この場合においては、他方の移動しない可動部２５２ａ，２５２ｂは、リニアガイド２５１ｇではなく固定部２５１または測定ヘッド２００の本体に非可動部として固定されてもよい。
【００５５】
駆動回路２５６ａ，２５６ｂは、図３の制御基板２１０に接続され、制御基板２１０による制御に基づいて駆動部２５５ａ，２５５ｂをそれぞれ駆動させる。読取部２５７ａ，２５７ｂは、例えば光学式のリニアエンコーダである。読取部２５７ａは、駆動部２５５ａの駆動量を読み取ることにより固定部２５１に対する可動部２５２ａの相対位置を検出し、検出結果を制御基板２１０に与える。読取部２５７ｂは、駆動部２５５ｂの駆動量を読み取ることにより固定部２５１に対する可動部２５２ｂの相対位置を検出し、検出結果を制御基板２１０に与える。
【００５６】
（４）合焦部
図６は、合焦部２６０の構成を示す模式図である。図６に示すように、合焦部２６０は、固定部２６１、可動部２６２、可動レンズ２６３、駆動部２６４、駆動回路２６５および読取部２６６を含む。可動部２６２は、一方向に沿って移動可能に固定部２６１に取り付けられる。可動レンズ２６３は、可動部２６２に取り付けられる。可動レンズ２６３は、対物レンズとして用いられ、自己を通過する測定光に焦点を付与する。
【００５７】
光ファイバ２４４から出力された測定光は、可動レンズ２６３を通して図３の走査部２７０に導かれる。また、図３の測定対象物Ｓにより反射された測定光の一部は、走査部２７０を通過した後、可動レンズ２６３を通して光ファイバ２４４に入力される。
【００５８】
駆動部２６４は、例えばボイスコイルモータであり、図６に太い矢印で示すように、固定部２６１に対して可動部２６２を一方向（測定光の進行方向）に移動させる。これにより、測定光の焦点を測定対象物Ｓの表面上に位置させることができる。
【００５９】
駆動回路２６５は、図３の制御基板２１０に接続され、制御基板２１０による制御に基づいて駆動部２６４を駆動させる。読取部２６６は、例えば光学式のリニアエンコーダであり、駆動部２６４の駆動量を読み取ることにより固定部２６１に対する可動部２６２（可動レンズ２６３）の相対位置を検出する。また、読取部２６６は、検出結果を制御基板２１０に与える。
【００６０】
なお、光ファイバ２４４と可動レンズ２６３との間に光ファイバ２４４から出力された測定光を平行化するコリメータレンズを配置してもよい。この場合、可動レンズ２６３に入射される測定光が平行化され、測定光のビーム径が可動レンズの移動位置によらず変化しないため、可動レンズを小型に形成することが可能となる。
【００６１】
（５）走査部
図７は、走査部２７０の構成を示す模式図である。図７に示すように、走査部２７０は、偏向部２７１，２７２、駆動回路２７３，２７４および読取部２７５，２７６を含む。偏向部２７１は、例えばガルバノミラーにより構成され、駆動部２７１ａおよび反射部２７１ｂを含む。駆動部２７１ａは、例えば略垂直方向の回転軸を有するモータである。反射部２７１ｂは、駆動部２７１ａの回転軸に取り付けられる。図３の光ファイバ２４４から合焦部２６０を通過した測定光は、反射部２７１ｂに導かれる。駆動部２７１ａが回転することにより、反射部２７１ｂで反射される測定光の反射角度が略水平面内で変化する。
【００６２】
偏向部２７２は、偏向部２７１と同様に、例えばガルバノミラーにより構成され、駆動部２７２ａおよび反射部２７２ｂを含む。駆動部２７２ａは、例えば水平方向の回転軸を有するモータである。反射部２７２ｂは、駆動部２７２ａの回転軸に取り付けられる。反射部２７１ｂにより反射された測定光は、反射部２７２ｂに導かれる。駆動部２７２ａが回転することにより、反射部２７２ｂで反射される測定光の反射角度が略垂直面内で変化する。
【００６３】
このように、駆動部２７１ａ，２７２ａが回転することにより、図３の測定対象物Ｓの表面上で測定光が互いに直交する二方向に走査される。これにより、測定対象物Ｓの表面上の任意の位置に測定光を照射することができる。測定対象物Ｓに照射された測定光は、測定対象物Ｓの表面で反射される。反射された測定光の一部は、反射部２７２ｂおよび反射部２７１ｂにより順次反射された後、図３の合焦部２６０に導かれる。
【００６４】
駆動回路２７３，２７４は、図３の制御基板２１０に接続され、制御基板２１０による制御に基づいて駆動部２７１ａ，２７２ａをそれぞれ駆動させる。読取部２７５，２７６は、例えば光学式のロータリエンコーダである。読取部２７５は、駆動部２７１ａの駆動量を読み取ることにより反射部２７１ｂの角度を検出し、検出結果を制御基板２１０に与える。読取部２７６は、駆動部２７２ａの駆動量を読み取ることにより反射部２７２ｂの角度を検出し、検出結果を制御基板２１０に与える。
【００６５】
（６）動作モード
図１の光走査高さ測定装置４００は、複数の動作モードから使用者により選択された動作モードで動作する。具体的には、動作モードは、設定モード、測定モード、ハイトゲージモードおよび統計データモードを含む。図８は、光走査高さ測定装置４００の表示部３４０に表示される選択画面３４１の一例を示す図である。
【００６６】
図８に示すように、表示部３４０の選択画面３４１には、設定ボタン３４１ａ、測定ボタン３４１ｂ、ハイトゲージボタン３４１ｃおよび統計データモードボタン３４１ｄが表示される。使用者が図１の操作部３３０を用いて設定ボタン３４１ａ、測定ボタン３４１ｂ、ハイトゲージボタン３４１ｃおよび統計データモードボタン３４１ｄを操作することにより、光走査高さ測定装置４００が設定モード、測定モード、ハイトゲージモードおよび統計データモードでそれぞれ動作する。
【００６７】
以下の説明では、使用者のうち測定対象物Ｓの測定作業を管理する熟練した使用者を適宜測定管理者と呼び、測定管理者の管理の下で測定対象物Ｓの測定作業を行う使用者を適宜測定作業者と呼ぶ。設定モードは主として測定管理者により使用され、測定モードは主として測定作業者により使用される。
【００６８】
ここで、光走査高さ測定装置４００においては、図２の測定領域Ｖを含む空間に固有の三次元座標系がＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸により予め定義されている。ここで、Ｘ軸およびＹ軸は図２の光学定盤１１１に平行でかつ互いに直交し、Ｚ軸はＸ軸およびＹ軸に直交する。各動作モードにおいては、上記の座標系により特定される座標のデータおよび撮像部２２０の撮像により取得される画像上の平面座標のデータが制御部３１０と制御基板２１０との間で伝送される。図９は、各動作モードにおいて制御部３１０と制御基板２１０との間で伝送されるデータの内容を示す図である。
【００６９】
設定モードにおいては、測定管理者は、所望の測定対象物Ｓについての情報を光走査高さ測定装置４００に登録することができる。具体的には、測定管理者は、所望の測定対象物Ｓを図２の光学定盤１１１上に載置し、図３の撮像部２２０により測定対象物Ｓを撮像する。また、測定管理者は、図１の表示部３４０に表示された測定対象物Ｓの測定すべき部分を画像上で測定点として指定する。この場合、図９（ａ）に示すように、制御部３１０は、画像上で指定された測定点により特定される平面座標（Ｕａ，Ｖａ）を制御基板２１０に与える。
【００７０】
制御基板２１０は、図２の測定領域Ｖ内において平面座標（Ｕａ，Ｖａ）に対応する位置の三次元座標（Ｘｃ，Ｙｃ，Ｚｃ）を特定し、特定された三次元座標（Ｘｃ，Ｙｃ，Ｚｃ）を制御部３１０に与える。制御部３１０は、制御基板２１０により与えられた三次元座標（Ｘｃ，Ｙｃ，Ｚｃ）を図１の記憶部３２０に記憶させる。また、制御部３１０は、記憶部３２０に記憶された三次元座標（Ｘｃ，Ｙｃ，Ｚｃ）および後述する基準面等の情報に基づいて測定点に対応する部分の高さを算出し、算出結果を記憶部３２０に記憶させる。
【００７１】
測定モードは、設定モードにおいて光走査高さ測定装置４００に情報が登録された測定対象物Ｓと同一種類の測定対象物Ｓについて、測定点に対応する部分の高さを測定するために用いられる。具体的には、測定作業者は、設定モードにおいて光走査高さ測定装置４００に情報が登録された測定対象物Ｓと同一種類の測定対象物Ｓを光学定盤１１１上に載置し、撮像部２２０により撮像する。この場合、図９（ｂ）に示すように、制御部３１０は、設定モードにおいて記憶部３２０に記憶された三次元座標（Ｘｃ，Ｙｃ，Ｚｃ）を制御基板２１０に与える。
【００７２】
制御基板２１０は、取得した三次元座標（Ｘｃ，Ｙｃ，Ｚｃ）に基づいて、測定点に対応する測定対象物Ｓの部分の三次元座標（Ｘｂ，Ｙｂ，Ｚｂ）を算出する。また、制御基板２１０は、算出された三次元座標（Ｘｂ，Ｙｂ，Ｚｂ）を制御部３１０に与える。制御部３１０は、制御基板２１０により与えられた三次元座標（Ｘｂ，Ｙｂ，Ｚｂ）および後述する基準面等の情報に基づいて測定点に対応する部分の高さを算出する。また、制御部３１０は、算出結果を図１の表示部３４０に表示させる。
【００７３】
このように、測定モードにおいては、測定作業者は測定対象物Ｓの測定すべき部分を指定することなく当該位置の高さを取得することができる。そのため、測定作業者が熟練していない場合でも、測定対象物の所望の部分の形状を容易かつ正確に測定することができる。また、設定モードにおいて三次元座標（Ｘｃ，Ｙｃ，Ｚｃ）が記憶部３２０に記憶されるので、測定モードにおいては、記憶された三次元座標（Ｘｃ，Ｙｃ，Ｚｃ）に基づいて測定点に対応する部分を高速に特定することができる。
【００７４】
測定モードにおいては、測定作業者の指示に基づいて、複数の測定対象物Ｓについて、測定点に対応する部分の高さを順次算出することができる。ここで、測定指示ごとに算出された高さが記録される。これにより、複数の測定対象物Ｓについて算出された高さの統計データを表示部３４０に表示することが可能である。詳細は後述する。
【００７５】
本実施の形態においては、設定モードにおいて平面座標（Ｕａ，Ｖａ）に対応する三次元座標（Ｘｃ，Ｙｃ，Ｚｃ）が特定され、記憶部３２０に記憶されるが、本発明はこれに限定されない。設定モードにおいては、平面座標（Ｕａ，Ｖａ）に対応する平面座標（Ｘｃ，Ｙｃ）が特定され、Ｚ軸の成分Ｚｃが特定されなくてもよい。この場合、特定された平面座標（Ｘｃ，Ｙｃ）が記憶部３２０に記憶される。また、測定モードにおいては、記憶部３２０に記憶された平面座標（Ｘｃ，Ｙｃ）が制御基板２１０に与えられる。
【００７６】
ハイトゲージモードは、使用者が画面上で測定対象物Ｓを確認しながら、測定対象物Ｓの所望の部分を測定点として画面上で指定し、当該部分の高さを測定するために用いられる。具体的には、使用者は、所望の測定対象物Ｓを光学定盤１１１上に載置し、撮像部２２０により測定対象物Ｓを撮像する。また、使用者は、表示部３４０に表示された測定対象物Ｓの画像上で測定すべき部分を測定点として指定する。この場合、図９（ｃ）に示すように、制御部３１０は、画像上で指定された測定点により特定される平面座標（Ｕａ，Ｖａ）を制御基板２１０に与える。
【００７７】
制御基板２１０は、図２の測定領域Ｖ内において平面座標（Ｕａ，Ｖａ）に対応する位置の三次元座標（Ｘｃ，Ｙｃ，Ｚｃ）を特定し、特定された三次元座標（Ｘｃ，Ｙｃ，Ｚｃ）に基づいて測定点に対応する測定対象物Ｓの部分の三次元座標（Ｘｂ，Ｙｂ，Ｚｂ）を算出する。また、制御基板２１０は、算出された三次元座標（Ｘｂ，Ｙｂ，Ｚｂ）を制御部３１０に与える。制御部３１０は、制御基板２１０により与えられた三次元座標（Ｘｂ，Ｙｂ，Ｚｂ）および後述する基準面等の情報に基づいて測定点に対応する部分の高さを算出し、算出結果を表示部３４０に表示させる。
【００７８】
図１の記憶部３２０には、座標変換情報および位置変換情報が予め記憶されている。座標変換情報は、測定領域Ｖ内の高さ方向（Ｚ軸方向）の各位置における平面座標（Ｕａ，Ｖａ）に対応する平面座標（Ｘｃ，Ｙｃ）を示す。また、制御基板２１０は、図５の可動部２５２ａ，２５２ｂの位置と図７の反射部２７１ｂ，２７２ｂの角度とを制御することにより測定領域Ｖ内の所望の位置に測定光を照射することができる。位置変換情報は、測定領域Ｖ内の座標と可動部２５２ａ，２５２ｂの位置および反射部２７１ｂ，２７２ｂの角度との関係を示す。
【００７９】
制御部３１０および制御基板２１０により構成される制御系は、座標変換情報および位置変換情報を用いることにより、測定点に対応する位置の三次元座標（Ｘｃ，Ｙｃ，Ｚｃ）および三次元座標（Ｘｂ，Ｙｂ，Ｚｂ）を特定することができる。座標変換情報および位置変換情報の詳細は後述する。
【００８０】
統計データモードは、測定モードにおいて記録された１または複数の高さに基づく統計データを表示するモードである。統計データモードは、例えば測定対象物Ｓの測定結果に不具合がある場合に、その原因を解析するために主として測定管理者により用いられる。統計データモードの詳細は後述する。
【００８１】
（７）光走査高さ測定装置の制御系
（ａ）制御系の全体構成
図１０は、図１の光走査高さ測定装置４００の制御系を示すブロック図である。図１０に示すように、制御系４１０は、基準画像取得部１、位置情報取得部２、駆動制御部３、基準面取得部４、許容値取得部５、登録部６、偏向方向取得部７、検出部８および画像解析部９を含む。また、制御系４１０は、参照位置取得部１０、受光信号取得部１１、距離情報算出部１２、座標算出部１３、判定部１４、高さ算出部１５、測定画像取得部１６、目標点設定部１７、検査部１８および報告書作成部１９をさらに含む。さらに、制御系４１０は、測定指示部２２、記録部２３および表示指示部２４をさらに含む。
【００８２】
図１の制御基板２１０および制御部３１０が記憶部３２０に記憶されたシステムプログラムを実行することにより、上記の制御系４１０の各構成部の機能が実現される。図１０においては、全ての動作モードにおける共通の処理の流れが実線で示され、設定モードにおける処理の流れが一点鎖線で示され、測定モードにおける処理の流れが点線で示される。後述する図３８においても同様である。ハイトケージモードにおける処理の流れは、設定モードにおける処理の流れと略等しい。以下、理解を容易にするために、制御系４１０の各構成部を設定モードと測定モードとに分けて説明する。
【００８３】
（ｂ）設定モード
測定管理者は、所望の測定対象物Ｓを図２の光学定盤１１１上に載置し、図３の撮像部２２０により測定対象物Ｓを撮像する。基準画像取得部１は、撮像部２２０により生成される画像データを基準画像データとして取得し、取得された基準画像データに基づく画像を基準画像として図１の表示部３４０に表示させる。表示部３４０に表示される基準画像は、静止画像であってもよく、順次更新される動画像であってもよい。測定管理者は、表示部３４０に表示された基準画像上において、測定すべき部分を測定点として指定するとともに、基準点を指定することができる。基準点は、測定対象物Ｓの高さを算出する際の基準となる基準面を定めるための点である。
【００８４】
以下、測定点および基準点を総称して指定点と呼ぶ。位置情報取得部２は、基準画像取得部１により取得された基準画像上における指定点の指定を受け付け、受け付けられた指定点の位置（上記の平面座標（Ｕａ，Ｖａ））を取得する。位置情報取得部２は、指定点を複数受け付けることも可能である。
【００８５】
駆動制御部３は、図３の昇降部１３０の読取部１３３から測定ヘッド２００の位置を取得し、取得された測定ヘッド２００の位置に基づいて図３の駆動回路１３２を制御する。これにより、測定ヘッド２００が上下方向の所望の位置に移動される。また、駆動制御部３は、図６の合焦部２６０の読取部２６６から可動レンズ２６３の位置を取得し、取得された可動レンズ２６３の位置に基づいて図６の駆動回路２６５を制御する。これにより、測定対象物Ｓの表面付近で測定光に焦点が付与されるように可動レンズ２６３が移動される。
【００８６】
また、駆動制御部３は、図１の記憶部３２０に記憶された位置変換情報と位置情報取得部２により取得された位置とに基づいて、図７の駆動回路２７３，２７４および図５の駆動回路２５６ａ，２５６ｂを制御する。これにより、図７の偏向部２７１，２７２の反射部２７１ｂ，２７２ｂの角度が調整され、指定点に対応する測定対象物Ｓの部分に測定光が照射される。また、測定光の光路長が変化することに応じて、測定光の光路長と参照光の光路長との差が一定の値以下になるように参照光の光路長が調整される。
【００８７】
上記の駆動制御部３の動作により、後述するように指定点に対応する測定対象物Ｓの部分の座標が座標算出部１３により算出される。駆動制御部３の動作の詳細は後述する。
【００８８】
基準面取得部４は、位置情報取得部２により取得された１または複数の基準点に対応して座標算出部１３により算出された１または複数の座標に基づいて基準面を取得する。測定管理者は、位置情報取得部２により取得された測定点について、高さに対する許容値を入力することができる。許容値は、後述する測定モードにおける測定対象物Ｓの検査に用いられ、設計値と設計値からの公差とを含む。許容値取得部５は、入力された許容値を受け付ける。
【００８９】
登録部６は、基準画像取得部１により取得された基準画像データ、位置情報取得部２により取得された位置および許容値取得部５により設定された許容値を関連付けて登録する。具体的には、登録部６は、基準画像データと、指定点の位置と、各測定値に対応する許容値との関連性を示す登録情報を記憶部３２０に記憶させる。複数の基準面が設定されてもよい。この場合、登録部６は、基準面ごとに、当該基準面に対応する基準点と、当該基準面に対応する測定点と、各測定値に対応する許容値とを関連付けて登録する。
【００９０】
偏向方向取得部７は、図７の読取部２７５，２７６から反射部２７１ｂ，２７２ｂの角度をそれぞれ取得する。検出部８は、偏向方向取得部７により取得された反射部２７１ｂ，２７２ｂの角度に基づいて偏向部２７１，２７２の偏向方向をそれぞれ検出する。また、撮像部２２０による撮像が継続されることにより、基準画像には測定対象物Ｓ上の測定光が現れる。画像解析部９は、基準画像取得部１により取得された基準画像データを解析する。検出部８は、画像解析部９の解析結果に基づいて偏向部２７１，２７２により偏向された測定光の基準画像上の照射位置を示す平面座標を検出する。
【００９１】
参照位置取得部１０は、図５の参照部２５０の読取部２５７ａ，２５７ｂから可動部２５２ａ，２５２ｂの位置をそれぞれ取得する。受光信号取得部１１は、図４の受光部２３２ｄから受光信号を取得する。距離情報算出部１２は、受光部２３２ｄにより取得された受光信号に基づいて、干渉光の波長と受光量との関係を示すデータに所定の演算および処理を行う。この演算および処理は、例えば波長から波数への周波数軸変換および波数のフーリエ変換を含む。
【００９２】
距離情報算出部１２は、処理により得られたデータと参照位置取得部１０により取得された可動部２５２ａ，２５２ｂの位置とに基づいて、図２の測定ヘッド２００における測定光の出射位置と測定対象物Ｓにおける測定光の照射位置との間の距離を示す距離情報を算出する。測定ヘッド２００における測定光の出射位置は、例えば図３のファイバカプラ２４５のポート２４５ｄの位置である。
【００９３】
座標算出部１３は、検出部８により検出された偏向部２７１，２７２の偏向方向と距離情報算出部１２により算出された距離情報とに基づいて、測定対象物Ｓ上の測定光の照射位置の三次元座標（Ｘｃ，Ｙｃ，Ｚｃ）を算出する。測定光の照射位置の三次元座標（Ｘｃ，Ｙｃ，Ｚｃ）は、高さ方向の座標Ｚｃと、高さ方向に直交する平面内における平面座標（Ｘｃ，Ｙｃ）とからなる。
【００９４】
座標算出部１３は、例えば三角測距方式を用いて、検出部８により検出される測定光の基準画像上の照射位置を示す平面座標と偏向部２７１，２７２の偏向方向とに基づいて測定対象物Ｓ上の測定光の照射位置の三次元座標を算出してもよい。あるいは、座標算出部１３は、検出部８により検出される測定光の基準画像上の照射位置を示す平面座標と距離情報算出部１２により算出される距離情報とに基づいて測定対象物Ｓ上の測定光の照射位置の三次元座標を算出してもよい。
【００９５】
判定部１４は、指定点に対応する測定対象物Ｓの部分またはその近傍の部分に測定光が照射されているか否かを判定する。具体的には、座標算出部１３は、算出された高さ方向の座標と記憶部３２０に記憶された座標変換情報とに基づいて、登録部６により登録された指定点に対応する平面座標（後述する平面座標（Ｘａ’，Ｙａ’））を取得する。また、判定部１４は、座標算出部１３により算出された平面座標（Ｘｃ，Ｙｃ）が指定点に対応する平面座標（Ｘａ’，Ｙａ’）から予め定められた範囲内にあるか否かを判定する。
【００９６】
あるいは、画像解析部９は、基準画像データを画像解析することにより、基準画像における測定光の照射位置の平面座標（後述する平面座標（Ｕｃ，Ｖｃ））を特定してもよい。この場合、判定部１４は、画像解析部９により特定された測定光の照射位置の平面座標（Ｕｃ，Ｖｃ）が登録部６により登録された指定点の平面座標（Ｕａ，Ｖａ）から予め定められた範囲内にあるか否かを判定する。
【００９７】
指定点に対応する測定対象物Ｓの部分およびその近傍の部分に測定光が照射されていないと判定部１４により判定された場合には、駆動制御部３は、測定光の照射位置が移動するように図７の駆動回路２７３，２７４および図５の駆動回路２５６ａ，２５６ｂを制御する。指定点に対応する測定対象物Ｓの部分またはその近傍の部分に測定光が照射されていると判定部１４により判定された場合には、駆動制御部３は測定光の照射位置が固定されるように駆動回路２７３，２７４および駆動回路２５６ａ，２５６ｂを制御する。
【００９８】
座標算出部１３は、基準点について算出された座標を基準面取得部４に与える。高さ算出部１５は、測定点に対応して座標算出部１３により算出された三次元座標（Ｘｃ，Ｙｃ，Ｚｃ）に基づいて、基準面取得部４により取得された基準面を基準とする測定対象物Ｓの部分の高さを算出する。例えば、高さ算出部１５は、基準面が平面である場合、三次元座標（Ｘｃ，Ｙｃ，Ｚｃ）を通る基準面の垂線における基準面から三次元座標（Ｘｃ，Ｙｃ，Ｚｃ）までの長さを高さとして算出する。高さ算出部１５は、算出された高さを表示部３４０に表示させる。登録部６は、座標算出部１３により算出された三次元座標（Ｘｃ，Ｙｃ，Ｚｃ）および高さ算出部１５により算出された高さを基準画像データ、測定点の位置、基準点の位置および許容値と関連付けて登録情報として登録する。
【００９９】
（ｃ）測定モード
測定作業者は、設定モードにおいて登録情報が登録された測定対象物Ｓと同一種類の測定対象物Ｓを図２の光学定盤１１１上に載置し、図３の撮像部２２０により撮像する。測定画像取得部１６は、撮像部２２０により生成される画像データを測定画像データとして取得し、取得された測定画像データに基づく画像を測定画像として図１の表示部３４０に表示させる。
【０１００】
測定指示部２２は、測定作業者から測定指示を受け付ける。測定作業者は、図１の操作部３３０を用いて、光学定盤１１１に載置された測定対象物Ｓの測定指示を行うことができる。測定指示部２２が測定指示を受け付けた場合、目標点設定部１７は、登録部６により登録された登録情報に基づいて、基準画像データに対する測定画像データのずれを補正する。これにより、目標点設定部１７は、登録部６により登録された登録情報に対応する指定点を目標点として測定画像データに設定する。目標点は、測定点に対応する目標測定点と、基準点に対応する目標基準点とを含む。
【０１０１】
駆動制御部３は、設定モードにおいて登録部６により登録された登録情報および目標点設定部１７により設定された目標点に基づいて、図７の駆動回路２７３，２７４および図５の駆動回路２５６ａ，２５６ｂを制御する。これにより、目標点設定部１７により設定された目標点に対応する測定対象物Ｓの部分に測定光が照射され、当該部分の三次元座標が座標算出部１３により算出される。ここで、駆動制御部３は、設定モードにおいて登録された三次元座標および高さに基づいて制御を行うので、座標算出部１３は、目標点設定部１７により設定された目標点に対応する測定対象物Ｓの部分の三次元座標を効率よく算出することができる。
【０１０２】
測定モードにおける偏向方向取得部７および検出部８の処理は、設定モードにおける偏向方向取得部７および検出部８の処理とそれぞれ同様である。測定モードにおける画像解析部９の処理は、基準画像取得部１により取得された基準画像データに代えて測定画像取得部１６により取得された測定画像データが用いられる点を除き、設定モードにおける画像解析部９の処理と同様である。測定モードにおける参照位置取得部１０、受光信号取得部１１および距離情報算出部１２の処理は、設定モードにおける参照位置取得部１０、受光信号取得部１１および距離情報算出部１２の処理とそれぞれ同様である。
【０１０３】
座標算出部１３は、検出部８により検出された偏向部２７１，２７２の偏向方向と距離情報算出部１２により算出された距離情報とに基づいて、測定対象物Ｓ上の測定光の照射位置の三次元座標（Ｘｂ，Ｙｂ，Ｚｂ）を算出する。座標算出部１３は、検出部８により検出される測定光の測定画像上の照射位置を示す平面座標と距離情報算出部１２により算出される距離情報とに基づいて測定対象物Ｓ上の測定光の照射位置の三次元座標（Ｘｂ，Ｙｂ，Ｚｂ）を算出してもよい。測定光の照射位置の三次元座標（Ｘｂ，Ｙｂ，Ｚｂ）は、高さ方向の座標Ｚｂと、高さ方向に直交する平面内における平面座標（Ｘｂ，Ｙｂ）とからなる。
【０１０４】
測定モードにおける判定部１４の処理は、登録部６により登録された指定点に代えて目標点設定部１７により設定された目標点を用いる点、および三次元座標（Ｘｃ，Ｙｃ，Ｚｃ）に代えて三次元座標（Ｘｂ，Ｙｂ，Ｚｂ）を用いる点を除き、設定モードにおける判定部１４の処理と同様である。これにより、座標算出部１３は、目標点設定部１７により設定された目標点に対応する座標を算出する。
【０１０５】
基準面取得部４は、座標算出部１３により算出された目標基準点に対応する座標に基づいて基準面を取得する。高さ算出部１５は、座標算出部１３により算出された目標測定点に対応する三次元座標（Ｘｂ，Ｙｂ，Ｚｂ）に基づいて、基準面取得部４により取得された基準面を基準とする測定対象物Ｓの部分の高さを算出する。高さ算出部１５により算出された高さは、測定中の測定対象物Ｓの測定画像上の目標測定点に対応するように表示部３４０に表示される。
【０１０６】
記録部２３は、測定指示部２２が測定指示を受け付けるごとに、高さ算出部１５により算出される高さを記録する。表示指示部２４は、測定作業者から統計データの表示の指示を受け付ける。測定作業者は、操作部３３０を用いて統計データの表示を表示指示部２４に指示することができる。統計データの表示の指示を受け付けた場合、表示指示部２４は、測定中の測定対象物Ｓの測定画像と、当該測定画像上の目標点に対応して算出された高さと、記録部２３に既に記録されている１または複数の高さに基づく統計データとを表示部３４０に同時に表示させる。
【０１０７】
検査部１８は、高さ算出部１５により算出された測定対象物Ｓの部分の高さと登録部６に登録された許容値とに基づいて測定対象物Ｓを検査する。具体的には、算出された高さが設計値を基準とする公差の範囲内である場合には、検査部１８は、測定対象物Ｓは良品であると判定する。一方、算出された高さが設計値を基準とする公差の範囲外である場合には、検査部１８は、測定対象物Ｓは不良品であると判定する。
【０１０８】
報告書作成部１９は、検査部１８による検査結果と測定画像取得部１６により取得された測定画像に基づいて報告書を作成する。これにより、測定作業者は報告書を用いて測定対象物Ｓについての高さの測定値または検査結果を測定管理者または他の使用者に容易に報告することができる。報告書は、予め決定された記載様式に従って作成される。図１１は、報告書作成部１９により作成される報告書の一例を示す図である。
【０１０９】
図１１の記載様式においては、報告書４２０は、名称表示欄４２１、画像表示欄４２２、状況表示欄４２３、結果表示欄４２４および保証表示欄４２５を含む。名称表示欄４２１には、報告書４２０の名称（図１１の例では「検査成績書」）が表示される。画像表示欄４２２には、検査対象の測定画像が表示される。状況表示欄４２３には、検査対象の名称、検査対象の識別番号、測定作業者の氏名および検査日時等が表示される。
【０１１０】
結果表示欄４２４には、検査対象についての検査結果が表示される。具体的には、結果表示欄４２４には、検査対象に設定された種々の検査項目の名称、測定値および判定結果が、設計値および公差と対応付けられた状態で一覧表の形式で表示される。保証表示欄４２５は、署名または押印されるための空欄である。測定作業者および測定管理者は、保証表示欄４２５に署名または押印することにより検査結果を保証することができる。
【０１１１】
報告書作成部１９は、検査部１８により良品と判定された測定対象物Ｓについてのみ報告書４２０を作成してもよい。このような報告書４２０は、検査対象の製品を顧客に納品する際に、製品の品質を保証するために納品書に添付される。また、報告書作成部１９は、検査部１８により不良品と判定された測定対象物Ｓについてのみ報告書４２０を作成してもよい。このような報告書４２０は、検査対象の製品が不良品であると判定された原因を解析するために自社で用いられる。
【０１１２】
本実施の形態においては、報告書４２０の結果表示欄４２４に測定対象物Ｓの部分の高さの測定値と当該部分について設定された検査項目の判定結果とが対応付けられた状態で表示されるが、本発明はこれに限定されない。報告書４２０の結果表示欄４２４に高さの測定値および検査項目の判定結果のいずれか一方が表示され、他方が表示されなくてもよい。
【０１１３】
（ｄ）ハイトゲージモード
使用者は、所望の測定対象物Ｓを図２の光学定盤１１１上に載置し、図３の撮像部２２０により測定対象物Ｓを撮像する。基準画像取得部１は、撮像部２２０により生成される画像データを取得し、取得された画像データに基づく画像を図１の表示部３４０に表示させる。使用者は、表示部３４０に表示された画像上において、指定点を指定する。
【０１１４】
位置情報取得部２は、基準画像取得部１により取得された画像上における指定点の指定を受け付け、受け付けられた指定点の位置（上記の平面座標（Ｕａ，Ｖａ））を取得する。位置情報取得部２は、指定点を複数受け付けることも可能である。
【０１１５】
駆動制御部３は、図１の記憶部３２０に記憶された位置変換情報と位置情報取得部２により取得された位置とに基づいて、図７の駆動回路２７３，２７４および図５の駆動回路２５６ａ，２５６ｂを制御する。これにより、指定点に対応する測定対象物Ｓの部分に測定光が照射されるとともに、参照光の光路長が調整される。
【０１１６】
上記の駆動制御部３の動作により、指定点に対応する測定対象物Ｓの部分の座標が座標算出部１３により算出される。基準面取得部４は、位置情報取得部２により取得された基準点に対応して座標算出部１３により算出された座標に基づいて基準面を取得する。
【０１１７】
ハイトゲージモードにおける偏向方向取得部７、検出部８、画像解析部９、参照位置取得部１０、受光信号取得部１１および距離情報算出部１２の処理は、設定モードにおける偏向方向取得部７、検出部８、画像解析部９、参照位置取得部１０、受光信号取得部１１および距離情報算出部１２の処理とそれぞれ同様である。
【０１１８】
座標算出部１３は、検出部８により検出された偏向部２７１，２７２の偏向方向または測定光の照射位置と距離情報算出部１２により算出された距離情報に基づいて、測定対象物Ｓ上の測定光の照射位置の三次元座標（Ｘｂ，Ｙｂ，Ｚｂ）を算出する。座標算出部１３は、検出部８により検出される測定光の測定画像上の照射位置を示す平面座標と距離情報算出部１２により算出される距離情報とに基づいて測定対象物Ｓ上の測定光の照射位置の三次元座標（Ｘｂ，Ｙｂ，Ｚｂ）を算出してもよい。ハイトゲージモードにおける判定部１４および高さ算出部１５の処理は、設定モードにおける判定部１４および高さ算出部１５の処理とそれぞれ同様である。
【０１１９】
（８）制御系の全体的な動作フロー
図１２〜図１６は、図１の光走査高さ測定装置４００において実行される光走査高さ測定処理の一例を示すフローチャートである。以下に示す一連の処理は、光走査高さ測定装置４００の電源がオン状態にあるときに、制御部３１０および制御基板２１０により一定周期で実行される。なお、光走査高さ測定処理には、後述する指定測定処理および実測定処理が含まれる。以下の説明では、光走査高さ測定処理のうち指定測定処理および実測定処理が制御基板２１０により実行され、光走査高さ測定処理のうち他の処理が制御部３１０により実行されるが、本発明はこれに限定されない。例えば光走査高さ測定処理の全ての処理が制御基板２１０または制御部３１０により実行されてもよい。
【０１２０】
初期状態においては、図２の光学定盤１１１上に測定対象物Ｓが載置された状態で、光走査高さ測定装置４００の電源がオンされているものとする。このとき、図１の表示部３４０には、図８の選択画面３４１が表示される。
【０１２１】
光走査高さ測定処理が開始されると、制御部３１０は、使用者の操作部３３０の操作により設定モードが選択されたか否かを判定する（ステップＳ１０１）。より具体的には、制御部３１０は、使用者により図８の設定ボタン３４１ａが操作されたか否かを判定する。
【０１２２】
制御部３１０は、設定モードが選択されない場合、後述する図１５のステップＳ２０１の処理に進む。一方、制御部３１０は、設定モードが選択された場合、図１の表示部３４０に後述する図２４の設定画面３５０を表示させる（ステップＳ１０２）。設定画面３５０においては、撮像部２２０により一定周期で取得される図２の測定領域Ｖの基準画像がリアルタイムに表示される。
【０１２３】
本実施の形態に係る光走査高さ測定装置４００においては、図１０の目標点設定部１７の補正機能を実現するために、設定モードにおいてパターン画像およびサーチ領域を設定しておく必要がある。パターン画像は、使用者により指定された時点で表示される基準画像の全領域のうち少なくとも測定対象物Ｓを含む部分の画像を意味する。また、サーチ領域は、設定モードでパターン画像が設定された後に、測定モードにおいて測定画像内でパターン画像に類似する部分をサーチする範囲（撮像部２２０の撮像視野内の範囲）を意味する。
【０１２４】
そこで、制御部３１０は、使用者の操作部３３０の操作によりサーチ領域の指定があったか否かを判定する（ステップＳ１０３）。制御部３１０は、サーチ領域の指定がない場合、後述するステップＳ１０５の処理に進む。一方、制御部３１０は、サーチ領域の指定がある場合、指定されたサーチ領域の情報を記憶部３２０に記憶することにより設定する（ステップＳ１０４）。
【０１２５】
次に、制御部３１０は、使用者の操作部３３０の操作によりパターン画像の指定があったか否かを判定する（ステップＳ１０５）。制御部３１０は、パターン画像の指定がない場合、後述するステップＳ１０７の処理に進む。一方、制御部３１０は、パターン画像の指定がある場合、指定されたパターン画像の情報を記憶部３２０に記憶することにより設定する（ステップＳ１０６）。なお、パターン画像の情報には、基準画像における当該パターン画像の位置を示す情報も含まれる。使用者によるパターン画像およびサーチ領域の具体的な設定例については後述する。
【０１２６】
次に、制御部３１０は、ステップＳ１０４，Ｓ１０６の処理により、サーチ領域およびパターン画像が設定されたか否かを判定する（ステップＳ１０７）。制御部３１０は、サーチ領域およびパターン画像のうち少なくとも一方が設定されていない場合、ステップＳ１０３の処理に戻る。一方、制御部３１０は、サーチ領域およびパターン画像が設定されている場合、基準面の設定が受け付けられたか否かを判定する（ステップＳ１０８）。
【０１２７】
制御部３１０は、ステップＳ１０８で基準面の設定を受け付けた場合、使用者の操作部３３０の操作により表示部３４０に表示される基準画像上で基準点が指定されたか否かを判定する（ステップＳ１０９）。制御部３１０は、基準点が指定されない場合、後続のステップＳ１１１の処理に進む。一方、制御部３１０は、基準点が指定された場合、制御基板２１０に、指定測定処理を指令するとともに、画像上で指定された基準点により特定される平面座標（Ｕａ，Ｖａ）を与える（図９（ａ）参照）。それにより、制御基板２１０は、指定測定処理を行うとともに（ステップＳ１１０）、指定測定処理により特定された座標（Ｘｃ，Ｙｃ，Ｚｃ）を制御部３１０に与える。指定測定処理の詳細は後述する。
【０１２８】
その後、制御部３１０は、使用者の操作部３３０の操作により基準点の指定が完了したか否かを判定する（ステップＳ１１１）。制御部３１０は、基準点の指定が完了していない場合、ステップＳ１０９の処理に戻る。一方、制御部３１０は、基準点の指定が完了した場合、ステップＳ１１０の指定測定処理で取得された１または複数の座標（Ｘｃ，Ｙｃ，Ｚｃ）に基づいて基準面を設定する（ステップＳ１１２）。本例では、１または複数の基準点に対応する座標（Ｘｃ，Ｙｃ，Ｚｃ）に基づいて基準面の座標を示す情報、例えば、各基準点に対応する平面座標（Ｘｃ，Ｙｃ）または各基準点に対応する座標（Ｘｃ，Ｙｃ，Ｚｃ）が記憶部３２０に記憶される。
【０１２９】
ここで、基準面の座標を示す情報は、基準面を決定するための基準面拘束条件を含んでもよい。基準面拘束条件には、例えば、基準面が載置面に平行であること、または基準面は予め記憶された他の面に平行であること等の条件が含まれる。基準面が載置面に平行であるという基準面拘束条件の場合、１つの基準点に対する座標（Ｘｂ，Ｙｂ，Ｚｂ）が指定されると、Ｚ＝Ｚｂで表される平面が基準面として取得されることとなる。
【０１３０】
制御部３１０は、上記のステップＳ１１２の処理後あるいはステップＳ１０８で基準面の設定を受け付けていない場合、受け付けられる設定が測定対象物Ｓの測定に関する設定であるか否かを判定する（ステップＳ１２１）。より具体的には、制御部３１０は、受け付けられる設定が高さが測定されるべき測定対象物Ｓの部分を特定する設定であるか否かを判定する。
【０１３１】
制御部３１０は、受け付けられる設定が測定に関する設定でない場合、使用者の操作部３３０の操作による当該設定に関する情報を取得し、記憶部３２０に記憶する（ステップＳ１３０）。ここで取得される情報には、例えば、上記の許容値、測定モード時に測定画像上に表示させるべき指標およびコメント等の情報が挙げられる。その後、制御部３１０は、後述するステップＳ１２６の処理に進む。
【０１３２】
制御部３１０は、ステップＳ１２１において受け付けられる設定が測定に関する設定であった場合、使用者の操作部３３０の操作により表示部３４０に表示される基準画像上で測定点が指定されたか否かを判定する（ステップＳ１２２）。制御部３１０は、測定点が指定されない場合、後続のステップＳ１２４の処理に進む。一方、制御部３１０は、測定点が指定された場合、上記のステップＳ１１０と同様に、制御基板２１０に、指定測定処理を指令するとともに、画像上で指定された測定点により特定される平面座標（Ｕａ，Ｖａ）を与える。それにより、制御基板２１０は、指定測定処理を行うとともに（ステップＳ１２３）、指定測定処理により特定された座標（Ｘｃ，Ｙｃ，Ｚｃ）を制御部３１０に与える。
【０１３３】
その後、制御部３１０は、使用者の操作部３３０の操作により測定点の指定が完了したか否かを判定する（ステップＳ１２４）。制御部３１０は、測定点の指定が完了していない場合、ステップＳ１２２の処理に戻る。
【０１３４】
一方、制御部３１０は、測定点の指定が完了した場合、ステップＳ１２３の指定測定処理で取得された１または複数の測定点の座標（Ｘｃ，Ｙｃ，Ｚｃ）を記憶部３２０に記憶することにより測定点の設定を行う（ステップＳ１２５）。
【０１３５】
上記のステップＳ１２５，Ｓ１３０のいずれかの処理後、制御部３１０は、設定の完了が指令されたか、または新たな設定が指令されたかを判定する（ステップＳ１２６）。制御部３１０は、新たな設定が指令された場合、すなわち設定の完了が指令されない場合、ステップＳ１０８の処理に戻る。
【０１３６】
一方、制御部３１０は、設定の完了が指令された場合、上記のステップＳ１０３〜Ｓ１１２，Ｓ１２１〜Ｓ１２５，Ｓ１３０のいずれかにおいて設定された情報を互いに関連付けて登録情報として登録する（ステップＳ１２７）。その後、光走査高さ測定処理が設定モードで終了する。登録される登録情報のファイルは、使用者により特定のファイル名が付された上で記憶部３２０に保存される。このとき、ステップＳ１０３〜Ｓ１１２，Ｓ１２１〜Ｓ１２５，Ｓ１３０のいずれかにおいて、設定のために一時的に記憶部３２０に記憶された情報が消去されてもよい。
【０１３７】
ここで、ステップＳ１２７において、制御部３１０は、上記のステップＳ１１２の処理により基準面が設定されている場合、基準面と特定された座標（Ｘｃ，Ｙｃ，Ｚｃ）とに基づいて測定点の高さを算出し、算出結果を登録情報に含める。なお、上記のステップＳ１２５の時点で基準面が既に設定されている場合、ステップＳ１２５において、設定された基準面と特定された座標（Ｘｃ，Ｙｃ，Ｚｃ）とに基づいて測定点の高さが算出されてもよい。この場合、算出結果が測定点の高さとして設定画面３５０（後述する図２９）に表示されてもよい。
【０１３８】
上記のステップＳ１０１において、設定モードが選択されない場合、制御部３１０は、使用者の操作部３３０の操作により測定モードが選択されたか否かを判定する（ステップＳ２０１）。より具体的には、制御部３１０は、使用者により図８の測定ボタン３４１ｂが操作されたか否かを判定する。制御部３１０は、測定モードが選択された場合、図１の表示部３４０に後述する図３３の測定画面３６０を表示させる（ステップＳ２０２）。測定画面３６０においては、撮像部２２０により一定周期で取得される図２の測定領域Ｖの測定画像がリアルタイムに表示される。
【０１３９】
次に、制御部３１０は、使用者の操作部３３０の操作により登録情報のファイルが指定されたか否かを判定する（ステップＳ２０３）。具体的には、使用者により登録情報のファイル名の指定があったか否かを判定する。制御部３１０は、ファイルの指定がない場合、ファイルの指定を受けるまで待機状態となる。一方、制御部３１０は、ファイルの指定を受けると、指定された登録情報のファイルを記憶部３２０から読み込む（ステップＳ２０４）。なお、制御部３１０は、指定された登録情報のファイルが記憶部３２０に記憶されていない場合、指定されたファイルが存在しないことを示す情報を表示部３４０に表示してもよい。
【０１４０】
次に、制御部３１０は、読み込んだ登録情報から登録されたパターン画像の情報を取得し、取得したパターン画像を表示部３４０に表示される測定画像上に重畳表示する（ステップＳ２０５）。このとき、制御部３１０は、パターン画像に加えてサーチ領域も取得する。なお、上記のように、パターン画像の情報には、基準画像における当該パターン画像の位置を示す情報も含まれる。そのため、パターン画像は、設定モードで設定された位置と同じ位置で測定画像上に重畳表示される。
【０１４１】
ここで、パターン画像は半透明で表示されてもよい。この場合、使用者は、現在撮像されている測定対象物Ｓの測定画像と設定モード時に取得された測定対象物Ｓの基準画像とを容易に比較することができる。その上で、使用者は、光学定盤１１１上の測定対象物Ｓの位置決め作業を行うことができる。
【０１４２】
次に、制御部３１０は、使用者の操作部３３０の操作により測定が指示されたか否かを判定する（ステップＳ２０６）。測定が指示された場合、制御部３１０は、パターン画像と測定画像との対比を行う（ステップＳ２０７）。具体的には、制御部３１０は、パターン画像における測定対象物Ｓのエッジを基準エッジとして抽出するとともに、取得されたサーチ領域内で基準エッジに対応する形状のエッジが存在しないか否かをサーチする。
【０１４３】
この場合、測定画像における測定対象物Ｓのエッジ部分が、最も基準エッジに類似すると考えられる。そこで、制御部３１０は、基準エッジに最も類似する測定画像の部分が検出されると、検出された部分が画像上で基準エッジからどれだけずれているのかを算出するとともに、検出された部分が画像上で基準エッジからどれだけ回転しているのかを算出する（ステップＳ２０８）。
【０１４４】
次に、制御部３１０は、読み込んだ登録情報から登録された指定点の情報を取得し、取得された指定点の情報を算出されたずれ量および回転量に基づいて目標点を設定する（ステップＳ２０９）。これらのステップＳ２０７〜Ｓ２０９の処理が、図１０の目標点設定部１７の機能に相当する。この構成によれば、測定画像における測定対象物がパターン画像における測定対象物に対して変位または回転している場合でも、指定点を高い精度で容易に特定し、目標点を設定することができる。
【０１４５】
次に、制御部３１０は、制御基板２１０に、目標点ごとに実測定処理を指令するとともに、目標点の座標（Ｘｃ，Ｙｃ，Ｚｃ）を与える（図９（ｂ）参照）。それにより、制御基板２１０は、実測定処理を行うとともに（ステップＳ２１０）、実測定処理により特定された座標（Ｘｂ，Ｙｂ，Ｚｂ）を制御部３１０に与える。実測定処理の詳細は後述する。
【０１４６】
次に、制御部３１０は、登録された基準面の情報を取得し、基準面と取得された座標（Ｘｂ，Ｙｂ，Ｚｂ）とに基づいて目標測定点の高さを算出する（ステップＳ２１１）。ここで、読み込んだ登録情報に許容値が含まれる場合には、高さの算出結果が許容値で設定される公差の範囲内であるか否かを判定する検査処理がさらに行われてもよい。
【０１４７】
その後、制御部３１０は、ステップＳ２１１で算出された高さを記録部２３に記録する（ステップＳ２１２）。また、制御部３１０は、測定中の測定対象物Ｓの測定画像上の目標測定点に対応するようにステップＳ２１１で算出された高さを表示部３４０に表示させる（ステップＳ２１３）。
【０１４８】
ここで、制御部３１０は、統計データの表示が指示されたか否かを判定する（ステップＳ２１４）。使用者は、操作部３３０を用いて、いずれかの目標測定点を選択するとともに、選択された目標測定点に対応する１または複数の高さ基づく統計データの表示を指定することができる。統計データの表示が指示されない場合、制御部３１０はステップＳ２０６の処理に戻る。
【０１４９】
一方、統計データの表示が指示された場合、制御部３１０は、統計データを表示部３４０に表示させる。これにより、測定中の測定対象物Ｓの測定画像と、当該測定画像上に設定された目標測定点に対応する高さと、記録部２３に既に記録されている１または複数の高さに基づく統計データとが表示部３４０に同時に表示される。その後、制御部３１０はステップＳ２０６の処理に戻る。ステップＳ２０６において、測定が指示されない場合、光走査高さ測定処理が測定モードで終了する。
【０１５０】
上記のステップＳ２０１において、測定モードが選択されない場合、制御部３１０は、使用者の操作部３３０の操作によりハイトゲージモードが選択されたか否かを判定する（ステップＳ３０１）。より具体的には、制御部３１０は、使用者により図８のハイトゲージボタン３４１ｃが操作されたか否かを判定する。制御部３１０は、ハイトゲージモードが選択されない場合、ステップＳ１０１の処理に戻る。
【０１５１】
一方、制御部３１０は、ハイトゲージモードが選択された場合、図１の表示部３４０に後述する図２５の設定画面３５０を表示させる（ステップＳ３０２）。その後、制御部３１０は、使用者の操作部３３０の操作に基づいて基準面の設定を行う（ステップＳ３０３）。この設定処理は、上記のステップＳ１０９〜Ｓ１１２の処理と同じである。
【０１５２】
その後、制御部３１０は、指定点の指定を受けた場合、制御基板２１０に、指定測定処理を指令するとともに、画像上で指定された指定点により特定される平面座標（Ｕａ，Ｖａ）を与える（図９（ｃ）参照）。それにより、制御基板２１０は、指定測定処理を行う（ステップＳ３０４）。また、制御基板２１０は、指定測定処理により特定された座標（Ｘｃ，Ｙｃ，Ｚｃ）と位置変換情報とに基づいて図５の可動部２５２ａ，２５２ｂの位置および図７の反射部２７１ｂ，２７２ｂの角度を調整して測定光を照射する（ステップＳ３０５）。
【０１５３】
続いて、制御基板２１０は、図４の受光部２３２ｄから出力される受光信号、図５の可動部２５２ａ，２５２ｂの位置、および図７の偏向部２７１，２７２の偏向方向に基づいて、測定対象物Ｓ上で測定光が照射される部分の三次元座標（Ｘｂ，Ｙｂ，Ｚｂ）を算出し、制御部３１０に与える（ステップＳ３０６）。
【０１５４】
なお、制御基板２１０は、上記のステップＳ３０５において、図４の受光部２３２ｄから出力される受光信号、図５の可動部２５２ａ，２５２ｂの位置、および図１の撮像部２２０により取得される画像上の測定光の照射位置を示す平面座標に基づいて、測定対象物Ｓ上で測定光が照射される部分の三次元座標（Ｘｂ，Ｙｂ，Ｚｂ）を算出してもよい。
【０１５５】
次に、制御部３１０は、設定された基準面の情報を取得し、基準面と取得された座標（Ｘｂ，Ｙｂ，Ｚｂ）とに基づいて測定対象物Ｓ上で測定光が照射される部分の高さを算出し、算出結果を測定結果として表示部３４０に表示する。例えば、制御部３１０は、基準面が平面である場合、取得された座標（Ｘｂ，Ｙｂ，Ｚｂ）を通る基準面の垂線を引いたときの基準面から座標（Ｘｂ，Ｙｂ，Ｚｂ）までの垂線の長さを高さとして算出し、算出結果を測定結果として表示部３４０に表示する。また、制御部３１０は、撮像部２２０により取得される画像上の測定光の照射位置を示す平面座標または画像上で指定された測定点により特定される平面座標に、測定点に対応する測定対象物Ｓの部分の高さを算出できたことを示す緑色の「＋」印を表示部３４０に表示する（ステップＳ３０７）。
【０１５６】
続いて、制御部３１０は、使用者の操作部３３０の操作により追加の測定点が指定されたか否かを判定する（ステップＳ３０８）。追加の測定点が指定された場合、制御部３１０は、ステップＳ３０４の処理に戻る。これにより、追加の測定点が指定されなくなるまでステップＳ３０４〜Ｓ３０８の処理が繰り返される。追加の測定点が指定されない場合、光走査高さ測定処理がハイトゲージモードで終了する。
【０１５７】
上記のハイトゲージモードによれば、使用者は、画像上で基準点を指定することにより、基準面を指定することができる。また、使用者は、測定点を画面上で指定することにより、高さの測定結果を取得することができる。さらに、使用者は、複数の測定点を指定することにより、引き続き基準面を維持したまま測定を継続することができる。
【０１５８】
（９）指定測定処理の一例
図１７および図１８は、制御基板２１０による指定測定処理の一例を示すフローチャートである。図１９および図２０は、図１７および図１８の指定測定処理を説明するための説明図である。図１９（ａ），（ｂ），（ｃ）および図２０（ａ），（ｂ）の各々では、左側に光学定盤１１１上に載置される測定対象物Ｓと撮像部２２０および走査部２７０との位置関係が側面図で示されるとともに、右側に撮像部２２０の撮像により表示部３４０に表示される画像が示される。表示部３４０に表示される画像には、測定対象物Ｓの画像ＳＩが含まれる。以下の説明では、表示部３４０に表示される画像上の平面座標を画面座標と呼ぶ。
【０１５９】
制御基板２１０は、制御部３１０から指定測定処理の指令を受けることにより、指定測定処理を開始する。そこで、制御基板２１０は、制御部３１０から指令とともに与えられる画面座標（Ｕａ，Ｖａ）を取得する（ステップＳ４０１）。
【０１６０】
図１９（ａ）の右側においては、表示部３４０に表示される画像上に画面座標（Ｕａ，Ｖａ）が示される。また、図１９（ａ）の左側においては、画面座標（Ｕａ，Ｖａ）に対応する測定対象物Ｓの部分が点Ｐ０で示される。
【０１６１】
ステップＳ４０１において、画面座標（Ｕａ，Ｖａ）に対応する点Ｐ０の座標のうちＺ軸の成分（高さ方向の成分）は不明である。そこで、制御基板２１０は、使用者により指定された点Ｐ０のＺ軸の成分を「Ｚａ」と仮定する（ステップＳ４０２）。この場合、図１９（ｂ）に示すように、仮定されるＺ軸の成分は、実際に指定された点Ｐ０のＺ軸の成分に一致するとは限らない。
【０１６２】
次に、制御基板２１０は、上記の座標変換情報に基づいてＺ軸の成分が仮定された「Ｚａ」であるときの画面座標（Ｕａ，Ｖａ）に対応する平面座標（Ｘａ，Ｙａ）を算出する（ステップＳ４０３）。それにより、図１９（ｂ）に示すように、画面座標（Ｕａ，Ｖａ）および仮定されたＺ軸の成分に対応する仮想点Ｐ１の座標（Ｘａ，Ｙａ，Ｚａ）が得られる。なお、本例では、「Ｚａ」は図２の測定領域Ｖ内のＺ方向における中間位置とする。
【０１６３】
次に、制御基板２１０は、ステップＳ４０３の処理により得られる座標（Ｘａ，Ｙａ，Ｚａ）および位置変換情報に基づいて図５の可動部２５２ａ，２５２ｂの位置および図７の反射部２７１ｂ，２７２ｂの角度を調整して測定光を照射する（ステップＳ４０４）。
【０１６４】
この場合、ステップＳ４０２で仮定されるＺ軸の成分が実際に指定された点Ｐ０のＺ軸の成分から大きくずれていると、図１９（ｃ）の左側の側面図に示すように、測定対象物Ｓ上の測定光の照射位置が実際に指定された点Ｐ０から大きくずれる。そこで、以降の処理が行われる。
【０１６５】
ステップＳ４０４の処理により、撮像部２２０により取得される画像上には、走査部２７０から測定対象物Ｓに照射される測定光の照射部分（光スポット）が現れる。この場合、測定光の照射部分の画面座標は画像処理等を用いて容易に検出することができる。図１９（ｃ）の右側の図では、表示部３４０に表示される画像上に現れる測定光の照射部分（光スポット）が丸印で示される。
【０１６６】
制御基板２１０は、ステップＳ４０４の処理後、撮像部２２０により取得される画像上で測定光の照射位置を示す平面座標を画面座標（Ｕｃ，Ｖｃ）として検出するとともに、図７の反射部２７１ｂ，２７２ｂの角度から測定光の偏向方向を検出する（ステップＳ４０５）。
【０１６７】
次に、制御基板２１０は、検出された画面座標（Ｕｃ，Ｖｃ）および偏向方向に基づいて測定対象物Ｓまたは光学定盤１１１上の測定光の照射位置Ｐ２の座標を座標（Ｘｃ，Ｙｃ，Ｚｃ）とする（ステップＳ４０６）。
【０１６８】
ここで、図１９（ｃ）に示すように、照射位置Ｐ２が点Ｐ０からずれていると、画面座標（Ｕｃ，Ｖｃ）も画面座標（Ｕａ，Ｖａ）からずれる。そこで、制御基板２１０は、画面座標（Ｕａ，Ｖａ）に対する検出された画面座標（Ｕｃ，Ｖｃ）の誤差（Ｕａ−Ｕｃ，Ｖａ−Ｖｃ）を算出するとともに、算出された誤差が予め定められた判定範囲内であるか否かを判定する（ステップＳ４０７）。このとき用いられる判定範囲は、使用者により設定可能であってもよいし、光走査高さ測定装置４００の工場出荷時に予め設定されていてもよい。
【０１６９】
ステップＳ４０７において、誤差（Ｕａ−Ｕｃ，Ｖａ−Ｖｃ）が予め定められた判定範囲内である場合、制御基板２１０は、直前のステップＳ４０６で定められた座標（Ｘｃ，Ｙｃ，Ｚｃ）を使用者により指定された座標として特定し（ステップＳ４０８）、指定測定処理を終了する。その後、制御基板２１０は、特定された座標（Ｘｃ，Ｙｃ，Ｚｃ）を制御部３１０に与える。
【０１７０】
ステップＳ４０７において、誤差（Ｕａ−Ｕｃ，Ｖａ−Ｖｃ）が予め定められた判定範囲外である場合、制御基板２１０は、上記の誤差（Ｕａ−Ｕｃ，Ｖａ−Ｖｃ）に基づいて測定光の偏向方向を調整する（ステップＳ４０９）。具体的には、例えばＸ軸およびＹ軸に対応する画面座標上の誤差と反射部２７１ｂ，２７２ｂの調整すべき角度との関係を誤差対応関係として予め記憶部３２０に記憶させておく。その上で、制御基板２１０は、図２０（ａ）に白抜きの矢印で示すように、算出された誤差（Ｕａ−Ｕｃ，Ｖａ−Ｖｃ）と誤差対応関係とに基づいて測定光の偏向方向を微調整する。
【０１７１】
その後、制御基板２１０は、ステップＳ４０５の処理に戻る。それにより、測定光の偏向方向が微調整された上で再度ステップＳ４０５〜Ｓ４０７の処理が行われる。その結果、最終的に、図２０（ｂ）に示すように、誤差（Ｕａ−Ｕｃ，Ｖａ−Ｖｃ）が判定範囲内となることにより、使用者により指定された指定点に対応する座標（Ｘｃ，Ｙｃ，Ｚｃ）が特定される。
【０１７２】
本例では、照射位置Ｐ２の座標（Ｘｃ，Ｙｃ，Ｚｃ）の座標がステップＳ４０６の処理により算出されるが、本発明はこれに限定されない。照射位置Ｐ２の座標（Ｘｃ，Ｙｃ，Ｚｃ）は、後述する図２１および図２２の指定測定処理におけるステップＳ５０５，Ｓ５０６の処理により算出されてもよい。
【０１７３】
（１０）指定測定処理の他の例
図２１および図２２は、制御基板２１０による指定測定処理の他の例を示すフローチャートである。図２３は、図２１および図２２の指定測定処理を説明するための説明図である。図２３（ａ），（ｂ）の各々では、左側に光学定盤１１１上に載置される測定対象物Ｓと撮像部２２０および走査部２７０との位置関係が側面図で示されるとともに、右側に撮像部２２０の撮像により表示部３４０に表示される画像が示される。
【０１７４】
指定測定処理が開始されると、制御基板２１０は、制御部３１０から指令とともに与えられる画面座標（Ｕａ，Ｖａ）を取得する（ステップＳ５０１）。続いて、制御基板２１０は、上記のステップＳ４０２の処理と同様に、使用者により指定された点Ｐ０のＺ軸の成分を「Ｚａ」と仮定する（ステップＳ５０２）。この場合、図１９（ｂ）の例と同様に、仮定されるＺ軸の成分は、実際に指定された点Ｐ０のＺ軸の成分に一致するとは限らない。
【０１７５】
次に、制御基板２１０は、上記のステップＳ４０３の処理と同様に、Ｚ軸の成分が仮定された「Ｚａ」であるときの画面座標（Ｕａ，Ｖａ）に対応する平面座標（Ｘａ，Ｙａ）を算出する（ステップＳ５０３）。また、制御基板２１０は、上記のステップＳ４０４の処理と同様に、ステップＳ５０３の処理により得られる仮想点Ｐ１の座標（Ｘａ，Ｙａ，Ｚａ）および位置変換情報に基づいて図５の可動部２５２ａ，２５２ｂの位置および図７の反射部２７１ｂ，２７２ｂの角度を調整して測定光を照射する（ステップＳ５０４）。ステップＳ５０４において、使用者により指定される点Ｐ０と測定対象物Ｓに照射される測定光の照射位置との関係は、上記の図１９（ｃ）の状態と同じである。その後、測定対象物Ｓ上の測定光の照射位置が実際に指定された点Ｐ０に一致するかまたは近づくように、以降の処理が行われる。
【０１７６】
まず、制御基板２１０は、図５の可動部２５２ａ，２５２ｂの位置を検出するとともに、図７の反射部２７１ｂ，２７２ｂの角度から測定光の偏向方向を検出する（ステップＳ５０５）。
【０１７７】
次に、制御基板２１０は、直前のステップＳ５０５で検出された可動部２５２ａ，２５２ｂの位置と図４の受光部２３２ｄにより取得される受光信号とに基づいて測定光の出射位置と測定対象物Ｓにおける測定光の照射位置との間の距離を算出する。また、制御基板２１０は、算出された距離および直前のステップＳ５０５で検出された測定光の偏向方向に基づいて測定対象物Ｓまたは光学定盤１１１上の測定光の照射位置Ｐ２の座標を座標（Ｘｃ，Ｙｃ，Ｚｃ）とする（ステップＳ５０６）。
【０１７８】
上記のステップＳ５０６の処理により、測定光の照射位置Ｐ２のＺ軸の成分「Ｚｃ」は、使用者により指定された点Ｐ０のＺ軸の成分に一致するかまたは近い値であると推定される。そこで、制御基板２１０は、座標変換情報に基づいてＺ軸の成分が仮定された「Ｚｃ」であるときの画面座標（Ｕａ，Ｖａ）に対応する平面座標（Ｘａ’，Ｙａ’）を算出する（ステップＳ５０７）。それにより、図２３（ａ）に示すように、画面座標（Ｕａ，Ｖａ）および仮定されたＺ軸の成分に対応する仮想点Ｐ３の座標（Ｘａ’，Ｙａ’，Ｚｃ）が得られる。
【０１７９】
次に、制御基板２１０は、仮想点Ｐ３の平面座標（Ｘａ’，Ｙａ’）に対する照射位置Ｐ２の平面座標（Ｘｃ，Ｙｃ）の誤差（Ｘａ’−Ｘｃ，Ｙａ’−Ｙｃ）を算出するとともに、算出された誤差が予め定められた判定範囲内であるか否かを判定する（ステップＳ５０８）。このとき用いられる判定範囲は、使用者により設定可能であってもよいし、光走査高さ測定装置４００の工場出荷時に予め設定されていてもよい。
【０１８０】
ステップＳ５０８において、誤差（Ｘａ’−Ｘｃ，Ｙａ’−Ｙｃ）が予め定められた判定範囲内である場合、制御基板２１０は、直前のステップＳ５０６で定められた照射位置Ｐ２の座標（Ｘｃ，Ｙｃ，Ｚｃ）を使用者により指定された座標として特定し（ステップＳ５０９）、指定測定処理を終了する。その後、制御基板２１０は、特定された座標（Ｘｃ，Ｙｃ，Ｚｃ）を制御部３１０に与える。
【０１８１】
ステップＳ５０８において、誤差（Ｘａ’−Ｘｃ，Ｙａ’−Ｙｃ）が予め定められた判定範囲外である場合、制御基板２１０は、直前のステップＳ５０７で得られた仮想点Ｐ３の座標（Ｘａ’，Ｙａ’，Ｚｃ）を上記のステップＳ５０４で測定光の照射対象となる座標（Ｘａ，Ｙａ，Ｚａ）とする（ステップＳ５１０）。その後、制御基板２１０は、上記のステップＳ５０４の処理に戻る。
【０１８２】
それにより、測定光の偏向方向が変更された上で再度ステップＳ５０４〜Ｓ５０８の処理が行われる。その結果、最終的に、図２３（ｂ）に示すように、誤差（Ｘａ’−Ｘｃ，Ｙａ’−Ｙｃ）が判定範囲内となることにより、使用者により指定された指定点に対応する座標（Ｘｃ，Ｙｃ，Ｚｃ）が特定される。
【０１８３】
本例では、照射位置Ｐ２の座標（Ｘｃ，Ｙｃ，Ｚｃ）の座標がステップＳ５０５，Ｓ５０６の処理により算出されるが、本発明はこれに限定されない。照射位置Ｐ２の座標（Ｘｃ，Ｙｃ，Ｚｃ）の座標は、図１７および図１８の指定測定処理におけるステップＳ４０６の処理により算出されてもよい。
【０１８４】
（１１）実測定処理
制御基板２１０は、制御部３１０から実測定処理の指令を受けることにより、実測定処理を開始する。実測定処理が開始されると、制御基板２１０は、まず制御部３１０から指令とともに与えられる指定点の座標（Ｘｃ，Ｙｃ，Ｚｃ）を取得する。
【０１８５】
ここで、設定モードで設定された指定点の座標（Ｘｃ，Ｙｃ，Ｚｃ）と位置変換情報とに基づいて測定光を照射しても、測定モードで測定される測定対象物Ｓの形状によっては、測定対象物Ｓ上の測定光の照射位置の平面座標が目標点の座標から大きくずれる場合がある。
【０１８６】
例えば、目標点に対応する測定対象物Ｓの部分のＺ軸の成分が「Ｚｃ」から大きくずれていると、測定光の照射位置の平面座標も設定された目標点の平面座標（Ｘｃ，Ｙｃ）から大きくずれる。そこで、実測定処理では、測定光の照射位置の平面座標が目標点の平面座標（Ｘｃ，Ｙｃ）から一定の範囲内に収まるように調整される。
【０１８７】
具体的には、制御基板２１０は、例えば取得された指定点の座標（Ｘｃ，Ｙｃ，Ｚｃ）に対応する画面座標を（Ｕａ，Ｖａ）とした上で、取得された指定点の座標（Ｘｃ，Ｙｃ，Ｚｃ）を図１７のステップＳ４０３の処理で得られる仮想点Ｐ１の座標（Ｘａ，Ｙａ，Ｚａ）とする。次に、制御基板２１０は、図１７および図１８のステップＳ４０４〜Ｓ４０８の処理を行う。続いて、制御基板２１０は、ステップＳ４０８の処理で特定された座標（Ｘｃ，Ｙｃ，Ｚｃ）と位置変換情報とに基づいて図５の可動部２５２ａ，２５２ｂの位置および図７の反射部２７１ｂ，２７２ｂの角度を調整して測定光を照射する。
【０１８８】
続いて、制御基板２１０は、図４の受光部２３２ｄから出力される受光信号、図５の可動部２５２ａ，２５２ｂの位置、および図７の偏向部２７１，２７２の偏向方向に基づいて、測定対象物Ｓ上で測定光が照射される部分の三次元座標（Ｘｂ，Ｙｂ，Ｚｂ）を算出し、制御部３１０に与える。それにより、実測定処理が終了する。なお、制御基板２１０は、図４の受光部２３２ｄから出力される受光信号、図５の可動部２５２ａ，２５２ｂの位置、および図１の撮像部２２０により取得される画像上の測定光の照射位置を示す平面座標に基づいて、測定対象物Ｓ上で測定光が照射される部分の三次元座標（Ｘｂ，Ｙｂ，Ｚｂ）を算出してもよい。
【０１８９】
あるいは、制御基板２１０は、以下のように実測定処理を実行してもよい。制御基板２１０は、例えば取得された指定点の座標（Ｘｃ，Ｙｃ，Ｚｃ）に対応する画面座標を（Ｕａ，Ｖａ）とした上で、取得された指定点の座標（Ｘｃ，Ｙｃ，Ｚｃ）を図２１のステップＳ５０３の処理で得られる仮想点Ｐ１の座標（Ｘａ，Ｙａ，Ｚａ）とする。次に、制御基板２１０は、図２１および図２２のステップＳ５０４〜Ｓ５０９の処理を行う。続いて、制御基板２１０は、ステップＳ５０８の処理で特定された座標（Ｘｃ，Ｙｃ，Ｚｃ）と位置変換情報とに基づいて図５の可動部２５２ａ，２５２ｂの位置および図７の反射部２７１ｂ，２７２ｂの角度を調整して測定光を照射する。
【０１９０】
その後、制御基板２１０は、上記の例と同様に、図４の受光部２３２ｄから出力される受光信号、図５の可動部２５２ａ，２５２ｂの位置、および図７の偏向部２７１，２７２の偏向方向に基づいて、測定対象物Ｓ上で測定光が照射される部分の三次元座標（Ｘｂ，Ｙｂ，Ｚｂ）を算出し、制御部３１０に与える。または、制御基板２１０は、図４の受光部２３２ｄから出力される受光信号、図５の可動部２５２ａ，２５２ｂの位置、および図１の撮像部２２０により取得される画像上の測定光の照射位置を示す平面座標に基づいて、測定対象物Ｓ上で測定光が照射される部分の三次元座標（Ｘｂ，Ｙｂ，Ｚｂ）を算出し、制御部３１０に与える。
【０１９１】
（１２）設定モード、測定モードおよび統計データモードを用いた操作例
図２４〜図２９は、設定モードにおける光走査高さ測定装置４００の操作例を説明するための図である。以下では、光走査高さ測定装置４００の使用者を測定管理者と測定作業者とに区別して説明する。
【０１９２】
まず、測定管理者は、高さ測定の基準となる測定対象物Ｓを光学定盤１１１上に位置決めし、図１の操作部３３０を用いて図８の設定ボタン３４１ａを操作する。それにより、光走査高さ測定装置４００が設定モードの動作を開始する。この場合、例えば図２４に示すように、図１の表示部３４０に設定画面３５０が表示される。設定画面３５０は、画像表示領域３５１およびボタン表示領域３５２を含む。画像表示領域３５１には、現在撮像されている測定対象物Ｓの画像が基準画像ＲＩとして表示される。図２４〜図２９の各図および後述する図３０〜図３６の各図では、画像表示領域３５１に表示される基準画像ＲＩおよび後述する測定画像ＭＩのうち測定対象物Ｓの形状を示す輪郭が太い実線で示される。
【０１９３】
設定モードの開始時点には、ボタン表示領域３５２に、サーチ領域ボタン３５２ａ、パターン画像ボタン３５２ｂおよび設定完了ボタン３５２ｃが表示される。測定管理者は、例えばサーチ領域ボタン３５２ａを操作し、画像表示領域３５１上でドラッグ操作等を行う。それにより、図２４に点線で示すようにサーチ領域ＳＲを設定する。また、測定管理者は、例えばパターン画像ボタン３５２ｂを操作し、画像表示領域３５１上でドラッグ操作等を行う。それにより、図２４に一点鎖線で示すようにパターン画像ＰＩを設定することができる。
【０１９４】
測定管理者は、サーチ領域ＳＲおよびパターン画像ＰＩの設定を行った後、設定完了ボタン３５２ｃを操作する。それにより、サーチ領域ＳＲおよびパターン画像ＰＩの設定が完了するとともに、設定画面３５０の表示態様が図２５に示すように切り替わる。具体的には、画像表示領域３５１において、設定されたサーチ領域ＳＲおよびパターン画像ＰＩを示す指標が除去される。また、ボタン表示領域３５２において、図２４のサーチ領域ボタン３５２ａおよびパターン画像ボタン３５２ｂに代えて、点指定ボタン３５２ｄおよび基準面設定ボタン３５２ｅが表示される。
【０１９５】
測定管理者は、点指定ボタン３５２ｄを操作し、画像表示領域３５１上でクリック操作等を行う。それにより、図２６に「＋」印で示すように１または複数（本例では３つ）の基準点が指定される。その後、測定管理者は、基準面設定ボタン３５２ｅを操作する。それにより、指定された１または複数の基準点を含む基準面が設定され、図２７に二点鎖線で示すように、画像表示領域３５１に設定された基準面ＲＦを示す指標が表示される。ここで、４以上の基準点が指定される場合には、４以上の全ての基準点が必ずしも基準面ＲＦに含まれる必要はない。この場合、基準面ＲＦは、例えば複数の基準点との間の距離が全体的に小さくなるように設定される。同様に、基準面を決定するための基準面拘束条件が定められている場合、例えば、基準面が載置面に平行であること、または基準面が予め記憶された他の面と平行であること等の条件が定められている場合において、２以上の基準点が指定される場合には、２以上の全ての基準点が必ずしも基準面ＲＦに含まれる必要はない。なお、基準面ＲＦは、点指定ボタン３５２ｄおよび基準面設定ボタン３５２ｅの操作が繰り返されることにより複数設定されてもよい。
【０１９６】
その後、測定管理者は、設定完了ボタン３５２ｃを操作する。それにより、基準面ＲＦの設定が完了するとともに、設定画面３５０の表示態様が図２８に示すように切り替わる。具体的には、画像表示領域３５１において、基準面ＲＦの設定に用いられた１または複数の基準点を示す指標が除去される。また、ボタン表示領域３５２において、図２７の基準面設定ボタン３５２ｅに代えて、許容値ボタン３５２ｇが表示される。
【０１９７】
測定管理者は、点指定ボタン３５２ｄを操作し、画像表示領域３５１上でクリック操作等を行う。それにより、図２９に「＋」印で示すように、測定点が指定される。このとき、複数の基準面ＲＦが設定されている場合、指定された測定点の基準となる基準面ＲＦとして設定された複数の基準面ＲＦの中から一の選択を受け付ける。また、指定された測定点について、上記の指定測定処理が行われ、測定点に対応する測定対象物Ｓの部分の高さを算出できたときには、測定点に対応する測定対象物Ｓの部分の高さが画像表示領域３５１上に表示される。このとき「＋」印の色を例えば緑色に変化させることにより、測定点に対応する測定対象物Ｓの部分の高さを算出できたことを示してもよい。
【０１９８】
一方、指定された測定点について、上記の指定測定処理が行われ、測定点に対応する測定対象物Ｓの部分の高さを算出できないときには、「ＦＡＩＬ」等のエラーメッセージが画像表示領域３５１上に表示されてもよい。このとき「＋」印の色を例えば赤色に変化させることにより、測定点に対応する測定対象物Ｓの部分の高さを算出できないことを示してもよい。
【０１９９】
複数の測定点が指定されている場合、測定経路情報を指定可能であってもよい。例えば、複数の測定点の指定順通りに測定経路を設定する、あるいは、測定経路が最短になるような測定経路を設定する等の情報を設定可能であってもよい。
【０２００】
測定点の指定時に、測定管理者は、さらに許容値ボタン３５２ｇを操作することにより、測定点ごとに許容値として設計値および公差を設定することができる。最後に、測定管理者は、設定完了ボタン３５２ｃを操作する。それにより、複数の測定点および許容値を含む一連の情報が互いに関連付けられて登録情報として記憶部３２０に記憶される。このとき、登録情報は、特定のファイル名が付与される。なお、このファイル名は、測定管理者により設定可能であってもよい。
【０２０１】
図２６〜図２９に示すように、基準画像ＲＩには、測定管理者により指定された基準点および測定点の位置を示す指標「＋」が重畳表示される。これにより、測定管理者は、測定対象物Ｓの基準画像ＲＩ上に重畳表示された指標を視認することにより、指定された基準点および測定点を容易に確認することができる。
【０２０２】
ここで、本発明においては、設定モードにおける基準点および測定点の設定の順は上記の例に限定されない。基準点および測定点の設定は、以下のように行われてもよい。
【０２０３】
図３０〜図３２は、設定モードにおける光走査高さ測定装置４００の他の操作例を説明するための図である。本例では、サーチ領域ＳＲおよびパターン画像ＰＩの設定後、図３０に示すように、ボタン表示領域３５２に、設定完了ボタン３５２ｃ、点指定ボタン３５２ｄ、基準面設定ボタン３５２ｅ、許容値ボタン３５２ｇ、基準点設定ボタン３５２ｈおよび測定点設定ボタン３５２ｉが表示される。
【０２０４】
この状態で、測定管理者は、点指定ボタン３５２ｄを操作し、画像表示領域３５１上でクリック操作等を行う。このとき、測定管理者は、図３０に「＋」印で示すように、複数（本例では５つ）の指定点を指定する。
【０２０５】
次に、測定管理者は、指定点ごとに、基準点設定ボタン３５２ｈまたは測定点設定ボタン３５２ｉを操作することにより、当該指定点を基準点として用いるのか測定点として用いるのかを決定する。さらに、測定管理者は、１または複数の点を基準点として決定した後、基準面設定ボタン３５２ｅを操作する。それにより、図３１に示すように、画像表示領域３５１に点線の「＋」印で示すように１または複数（本例では３つ）の基準点が表示される。また、二点鎖線で示すように１または複数の基準点に基づく基準面が表示される。さらに、実線の「＋」印で示すように１または複数（本例では２つ）の測定点が表示される。
【０２０６】
その後、図３２に示すように、指定された測定点に対応する測定対象物Ｓの部分の高さが画像表示領域３５１上に表示される。このとき、測定管理者は、上記の例と同様に、許容値ボタン３５２ｇを操作することにより、測定点ごとに許容値として設計値および公差を設定することができる。最後に、測定管理者は、設定完了ボタン３５２ｃを操作する。
【０２０７】
図３３〜図３６は、測定モードにおける光走査高さ測定装置４００の操作例を説明するための図である。測定作業者は、高さ測定の対象となる測定対象物Ｓを光学定盤１１１上に位置決めし、図１の操作部３３０を用いて図８の測定ボタン３４１ｂを操作する。それにより、光走査高さ測定装置４００が測定モードの動作を開始する。この場合、例えば図３３に示すように、図１の表示部３４０に測定画面３６０が表示される。測定画面３６０は、画像表示領域３６１およびボタン表示領域３６２を含む。画像表示領域３６１には、現在撮像されている測定対象物Ｓの画像が測定画像ＭＩとして表示される。
【０２０８】
測定モードの開始時点には、ボタン表示領域３６２に、ファイル読込ボタン３６２ａが表示される。測定作業者は、ファイル読込ボタン３６２ａを操作することにより、測定管理者に指示されたファイル名を選択する。それにより、光学定盤１１１に載置された測定対象物Ｓに対応する高さ測定の登録情報が読み込まれる。
【０２０９】
登録情報が読み込まれると、図３４に示すように、画像表示領域３６１の測定画像ＭＩ上に、読み込まれた登録情報に対応するパターン画像ＰＩが半透明の状態で重畳表示される。また、ボタン表示領域３６２に測定ボタン３６２ｂが表示される。この場合、測定作業者は、パターン画像ＰＩを参照しつつ光学定盤１１１上で測定対象物Ｓをより適切な位置に位置決めすることができる。
【０２１０】
測定作業者は、測定対象物Ｓのより正確な位置決め作業を行った後、測定ボタン３６２ｂを操作する。それにより、読み込まれた登録情報の複数の指定点にそれぞれ対応する複数の目標点が設定される。また、複数の目標測定点にそれぞれ対応する測定対象物Ｓの複数の部分の基準面からの高さが測定される。測定（算出）された測定対象物Ｓの各部分の高さは、図１０の記録部２３に記録される。
【０２１１】
また、読み込まれた登録情報に許容値が含まれる場合には、その許容値に基づいて目標測定点の対応部分の良否判定が行われる（検査処理）。その結果、図３５に示すように、画像表示領域３６１上に、設定されている目標測定点にそれぞれ対応する測定対象物Ｓの部分の高さが表示される。ボタン表示領域３６２上に、設定されている目標測定点にそれぞれ対応する測定対象物Ｓの部分の高さが表示されるとともに、許容値に基づく良否判定の結果が検査結果として表示される。また、ボタン表示領域３６２には、測定ボタン３６２ｂに加えて、統計ボタン３６２ｃが表示される。
【０２１２】
測定作業者は、他の測定対象物Ｓについて測定を継続する場合、測定終了後の測定対象物Ｓを光学定盤１１１から回収し、他の測定対象物Ｓを光学定盤１１１の適切な位置に載置する。この状態で、測定ボタン３６２ｂを操作することにより、当該測定対象物Ｓの各部分の高さが測定されるとともに、当該測定対象物Ｓの各部分の良否判定が行われる。また、測定された高さが記録部２３に記録される。これにより、測定された高さの履歴が記録部２３に蓄積される。
【０２１３】
一方で、測定作業者は、測定された測定対象物Ｓの各部分の高さの履歴を確認したい場合がある。この場合、測定作業者は、操作部３３０を用いて画像表示領域３６１またはボタン表示領域３６２に表示された複数の高さの測定結果のうち、所望の測定結果を操作（例えばクリック）することにより、所望の部分を選択する。この状態で、測定作業者は、統計ボタン３６２ｃを操作することにより、選択された部分について記録部２３に既に記録されている１または複数の高さに基づく統計データを画像表示領域３６１にさらに表示させることができる。
【０２１４】
なお、画像表示領域３６１またはボタン表示領域３６２に表示された複数の高さの測定結果のうち、いずれかの測定結果が操作（例えばクリック）された時点で、統計データが表示されてもよい。この場合、測定作業者は、統計ボタン３６２ｃを操作する必要がない。そのため、ボタン表示領域３６２に統計ボタン３６２ｃが表示されなくてもよい。
【０２１５】
図３６の例では、統計データＳＤとしてトレンドグラフが画像表示領域３６１に表示される。統計データＳＤの横軸は過去一日分に測定された測定対象物Ｓの番号（番数）を示し、統計データＳＤの縦軸は複数の測定対象物Ｓにおいて選択された部分の高さを示す。測定作業者は、検査処理において測定対象物Ｓのいずれかの部分が不良であると判定された場合には、その部分についての統計データＳＤを視認することにより、その不良の判定が単発的であるか否かを確認することができる。
【０２１６】
不良の判定が単発的である場合には、測定を継続しても差し支えない。したがって、測定作業者は、測定ボタン３６２ｂを操作することにより測定対象物Ｓの測定を継続することができる。なお、測定ボタン３６２ｂが操作され、測定が継続される場合には、画像表示領域３６１から統計データＳＤが除去される。一方で、不良の判定が単発的でない場合には、登録情報に不備がある可能性がある。このような場合には、測定作業者は、測定管理者に連絡をとることにより不良の判定の原因に対処することができる。
【０２１７】
測定管理者は、測定モードにおける光走査高さ測定処理を終了させた後、図８の選択画面３４１において統計データモードボタン３４１ｄを操作する。この場合、光走査高さ測定装置４００が統計データモードの動作を開始する。図３７は、統計データモードにおける表示部３４０の表示画面の一例を示す図である。
【０２１８】
図３７に示すように、統計データモードにおいては、表示部３４０に統計データ画面３７０が表示される。統計データ画面３７０は、抽出条件選択領域３７１およびデータ表示領域３７２を含む。抽出条件選択領域３７１には、プルダウンメニューおよび複数のボタンが表示される。測定管理者は、抽出条件選択領域３７１に表示されたプルダウンメニューおよびボタンを操作することにより、図１０の記録部２３に記録された所望の期間における所望の高さの履歴を抽出することができる。
【０２１９】
抽出条件選択領域３７１において高さの履歴が抽出された場合、データ表示領域３７２に統計値ボタン３７３、トレンドグラフボタン３７４、ヒストグラムボタン３７５および１以上の測定項目選択ボタン３７６が表示される。１以上の測定項目選択ボタン３７６は、測定モードにおいて高さが測定された測定対象物Ｓの１以上の部分にそれぞれ対応する。
【０２２０】
測定管理者は、統計値ボタン３７３を操作するとともに、所望の測定項目選択ボタン３７６を操作することにより、操作された測定項目選択ボタン３７６に対応する高さの統計値リストをデータ表示領域３７２に表示させることができる。図３７の高さの統計値リストには、統計値として「データ件数」、「有効測定数」、「無効測定数」、「ＯＫ数」、「ＮＧ数」、「ＮＧ率」、「設計値」、「上限規格値」、「下限規格値」、「最大値」、「最小値」、「平均値」、「範囲（最大−最小）」、「６σ」、「４σ」、「３σ」、「σ（標準偏差）」、「ＣＰ」および「ＣＰＫ」が含まれる。
【０２２１】
また、測定管理者は、トレンドグラフボタン３７４を操作するとともに、所望の測定項目選択ボタン３７６を操作することにより、操作された測定項目選択ボタン３７６に対応する高さのトレンドグラフをデータ表示領域３７２に表示させることができる。さらに、測定管理者は、ヒストグラムボタン３７５を操作するとともに、所望の測定項目選択ボタン３７６を操作することにより、操作された測定項目選択ボタン３７６に対応する高さのヒストグラムをデータ表示領域３７２に表示させることができる。
【０２２２】
統計値ボタン３７３、トレンドグラフボタン３７４、ヒストグラムボタン３７５または測定項目選択ボタン３７６が操作されるごとに、データ表示領域３７２の統計値リスト、トレンドグラフまたはヒストグラムの表示が切り替わる。測定管理者は、データ表示領域３７２に表示された統計値リスト、トレンドグラフまたはヒストグラムを視認することにより登録情報に不備があるか否かを判断することができる。また、登録情報に不備がある場合には、測定管理者は設定モードにおいて登録情報を適切に修正することができる。
【０２２３】
なお、図３６の例では統計データＳＤはトレンドグラフであるが、本発明はこれに限定されない。統計データＳＤは、統計データモードにおける統計データと同様に統計値リストまたはヒストグラムであってもよい。この場合、統計データＳＤにおける統計値リストの統計値の種類は、統計データモードにおける統計値リストの統計値の種類よりも少なくてもよい。例えば、統計データＳＤにおける統計値リストは、「最大値」、「最小値」、「平均値」または「σ（標準偏差）」等の少数の統計値のみを含んでもよい。
【０２２４】
（１３）変形例
本実施の形態においては、測定項目として目標測定点に対応する測定対象物Ｓの高さが記録部２３に記録されるが、本発明はこれに限定されない。目標基準点に対応する測定対象物Ｓの高さが記録部２３に記録されてもよい。あるいは、他の測定項目の値が算出され、算出された測定項目の値が記録部２３に記録されてもよい。
【０２２５】
図３８は、変形例に係る光走査高さ測定装置４００の制御系４１０を示すブロック図である。図３８の制御系４１０について、図１０の制御系４１０と異なる点を説明する。図３８に示すように、変形例においては、制御系４１０は、測定項目取得部２０および項目値算出部２１をさらに含む。
【０２２６】
設定モードにおいては、測定項目取得部２０は、位置情報取得部２により取得された指定点の位置に関する測定項目の指定を受け付ける。使用者は、操作部３３０を操作することにより所望の測定項目を指定することができる。ここで、指定点の位置に関する測定項目とは、指定点に対応する測定対象物Ｓの部分の高さに基づいて特定される種々の項目である。
【０２２７】
測定項目は、例えば指定点の最大高さ、最小高さ、平均高さ、最大高さと最小高さとの差または２点間の高さの差を含む。また、測定項目は、指定点に基づく平面の平面度、平行度、２つの面の間の距離または２つの面が成す角度を含む。あるいは、測定項目は、指定点の高さを用いて任意の演算を行うことにより特定可能であってもよい。受け付けられた測定項目に対応する許容値が許容値取得部５にさらに入力されてもよい。
【０２２８】
登録部６は、測定項目取得部２０により受け付けられた測定項目を指定点と関連付けて登録する。また、測定項目に対応する許容値が許容値取得部５に入力された場合には、登録部６は、許容値取得部５により受け付けられた許容値を測定項目と関連付けて登録する。項目値算出部２１は、高さ算出部１５により算出された指定点に対応する高さに基づいて、登録部６に登録された測定項目の値を算出する。
【０２２９】
測定モードにおいては、項目値算出部２１は、高さ算出部１５により算出された目標点に対応する高さに基づいて、登録部６に登録された測定項目の値を算出する。項目値算出部２１により算出された測定項目の値は、測定中の測定対象物Ｓの測定画像上の目標点に対応するように表示部３４０に表示される。
【０２３０】
記録部２３は、測定指示部２２が測定開始の指示を受け付けるごとに、項目値算出部２１により算出される測定項目の値を記録する。なお、記録部２３に算出された測定項目の値が記録される場合には、高さ算出部１５により算出された高さが記録部２３に記録されなくてもよい。
【０２３１】
表示指示部２４は、測定作業者から統計データの表示の指示を受け付ける。統計データの表示の指示を受け付けた場合、表示指示部２４は、測定中の測定対象物Ｓの測定画像と、当該測定画像上の目標点に対応して算出された測定項目の値と、記録部２３に既に記録されている１または複数の測定項目の値に基づく統計データとを表示部３４０に同時に表示させる。
【０２３２】
この構成によれば、測定管理者が設定モードにおいて測定項目を指定することにより、測定モードにおいて、測定作業者が熟練していない場合でも、測定対象物Ｓの対応部分の測定項目の値の算出結果を画一的に取得することができる。これにより、複数の目標点の代表高さ、複数の目標点の高さの差または複数の目標点により特定される１または複数の平面に関する値を容易に測定することが可能になる。その結果、測定対象物Ｓの平面度または組み付け寸法等を含む種々の測定項目を正確かつ容易に測定することが可能になる。
【０２３３】
また、測定項目に対応する許容値が登録部６に登録されている場合には、検査部１８は、項目値算出部２１により算出された測定項目の値と登録部６に登録された許容値とに基づいて測定対象物Ｓをさらに検査する。具体的には、算出された測定項目の値が設計値を基準とする公差の範囲内である場合には、検査部１８は、測定対象物Ｓは良品であると判定する。一方、算出された測定項目の値が設計値を基準とする公差の範囲外である場合には、検査部１８は、測定対象物Ｓは不良品であると判定する。
【０２３４】
測定作業者は、検査処理においていずれかの測定項目が不良であると判定された場合には、その測定項目についての統計データを表示部３４０に表示させることができる。また、測定作業者は、表示部３４０に表示された統計データを視認することにより、その不良の判定が単発的であるか否かを確認することができる。
【０２３５】
報告書作成部１９は、検査部１８による検査結果と測定画像取得部１６により取得された基準画像に基づいて図１１の報告書４２０を作成する。この場合、報告書４２０には、高さ以外の種々の測定項目の検査結果が記載される。図１１の例においては、測定項目として、測定対象物Ｓの部分の高さに加えて、平面度、段差および角度が記載されている。これにより、測定作業者は、測定対象物Ｓの組み付け寸法を検査することができるとともに、報告書４２０を用いて検査結果を測定管理者または他の使用者に容易に報告することができる。
【０２３６】
（１４）効果
本実施の形態に係る光走査高さ測定装置４００においては、測定指示ごとに、基準画像上で指定された指定点に対応して測定画像上に目標点が設定され、設定された目標点に対応する測定対象物Ｓの部分の高さが自動的に算出される。この場合、使用者は、光走査高さ測定装置４００に対する位置および姿勢を正確に調整した状態で測定対象物Ｓを載置する必要がなく、目標点の位置座標を予め用意する必要もない。したがって、使用者は、測定対象物Ｓの載置と測定指示とを繰り返し行うことにより、複数の測定対象物Ｓの高さを順次測定することができる。
【０２３７】
また、測定指示ごとに算出された高さが記録部２３により記録される。測定画像と、算出された高さと、記録部２３に既に記録されている１または複数の高さに基づく統計データとが表示部３４０に表示される。使用者は、表示部３４０に表示された測定画像、高さおよび統計データを視認することにより、測定対象物Ｓの測定結果が適切であるか否かを判断しながら測定指示を行うことができる。その結果、測定対象物Ｓの所望の部分の形状を効率よく測定することができる。
【０２３８】
また、統計モードにおいて、測定モードで記録部２３に記録された１または複数の測定項目の値に基づく統計データが４３０に表示される。そのため、使用者は、統計モードにおいて、測定モードで記録部２３に記録された１または複数の測定項目の値に基づく統計データを視認することができる。これにより、使用者は、測定対象物Ｓの測定結果が適切であったか否かを確認することができる。
【０２３９】
（１５）他の実施の形態
（ａ）高さ算出部１５は、光走査高さ測定装置４００に定義された固有の三次元座標系における原点を基準とする測定対象物Ｓの部分の高さを算出してもよい。この場合、使用者は、固有の三次元座標系における測定対象物Ｓの部分の高さの絶対値を取得することができる。また、高さ算出部１５は、基準面を基準とする高さの相対値を算出する相対値算出モードと、固有の三次元座標系における高さの絶対値を算出する絶対値算出モードとで選択的に動作可能であってもよい。絶対値算出モードにおいては、基準面が必要ないので、基準点が指定されてなくてもよい。
【０２４０】
（ｂ）高さ算出部１５は、設定モードにおいて、指定点に対応する測定対象物Ｓの部分の高さを算出できないときには、「ＦＡＩＬ」等のエラーメッセージを表示部３４０に表示させてもよい。この場合、測定管理者は、表示部３４０を視認することにより、指定点に対応する測定対象物Ｓの部分の高さが算出不可能であることを認識することができる。これにより、測定管理者は、測定対象物Ｓの部分の高さが算出可能になるように測定対象物Ｓまたは光走査高さ測定装置４００の配置を変更するか、または指定する指定点の位置を変更することができる。
【０２４１】
（ｃ）光走査高さ測定装置４００は、設定モードにおいて取得される基準画像または計測モードにおいて取得される測定画像に描画およびコメントを挿入可能に構成されてもよい。これにより、測定対象物Ｓの測定状況をより詳細に記録することができる。また、基準画像に挿入された描画およびコメントは、登録情報として登録されてもよい。
【０２４２】
例えば、設定モードにおいて設定されたサーチ領域を示す枠線が基準画像に描画されてもよい。この場合、測定モードにおいては、測定画像に当該枠線が表示される。これにより、測定モードにおいて、測定作業者が測定画像に表示された枠線内に測定対象物Ｓが収まるように測定対象物Ｓを光学定盤１１１に載置することが容易になる。その結果、基準画像データに対する測定画像データのずれを効率的に補正することができる。
【０２４３】
（ｄ）基準画像取得部１は、取得した基準画像を画像処理することにより表示部３４０に鳥瞰表示させてもよい。同様に、測定画像取得部１６は、取得した測定画像を画像処理することにより表示部３４０に鳥瞰表示させてもよい。
【０２４４】
（ｅ）上記実施の形態において、基準画像取得部１および測定画像取得部１６は、撮像部２２０による測定対象物Ｓの撮像画像をそれぞれ基準画像および測定画像として取得するが、本発明はこれに限定されない。基準画像取得部１および測定画像取得部１６は、予め準備された測定対象物ＳのＣＡＤ（Computer Aided Design）画像をそれぞれ基準画像および測定画像として取得してもよい。
【０２４５】
あるいは、測定対象物Ｓの複数の部分に測定光が照射される場合には、高さ算出部１５は、測定対象物Ｓの複数の部分の高さを算出可能である。そこで、基準画像取得部１および測定画像取得部１６は、測定対象物Ｓの複数の部分の高さに基づいて、測定対象物Ｓの距離画像をそれぞれ基準画像および測定画像として取得してもよい。
【０２４６】
基準画像としてＣＡＤ画像または距離画像が用いられる場合、測定管理者は、測定対象物Ｓの立体的な形状を認識しつつ、ＣＡＤ画像または距離画像上で所望の指定点を正確に指定することができる。また、基準画像および測定画像として距離画像が用いられる場合には、当該距離画像は、分解能が低減されることにより高速に生成されてもよい。
【０２４７】
（ｆ）上記実施の形態において、測定作業者は、測定モードの開始時に登録情報のファイルを指定するが、本発明はこれに限定されない。例えば、登録情報のファイルに対応するＩＤ（Identification）タグが測定対象物Ｓに貼付されていてもよい。この場合、測定モードの開始時に測定対象物ＳとともにＩＤタグが撮像部２２０に撮像されることにより、当該タグに対応する登録情報のファイルが自動的に指定される。この構成によれば、測定作業者は、測定モードの開始時に登録情報のファイルを指定する必要がない。そのため、図１５のステップＳ２０３の処理は省略される。
【０２４８】
（ｇ）上記実施の形態において、測定対象物Ｓの高さが分光干渉方式により算出されるが、本発明はこれに限定されない。測定対象物Ｓの高さは、白色干渉方式、共焦点方式、三角測距方式またはＴＯＦ（Time Of Flight）方式等の他の方式により算出されてもよい。
【０２４９】
（ｈ）上記実施の形態において、光走査高さ測定装置４００の動作モードは複数の動作モードを含み、光走査高さ測定装置４００は使用者により選択された動作モードで動作するが、本発明はこれに限定されない。光走査高さ測定装置４００の動作モードは複数の動作モードを含まずに単一の動作モードのみを含み、光走査高さ測定装置４００は当該動作モードで動作してもよい。例えば、光走査高さ測定装置４００の動作モードはハイトゲージモードを含まず、光走査高さ測定装置４００は、設定モードおよび測定モードで動作してもよい。また、光走査高さ測定装置４００は、登録情報を外部から取得可能である場合、光走査高さ測定装置４００の動作モードは設定モードを含まず、光走査高さ測定装置４００は、測定モードで動作してもよい。
【０２５０】
（ｉ）上記実施の形態において、導光部２４０は光ファイバ２４１〜２４４およびファイバカプラ２４５を含むが、本発明はこれに限定されない。導光部２４０は、光ファイバ２４１〜２４４およびファイバカプラ２４５に代えてハーフミラーを含んでもよい。
【０２５１】
（１６）請求項の各構成要素と実施の形態の各部との対応関係
以下、請求項の各構成要素と実施の形態の各部との対応の例について説明するが、本発明は下記の例に限定されない。請求項の各構成要素として、請求項に記載されている構成または機能を有する他の種々の要素を用いることもできる。
【０２５２】
上記実施の形態においては、測定対象物Ｓが測定対象物の例であり、登録部６が情報取得部および登録情報生成部の例であり、測定画像取得部１６が測定画像取得部の例であり、光出射部２３１が光出射部の例である。偏向部２７１，２７２が偏向部の例であり、受光部２３２ｄが受光部の例であり、測定指示部２２が測定指示部の例であり、目標点設定部１７が目標点設定部の例であり、駆動制御部３が駆動制御部の例である。
【０２５３】
高さ算出部１５が高さ算出部または項目値算出部の例であり、測定指示部２２が記録部の例であり、表示部３４０が表示部の例であり、光走査高さ測定装置４００が光走査高さ測定装置の例である。基準画像取得部１が基準画像取得部の例であり、位置情報取得部２が位置情報取得部の例であり、測定項目取得部２０が項目情報取得部の例であり、許容値取得部５が許容値取得部の例であり、検査部１８が検査部の例である。
【符号の説明】
【０２５４】
１…基準画像取得部，２…位置情報取得部，３…駆動制御部，４…基準面取得部，５…許容値取得部，６…登録部，７…偏向方向取得部，８…検出部，９…画像解析部，１０…参照位置取得部，１１…受光信号取得部，１２…距離情報算出部，１３…座標算出部，１４…判定部，１５…高さ算出部，１６…測定画像取得部，１７…目標点設定部，１８…検査部，１９…報告書作成部，２０…測定項目取得部，２１…項目値算出部，２２…測定指示部，２３…記録部，２４…表示指示部，１００…スタンド部，１１０…設置部，１１１…光学定盤，１２０…保持部，１３０…昇降部，１３１，２５５ａ，２５５ｂ，２６４，２７１ａ，２７２ａ…駆動部，１３２，２５６ａ，２５６ｂ，２６５，２７３，２７４…駆動回路，１３３，２５７ａ，２５７ｂ，２６６，２７５，２７６…読取部，２００…測定ヘッド，２１０…制御基板，２２０…撮像部，２３０…光学部，２３１…光出射部，２３２…測定部，２３２ａ，２３２ｃ…レンズ，２３２ｂ…分光部，２３２ｄ…受光部，２４０…導光部，２４１〜２４４…光ファイバ，２４５…ファイバカプラ，２４５ａ〜２４５ｄ…ポート，２４５ｅ…本体部，２４６…レンズ，２５０…参照部，２５１，２６１…固定部，２５１ｇ…リニアガイド，２５２ａ，２５２ｂ，２６２…可動部，２５３…固定ミラー，２５４ａ，２５４ｂ，２５４ｃ…可動ミラー，２６０…合焦部，２６３…可動レンズ，２７０…走査部，２７１，２７２…偏向部，２７１ｂ…反射部，３００…処理装置，３１０…制御部，３２０…記憶部，３３０…操作部，３４０…表示部，３４１…選択画面，３４１ａ…設定ボタン，３４１ｂ，３６２ｂ…測定ボタン，３４１ｃ…ハイトゲージボタン，３４１ｄ…統計データモードボタン，３５０…設定画面，３５１，３６１…画像表示領域，３５２，３６２…ボタン表示領域，３５２ａ…サーチ領域ボタン，３５２ｂ…パターン画像ボタン，３５２ｃ…設定完了ボタン，３５２ｄ…点指定ボタン，３５２ｅ…基準面設定ボタン，３５２ｇ…許容値ボタン，３５２ｈ…基準点設定ボタン，３５２ｉ…測定点設定ボタン，３６０…測定画面，３６２ａ…ファイル読込ボタン，３６２ｃ…統計ボタン，３７０…統計データ画面，３７１…抽出条件選択領域，３７２…データ表示領域，３７３…統計値ボタン，３７４…トレンドグラフボタン，３７５…ヒストグラムボタン，３７６…測定項目選択ボタン，４００…光走査高さ測定装置，４１０…制御系，４２０…報告書，４２１…名称表示欄，４２２…画像表示欄，４２３…状況表示欄，４２４…結果表示欄，４２５…保証表示欄，ＭＩ…測定画像，ＰＩ…パターン画像，ＲＩ…基準画像，Ｓ…測定対象物，ＳＤ…統計データ，ＳＩ…画像，ＳＲ…サーチ領域，Ｖ…測定領域
【図１】
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【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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