(57)【要約】【課題】測定対象物の所望の部分を効率よくかつ高い精度で測定することを可能な光走査高さ測定装置を提供する。【解決手段】撮像部２２０により取得される画像上で複数の測定点が指定される。光出射部２３１から出射される測定光が複数の測定点に順次照射され、その反射光が受光部により受光される。また、予め定められた割り込み条件が満たされる毎に、補正基準点に光が照射され、その反射光が受光部により受光される。測定光の照射条件および受光部により出力される受光信号に基づいて、測定点の高さが測定点高さとして算出され、補正基準点の高さが補正基準点高さとして算出される。算出された補正基準点高さの変位に基づいて測定点高さが補正される。【選択図】図３
2019074472.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定領域にある測定対象物の画像を取得する画像取得部と、
前記画像取得部により取得される画像上で複数の測定点の指定を受け付ける位置情報取得部と、
前記測定領域内で補正基準点を設定する補正基準点設定部と、
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、
前記測定領域からの光を受光し、受光量を示す受光信号を出力する受光部と、
前記複数の測定点に光が順次照射されるように前記偏向部を制御し、かつ予め定められた割り込み条件が満たされる毎に前記補正基準点設定部により設定された補正基準点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、
各測定点への光の照射時における前記偏向部による光の偏向方向または前記偏向部により偏向された光の２次元上の照射位置を第１の照射条件として検出する第１の検出部と、
前記補正基準点への光の照射時における前記偏向部による光の偏向方向または前記偏向部により偏向された光の２次元上の照射位置を第２の照射条件として検出する第２の検出部と、
前記第１の検出部により検出される前記第１の照射条件と前記受光部により出力される受光信号とに基づいて、各測定点の高さを測定点高さとして算出する高さ算出部と、
前記第２の検出部により検出される前記第２の照射条件と前記受光部により出力される受光信号とに基づいて、前記補正基準点の高さを補正基準点高さとして算出し、算出された補正基準点高さの変位に基づいて前記高さ算出部により算出された測定点高さを補正する補正部とを備えた、光走査高さ測定装置。
【請求項２】
前記位置情報取得部は、前記測定領域内の高さ基準点の指定をさらに受け付け、
前記駆動制御部は、前記高さ基準点に光が照射されるように前記偏向部を制御し、
前記光走査高さ測定装置は、
前記高さ基準点への光の照射時における前記偏向部による光の偏向方向または前記偏向部により偏向された光の２次元上の照射位置を第３の照射条件として検出する第３の検出部と、
前記第１、第２および第３の検出部により検出される前記第１、第２および第３の照射条件と前記受光部により出力される受光信号とに基づいて、前記測定点の座標、前記高さ基準点の座標および前記補正基準点の座標を算出する座標算出部と、
前記座標算出部により算出された前記高さ基準点の座標に基づいて基準面を取得する基準面取得部とをさらに備え、
前記高さ算出部は、前記座標算出部により算出された前記測定点の座標および前記基準面取得部により取得された基準面に基づいて、前記基準面を基準とする前記測定点の高さを算出し、
前記補正部は、前記座標算出部により算出された前記補正基準点の座標および前記基準面取得部により取得された基準面に基づいて、前記基準面を基準とする前記補正基準点の高さを算出する、請求項１記載の光走査高さ測定装置。
【請求項３】
前記補正基準点設定部は、前記基準面取得部により取得された基準面上に前記補正基準点を設定する、請求項２記載の光走査高さ測定装置。
【請求項４】
前記割り込み条件は、時間、光の照射回数、および光の照射位置の移動距離のうち少なくとも１つに関する条件を含む、請求項１〜３のいずれか一項に記載の光走査高さ測定装置。
【請求項５】
前記割り込み条件の指定を受け付ける条件受付部をさらに備える、請求項１〜４のいずれか一項に記載の光走査高さ測定装置。
【請求項６】
第１の測定対象物に対して測定のための設定を行う設定モード、または第２の測定対象物に対して測定を実行する測定モードを選択するモード指定部をさらに備え、
前記位置情報取得部は、前記設定モードの選択時に、前記第１の測定対象物の画像上で複数の測定点の指定を受け付け、
前記駆動制御部は、前記測定モードの選択時に、第２の測定対象物に対して前記複数の測定点および前記補正基準点に光が照射されるように前記偏向部を制御し、
前記補正基準点設定部は、前記設定モードで受け付けられた前記複数の測定点に基づいて、前記測定モードで光が照射されるべき補正基準点を決定する、請求項１〜５のいずれか一項に記載の光走査高さ測定装置。
【請求項７】
前記補正基準点設定部は、前記受け付けられた複数の測定点のうちの１つを補正基準点に設定する、請求項６記載の光走査高さ測定装置。
【請求項８】
前記受け付けられた複数の測定点に基づいて、前記測定モードにおいて前記補正基準点への光の照射および前記補正基準点に高さに基づく前記測定点高さの補正を実行するか否かを判定する実行判定部をさらに備える、請求項６または７記載の光走査高さ測定装置。
【請求項９】
測定対象物が載置される載置台と、
前記載置台上であってかつ前記測定領域内にある測定対象物を撮像する撮像部と、
前記撮像部に対して前記載置台を移動させる移動部とをさらに備え、
前記補正基準点設定部は、前記測定領域から前記補正基準点が外れないように、前記載置台の位置に応じて前記補正基準点を更新する、請求項１〜８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】
また、周辺温度の影響等により、寸法測定装置を構成する各部材の寸法または部材間の距離が僅かに変動することがある。その場合、測定値に微小な誤差が生じ、測定精度が低下する。
【０００６】
本発明の目的は、測定対象物の所望の部分を効率よくかつ高い精度で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】
【０００７】
（１）本発明に係る光走査高さ測定装置は、測定領域にある測定対象物の画像を取得する画像取得部と、画像取得部により取得される画像上で複数の測定点の指定を受け付ける位置情報取得部と、測定領域内で補正基準点を設定する補正基準点設定部と、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、測定領域からの光を受光し、受光量を示す受光信号を出力する受光部と、複数の測定点に光が順次照射されるように偏向部を制御し、かつ予め定められた割り込み条件が満たされる毎に補正基準点設定部により設定された補正基準点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、各測定点への光の照射時における偏向部による光の偏向方向または偏向部により偏向された光の２次元上の照射位置を第１の照射条件として検出する第１の検出部と、補正基準点への光の照射時における偏向部による光の偏向方向または偏向部により偏向された光の２次元上の照射位置を第２の照射条件として検出する第２の検出部と、第１の検出部により検出される第１の照射条件と受光部により出力される受光信号とに基づいて、測定点の高さを測定点高さとして算出する高さ算出部と、第２の検出部により検出される第２の照射条件と受光部により出力される受光信号とに基づいて、補正基準点の高さを補正基準点高さとして算出し、算出された補正基準点高さの変位に基づいて高さ算出部により算出された測定点高さを補正する補正部とを備える。
【０００８】
この光走査高さ測定装置においては、画像取得部により取得される画像上で複数の測定点が指定される。光出射部から出射された光が偏向部により偏向されて複数の測定点に順次照射され、その反射光が受光部により受光される。各測定点への光の照射時における第１の照射条件および受光部により出力される受光信号に基づいて、各測定点の高さが測定点高さとして算出される。
【０００９】
これにより、使用者は、測定対象物の画像上で測定対象物を確認しながら測定点を指定することができる。また、画像上で指定された測定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。これにより、測定対象物の所望の部分の高さを効率よく測定することが可能になる。
【００１０】
また、予め定められた割り込み条件が満たされる毎に、測定領域内で設定された補正基準点に光が照射され、その反射光が受光部により受光される。補正基準点への光の照射時における第２の照射条件および受光部により出力される受光信号に基づいて、補正基準点の高さが補正基準点高さとして算出される。算出された補正基準点高さの変位に基づいて測定点高さが補正される。
【００１１】
この場合、周辺温度の影響等によって光走査高さ測定装置を構成する各部材の寸法または部材間の距離が変化すると、測定点高さの誤差が生じ得る。一方、このような各部材の寸法または部材間の距離の変化は、補正基準点高さの変位として現れる。そこで、補正基準点高さの変位に基づいて測定点高さを補正することにより、各部材の寸法または部材間の距離の変化に起因する測定点高さの誤差を低減することができる。したがって、高い精度で測定対象物の所望の部分の高さを測定することができる。
【００１２】
（２）位置情報取得部は、測定領域内の高さ基準点の指定をさらに受け付け、駆動制御部は、高さ基準点に光が照射されるように偏向部を制御し、光走査高さ測定装置は、高さ基準点への光の照射時における偏向部による光の偏向方向または偏向部により偏向された光の２次元上の照射位置を第３の照射条件として検出する第３の検出部と、第１、第２および第３の検出部により検出される第１、第２および第３の照射条件と受光部により出力される受光信号とに基づいて、測定点の座標、高さ基準点の座標および補正基準点の座標を算出する座標算出部と、座標算出部により算出された高さ基準点の座標に基づいて基準面を取得する基準面取得部とをさらに備え、高さ算出部は、座標算出部により算出された測定点の座標および基準面取得部により取得された基準面に基づいて、基準面を基準とする測定点の高さを算出し、補正部は、座標算出部により算出された補正基準点の座標および基準面取得部により取得された基準面に基づいて、基準面を基準とする補正基準点の高さを算出してもよい。
【００１３】
この場合、使用者は、測定対象物の画像上で１または複数の高さ基準点を指定することにより、測定対象物の高さの基準となる基準面を容易に指定することができる。これにより、所望の基準面に対する測定対象物の部分の相対的な高さを取得することができる。また、同じ基準面を基準に測定点高さおよび補正基準点高さがそれぞれ算出されるので、測定点高さおよび補正基準点高さの算出効率が高くなる。
【００１４】
（３）補正基準点設定部は、基準面取得部により取得された基準面上に補正基準点を設定してもよい。この場合、補正基準点の設定および補正基準点高さの算出が容易になる。
【００１５】
（４）割り込み条件は、時間、光の照射回数、および光の照射位置の移動距離のうち少なくとも１つに関する条件を含んでもよい。この場合、適切なタイミングで補正基準点高さを算出することができる。
【００１６】
（５）光走査高さ測定装置は、割り込み条件の指定を受け付ける条件受付部をさらに備えてもよい。この場合、測定の目的および条件等に応じて使用者が所望の割り込み条件を指定することができる。
【００１７】
（６）光走査高さ測定装置は、第１の測定対象物に対して測定のための設定を行う設定モード、または第２の測定対象物に対して測定を実行する測定モードを選択するモード指定部をさらに備え、位置情報取得部は、設定モードの選択時に、第１の測定対象物の画像上で複数の測定点の指定を受け付け、駆動制御部は、測定モードの選択時に、第２の測定対象物に対して複数の測定点および補正基準点に光が照射されるように偏向部を制御し、補正基準点設定部は、設定モードで受け付けられた複数の測定点に基づいて、測定モードで光が照射されるべき補正基準点を決定してもよい。
【００１８】
この場合、設定モードで受け付けられた測定点に基づいて補正基準点が設定され、測定モードでその補正基準点に光が照射される。これにより、煩雑な操作を要することなく、補正基準点の設定および補正基準点高さの算出を行うことができる。
【００１９】
（７）補正基準点設定部は、受け付けられた複数の測定点のうちの１つを補正基準点に設定してもよい。この場合、補正基準点の設定がより容易になる。
【００２０】
（８）光走査高さ測定装置は、受け付けられた複数の測定点に基づいて、測定モードにおいて補正基準点への光の照射および補正基準点に高さに基づく測定点高さの補正を実行するか否かを判定する実行判定部をさらに備えてもよい。この場合、補正が必要な場合に測定点高さを適切に補正することができ、かつ補正が必要でない場合には補正を行うことなく測定の迅速化が可能になる。
【００２１】
（９）光走査高さ測定装置は、測定対象物が載置される載置台と、載置台上であってかつ測定領域内にある測定対象物を撮像する撮像部と、撮像部に対して載置台を移動させる移動部とをさらに備え、補正基準点設定部は、測定領域から補正基準点が外れないように、載置台の位置に応じて補正基準点を更新してもよい。
【００２２】
この場合、測定対象物の測定すべき部分が測定領域に収まらない場合でも、撮像部に対して載置台を移動させることにより、当該測定すべき部分を測定領域内に位置させることができる。これにより、測定対象物の所望の部分の測定を容易に実行することができる。また、補正基準点が測定領域から外れないように適宜更新されるので、載置台のいずれの位置に移動されても、補正基準点高さの算出およびそれを用いた測定点高さの補正を適切に行うことができる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、測定対象物の所望の部分の高さを効率よく高い精度で測定することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【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】測定点高さの補正の具体例について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】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】スタンド部の変形例を示す外観斜視図である。
【図３８】図３７の光学定盤の駆動系について説明するための模式図である。
【図３９】図３７の光学定盤上の測定対象物の例を示す模式的平面図である。
【図４０】図３９の測定対象物の測定例について説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
（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。
【００２６】
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（図１）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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
処理装置３００は、制御部３１０、タイマ３１５、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。タイマ３１５は、現在時刻等の時間情報を制御部３１０に与える。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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
（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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
（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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
（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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
（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。
【００６０】
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。
【００６１】
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。
【００６２】
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。
【００６３】
（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、測定モードおよびハイトゲージモードを含む。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。
【００６４】
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およびハイトゲージボタン３４１ｃ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およびハイトゲージボタン３４１ｃ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、測定モードおよびハイトゲージモードでそれぞれ動作する。
【００６５】
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。
【００６６】
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。
【００６７】
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。
【００６８】
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。
【００６９】
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。
【００７０】
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。
【００７１】
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。
【００７２】
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。
【００７３】
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。
【００７４】
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する。
【００７５】
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内の各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。
【００７６】
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。
【００７７】
ここで、周辺温度の影響等により、スタンド部１００および測定ヘッド２００を構成する各部材の寸法または部材間の距離が微小に変動することがある。その場合、測定値に微小な誤差が生じる。このような誤差を低減するため、本実施の形態では、測定点とは別に補正用基準点が設定され、予め定められた割り込み条件が満たされる毎に、補正用基準点に対する測定が行われる。補正用基準点の測定結果に基づいて、測定点の高さの補正が行われる。
【００７８】
（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、ずれ補正部１７、検査部１８および報告書作成部１９をさらに含む。また、制御系４１０は、補正基準点設定部２１、条件受付部２２、高さ補正部２３、モード指定部２４および実行判定部２５をさらに含む。
【００７９】
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。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。
【００８０】
モード指定部２４は、動作モードを指定する。本例では、図８の選択画面３４１において、設定ボタン３４１ａが操作されると設定モードが指定され、測定ボタン３４１ｂが操作されると測定モードが指定され、ハイトゲージボタン３４１ｃが操作されるとハイトゲージモードが指定される。光走査高さ測定装置４００は、モード指定部２４により指定された動作モードで動作する。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。
【００８１】
（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、高さ基準点を指定することができる。高さ基準点は、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。
【００８２】
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複数の測定点の指定を受け付け、受け付けられた測定点の位置（上記の平面座標（Ｕａ，Ｖａ））を取得する。また、位置情報取得部２は、基準画像を用いて高さ基準点の指定を受け付け、受け付けられた高さ基準点の位置を取得する。位置情報取得部２は、高さ基準点を複数受け付けることも可能である。
【００８３】
補正基準点設定部２１は、測定領域Ｖ内で補正基準点を設定する。例えば、位置情報取得部２により受け付けられた測定点および高さ基準点のうち、測定管理者が指定するいずれかの点が補正基準点に設定される。この場合、補正基準点の設定および補正基準点の高さの算出が容易になる。
【００８４】
条件受付部２２は、割り込み条件の設定を受け付ける。例えば、割り込み条件は、一定の時間（以下、補正基準時間と呼ぶ。）が経過することである。補正基準時間は、予め定められた固定値であってもよく、使用者が任意に設定可能であってもよい。また、割り込み条件はこれに限らず、測定光の照射回数に関する条件を含んでもよい。例えば、１回の補正基準点の測定が行われた後、順次測定点に測定光が照射され、予め定められた数の測定点に測定光が照射されると、補正基準点の測定が再度行われる。あるいは、割り込み条件は、測定光の照射位置の移動距離に関する条件を含んでもよい。例えば、1回の補正基準点の測定が行われた後、順次測定点に測定光が照射され、その複数の測定点間の距離の累計が予め定められた距離に達すると、補正基準点の測定が再度行われる。測定の目的および条件等に応じて割り込み条件を設定することにより、適切なタイミングで補正基準点の測定を行うことができ、測定点の高さを適切に補正することができる。
【００８５】
実行判定部２５は、位置情報取得部２により受け付けられた測定点に基づいて、測定モードにおいて補正基準点への光の照射および測定点の高さの補正を実行するか否かを判定する。例えば、測定点の数が少ない場合には、測定に要する時間が短くなるので、算出される測定点の高さの誤差が生じにくい。あるいは、複数の測定点の位置が互いに近い場合にも、測定に要する時間が比較的短く、算出される測定点の高さの誤差が生じにくい。これらの場合、測定モードにおいて、補正基準点への光の照射および測定点の高さの補正が実行されなくてもよい。このように、測定点の設定内容に応じて補正基準点の測定および測定点の高さの補正の要否を判定することにより、補正が必要な場合に測定点の高さを適切に補正することができ、かつ補正が必要でない場合には補正を行うことなく測定の迅速化が可能になる。
【００８６】
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。
【００８７】
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、測定点および高さ基準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。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。
【００８８】
上記の駆動制御部３の動作により、後述するように測定点、補正基準点および高さ基準点に対応する座標が座標算出部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。以下、測定点に対応する三次元座標を算出する処理を説明するが、高さ基準点および補正基準点に対応する三次元座標も同様に算出される。
【００８９】
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または複数の高さ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。
【００９０】
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、測定点、補正基準点および高さ基準点の位置と、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高さ基準点と、当該基準面に対応する測定点と、当該基準面に対応する補正基準点と、各測定値に対応する許容値とを関連付けて登録する。
【００９１】
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２次元上の照射位置を示す平面座標を検出する。以下、検出部８により検出される偏向部２７１，２７２の偏向方向および測定光の２次元上の照射位置を総称して照射条件と呼ぶ。
【００９２】
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。
【００９３】
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。
【００９４】
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。
【００９５】
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。
【００９６】
判定部１４は、測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により登録された測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）が測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。
【００９７】
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により登録された測定点の平面座標（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。
【００９８】
測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。測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。
【００９９】
座標算出部１３は、高さ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、高さ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。
【０１００】
（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。
【０１０１】
ずれ補正部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、ずれ補正部１７は、登録部６により登録された登録情報に対応する測定点、補正基準点および高さ基準点を測定画像データに設定する。
【０１０２】
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。この場合、駆動制御部３は、条件受付部２２により受け付けられた割り込み条件が満たされる毎に、補正基準点設定部２１により設定された補正基準点に測定光が照射されるように、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。これにより、ずれ補正部１７により設定された測定点および高さ基準点に対応する三次元座標が座標算出部１３により算出される。また、割り込み条件が満たされる毎に、補正基準点に対応する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、ずれ補正部１７により設定された測定点、補正基準点および高さ基準点に対応する三次元座標を効率よく算出することができる。
【０１０３】
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。
【０１０４】
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。
【０１０５】
測定モードにおける判定部１４の処理は、登録部６により登録された測定点に代えてずれ補正部１７により設定された測定点を用いる点、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、ずれ補正部１７により設定された測定点、補正基準点および高さ基準点に対応する座標を算出する。
【０１０６】
基準面取得部４は、座標算出部１３により算出された高さ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により算出された測定点の三次元座標（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。高さ補正部２３は、座標算出部１３により算出された高さ基準点の三次元座標（Ｘｂ，Ｙｂ，Ｚｂ）に基づいて補正基準点の高さ（以下、補正基準点高さと呼ぶ。）を算出し、算出された補正基準点の高さの変位に基づいて、高さ算出部１５により算出される測定点の高さ（以下、測定点高さと呼ぶ。）を補正する。測定点高さの補正については後述する。
【０１０７】
検査部１８は、補正部２３による補正後の測定点高さと登録部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、補正後の測定点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、補正後の測定点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、測定すべき部分を測定点として指定する。
【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複数の測定点の指定を受け付け、受け付けられた測定点の位置（上記の平面座標（Ｕａ，Ｖａ））を取得する。また、位置情報取得部２は、基準画像を用いて高さ基準点の指定を受け付け、受け付けられた高さ基準点の位置を取得する。補正基準点設定部２１は、補正基準点を設定する。条件受付部２２は、割り込み条件の設定を受け付ける。位置情報取得部２は、高さ基準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。また、駆動制御部３は、条件受付部２２により受け付けられた割り込み条件が満たされる毎に、補正基準点設定部２１により設定された補正基準点に測定光が照射されるように、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。これにより、測定点、補正基準点および高さ基準点に対応する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、測定点、補正基準点および高さ基準点に対応する座標が座標算出部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により取得された高さ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、高さ算出部１５および高さ補正部２３の処理は、設定モードにおける判定部１４、高さ算出部１５および高さ補正部２３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２５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のずれ補正部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高さ基準点として点の指定を受けたか否かを判定する（ステップＳ１０９）。制御部３１０は、点の指定を受けない場合、後続のステップＳ１１１の処理に進む。一方、制御部３１０は、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の操作により高さ基準点としての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、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、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または複数の高さ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、各高さ基準点に対応する平面座標（Ｘｃ，Ｙｃ）または各高さ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つの高さ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Ｓ１２８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として点の指定を受けたか否かを判定する（ステップＳ１２２）。制御部３１０は、点の指定を受けない場合、後続のステップＳ１２４の処理に進む。一方、制御部３１０は、点の指定を受けた場合、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としての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、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、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】
次に、補正基準点を設定する（ステップＳ１２６）。例えば、１または複数の高さ基準点のうち、使用者により選択された高さ基準点が補正基準点に設定される。あるいは、１または複数の測定点のうち、使用者により選択された測定点が補正基準点に設定される。補正基準点に対応する座標（Ｘｃ，Ｙｃ，Ｚｃ）は、記憶部３２０に記憶される。
【０１３６】
なお、１または複数の高さ基準点、あるいは１または複数の測定点のうち、予め定められた選択条件で選択された点が補正基準点に設定されてもよい。例えば、ステップＳ１０９〜Ｓ１１１において、最初に指定された高さ基準点が補正基準点に設定されてもよく、ステップＳ１２２〜Ｓ１２４において、最初に指定された測定点が補正基準点に設定されてもよい。
【０１３７】
また、指定された複数の高さ基準点のうち、平均的な座標を有する高さ基準点が補正基準点に設定されてもよく、指定された複数の測定点のうち、平均的な座標を有する測定点が補正基準点に設定されてもよい。また、指定された複数の測定点のうち、基準面に対する高さが最も大きいもしくは最も小さい測定点が補正基準点に設定されてもよい。
【０１３８】
また、使用者が基準画像上で任意の点を指定し、その点に対応する座標（Ｘｃ，Ｙｃ，Ｚｃ）が指定測定処理によって特定され、その座標（Ｘｃ，Ｙｃ，Ｚｃ）が、補正基準点の座標として記憶部３２０に記憶されてもよい。また、ステップＳ１１２で設定された基準面上の任意の点が補正基準点に設定されてもよい。
【０１３９】
また、測定領域Ｖの中心またはサーチ領域の中心に最も近い測定対象物の部分が補正基準点に設定されてもよい。あるいは、予め定められた固定位置（例えば、光学定盤１１１上の位置）が補正基準点に設定されてもよい。
【０１４０】
本例では、割り込み条件として、補正基準時間が予め定められる。割り込み条件は、使用者によって指定されてもよい。また、ステップＳ１２５において測定点が設定された後、その測定点に基づいて、補正基準点への光の照射および補正基準高さに基づく測定点高さの補正を実行すべきか否かが判定されてもよい。補正基準点への光の照射および補正基準高さに基づく測定点高さの補正を実行しないと判定された場合には、ステップＳ１２６における補正基準点の設定が行われなくてもよい。
【０１４１】
上記のステップＳ１２６，Ｓ１３０のいずれかの処理後、制御部３１０は、測定点の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Ｓ１２７）。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。
【０１４２】
次に、制御部３１０は、上記のステップＳ１０３〜Ｓ１１２，Ｓ１２１〜Ｓ１２６，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Ｓ１２８）。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〜Ｓ１２６，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。
【０１４３】
ここで、ステップＳ１２８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および補正基準点の高さを算出し、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（図２７）に表示されてもよい。また、上記のステップＳ１２６の時点で基準面が既に設定されている場合、ステップＳ１２６において、設定された基準面と特定された座標（Ｘｃ，Ｙｃ，Ｚｃ）とに基づいて補正基準点の高さが算出されてもよい。
【０１４４】
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（図１５のステップ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３４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。
【０１４５】
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。
【０１４６】
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。
【０１４７】
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。
【０１４８】
次に、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Ｓ２０６）。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。
【０１４９】
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Ｓ２０７）。
【０１５０】
次に、制御部３１０は、読み込んだ登録情報から登録された測定点および補正基準点の情報を取得し、取得された測定点および補正基準点の情報を算出されたずれ量および回転量に基づいて補正する（ステップＳ２０８）。これらのステップＳ２０６〜Ｓ２０８の処理が、図１０のずれ補正部１７の機能に相当する。この構成によれば、補正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、測定点および補正基準点を高い精度で容易に特定し、補正することができる。
【０１５１】
次に、制御基板３１０は、制御基板２１０に、補正された補正基準点の実測定処理を指令するとともに、補正された補正基準点の座標（Ｘｃ，Ｙｃ，Ｚｃ）を与える。それにより、制御基板２１０は、補正基準点の実測定処理を行うとともに（ステップＳ２０９）、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。
【０１５２】
次に、制御部３１０は、登録された基準面の情報と取得された座標（Ｘｂ，Ｙｂ，Ｚｂ）とに基づいて補正基準点の高さ（補正基準点高さ）を算出する（ステップＳ２１０）。算出された補正基準点高さは、記憶部３２０に記憶される。
【０１５３】
次に、制御部３１０は、図１のタイマ３１５からの時間情報に基づいて、直近のステップＳ２１０の処理から予め定められた補正基準時間が経過したか否かを判定する（ステップＳ２１１）。補正基準時間が経過した場合、制御部３１０は、ステップＳ２０９に戻る。これにより、補正基準点高さが再度算出され、記憶部３２０に記憶される。
【０１５４】
補正基準時間が経過していない場合、制御部３１０は、設定されている全ての測定点の高さ（測定点高さ）が算出されたか否かを判定する（ステップＳ２１２）。全ての測定点の高さが算出された場合、光走査高さ測定処理が測定モードで終了する。
【０１５５】
全ての測定点の高さが算出されていない場合、制御部３１０は、制御基板２１０に、高さが算出されていないいずれかの測定点を対象として実測定処理を指令するとともに、その測定点の座標（Ｘｃ，Ｙｃ，Ｚｃ）を与える（図９（ｂ）参照）。それにより、制御基板２１０は、対象の測定点の実測定処理を行うとともに（ステップＳ２１３）、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。
【０１５６】
次に、制御部３１０は、登録された基準面の情報と取得された座標（Ｘｂ，Ｙｂ，Ｚｂ）とに基づいて、測定点高さを算出する（ステップＳ２１４）。次に、制御部３１０は、記憶部３２０に記憶されている補正基準点高さに基づいて、対象の測定点の測定点高さを補正する。測定点高さの補正については後述する。補正後の測定点高さは、記憶部３２０に記憶される。
【０１５７】
次に、制御部３１０は、登録された他の情報に応じた各種処理を行う（ステップＳ２１６）。登録された他の情報に応じた各種処理として、例えば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あってもよい。その後、ステップＳ２１１に戻る。
【０１５８】
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（図１６のステップＳ２２１）。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。
【０１５９】
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２７の設定画面３５０を表示させる（ステップＳ２２２）。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Ｓ２２３）。この設定処理は、図１３のステップＳ１０９〜Ｓ１１２の処理と同じである。
【０１６０】
次に、制御部３１０は、補正基準点を設定する（ステップＳ２２４）。例えば、１または複数の高さ基準点のうち、使用者により選択された高さ基準点または予め定められた選択条件に従って選択された高さ基準点が補正基準点に設定される。また、使用者が指定した任意の点または予め定められた固定位置が補正基準点に設定されてもよい。
【０１６１】
次に、制御基板３１０は、制御基板２１０に、補正基準点の指定測定処理を指令するとともに、画像上で指定された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、補正基準点の指定測定処理を行う（ステップＳ２２５）。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Ｓ２２６）。
【０１６２】
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Ｓ２２７）。
【０１６３】
なお、制御基板２１０は、上記のステップＳ２２７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。
【０１６４】
次に、制御部３１０は、設定された基準面と取得された座標（Ｘｂ，Ｙｂ，Ｚｂ）とに基づいて測定光が照射される部分の高さを補正基準点高さとして算出する（ステップＳ２２８）。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補正基準点高さとして算出する。算出された補正基準点高さは記憶部３２０に記憶される。
【０１６５】
次に、制御部３１０は、設定された基準面の情報と取得された座標（Ｘｂ，Ｙｂ，Ｚｂ）とに基づいて補正基準点の高さを補正基準点高さとして算出する（ステップＳ２２８）。算出された補正基準点高さは、記憶部３２０に記憶される。
【０１６６】
次に、制御部３１０は、図１のタイマ３１５からの時間情報に基づいて、直近のステップＳ２２６の処理から予め定められた補正基準時間が経過したか否かを判定する（ステップＳ２２９）。補正基準時間が経過した場合、制御部３１０は、ステップＳ２２５に戻る。これにより、補正基準点高さが再度算出され、記憶部３２０に記憶されている補正基準点高さが更新される。
【０１６７】
補正基準時間が経過していない場合、制御部３１０は、使用者により設定画面上で測定点として点の指定を受けたか否かを判定する（ステップＳ２３０）。点の指定を受けた場合、制御部３１０は、制御基板２１０に、指定された点について指定測定処理を指令するとともに、画像上で指定された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Ｓ２３１）。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Ｓ２３２）。
【０１６８】
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Ｓ２３３）。
【０１６９】
なお、制御基板２１０は、上記のステップＳ２３３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。
【０１７０】
次に、制御部３１０は、設定された基準面と取得された座標（Ｘｂ，Ｙｂ，Ｚｂ）とに基づいて測定光が照射される部分の高さを測定点高さとして算出する（ステップＳ２３４）。次に、制御部３１０は、記憶部３２０に記憶されている補正基準点高さに基づいて、対象の測定点の測定点高さを補正する（ステップＳ２３５）。測定点高さの補正については後述する。
【０１７１】
次に、制御部３１０は、補正後の測定点高さを表示部３４０に表示する（ステップＳ２３６）。この場合、設定画面上における測定点に、当該測定点に対応する測定点高さを算出できたことを示すマークが表示されてもよい。また、ステップＳ２３５の補正が行われたことを示すマークが表示されてもよく、補正された測定点高さの色と補正されていない測定点高さの色とが異なってもよい。
【０１７２】
続いて、制御部３１０は、使用者によりハイトゲージモードの終了指示が与えられたか否かを判定する（ステップＳ２３７）。終了指示が与えられていない場合、制御部３１０は、ステップＳ２２９に戻る。終了指示が与えられると、光走査高さ測定処理がハイトゲージモードで終了する。
【０１７３】
上記のハイトゲージモードによれば、使用者は、画像上で点を指定することにより、高さ基準点および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、測定点高さ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。
【０１７４】
なお、本例では、測定点が指定される毎にその測定点について測定点高さが算出されるが、測定点の指定の有無に関わらず、測定光の照射位置の測定点高さの算出が連続的に行なわれてもよい。例えば、画像上におけるカーソルの移動に応じて、そのカーソルが示す位置の測定点高さが内部的に随時算出され、使用者が任意のタイミングで特定の操作（例えばマウスのクリック）を行うと、その時点で算出された測定点高さが表示部３４０に表示されてもよい。この場合、測定点の指定の有無に関わらず、割り込み条件が満たされると補正基準点高さが算出され、その補正基準点高さを用いて、内部的に算出される測定点高さが随時補正される。
【０１７５】
（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。
【０１７６】
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Ｓ３０１）。
【０１７７】
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。
【０１７８】
ステップＳ３０１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Ｓ３０２）。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。
【０１７９】
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Ｓ３０３）。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。
【０１８０】
次に、制御基板２１０は、ステップＳ３０３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Ｓ３０４）。
【０１８１】
この場合、ステップＳ３０２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。
【０１８２】
ステップＳ３０４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。
【０１８３】
制御基板２１０は、ステップＳ３０４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Ｓ３０５）。
【０１８４】
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Ｓ３０６）。
【０１８５】
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Ｓ３０７）。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。
【０１８６】
ステップＳ３０７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Ｓ３０６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Ｓ３０８）、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。
【０１８７】
ステップＳ３０７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Ｓ３０９）。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。
【０１８８】
その後、制御基板２１０は、ステップＳ３０５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Ｓ３０５〜Ｓ３０７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点（測定点、高さ基準点または補正基準点）に対応する座標（Ｘｃ，Ｙｃ，Ｚｃ）が特定される。
【０１８９】
本例では、照射位置Ｐ２の座標（Ｘｃ，Ｙｃ，Ｚｃ）の座標がステップＳ３０６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Ｓ４０５，Ｓ４０６の処理により算出されてもよい。
【０１９０】
（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。
【０１９１】
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Ｓ４０１）。続いて、制御基板２１０は、上記のステップＳ３０２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Ｓ４０２）。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。
【０１９２】
次に、制御基板２１０は、上記のステップＳ３０３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Ｓ４０３）。また、制御基板２１０は、上記のステップＳ３０４の処理と同様に、ステップＳ４０３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Ｓ４０４）。ステップＳ４０４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。
【０１９３】
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Ｓ４０５）。
【０１９４】
次に、制御基板２１０は、直前のステップＳ４０５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Ｓ４０５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Ｓ４０６）。
【０１９５】
上記のステップＳ４０６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Ｓ４０７）。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。
【０１９６】
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Ｓ４０８）。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。
【０１９７】
ステップＳ４０８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Ｓ４０６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Ｓ４０９）、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。
【０１９８】
ステップＳ４０８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Ｓ４０７で得られた仮想点Ｐ３の座標（Ｘａ’，Ｙａ’，Ｚｃ）を上記のステップＳ４０４で測定光の照射対象となる座標（Ｘａ，Ｙａ，Ｚａ）とする（ステップＳ４１０）。その後、制御基板２１０は、上記のステップＳ４０４の処理に戻る。
【０１９９】
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Ｓ４０４〜Ｓ４０８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点（測定点、高さ基準点または補正基準点）に対応する座標（Ｘｃ，Ｙｃ，Ｚｃ）が特定される。
【０２００】
本例では、照射位置Ｐ２の座標（Ｘｃ，Ｙｃ，Ｚｃ）の座標がステップＳ４０５，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）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Ｓ３０６の処理により算出されてもよい。
【０２０１】
（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座標（Ｘｃ，Ｙｃ，Ｚｃ）を取得する。
【０２０２】
ここで、設定モードで設定された点（測定点または補正基準点）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測定点または補正基準点の座標から大きくずれる場合がある。
【０２０３】
例えば、測定点または補正基準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測定点または補正基準点の平面座標（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測定点または補正基準点の平面座標（Ｘｃ，Ｙｃ）から一定の範囲内に収まるように調整される。
【０２０４】
具体的には、制御基板２１０は、例えば取得された測定点または補正基準点の座標（Ｘｃ，Ｙｃ，Ｚｃ）に対応する画面座標を（Ｕａ，Ｖａ）とした上で、取得された測定点または補正基準点の座標（Ｘｃ，Ｙｃ，Ｚｃ）を図１６のステップＳ３０３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Ｓ３０４〜Ｓ３０８の処理を行う。続いて、制御基板２１０は、ステップＳ３０８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。
【０２０５】
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。
【０２０６】
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、例えば取得された測定点または補正基準点の座標（Ｘｃ，Ｙｃ，Ｚｃ）に対応する画面座標を（Ｕａ，Ｖａ）とした上で、取得された測定点または補正基準点の座標（Ｘｃ，Ｙｃ，Ｚｃ）を図２１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２１および図２２のステップＳ４０４〜Ｓ４０９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。
【０２０７】
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。
【０２０８】
（１２）測定点高さの補正
補正基準点高さに基づく測定点高さの補正について説明する。図２４は、測定点高さの補正の具体例について説明するための図である。図２４において、横軸は時間を表し、縦軸は測定点高さおよび補正基準点高さを表す。図２４の上部に補正前の測定点高さおよび補正基準点高さが示され、図２４の下部に補正後の測定点高さが示される。測定点は「●」で表され、補正基準点は「△」で表される。
【０２０９】
図２４の例では、時点ｔ１，ｔ２，ｔ３において補正基準点ＡＰの高さ（補正基準点高さ）Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３がそれぞれ算出される。この場合、時点ｔ１から時点ｔ２までの時間および時点ｔ２から時点ｔ３までの時間ＡＴがそれぞれ補正基準時間に相当する。上記のように、周辺温度の影響等によって各部材の寸法または部材間の距離が変動することにより、同じ補正基準点ＡＰであっても、算出される補正基準点高さが変位する。
【０２１０】
本例では、最初に算出された補正基準点高さが補正基準値に設定される。その後、測定点高さが算出される毎に、直近の補正基準点高さと補正基準値との差分値（以下、補正差分値と呼ぶ。）に基づいて測定点高さが補正される。具体的には、時点ｔ１で算出される補正基準点高さＨ１が補正基準値に設定される。時点ｔ１と時点ｔ２との間の時点ｔ１１，ｔ１２，ｔ１３において、測定点ＭＰ１１，ＭＰ１２，ＭＰ１３の高さが測定点高さＨ１１，Ｈ１２，Ｈ１３として順次算出される。時点ｔ１から時点ｔ２までの期間においては、直近で算出された補正基準点高さＨ１が補正基準値であるため、補正差分値は０に設定される。この場合、測定点高さＨ１１，Ｈ１２，Ｈ１３は、算出された値に維持される。
【０２１１】
時点ｔ２で算出される補正基準点高さＨ２と補正基準値（補正基準点高さＨ１）との差分値はｄ１である。そのため、時点ｔ２から時点ｔ３までの期間においては、補正差分値がｄ１に設定される。時点ｔ２と時点ｔ３との間の時点ｔ２１，ｔ２２，ｔ２３において、測定点ＭＰ２１，ＭＰ２２，ＭＰ２３の高さが測定点高さＨ２１，Ｈ２２，Ｈ２３として順次算出される。この場合、補正差分値ｄ１に基づいて、測定点高さＨ２１，Ｈ２２，Ｈ２３が補正される。具体的には、算出された測定点高さＨ２１，Ｈ２２，Ｈ２３から補正差分値ｄ１がそれぞれ減算される。
【０２１２】
時点ｔ３で算出される補正基準点高さＨ３と補正基準値（補正基準点高さＨ１）との差分値はｄ２である。そのため、時点ｔ３から補正用基準時間が経過するまでの期間においては、補正差分値がｄ２に設定される。時点ｔ３の後の時点ｔ３１，ｔ３２において、測定点ＭＰ３１，ＭＰ３２の高さが測定点高さＨ３１，Ｈ３２として順次算出される。この場合、補正差分値ｄ２に基づいて、測定点高さＨ３１，Ｈ３２が補正される。具体的には、算出された測定点高さＨ３１，Ｈ３２から補正差分値ｄ２がそれぞれ減算される。
【０２１３】
このように、算出される補正基準点高さの変位に基づいて、測定点高さが順次補正される。この場合、時間の経過とともに生じる誤差が補正基準点高さの変位として現れるので、その変位に基づいて測定点高さを補正することにより、測定点高さの誤差を容易にかつ効率よく低減させることができる。
【０２１４】
補正方法は図２４の例に限らない。例えば、補正基準点高さの変位の線形近似を用いて測定点高さが補正されてもよい。具体的には、補正基準点高さの経時変化を表す一次関数が求められ、その一次関数を用いて、各測定点高さの測定時点における補正基準点高さの変位量が推定される。これにより、各測定点高さについて、その測定時点における補正基準点高さの変位量を用いて補正することができる。これにより、各測定点高さの補正の精度が高くなる。さらに補正の精度を高めるため、より高次の関数近似によって補正基準点高さの変位量が求められ、その変位量を用いて測定点高さが補正されてもよい。
【０２１５】
（１３）設定モードおよび測定モードを用いた操作例
図２５〜図３０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。
【０２１６】
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２５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２５〜図３０の各図および後述する図３１〜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。
【０２１７】
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２５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２５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。
【０２１８】
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２６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２５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。
【０２１９】
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２７に「＋」印で示すように１または複数（本例では３つ）の高さ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または複数の高さ基準点を含む基準面が設定され、図２８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以上の高さ基準点が指定される場合には、４以上の全ての高さ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、例えば複数の高さ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以上の高さ基準点が指定される場合には、２以上の全ての高さ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。
【０２２０】
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２９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または複数の高さ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２８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。
【０２２１】
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３０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点高さを算出できたときには、測定点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、測定点高さを算出できたことを示してもよい。
【０２２２】
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、測定点高さを算出できないことを示してもよい。
【０２２３】
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、測定時間の短縮のために、複数の測定点の位置に基づいて、最短の測定経路が導出されてもよい。さらに、補正基準点を含む測定経路が最短になるように、複数の測定点または高さ基準点の位置に基づいて補正基準点が設定されてもよい。
【０２２４】
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。次に、測定管理者は、指定した高さ基準点または測定点のうちいずれかの点を補正基準点に設定する。上記のように、高さ基準点および測定点と異なる任意の位置を補正基準点に設定可能であってもよい。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。
【０２２５】
図２７〜図３０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高さ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、指定された高さ基準点および測定点を容易に確認することができる。
【０２２６】
ここで、本発明においては、設定モードにおける高さ基準点、測定点および補正基準点の設定の順は上記の例に限定されない。高さ基準点、測定点および補正基準点の設定は、以下のように行われてもよい。
【０２２７】
図３１〜図３３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３１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。
【０２２８】
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３１に「＋」印で示すように、高さ基準点または測定点になりえる複数（本例では５つ）の点を指定する。
【０２２９】
次に、測定管理者は、指定した各点ごとに、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、当該点を高さ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または複数の点を高さ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３２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）の高さ基準点が表示される。また、二点鎖線で示すように１または複数の高さ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。同様にして、指定したいずれかの点を補正基準点として決定してもよい。
【０２３０】
その後、図３３に示すように、指定された測定点に対応する測定点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。
【０２３１】
図３４〜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３４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。
【０２３２】
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。
【０２３３】
登録情報が読み込まれると、図３５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。
【０２３４】
その後、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測定点に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。さらに、補正基準点の補正基準点高さに基づいて、測定点高さが適宜補正される。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測定点の対応部分の良否判定が行われる。
【０２３５】
その結果、図３６に示すように、画像表示領域３６１上に、設定されている測定点にそれぞれ対応する測定点高さが表示される。また、ボタン表示領域３６２上に、設定されている測定点にそれぞれ対応する測定点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。
【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、使用者が、基準画像取得部１により取得される画像上で複数の測定点を指定することができる。また、測定光が偏向部２７１，２７２により偏向されて複数の測定点に順次照射され、その反射光が受光部２３２ｄにより受光される。各測定点への測定光の照射時における照射条件および受光部２３２ｄにより出力される受光信号に基づいて、各測定点の高さが測定点高さとして算出される。
【０２３７】
これにより、使用者は、測定対象物Ｓの画像上で測定対象物を確認しながら測定点を指定することができる。また、画像上で指定された測定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。これにより、測定対象物Ｓの所望の部分の高さを効率よく測定することが可能になる。
【０２３８】
また、予め定められた割り込み条件が満たされる毎に、測定領域Ｖ内で設定された補正基準点に光が照射され、その反射光が受光部２３２ｄにより受光される。補正基準点への光の照射時における照射条件および受光部２３２ｄにより出力される受光信号に基づいて、補正基準点の高さが補正基準点高さとして算出され、算出された補正基準点高さの変位に基づいて測定点高さが補正される。
【０２３９】
これにより、スタンド部１００および測定ヘッド２００を構成する各部材の寸法または部材間の距離に起因する測定点高さの誤差を低減することができる。したがって、高い精度で測定対象物Ｓの所望の部分の高さを測定することができる。
【０２４０】
また、本実施の形態では、１または複数の高さ基準点が指定されることによって基準面が設定され、その基準面を基準とする測定点高さおよび補正基準点高さが算出される。これにより、所望の基準面に対する測定対象物Ｓの部分の相対的な高さを取得することができる。また、同じ基準面を基準に測定点高さおよび補正基準点高さがそれぞれ算出されるので、測定点高さおよび補正基準点高さの算出効率が高くなる。
【０２４１】
（１５）変形例
図３７は、スタンド部１００の変形例を示す外観斜視図である。図３７のスタンド部１００が図２の光走査高さ測定装置４００と異なる点は、設置部１１０上に可動式の光学定盤４６０が設けられている点である。本例において、光学定盤４６０は、一軸方向に移動可能であり、かつ一軸方向に長尺上に延びるように構成される。本例においては、光学定盤４６０が移動可能な一方向をＸ軸方向とする。
【０２４２】
図３８は、光学定盤４６０の駆動系について説明するための模式図である。図３８に示すように、スタンド部１００には、駆動部４７０、駆動回路４７１および読取部４７２が設けられる。駆動部４７０は、例えばモータであり、設置部１１０（図３７）に対して光学定盤４６０をＸ軸方向に移動させる。駆動回路４７１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４７０を駆動させる。読取部４７２は、例えば光学式のリニアエンコーダであり、駆動部４７０の駆動量を読み取ることにより光学定盤４６０のＸ軸方向における位置を検出する。また、読取部４７２は、検出結果を制御基板２１０に与える。
【０２４３】
本例では、光学定盤４６０をＸ軸方向に移動させることにより、測定領域Ｖ（図３７）に対して光学定盤４６０が相対的にＸ軸方向に移動する。それにより、測定対象物Ｓの測定すべき部分がＸ軸方向において測定領域Ｖ内に収まらない場合であっても、光学定盤４６０をＸ軸方向に移動させることによってその測定すべき部分を順次測定領域Ｖ内に移動させることができる。それにより、測定対象物の所望の部分を測定することが可能となる。
【０２４４】
図３９は、光学定盤４６０上の測定対象物Ｓｘの例を示す模式的平面図である。図３９の測定対象物Ｓｘは、Ｘ軸方向に延びる長尺形状を有する。測定対象物Ｓｘの測定すべき点Ｇ１〜Ｇ１３は、測定領域Ｖ内に収まらない。このような場合であっても、光学定盤４６０をＸ軸方向に移動させることにより、測定対象物Ｓｘの複数の点Ｇ１〜Ｇ１３について測定を行うことができる。
【０２４５】
図４０は、測定対象物Ｓｘの測定例について説明するための図である。まず、図４０（ａ）に示すように、点Ｇ１，Ｇ２が測定領域Ｖに含まれるように光学定盤４６０が移動される。その状態で、光学定盤４６０の点Ｊ１，Ｊ２，Ｊ３が高さ基準点に指定されるとともに、測定対象物Ｓｘの点Ｇ１，Ｇ２が測定点に指定される。これにより、点Ｊ１〜Ｊ３を通る基準面が設定され、その基準面を基準とする点Ｇ１，Ｇ２の高さが算出される。
【０２４６】
次に、図４０（ｂ）に示すように、点Ｇ２〜Ｇ５が測定領域Ｖに含まれるように光学定盤４６０が移動される。その状態で、光学定盤４６０の点Ｊ４，Ｊ５，Ｊ６が高さ基準点に指定されるとともに、測定対象物Ｓｘの点Ｇ２〜Ｇ５が測定点に指定される。これにより、点Ｊ４〜Ｊ６を通る基準面が設定され、その基準面を基準とする点Ｇ２〜Ｇ５の高さが算出される。
【０２４７】
次に、図４０（ｃ）に示すように、点Ｇ５〜Ｇ８が測定領域Ｖに含まれるように光学定盤４６０が移動される。その状態で、光学定盤４６０の点Ｊ７，Ｊ８，Ｊ９が高さ基準点に指定されるとともに、測定対象物Ｓｘの点Ｇ５〜Ｇ８が測定点に指定される。これにより、点Ｊ７〜Ｊ９を通る基準面が設定され、その基準面を基準とする点Ｇ５〜Ｇ８の高さが算出される。
【０２４８】
次に、図４０（ｄ）に示すように、点Ｇ８〜Ｇ１１が測定領域Ｖに含まれるように光学定盤４６０が移動される。その状態で、光学定盤４６０の点Ｊ１０，Ｊ１１，Ｊ１２が高さ基準点に指定されるとともに、測定対象物Ｓｘの点Ｇ９〜Ｇ１１が測定点に指定される。これにより、点Ｊ１０〜Ｊ１２を通る基準面が設定され、その基準面を基準とする点Ｇ８〜Ｇ１１の高さが算出される。
【０２４９】
次に、図４０（ｅ）に示すように、点Ｇ１１〜Ｇ１３が測定領域Ｖに含まれるように光学定盤４６０が移動される。その状態で、光学定盤４６０の点Ｊ１３，Ｊ１４，Ｊ１５が高さ基準点に指定されるとともに、測定対象物Ｓｘの点Ｇ１２，Ｇ１３が測定点に指定される。これにより、点Ｊ１３〜Ｊ１５を通る基準面が設定され、その基準面を基準として点Ｇ１１〜Ｇ１３の高さが算出される。
【０２５０】
このように、測定すべき点Ｇ１〜Ｇ１３が順次測定領域Ｖに含まれるように光学定盤４６０を移動させることにより、点Ｇ１〜Ｇ１３の高さを順次取得することができる。
【０２５１】
また、光学定盤４６０が移動する毎に図１の撮像部２２０により画像データが取得される。それらの複数の画像データを互いに連結することにより、測定対象物の点Ｇ１〜Ｇ１３の全てを含む画像データを生成することができる。また、生成された画像データに基づいて測定対象物Ｓｘの全体の画像を表示するとともに、取得されたＧ１〜Ｇ１３の高さをその画像上に重畳表示することができる。
【０２５２】
ここで、組み付け精度または光学定盤４６０の撓み等により、光学定盤４６０に傾きが生じることがある。この場合、光学定盤４６０の移動時に、光学定盤４６０の傾きを考慮した補正を行う必要がある。そこで、本例では、光学定盤４６０の移動の前後で共通の点の高さが取得される。例えば、光学定盤４６０が図４０（ａ）の位置および図４０（ｂ）の位置にあるときの各々で、共通の点Ｇ２の高さが取得される。また、光学定盤４６０が図４０（ｂ）の位置および図４０（ｃ）の位置にあるときの各々で、共通の点Ｇ５の高さが取得される。この場合、光学定盤４６０に傾きがあると、共通の点について取得される値が移動の前後で異なる。その差異に基づいて、光学定盤４６０の傾きに起因する誤差を補正することができる。
【０２５３】
また、本例では、光学定盤４６０の移動によって補正基準点が測定領域Ｖから外れないように、補正基準点が順次更新される。この場合、複数の測定点から補正基準点が設定される。図４０（ａ）〜（ｅ）においては、補正基準点に設定される測定点が「△」で表される。例えば、光学定盤４６０が図４０（ａ）の位置にあるときに、点Ｇ２が補正基準点に設定される。この場合、光学定盤４６０が図４０（ｂ）の位置に移動しても、点Ｇ２が測定領域Ｖに含まれる。そのため、補正基準点が点Ｇ２に維持されたまま、光学定盤４６０が図４０（ａ）の位置から図４０（ｂ）の位置に移動する。
【０２５４】
光学定盤４６０が図４０（ｃ）の位置に移動すると、点Ｇ２が測定領域Ｖから外れる。そこで、光学定盤４６０が図４０（ｂ）の位置にあるときに、補正基準点が点Ｇ２から点Ｇ５に変更される。これにより、光学定盤４６０が図４０（ｃ）の位置に移動しても、点Ｇ５が測定領域Ｖに含まれる。次に、光学定盤４６０が図４０（ｃ）の位置にあるときに、補正基準点が点Ｇ５から点Ｇ８に変更される。これにより、光学定盤４６０が図４０（ｄ）の位置に移動しても、点Ｇ８が測定領域Ｖに含まれる。
【０２５５】
このようにして、補正基準点が測定領域Ｖから外れないように補正基準点が順次更新されることにより、補正基準点の補正基準点高さに基づく測定点高さの補正を継続的に行うことができる。また、補正基準点は、上記の光学定盤４６０の傾きによる誤差の補正に用いる点と同じにすることができる。これにより、補正基準点の測定結果に基づいて、光学定盤４６０の傾きによる誤差および周辺温度の影響等による誤差を合わせて低減させることができる。
【０２５６】
図３７〜図４０の例では、光学定盤４６０が一軸方向にのみ移動可能に構成されるが、光学定盤４６０が二軸方向に移動可能に構成されてもよい。この場合も、補正基準点が測定領域Ｖから外れないように補正基準点が順次更新されることにより、補正基準点の補正基準点高さに基づく測定点高さの補正を継続的に行うことができる。また、補正基準点の測定結果に基づいて、光学定盤４６０の傾きによる誤差および周辺温度の影響等による誤差を合わせて低減させることができる。
【０２５７】
（１６）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、高さ基準点が指定されてなくてもよい。
【０２５８】
（ｂ）高さ算出部１５は、設定モードにおいて、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、測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、または指定する測定点の位置を変更することができる。
【０２５９】
（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。
【０２６０】
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。
【０２６１】
（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。
【０２６２】
（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。
【０２６３】
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。
【０２６４】
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高さ基準点、測定点および補正基準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。
【０２６５】
（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。
【０２６６】
（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。
【０２６７】
（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の動作モードは設定モードおよび測定モードを含まず、光走査高さ測定装置４００はハイトゲージモードと同様の動作モードで動作してもよい。
【０２６８】
（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。
【０２６９】
（１７）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。
【０２７０】
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、基準画像取得部１または測定画像取得部１６が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、補正基準点設定部２１が補正基準点設定部の例であり、補正光出射部２３１が光出射部の例であり、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、駆動制御部３が駆動制御部の例であり、検出部８が第１、第２および第３の検出部の例であり、高さ算出部１５が高さ算出部の例であり、高さ補正部２３が補正部の例であり、
また、座標算出部１３が座標算出部の例であり、基準面取得部４が基準面取得部の例であり、条件受付部２２が条件受付部の例であり、モード指定部２４がモード指定部の例であり、実行判定部２５が実行判定部の例であり、光学定盤４６０が載置台の例であり、撮像部２２０が撮像部の例であり、駆動部４７０が移動部の例である。
【０２７１】
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。
【符号の説明】
【０２７２】
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…ずれ補正部，１８…検査部，１９…報告書作成部，２１…補正基準点設定部，２２…条件受付部，２４…モード指定部，２３…高さ補正部，２５…実行判定部，１００…スタンド部，１１０…設置部，１１１，４６０…光学定盤，１２０…保持部，１３０…昇降部，１３１，２５５ａ，２５５ｂ，２６４，２７１ａ，２７２ａ…駆動部，１３２，２５６ａ，２５６ｂ，２６５，２７３，２７４，４７１…駆動回路，１３３，２５７ａ，２５７ｂ，２６６，２７５，２７６，４７２…読取部，２００…測定ヘッド，２１０，３１０…制御基板，２２０…撮像部，２３０…光学部，２３１…光出射部，２３１…補正光出射部，２３２…測定部，２３２ａ，２３２ｃ，２４６…レンズ，２３２ｂ…分光部，２３２ｄ…受光部，２４０…導光部，２４１，２４２，２４３，２４４…光ファイバ，２４５…ファイバカプラ，２４５ａ，２４５ｂ，２４５ｃ，２４５ｄ…ポート，２４５ｅ…本体部，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，２７２ｂ…反射部，３００…処理装置，３１０…制御部，３１５…タイマ，３２０…記憶部，３３０…操作部，３４０…表示部，３６０…測定画面，３６２ａ…ファイル読込ボタン，４００…光走査高さ測定装置，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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【図３９】
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【図４０】
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