(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークの表面形状を測定する表面形状測定機で前記ワークの表面を走査して得られた測定データから、予め定めた特定の形状成分を除去する第１の形状補正を行って形状補正データを生成する第１の形状補正ステップと、
前記第１の形状補正ステップで生成した前記形状補正データから、前記測定データ内において前記第１の形状補正に適した第１区間と、前記第１の形状補正に適さない第２区間との境界を検出する境界検出ステップと、
前記境界検出ステップで検出した前記境界で前記測定データを複数の区間に区分するデータ区分ステップと、
前記データ区分ステップで区分された前記測定データから除去する形状成分の種類を前記複数の区間ごとに決定する決定ステップと、
前記測定データに対し、前記複数の区間ごとに前記決定ステップで決定した種類の前記形状成分を除去する第２の形状補正を行う第２の形状補正ステップと、
を有し、
前記決定ステップは、前記第１区間内の前記測定データから除去する前記形状成分の種類を前記特定の形状成分に決定し、前記第２区間内の前記測定データから複数種類の形状成分をそれぞれ除去する際の補正値を個別に求めて比較することにより、前記第２区間内の前記測定データから除去する前記形状成分の種類を決定する、
形状補正方法。
【請求項２】
第１の形状補正ステップでは、前記第１の形状補正として直線補正を行う、
請求項１に記載の形状補正方法。
【請求項３】
前記境界検出ステップでは、前記形状補正データを複数のサブ区間に分け、２以上の互いに隣接する前記サブ区間ごとに当該サブ区間内の前記形状補正データの変化量を検出し、前記変化量が予め定めた閾値以下となる当該サブ区間が前記第１区間に属すると判定し、前記変化量が前記閾値よりも大きくなる当該サブ区間が前記第２区間に属すると判定する、
請求項１または２に記載の形状補正方法。
【請求項４】
前記境界検出ステップでは、２以上の互いに隣接する前記サブ区間内の前記形状補正データの最大値と最小値との差を前記変化量として検出する、
請求項３に記載の形状補正方法。
【請求項５】
前記境界検出ステップでは、互いに隣接する前記第１区間及び前記第２区間の一方に対応する前記形状補正データのデータ数が予め定めたデータ数未満となる場合、前記第１区間及び前記第２区間の他方に対し前記一方を結合する、
請求項３または４に記載の形状補正方法。
【請求項６】
前記決定ステップでは、前記第２区間内の前記測定データの二乗偏差と、複数種類の前記形状成分にそれぞれ対応した前記補正値の種類別の二乗偏差とを求め、前記測定データの二乗偏差よりも小さくなる前記補正値の二乗偏差の中の最大値に対応する前記形状成分を、前記第２区間内の前記測定データから除去する前記形状成分の種類として決定する、
請求項１から５のいずれか１項に記載の形状補正方法。
【請求項７】
ワークの表面形状を測定する表面形状測定機で前記ワークの表面を走査して得られた測定データから、予め定めた特定の形状成分を除去する第１の形状補正を行って形状補正データを生成する第１の形状補正部と、
前記第１の形状補正部が生成した前記形状補正データから、前記測定データ内において前記第１の形状補正に適した第１区間と、前記第１の形状補正に適さない第２区間との境界を検出する境界検出部と、
前記境界検出部が検出した前記境界で前記測定データを複数の区間に区分するデータ区分部と、
前記データ区分部により区分された前記測定データから除去する形状成分の種類を前記複数の区間ごとに決定する決定部と、
前記測定データに対し、前記複数の区間ごとに前記決定部が決定した種類の前記形状成分を除去する第２の形状補正を行う第２の形状補正部と、
を備え、
前記決定部は、前記第１区間内の前記測定データから除去する前記形状成分の種類を前記特定の形状成分に決定し、前記第２区間内の前記測定データから複数種類の形状成分をそれぞれ除去する際の補正値を個別に求めて比較することにより、前記第２区間内の前記測定データから除去する前記形状成分の種類を決定する、
形状補正装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表面形状測定機でワークの表面を走査して得られた測定データから形状成分を除去する形状補正を行う形状補正方法及び形状補正装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ワークの表面形状を測定する表面形状測定機の一種として、ピックアップの先端に備えられた触針でワークの表面を走査し、その変位量を測定することによりワークの表面粗さ形状（以下、適宜「表面粗さ」と略す）を測定する表面粗さ測定機が知られている。
【０００３】
表面粗さ測定機によりワークの表面を走査して得られた測定データ（測定断面曲線）には、ワークの表面の表面粗さ成分の他に、表面の形状成分なども含まれている。このため、表面粗さ測定機では、測定データから形状成分を除去するため、測定データに表面の傾斜形状、曲面形状、円弧形状などを最小二乗法で当てはめるフィッティングを行い、当てはめた形状を測定データから除去する形状補正を行うことにより、ワークの表面の表面粗さ形状を測定している。
【０００４】
このような形状補正としては、測定データから傾斜形状を除去する直線補正（傾斜補正）、曲面（Ｒ面）形状を除去するＲ面補正（ｎ次多項式補正）、円弧形状を除去する円補正や楕円補正などが知られている（特許文献１及び非特許文献１参照）。
【０００５】
通常、表面粗さ測定機のオペレータは、測定仕様書において指示された形状補正方法を選択して、表面粗さ測定機に形状補正を実行させている。一方、測定仕様書に形状補正方法についての指定がない場合、オペレータは、最適な形状補正方法を求めるため、表面粗さ測定機にて直線補正、Ｒ面補正、円補正、楕円補正などの形状補正方法を全て実施する。そして、オペレータは、表面粗さ測定機により求められた形状補正結果を目視で比較して、最適な形状補正方法を決定している。
【０００６】
また従来では、１回の形状補正演算で測定データに対し同じ形状成分だけを除去するので、測定箇所に複数種類の形状成分が存在する場合、測定仕様書に指示された形状補正方法または目視での判定により、測定区間を複数の区間に区分して、区間ごとに測定データの取得と、形状補正とをそれぞれ実行している。すなわち、測定箇所に複数種類の形状成分が存在する場合、複数回の測定を実施している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平７−１９８５６号公報
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】ＪＩＳ  Ｂ  ０６５１：２００１「製品の幾何特性仕様(GPS)-表面性状：輪郭曲線方式-触針式表面粗さ測定機の特性」
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、測定仕様書に形状補正方法についての指定がない場合、最適な形状補正方法を決定するため、直線補正やＲ面補正などの各種形状補正（形状除去）を実施する毎に、計算条件の設定と再計算（フィッティングや形状除去）とを繰り返し実行する必要がある。その結果、最適な形状補正方法を決定するのに時間がかかるという問題が生じる。また、オペレータが形状補正（形状除去）毎の形状補正結果を目視で比較するため、必ずしも最適な形状補正の決定を行うことができない場合がある。
【００１０】
また、上述のように、測定箇所に複数種類の形状成分が存在する場合には、測定箇所を複数の区間に区分して、区間ごとに測定データの取得と形状補正とを繰り返し行う必要があるので、測定時間がかかるという問題が生じる。さらに、オペレータによって、測定箇所を複数の区間に区分する際の境界の位置が変わるおそれがあり、境界の位置によって計算結果が変わるという問題も生じる。
【００１１】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、１回の測定で測定データに対して最適な形状補正を行うことができる形状補正方法及び形状補正装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の目的を達成するための形状補正方法は、ワークの表面形状を測定する表面形状測定機でワークの表面を走査して得られた測定データから、予め定めた特定の形状成分を除去する第１の形状補正を行って形状補正データを生成する第１の形状補正ステップと、第１の形状補正ステップで生成した形状補正データから、測定データ内において第１の形状補正に適した第１区間と、第１の形状補正に適さない第２区間との境界を検出する境界検出ステップと、境界検出ステップで検出した境界で測定データを複数の区間に区分するデータ区分ステップと、データ区分ステップで区分された測定データから除去する形状成分の種類を複数の区間ごとに決定する決定ステップと、測定データに対し、複数の区間ごとに決定ステップで決定した種類の形状成分を除去する第２の形状補正を行う第２の形状補正ステップと、を有し、決定ステップは、第１区間内の測定データから除去する形状成分の種類を特定の形状成分に決定し、第２区間内の測定データから複数種類の形状成分をそれぞれ除去する際の補正値を個別に求めて比較することにより、第２区間内の測定データから除去する形状成分の種類を決定する。
【００１３】
本発明によれば、ワークの表面の測定箇所に複数種類の形状成分が存在する場合でも１回の測定で測定箇所全体の形状補正データが得られる。
【００１４】
本発明の他の態様に係る形状補正方法において、第１の形状補正ステップでは、第１の形状補正として直線補正を行う。これにより、測定データ内で直線補正が適用できる区間については優先的に直線補正が適用できるように、測定データを区分することができる。
【００１５】
本発明の他の態様に係る形状補正方法において、境界検出ステップでは、形状補正データを複数のサブ区間に分け、２以上の互いに隣接するサブ区間ごとにサブ区間内の形状補正データの変化量を検出し、変化量が予め定めた閾値以下となるサブ区間が第１区間に属すると判定し、変化量が閾値よりも大きくなるサブ区間が第２区間に属すると判定する。これにより、形状補正データから第１区間と第２区間とを検出することができる。
【００１６】
本発明の他の態様に係る形状補正方法において、境界検出ステップでは、２以上の互いに隣接するサブ区間内の形状補正データの最大値と最小値との差を変化量として検出する。これにより、形状補正データから第１区間と第２区間とを検出することができる。
【００１７】
本発明の他の態様に係る形状補正方法において、境界検出ステップでは、互いに隣接する第１区間及び第２区間の一方に対応する形状補正データのデータ数が予め定めたデータ数未満となる場合、第１区間及び第２区間の他方に対し一方を結合する。これにより、測定データを複数の区間に区分した際に、データ数の少ない区間の発生を防止することができる。その結果、測定データの曲線形状を滑らかにすることができる。
【００１８】
本発明の他の態様に係る形状補正方法において、決定ステップでは、第２区間内の測定データの二乗偏差と、複数種類の形状成分にそれぞれ対応した補正値の種類別の二乗偏差とを求め、測定データの二乗偏差よりも小さくなる補正値の二乗偏差の中の最大値に対応する形状成分を、第２区間内の測定データから除去する形状成分の種類として決定する。これにより、区間ごとの測定データから除去する最適な形状成分の種類を決定することができる。
【００１９】
本発明の目的を達成するための形状補正装置は、ワークの表面形状を測定する表面形状測定機でワークの表面を走査して得られた測定データから、予め定めた特定の形状成分を除去する第１の形状補正を行って形状補正データを生成する第１の形状補正部と、第１の形状補正部が生成した形状補正データから、測定データ内において第１の形状補正に適した第１区間と、第１の形状補正に適さない第２区間との境界を検出する境界検出部と、境界検出部が検出した境界で測定データを複数の区間に区分するデータ区分部と、データ区分部により区分された測定データから除去する形状成分の種類を複数の区間ごとに決定する決定部と、測定データに対し、複数の区間ごとに決定部が決定した種類の形状成分を除去する第２の形状補正を行う第２の形状補正部と、を備え、決定部は、第１区間内の測定データから除去する形状成分の種類を特定の形状成分に決定し、第２区間内の測定データから複数種類の形状成分をそれぞれ除去する際の補正値を個別に求めて比較することにより、第２区間内の測定データから除去する形状成分の種類を決定する。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の形状補正方法及び形状補正装置は、１回の測定で測定データに対して最適な形状補正を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】表面粗さ測定機の正面図である。
【図２】データ処理部の電気的構成を示すブロック図である。
【図３】（Ａ）は、第１の形状補正部による第１の形状補正前の測定データの一例を示した説明図であり、（Ｂ）は、第１の形状補正部による第１の形状補正後の形状補正データの一例を示した説明図である。
【図４】フィルタ処理部による処理後の形状補正データの一例を示した説明図である。
【図５】境界検出部によるチェック用矩形窓の算出処理について説明するための説明図である。
【図６】（Ａ）は、境界検出部による移動チェック処理を説明するための説明図であり、（Ｂ）は、（Ａ）の一部の拡大図である。
【図７】境界検出部による移動チェック処理の結果を説明するための説明図である。
【図８】境界検出部による区間の結合処理を説明するための説明図である。
【図９】ＯＫ区間である任意の区間ｉからＦＡＩＬ区間である区間ｉ＋１に変わる境界点の調整処理を説明するための説明図である。
【図１０】ＦＡＩＬ区間である任意の区間ｉからＯＫ区間である区間ｉ＋１に変わる境界点の調整処理を説明するための説明図である。
【図１１】測定データの区分処理の一例を説明するための説明図である。
【図１２】測定データの二乗偏差と、補正値の二乗偏差と、形状補正前後の測定データとの関係を説明するための説明図である。
【図１３】（Ａ）は、第２の形状補正部による第２の形状補正前の測定データの一例を示した説明図であり、（Ｂ）は、第２の形状補正部による第２の形状補正後の形状補正データの一例を示した説明図である。
【図１４】表面粗さ測定機による測定データの形状補正処理の流れを示すフローチャートである。
【図１５】測定データの区間区分処理の流れを説明するための説明図である。
【図１６】比較例を説明するための説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
［表面粗さ測定機の全体構成］
図１は、本発明の表面形状測定機に相当する表面粗さ測定機１０の正面図である。図１に示すように、表面粗さ測定機１０は、大別して、測定部１２とデータ処理部１４とを含んで構成されている。
【００２３】
測定部１２は、アーム１７を有する駆動装置１８と、支柱１９と、第１ホルダ２０と、第２ホルダ２１と、変位検出器２２とを備える。アーム１７は、駆動装置１８によりアーム１７に対して平行な方向に往復移動される。アーム１７は、その後端部を駆動装置１８のアーム装着穴（図示せず）に挿入した状態で駆動装置１８に取り付けられている。
【００２４】
支柱１９は、アーム１７に対して垂直な方向に延びた形状を有しており、アーム１７の先端部に取り付けられている。この支柱１９は、アーム１７と一体に移動する。
【００２５】
第１ホルダ２０は、支柱１９が挿入される貫通穴（図示せず）を有しており、この貫通穴に支柱１９を挿通させた状態で支柱１９に取り付けられている。この第１ホルダ２０は、支柱１９に対して平行な方向に位置調整可能である。また、第１ホルダ２０は、支柱１９に対して平行な軸周りに回転調整可能な取付部２０ａを有している。
【００２６】
第２ホルダ２１は、その一端がアーム１７及び支柱１９の両者に対し垂直（紙面垂直方向）な軸からなる支点２４を介して取付部２０ａに回転自在に取り付けられている。また、第２ホルダ２１の他端には変位検出器２２が取り付けられている。
【００２７】
変位検出器２２は、被測定物であるワークＷの表面の表面粗さを測定するピックアップ２５と、ピックアップ２５の後端部を収納するハウジング２６とを有する。ピックアップ２５は、柱状に形成されており、その先端には触針２５Ａが設けられている。ピックアップ２５は、図示しない差動インダクタンスで触針２５Ａの変位量を検出し、この変位量を電気信号として出力する。
【００２８】
ピックアップ２５の後端部には不図示の接続部（ピン）が設けられており、ピックアップ２５の後端部をハウジング２６内に挿入すると、この接続部がハウジング２６内のピックアップ接続部（不図示）と接続する。このピックアップ接続部は、接続ケーブル２７を介して駆動装置１８に接続されている。これにより、ピックアップ２５が駆動装置１８に電気的に接続される。
【００２９】
駆動装置１８には、アーム１７を往復移動させるための駆動機構（不図示）が設けられている。駆動機構は、駆動源としてのモータ（不図示）と、そのモータの回転を直進運動に変換して、アーム１７に伝達する動力伝達機構（不図示）とで構成される。
【００３０】
駆動機構は、アーム１７に対して平行な方向（アーム１７の長手方向又は軸方向）に沿ってアーム１７を往復移動させる。その結果、アーム１７、支柱１９、第１ホルダ２０、及び第２ホルダ２１等を介してピックアップ２５が、アーム１７に平行な方向に往復移動される。
【００３１】
また、駆動装置１８には、データ処理部１４と電気的に接続するためのコネクタ２８が設けられている。駆動装置１８は、このコネクタ２８に接続ケーブル２９を接続することにより、データ処理部１４と電気的に接続している。そして、駆動装置１８を介して、ピックアップ２５とデータ処理部１４とが電気的に接続される。
【００３２】
データ処理部１４は、本発明の形状補正装置として機能し、データ処理部本体３０を備える。データ処理部本体３０は、その上面にコネクタ３２を備え、このコネクタ３２に接続ケーブル２９を接続することで、駆動装置１８と電気的に接続する。
【００３３】
データ処理部本体３０の正面には、各種情報を表示する表示部３４や、各種操作を行うための操作部３６等が設けられている。また、データ処理部本体３０の側面には、図示は省略するが、電源スイッチ、通信コネクタ、及びメモリコネクタなどが設けられている。
【００３４】
電源スイッチは、表面粗さ測定機１０の電源のＯＮ／ＯＦＦを切り替える際に操作される。通信コネクタは、データ処理部１４に外部機器（たとえば、パーソナルコンピュータやプリンタなど）を接続するためのコネクタである。メモリコネクタは、データ処理部１４に外部記憶媒体を接続するためのコネクタである。
【００３５】
図２は、データ処理部１４の電気的構成を示すブロック図である。図２に示すように、データ処理部１４は、前述の表示部３４や操作部３６などの他に、制御部４２と、記憶部４３と、信号変換処理部４４と、データ入出力部４６とを含んで構成されている。
【００３６】
制御部４２は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）を含む各種の演算部や処理部により構成されている。この制御部４２は、操作部３６からの信号に基づき、記憶部４３から読み出した各種プログラムや情報を実行することで、表面粗さ測定機１０の全体を統括的に制御する。
【００３７】
具体的に、制御部４２は、測定部１２の駆動装置１８内の前述の駆動機構に駆動信号を出力する。駆動装置１８の駆動機構は、制御部４２から入力される駆動信号に従って動作し、アーム１７を移動させる。これにより、支柱１９、第１ホルダ２０、及び第２ホルダ２１等を介してピックアップ２５を移動させて、ピックアップ２５の触針２５ＡでワークＷの表面を走査することができる。また、制御部４２は、測定部１２から入力された測定データに対して形状成分を除去する形状補正を行って、ワークＷの表面の表面粗さを検出する。
【００３８】
記憶部４３は、表面粗さ測定機１０の動作用のプログラム４７を記憶するＲＯＭ（Read Only Memory）領域と、測定データ等を記憶するＲＡＭ（Random Access Memory）領域とを有する。プログラム４７は、測定部１２から入力された測定データに対して形状補正を施す手段として、データ処理部１４（表面粗さ測定機１０のコンピュータ）を機能させる。
【００３９】
信号変換処理部４４は、Ａ／Ｄ変換器を含み、ピックアップ２５から出力される電気信号をデジタルの電気信号に変換する。このデジタルの電気信号は、測定部１２でワークＷの表面を走査して得られた測定データとして、制御部４２に入力される。
【００４０】
データ入出力部４６は、制御部４２により得られたワークＷの表面粗さの検出結果を、前述の通信コネクタを介して外部機器に出力したり、前述のメモリコネクタを介して外部記憶媒体に出力したりする。また、データ入出力部４６は、外部機器から入力された所要のデータを制御部４２に出力する。
【００４１】
［測定データの形状補正に係る構成］
制御部４２は、記憶部から読み出したプログラム４７を実行することで、測定データの形状補正を行う際に、測定データ取得部５０と、第１の形状補正部５１と、フィルタ処理部５２と、境界検出部５３と、データ区分部５４と、決定部５５と、第２の形状補正部５６として機能する。
【００４２】
測定データ取得部５０は、測定部１２にてワークＷの表面を走査して得られた測定データを信号変換処理部４４から取得し、この測定データを第１の形状補正部５１と、データ区分部５４とにそれぞれ出力する。なお、測定データ内で形状補正の対象とする評価区間（評価長さ、または演算対象長さともいう）が操作部３６等で指定された場合、測定データ取得部５０は、評価区間内の測定データを第１の形状補正部５１と、データ区分部５４とにそれぞれ出力する。
【００４３】
＜第１の形状補正処理（直線補正）＞
第１の形状補正部５１は、測定データ取得部５０から入力された測定データの全体に対し、複数種類の形状成分の中から予め定められた特定の形状成分を除去する第１の形状補正を行う。
【００４４】
図３（Ａ）は、第１の形状補正部５１による形状補正前の測定データの一例を示した説明図であり、図３（Ｂ）は、第１の形状補正部５１による形状補正後の形状補正データの一例を示した説明図である。なお、図中のＸ軸は測定部１２の測定位置を示し、Ｙ軸は測定データの測定値、例えば触針２５Ａの変位量を示す（以下、他の図も同様）。
【００４５】
第１の形状補正部５１は、図３（Ａ）に示すような測定データ取得部５０から入力された測定データの全体に対し、予め定めた特定の形状成分である傾斜形状成分を除去する直線補正を行い、図３（Ｂ）に示すような形状補正データを生成する。ここで、第１の形状補正部５１による直線補正は本発明の第１の形状補正に相当する。
【００４６】
具体的に、第１の形状補正部５１は、測定データに対して直線補正に対応する式「ｙ＝ａｘ＋ｂ」を最小二乗法で当てはめるフィッティングを行い、二乗和を最小とする係数「ａ」，「ｂ」を決定する。次いで、第１の形状補正部５１は、測定データから「ｙ＝ａｘ＋ｂ」で規定される傾斜形状成分を除去する際の補正値を測定位置毎に求め、測定データから補正値を測定位置毎に減算して直線補正後の形状補正データを生成する。そして、第１の形状補正部５１は、直線補正後の形状補正データをフィルタ処理部５２へ出力する。
【００４７】
＜ローパスフィルタ処理＞
図４は、フィルタ処理部５２による処理後の形状補正データの一例を示した説明図である。図４に示すように、フィルタ処理部５２は、第１の形状補正部５１から入力される形状補正データ（図３（Ｂ）参照）に対し、予め設定されたカットオフ値に基づきローパスフィルタ処理を行い、形状補正データから高周波ノイズを除去する。また、フィルタ処理部５２は、形状補正データに対し、予め設定された不感帯ｘ及び不感帯ｙの範囲のレベルの信号を除去する不感帯処理を行う。これにより、図４に示したような曲線形状の形状補正データが得られる。なお、カットオフ値及び不感帯ｘ及び不感帯ｙは、オペレータが操作部３６等で設定する。そして、フィルタ処理部５２は、ローパスフィルタ処理及び不感帯処理後の形状補正データを境界検出部５３へ出力する。
【００４８】
＜境界検出処理＞
図２に戻って、境界検出部５３は、フィルタ処理部５２から入力された形状補正データから、測定データの中で第１の形状補正部５１による直線補正に適したＯＫ区間と、直線補正に適さないＦＡＩＬ区間との境界を検出する（図７参照）。
【００４９】
ＯＫ区間は、本発明の第１区間に相当するものであり、形状補正データにおいて前述の第１の形状補正部５１による直線「ｙ＝ａｘ＋ｂ」の当てはめ（フィッティング）に成功している区間、すなわち、複数種類の形状補正の中で直線補正に適した区間である。一方、ＦＡＩＬ区間は、本発明の第２区間に相当するものであり、形状補正データにおいて前述の第１の形状補正部５１による直線「ｙ＝ａｘ＋ｂ」の当てはめに失敗している区間、すなわち、直線補正以外の形状補正に適した区間である。
【００５０】
境界検出部５３は、チェック用矩形窓６０（図６参照）を用いて、形状補正データを複数のサブ区間に分けて各サブ区間がＯＫ区間とＦＡＩＬ区間とのいずれに属するのかを順番にチェックする移動チェック処理を行うことで、ＯＫ区間とＦＡＩＬ区間との境界を検出する。以下、この移動チェック処理について詳細に説明する。
【００５１】
図５は、境界検出部５３によるチェック用矩形窓６０の算出処理について説明するための説明図である。境界検出部５３は、移動チェック処理前に、形状補正データからその最大値Ｍａｘと最小値Ｍｉｎを抽出し、式［Ｈ＝Ｍａｘ−Ｍｉｎ］を用いて最大高さＨを算出する。
【００５２】
次いで、境界検出部５３は、形状補正データのＸ方向の全体幅に対するチェック用矩形窓６０のＸ方向の幅の割合をｘ＿ｄｚ（％）とし、形状補正データのＹ方向の最大高さＨに対するチェック用矩形窓６０のＹ方向の高さの割合をｙ＿ｄｚ（％）とし、形状補正データの全データ数をＮｕｍとした場合、チェック用矩形窓６０のＸ方向の窓幅値「ｘ＿ｖａｌｕｅ」とＹ方向の窓高さ値「ｙ＿ｖａｌｕｅ」とを次式により算出する。なお、割合ｘ＿ｄｚ（％）及び割合ｙ＿ｄｚ（％）は、オペレータが操作部３６等で設定する。
【００５３】
【数１】
0006446765.tif 000002
【００５４】
境界検出部５３は、上記［数１］式に基づき、移動チェック処理に用いるチェック用矩形窓６０（図６参照）を算出して、このチェック用矩形窓６０を用いて形状補正データに対して移動チェック処理を開始する。
【００５５】
図６（Ａ）は、境界検出部５３による移動チェック処理を説明するための説明図である。図６（Ｂ）は、図６（Ａ）の一部の拡大図である。図６（Ａ），（Ｂ）に示すように、境界検出部５３は、最初に、形状補正データの１点目を起点として１番目のチェック用矩形窓６０を設定し、このチェック用矩形窓６０内の形状補正データの測定値を抽出する。
【００５６】
次いで、境界検出部５３は、形状補正データの（１＋ｘ＿ｖａｌｕｅ）点目を起点として２番目のチェック用矩形窓６０を設定し、このチェック用矩形窓６０内の形状補正データの測定値を抽出する。そして、境界検出部５３は、互いに隣接する１番目及び２番目のチェック用矩形窓６０内の形状補正データの測定値を比較して、各チェック用矩形窓６０内での測定値の最大値及び最小値を抽出し、最大値と最小値の差分から最大高さｈｉを検出する。この最大高さｈｉは、本発明の形状補正データの変化量に相当する。
【００５７】
境界検出部５３は、最大高さｈｉがｈｉ＜ｙ＿ｖａｌｕｅ（本発明の閾値に相当）を満たす場合には、１番目のチェック用矩形窓６０に対応する形状補正データのサブ区間がＯＫ区間に属すると判定する。一方、境界検出部５３は、最大高さｈｉがｈｉ≧ｙ＿ｖａｌｕｅを満たす場合には、１番目及び２番目のチェック用矩形窓６０にそれぞれ対応する形状補正データのサブ区間がＦＡＩＬ区間に属すると判定する。
【００５８】
この判定後、境界検出部５３は、形状補正データの［１＋２×（ｘ＿ｖａｌｕｅ）］点目を起点として３番目のチェック用矩形窓６０を設定し、このチェック用矩形窓６０内に含まれる形状補正データの測定値を抽出する。そして、境界検出部５３は、互いに隣接する２番目及び３番目のチェック用矩形窓６０内の形状補正データの測定値を比較して、最大高さｈｉを算出する。
【００５９】
境界検出部５３は、最大高さｈｉがｈｉ＜ｙ＿ｖａｌｕｅを満たし、且つ１番目のチェック用矩形窓６０に対応する形状補正データのサブ区間がＯＫ区間に属する場合、２番目のチェック用矩形窓６０に対応する形状補正データのサブ区間もＯＫ区間に属すると判定する。一方、境界検出部５３は、最大高さｈｉがｈｉ≧ｙ＿ｖａｌｕｅを満たす場合には、２番目及び３番目のチェック用矩形窓６０にそれぞれ対応する形状補正データのサブ区間がＦＡＩＬ区間に属すると判定する。
【００６０】
以下同様に、境界検出部５３は、形状補正データのｘ＿ｖａｌｕｅ幅毎にチェック用矩形窓６０を順番に設定し、互いに隣接するチェック用矩形窓６０内の形状補正データの測定値から最大高さｈｉを検出して、残りのチェック用矩形窓６０にそれぞれ対応する形状補正データのサブ区間がＯＫ区間またはＦＡＩＬ区間のいずれに属するかを判定する。そして、最後のｒ番目［ｒ＝Ｎｕｍ／（ｘ＿ｖａｌｕｅ）］のチェック用矩形窓６０についての判定が終了すると、移動チェック処理が終了する。
【００６１】
図７は、境界検出部５３による移動チェック処理の結果を説明するための説明図である。図７において、ＯＫ区間と判定された形状補正データのサブ区間に対応するチェック用矩形窓６０は実線で表示し、ＦＡＩＬ区間と判定された形状補正データのサブ区間に対応するチェック用矩形窓６０は点線で表示している。
【００６２】
図７に示すように、境界検出部５３は、互いに隣接するチェック用矩形窓６０にそれぞれ対応するサブ区間の判定結果が「ＯＫ区間」または「ＦＡＩＬ区間」で同一である場合、これらは同じ区間に属するものとして判定する。そして、境界検出部５３は、「ＯＫ区間」と「ＦＡＩＬ区間」との境界Ｂに位置する形状補正データを境界点として検出する。図中において、区間１はＯＫ区間であり、区間２はＦＡＩＬ区間であり、最後の区間ｎ（ｎは任意の自然数）はＯＫ区間となる。
【００６３】
＜区間結合処理＞
なお、境界検出部５３は、形状補正データ内の各区間の中で形状補正データのデータ数が予め定めたデータ数Ｎ未満となる場合、この区間を隣接する区間に結合する。このデータ数Ｎは、オペレータが操作部３６で任意の値に設定することができる。
【００６４】
図８（Ａ），（Ｂ）は、境界検出部５３による区間の結合処理を説明するための説明図である。境界検出部５３は、図８（Ａ）に示すように、区間３（例えばＯＫ区間）内の形状補正データのデータ数がＮ未満である場合、図８（Ｂ）に示すように、区間３を隣接する区間２及び区間４（例えばＦＡＩＬ区間）に結合する。この場合、区間２から区間４までが１つの区間（ＦＡＩＬ区間）になる。
【００６５】
＜境界点の調整処理＞
また、境界検出部５３は、互いに隣接する区間の境界、すなわち、ＯＫ区間とＦＡＩＬ区間の正確な境界を検出するために、両区間の境界点を検出した後、両区間の境界点の調整処理を実施する。
【００６６】
図９（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）は、ＯＫ区間である任意の区間ｉ（ｉは任意の自然数）からＦＡＩＬ区間である区間ｉ＋１に変わる境界点の調整処理を説明するための説明図である。図９（Ａ）に示すように、境界検出部５３は、区間ｉと区間ｉ＋１の境界点ｐｉを検出した後、この境界点ｐｉから（ｐｉ＋ｘ＿ｖａｌｕｅ）点までを検索範囲として設定する。
【００６７】
次いで、境界検出部５３は、境界点ｐｉを初期起点ｓｐとし設定し、ｐｉ点からＦＡＩＬ区間（ｐｉ＋ｘ＿ｖａｌｕｅ）の方向に１点ずれた点を終点ｄｐとして、初期起点ｓｐの測定値と終点ｄｐの測定値の差である最大高さｈｐを検出する。境界検出部５３は、最大高さｈｐが前述のｙ＿ｖａｌｕｅ以下である場合、図９（Ｂ）に示すように、終点ｄｐをＦＡＩＬ区間の方向にさらに１点ずらして最大高さｈｐを再度検出して、ｙ＿ｖａｌｕｅと比較する。以下、境界検出部５３は、前述の検索範囲内において、最大高さｈｐがｙ＿ｖａｌｕｅよりも大きくなるまで、終点ｄｐをＦＡＩＬ区間の方向に１点ずらす処理と、最大高さｈｐの検出処理とを繰り返す。
【００６８】
図９（Ｃ）に示すように、境界検出部５３は、最大高さｈｐがｙ＿ｖａｌｕｅよりも大きくなった場合、終点ｄｐを新たな境界Ｂに対応する境界点ｐｉとする。
【００６９】
一方、図１０（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）は、ＦＡＩＬ区間である任意の区間ｉからＯＫ区間である区間ｉ＋１に変わる境界点の調整処理を説明するための説明図である。図１０（Ａ）に示すように、境界検出部５３は、区間ｉと区間ｉ＋１の境界点ｐｉを検出した後、この境界点ｐｉから（ｐｉ−ｘ＿ｖａｌｕｅ）点までを検索範囲として設定する。
【００７０】
次いで、境界検出部５３は、境界点ｐｉを初期起点ｓｐとして設定し、ｐｉ点からＦＡＩＬ区間（ｐｉ−ｘ＿ｖａｌｕｅ）の方向に１点ずれた点を終点ｄｐとして、初期起点ｓｐの測定値と終点ｄｐの測定値の差である最大高さｈｐを検出する。境界検出部５３は、最大高さｈｐがｙ＿ｖａｌｕｅ以下である場合、図１０（Ｂ）に示すように、終点ｄｐをＦＡＩＬ区間の方向にさらに１点ずらして最大高さｈｐを再度検出して、ｙ＿ｖａｌｕｅと比較する。以下、境界検出部５３は、、前述の検索範囲内において、最大高さｈｐがｙ＿ｖａｌｕｅよりも大きくなるまで、終点ｄｐをＦＡＩＬ区間の方向に１点ずらす処理と、最大高さｈｐの検出処理とを繰り返す。
【００７１】
図１０（Ｃ）に示すように、境界検出部５３は、最大高さｈｐがｙ＿ｖａｌｕｅよりも大きくなった場合、終点ｄｐを新たな境界Ｂに対応する境界点ｐｉとする。そして、境界検出部５３は、調整処理後の境界点ｐｉの位置情報をデータ区分部５４に出力する。
【００７２】
＜データ区分処理＞
図１１は、データ区分部５４（図２参照）による測定データの区分処理の一例を説明するための説明図である。図１１に示すように、データ区分部５４は、境界検出部５３から入力された境界点ｐｉの位置情報に基づき、測定データ取得部５０から入力された測定データを複数の区間に区分し、この区分後の測定データを決定部５５へ出力する。ここでは、図面の煩雑化を防止するために、測定データが３つの区間（区間１から区間３）に区分されたものとして説明を行う。
【００７３】
＜区間毎の除去する形状成分の決定処理＞
図２に戻って、決定部５５は、データ区分部５４により複数の区間に区分された区間ごとの測定データからそれぞれ除去する形状成分の種類を決定する。
【００７４】
決定部５５は、ＯＫ区間内の測定データから除去する形状成分の種類を、直線補正に対応する傾斜成分（本発明の特定の形状成分に相当）に決定する。一方、決定部５５は、ＦＡＩＬ区間内の測定データから除去する形状成分の種類を、ＦＡＩＬ区間内の測定データから複数種類の形状成分をそれぞれ除去する際の補正値を個別に求めて比較した結果に基づいて決定する。以下、決定部５５による決定処理について具体的に説明する。
【００７５】
決定部５５は、区間１が例えばＯＫ区間である場合、区間１の測定データから除去する形状成分の種類を、直線補正に対応する傾斜成分に決定する。
【００７６】
次いで、決定部５５は、区間２の測定データから除去する形状成分の種類の決定処理を開始する。決定部５５は、区間２が例えばＦＡＩＬ区間である場合、区間２内の測定データに対して下記表１に示す形状補正の種類ごとの式をそれぞれ最小二乗法で当てはめるフィッティングを行って、形状補正の種類ごとに二乗和を最小とする係数を求める。
【００７７】
【表１】
0006446765.tif 000003
【００７８】
次いで、決定部５５は、区間２の測定データの測定値から、上記各式で規定される形状補正の種類ごとの形状成分をそれぞれ除去する際の補正値を、形状補正の種類ごとに個別に算出する。
【００７９】
また、決定部５５は、区間２の測定データの測定値の二乗偏差を次式により算出する。なお、次式における「ｎ」は測定データの全データ数であり、「ｉ」は既述の通り任意の自然数である（以下同様）。
【００８０】
【数２】
0006446765.tif 000004
【００８１】
さらに、決定部５５は、補正値の二乗偏差を形状補正（除去する形状成分）の種類ごとに算出する。各補正値の二乗偏差の算出式は、上記［数２］式の「測定値」及び「測定値の平均値」を、「補正値」及び「補正値の平均値」に置き換えるだけでよいので、ここでは記載を省略する。
【００８２】
各二乗偏差の算出後、決定部５５は、測定データの二乗偏差と、除去する形状成分の種類ごとの補正値の二乗偏差とを比較する。そして、決定部５５は、測定データの二乗偏差よりも小さくなる補正値の二乗偏差の中で最大値に対応する形状成分を、区間２の測定データから除去する形状成分の種類として決定する。このように決定部５５は、各補正値の二乗偏差を判定基準として、測定データから除去する形状成分の種類を決定している。以下、各補正値の二乗偏差を判定基準とする理由について説明する。
【００８３】
一般に、自由度調整済み決定係数は、重回帰式のフィッティングの度合を評価する基準として用いられている。自由度調整済み決定係数が大きいほど回帰曲線のフィッティング程度が良いことを示す。この自由度調整済み決定係数は、次式により求められる。
【００８４】
【数３】
0006446765.tif 000005
【００８５】
また、上記［数３］式において決定係数Ｒ２は次式により求められる。
【００８６】
【数４】
0006446765.tif 000006
【００８７】
ここで上記の［数３］式及び［数４］式は、多項式をモデルでしか計算できないため、例えば上記表１に挙げた形状補正の中の円補正や楕円補正の評価基準として利用できない。そこで、表面粗さ測定の特徴である測定データ数が多くなる点（平均で約３万点）と、計算時間短縮のため多項式の次数ｋを小さくする（５、６次数までを採用する）点とを考慮して、上記［数３］式では［（ｎ−１）／（ｎ−ｋ−１）≒１］とみなす。
【００８８】
また、上記［数４］式の分母を「α」とした場合、［数４］式内の（１／ｎ）×αを定数ｍとみなすと、上記［数３］式及び［数４］式は次式で表される。
【００８９】
【数５】
0006446765.tif 000007
【００９０】
前述の円補正や楕円補正は、円と楕円のＹ中心線の上或いは下だけを使うため、各測定値に対して補正値が１対１で対応することになり、上記［数５］式を利用することができる。
【００９１】
上記［数５］式において「ｍ」は定数であるので、複数種類の形状補正を評価する際には、補正値の二乗偏差の中で最大値に対応する形状補正の種類を、最適な形状補正の種類として決定する。
【００９２】
なお、形状補正は測定データに対する補正であるため、補正値の二乗偏差が測定値の二乗偏差を超えると、補正後の測定データの曲線形状が崩れるので、次式に示すように、上記の補正値の二乗偏差は測定値の二乗偏差より小さい場合だけ有効である。
【００９３】
【数６】
0006446765.tif 000008
【００９４】
図１２は、測定データの二乗偏差と、測定データから形状補正の種類別に形状成分を除去する際の補正値の二乗偏差と、形状補正前後の測定データとの関係を説明するための説明図である。図１２に示すように、測定データの二乗偏差よりも小さくなる補正値の二乗偏差の中で最大値は、Ｒ面補正に対応する補正値の二乗偏差である。そして、Ｒ面補正後の測定データが他の形状補正後の測定データと比較して、最もＸ軸に沿った直線状のデータになる。従って、補正値の二乗偏差が最大となるＲ面補正が、測定データに対する形状補正として最適となる。すなわち、Ｒ面補正に対応する形状成分が、測定データから除去する形状成分の種類として最適となる。
【００９５】
なお、本実施形態では、直線補正に対応する補正値の二乗偏差を算出しているが、ＦＡＩＬ区間は直線補正に適さない区間であるので、直線補正、すなわち、第１の形状補正部５１で行われた形状補正に対応する補正値の二乗偏差の算出は省略してもよい。
【００９６】
以下同様に、決定部５５は、全ての区間の測定データから除去する形状成分の種類を区間ごとに決定し、この決定結果を先にデータ区分部５４から入力された測定データと共に第２の形状補正部５６へ出力する。
【００９７】
＜第２の形状補正処理＞
図１３（Ａ）は、第２の形状補正部５６による第２の形状補正前の測定データの一例を示した説明図であり、図１３（Ｂ）は、第２の形状補正部５６による第２の形状補正後の形状補正データの一例を示した説明図である。
【００９８】
第２の形状補正部５６は、図１３（Ａ）に示したような決定部５５から入力された区間ごとに区分された測定データに対し、本発明の第２の形状補正として、区間ごとに決定部５５が決定した種類の形状成分を除去する形状補正を行い、図１３（Ｂ）に示すような形状補正データを得る。
【００９９】
なお、ＯＫ区間の形状補正に用いる補正値（ここでは直線補正の補正値）は、ＯＫ区間ごとに新たに直線補正に対応する式「ｙ＝ａｘ＋ｂ」を最小二乗法で当てはめるフィッティング等を行うことにより求める。一方、ＦＡＩＬ区間の形状補正に用いる補正値は、既に前述の決定部５５が算出している。このため、第２の形状補正部５６は、ＦＡＩＬ区間の形状補正を行う際には、決定部５５が先に算出した補正値を用いる。
【０１００】
第２の形状補正部５６による形状補正後の形状補正データは、ワークＷの表面粗さ形状の測定結果として記憶部４３に記憶される。そして、記憶部４３に記憶された形状補正データは、オペレータによる操作部３６への入力指示に基づき、制御部４２によってデータ入出力部４６等を介して外部機器または外部記憶媒体に出力、あるいは表示部３４に表示される。
【０１０１】
［表面粗さ測定機の作用］
次に、図１４及び図１５を用いて、上記構成の表面粗さ測定機１０によるワークＷの表面粗さ形状の測定処理、特に測定データの形状補正処理（本発明の形状補正方法）について説明する。ここで、図１４は、表面粗さ測定機１０による測定データの形状補正処理の流れを示すフローチャートである。また、図１５は、図１４中の測定データの区間区分処理の流れを説明するための説明図である。
【０１０２】
図１４に示すように、測定部１２のピックアップ２５の触針２５ＡでワークＷの表面を走査すると、ピックアップ２５からデータ処理部１４の信号変換処理部４４に電気信号が出力され、信号変換処理部４４にてデジタルな電気信号に変換される。これにより、測定データ取得部５０は、測定部１２にてワークＷの表面を走査して得られた測定データを取得し、この測定データを第１の形状補正部５１と、データ区分部５４とにそれぞれ出力する（ステップＳ１）。
【０１０３】
次いで、測定データを複数の区間に区分する区間区分処理が開始する（ステップＳ２）。図１５に示すように、オペレータは、予め前述のカットオフ値及び不感帯ｘ及び不感帯ｙを操作部３６で入力して設定する（ステップＳ３）。
【０１０４】
測定データ取得部５０からの測定データの入力を受けて、第１の形状補正部５１は、測定データの全体に対し、図３（Ｂ）に示したような傾斜形状成分を除去する直線補正処理を行う（ステップＳ４、本発明の第１の形状補正ステップに相当）。そして、第１の形状補正部５１は、直線補正処理後の形状補正データをフィルタ処理部５２へ出力する。
【０１０５】
フィルタ処理部５２は、第１の形状補正部５１から入力された形状補正データに対し、カットオフ値に基づくローパスフィルタ処理と、不感帯ｘ及び不感帯ｙに基づく不感帯処理とを行い、各処理後の形状補正データを境界検出部５３へ出力する（ステップＳ５）。
【０１０６】
境界検出部５３は、フィルタ処理部５２から入力された形状補正データの最大値Ｍａｘと最小値Ｍｉｎと、予め設定されたｘ＿ｄｚ（％）及びｙ＿ｄｚ（％）とに基づき、上記［数１］式を用いて前述のチェック用矩形窓６０を算出する。
【０１０７】
チェック用矩形窓６０の算出後、境界検出部５３は、移動チェック処理を開始する（ステップＳ６）。最初に境界検出部５３は、形状補正データの１点目を起点として１番目のチェック用矩形窓６０を設定し、このチェック用矩形窓６０内に含まれる形状補正データの測定値を抽出する。その後、境界検出部５３は、形状補正データの（１＋ｘ＿ｖａｌｕｅ）点目を起点として２番目のチェック用矩形窓６０を設定し、このチェック用矩形窓６０内に含まれる形状補正データの測定値を抽出する。
【０１０８】
次いで、境界検出部５３は、互いに隣接する１番目及び２番目のチェック用矩形窓６０内の形状補正データの測定値から最大高さｈｉを算出し、この最大高さｈｉとｙ＿ｖａｌｕｅとを比較する。そして、境界検出部５３は、最大高さｈｉがｈｉ＜ｙ＿ｖａｌｕｅを満たす場合には、１番目のチェック用矩形窓６０に対応する形状補正データのサブ区間は、ＯＫ区間に属すると判定する。一方、境界検出部５３は、最大高さｈｉがｈｉ≧ｙ＿ｖａｌｕｅを満たす場合には、１番目及び２番目のチェック用矩形窓６０にそれぞれ対応する形状補正データのサブ区間は、ＦＡＩＬ区間に属すると判定する。
【０１０９】
以下同様に、境界検出部５３は、形状補正データに対してｘ＿ｖａｌｕｅ幅毎に順番にチェック用矩形窓６０を設定し、図７に示したように個々のチェック用矩形窓６０にそれぞれ対応する形状補正データのサブ区間がＯＫ区間またはＦＡＩＬ区間のいずれに属するのかを判定する（ステップＳ７）。そして、最後のチェック用矩形窓６０についての判定が終了すると、移動チェック処理が終了する。
【０１１０】
移動チェック処理後、境界検出部５３は、互いに隣接するサブ区間の判定結果が「ＯＫ区間」または「ＦＡＩＬ区間」で同一である場合、これらは同じ区間に属するものとして判定する。そして、境界検出部５３は、「ＯＫ区間」と「ＦＡＩＬ区間」との境界Ｂに位置する形状補正データを境界点ｐｉとして検出する（ステップＳ８、本発明の境界検出ステップに相当）。
【０１１１】
境界点ｐｉの検出後、境界検出部５３は、形状補正データの区間ごとのデータ数を検出し、各区間の中でデータ数が予め定めたデータ数Ｎ未満になるものがあるか否かを判定する。そして、境界検出部５３は、図８に示したように、各区間の中でデータ数が予め定めたデータ数Ｎ未満となるものがある場合、この区間を隣接する区間に結合する（ステップＳ９でＹＥＳ、ステップＳ１０）。これにより、測定データを複数の区間に区分した際に、データ数の少ない区間の発生を防止することができ、測定データの曲線形状を滑らかにすることができる。なお、各区間の中でデータ数が予め定めたデータ数Ｎ未満となるものがない場合、境界検出部５３は、区間結合処理は行わずに境界点ｐｉの調整処理に移行する（ステップＳ９でＮＯ）。
【０１１２】
次いで、境界検出部５３は、前述の図９及び図１０を用いて説明した境界点ｐｉの調整処理を行う（ステップＳ１１）。そして、境界検出部５３は、境界点ｐｉの検出処理及び区間結合処理及び境界点ｐｉの調整処理を行って求めた境界点ｐｉの位置情報をデータ区分部５４に出力する。
【０１１３】
データ区分部５４は、境界検出部５３から入力された境界点ｐｉの位置情報に基づき、測定データ取得部５０から入力された測定データを複数の区間に区分する（ステップＳ１２、本発明のデータ区分ステップに相当）。そして、データ区分部５４は、複数の区間に区分された測定データを決定部５５へ出力する。以上で測定データの区間区分処理が終了する。
【０１１４】
図１４に戻って、決定部５５は、最初に、区間１の測定データに対して行う形状補正の種類（除去する形状成分の種類）の決定を開始する（ステップＳ１３）。決定部５５は、区間１がＯＫ区間である場合（ステップＳ１３ＡでＹＥＳ）、区間１の測定データから除去する形状成分の種類を、直線補正に対応する形状成分である傾斜成分に決定する（ステップＳ１３Ｂ）。
【０１１５】
次いで、決定部５５は、区間２の測定データに対して行う形状補正の種類（除去する形状成分の種類）の決定を開始する（ステップＳ１９でＮＯ、ステップＳ１３）。決定部５５は、区間２がＦＡＩＬ区間である場合（ステップＳ１３ＡでＮＯ）、区間２内の測定データに対して、上記表１に示した直線補正に対応する式を最小二乗法で当てはめるフィッティングを行って、二乗和を最小とする係数を求める。そして、決定部５５は、区間２の測定データの測定値から直線補正の式で規定される形状成分を除去する際の補正値を算出すると共に、この補正値の二乗偏差を算出する（ステップＳ１４）。
【０１１６】
以下同様に、決定部５５は、区間２の測定データに対して、Ｒ面補正や楕円補正などに対応する式を最小二乗法で当てはめるフィッティングを行って、除去する形状成分の種類ごとに二乗和を最小とする係数を求める。その後、決定部５５は、区間２の測定データの測定値から各形状補正の式で規定される形状成分をそれぞれ除去する際の補正値を算出すると共に、各補正値の二乗偏差をそれぞれ算出する（ステップＳ１５，Ｓ１６）。
【０１１７】
また、決定部５５は、区間２内の測定データの二乗偏差を算出する（ステップＳ１７）。
【０１１８】
各二乗偏差の算出後、決定部５５は、測定データの二乗偏差よりも小さくなる各補正値の二乗偏差の中の最大値に対応する形状成分を、区間２の測定データから除去する最適な形状成分の種類として決定する（ステップＳ１８、本発明の決定ステップに相当）。
【０１１９】
以下同様に、決定部５５は、ステップＳ１３からステップＳ１８までの処理を繰り返し実行することで、残りの区間の測定データからそれぞれ除去する形状成分の種類を決定する（ステップＳ１９でＮＯ）。そして、決定部５５は、全ての区間の測定データについて除去する形状成分の種類を決定した後、この決定結果を、先にデータ区分部５４から入力された測定データと共に第２の形状補正部５６へ出力する。
【０１２０】
第２の形状補正部５６は、決定部５５から入力された測定データに対し、区間ごとに決定部５５が決定した種類の形状成分を除去する形状補正を行い、図１３（Ｂ）に示したような形状補正データを得る（ステップＳ１９、本発明の第２の形状補正ステップに相当）。
【０１２１】
比較例を示す図１６（Ａ）から図１６（Ｄ）において、従来では、図１６（Ａ）に示すように、ワークＷの表面の測定箇所に複数種類の形状成分が存在する場合、測定仕様書に指示された形状補正方法または目視での判定により、測定データを複数の区間に区分して、図１６（Ｂ）から図１６（Ｄ）に示すように、区間ごとに測定データの取得と、形状補正とをそれぞれ実行している。すなわち、比較例においては、複数回の測定を繰り返し行う必要がある。
【０１２２】
このような比較例に対して、本実施形態では、測定データを解析してこの測定データを自動的に複数の区間に区分し、区間ごとに最適な形状補正（形状成分の除去）を行うことができるので、ワークＷの表面の測定箇所全体を１回の測定で処理して、測定箇所全体の形状補正データが得られる。
【０１２３】
形状補正データは、ワークＷの表面の表面粗さ形状の測定結果として記憶部４３に記憶された後、オペレータによる操作部３６への入力指示に基づき、制御部４２よってデータ入出力部４６等を介して外部機器等に出力、あるいは表示部３４に表示される。
【０１２４】
［本実施形態の効果］
以上のように、本実施形態の表面粗さ測定機１０では、測定データを解析してこの測定データを自動的に複数の区間に区分し、区間ごとに最適な形状補正を行うため、１回の測定で測定箇所全体の形状補正データが得られる。その結果、１回の測定で測定データに対して最適な形状補正を行うことができる。これにより、測定時間を短縮することができる。また、測定箇所全体の形状補正データが得られるので、測定箇所の評価が容易となる。
【０１２５】
また、本実施形態では、測定データを複数の区間に区分して、区間ごとの測定データに対し、上記表１に示した式をそれぞれ最小二乗法で当てはめるフィッティングを行うので、フィッティングを行う測定データの範囲を狭めることができる。フィッティングを行う測定データの範囲が広くなるほど、測定データの曲線形状が複雑になるので、次数の高い多項式でフィッティングを行う必要が生じ、演算に時間がかかる。これに対して、本実施形態ではフィッティングを行う測定データの範囲が狭まるため、次数の低い多項式（３、４次数以下）でフィッティングを行うことができ、演算にかかる時間を短縮できる。その結果、測定時間を短縮できる。
【０１２６】
また、本実施形態では、測定データを直線補正した形状補正データを解析して、直線補正に適した区間（上述のＯＫ区間）を検出しているので、測定データを直線補正に適した区間と、直線補正に適さない区間とに区分することができる。複数種類の形状補正の中で直線補正の演算（フィッティング）が最も簡単であり、本実施形態では、測定データ内で直線補正が適用できる区間については優先的に直線補正が適用できるように、測定データを区分することができる。その結果、測定時間を短縮できる。
【０１２７】
［その他］
上記実施形態では、第１の形状補正部５１が測定データに対して直線補正を行うが、直線補正以外の形状補正、例えばＲ面補正や円補正等を行ってもよい。なお、Ｒ面補正などを行う場合には、次数ｋが小さい（例えば４次数まで）多項式を用いることが好ましい。
【０１２８】
上記実施形態では、移動チェック処理の際に、互いに隣接するチェック用矩形窓６０内の形状補正データの測定値の最大高さｈｉを検出しているが、例えば互いに隣接するチェック用矩形窓６０内の形状補正データの測定値の平均値の差を検出して、この算出結果に基づき、形状補正データのサブ区間がＯＫ区間またはＦＡＩＬ区間のいずれに属するかを判定してもよい。すなわち、本発明の形状補正データの変化量は、最大高さｈｉに限定されるものではない。また、本発明の形状補正データの変化量を、３以上の互いに隣接するチェック用矩形窓６０内の形状補正データの測定値から検出してもよい。
【０１２９】
上記実施形態では、測定データを自動的に複数の区間に区分しているが、オペレータが手動で測定データを複数の区間に区分し、オペレータが区分した区間ごとに最適な形状補正の種類を決定して区間ごとに最適な形状補正を行ってもよい。また、オペレータが手動でＦＡＩＬ区間の測定データをさらに複数の区間に区分し、オペレータが区分した区間ごとに最適な形状補正の種類を決定してもよい。
【０１３０】
上記実施形態では、各補正値の二乗偏差の中の最大値に対応する形状成分を、ＦＡＩＬ区間の測定データから除去する形状成分の種類として決定しているが、この最大値が予め定めた基準値未満となる場合、ＦＡＩＬ区間の測定データを新たな評価区間の測定データとして、前述のステップＳ２からステップＳ２０までの処理を繰り返し行ってもよい。この場合、前述のステップＳ４で行う第１の形状補正の種類を変更することが好ましい。
【０１３１】
上記実施形態では、ピックアップを用いた接触式の表面粗さ測定機を例に挙げて説明を行っているが、例えば、レーザ光等を用いた非接触式の表面粗さ測定機にも本発明を適用することができる。また、上記実施形態では、本発明の表面形状測定機として表面粗さ測定機を例に挙げて説明したが、輪郭形状測定機などの各種の表面形状測定機に本発明を適用することができる。
【０１３２】
上記実施形態では、測定部１２とデータ処理部１４とを備える表面粗さ測定機１０を例に挙げて説明を行ったが、本発明の形状補正装置はデータ処理部１４のみにより構成されていてもよい。すなわち、別途に得られた測定データをメモリカード或いは通信ネットワークなどを介して取得し、取得した測定データに対して形状補正を行う形状補正装置にも本発明を適用することができる。
【０１３３】
上記実施形態で説明した形状補正装置（データ処理部１４）として、表面形状測定機のコンピュータを機能させるためのプログラム（前述のプログラム４７等）をＣＤ−ＲＯＭや磁気ディスクやその他のコンピュータ可読媒体（有体物たる非一時的な情報記憶媒体）に記録し、情報記憶媒体を通じてプログラムを提供することが可能である。このような情報記憶媒体にプログラムを記憶させて提供する態様に代えて、インターネットなどの通信ネットワークを利用してプログラム信号をダウンロードサービスとして提供することも可能である。
【符号の説明】
【０１３４】
１０…表面粗さ測定機，１２…測定部，１４…データ処理部，４２…制御部，５１…第１の形状補正部，５３…境界検出部，５４…データ区分部，５５…決定部，５６…第２の形状補正部
【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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