(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被測定物の表面に接触子を追従させて、前記被測定物の表面の形状を測定する形状測定装置であって、
前記接触子を保持し、前記被測定物の高さ変位に対し前記接触子が追従することができるように回動可能に設けられたアームと、
前記接触子の前記被測定物への複数箇所での接触時における前記接触子の重心である基準点の位置座標を擬似測定点として取得する擬似測定点取得部と、
前記擬似測定点を取得した際における前記アームの基準位置からの回動角度に基づいて、前記アームが前記基準位置にある場合に基準角度となり前記接触子の表面形状を特定する接触子モデルの前記基準角度からの回転角度と、前記回転角度における前記接触子モデルの輪郭である前記回転角度における前記接触子モデルの形状を算出する接触子モデル形状算出部と、
前記基準角度における前記接触子モデルの輪郭である前記接触子モデルの前記基準角度における形状と、前記接触子モデルの前記回転角度における形状とを重ね合わせ、前記接触子モデルの前記回転角度における形状が前記接触子モデルの前記基準角度における形状からどれだけ距離が乖離しているかを表す変位量を算出する接触子モデル変位量算出部と、
前記接触子モデルの変位量と、所定の値を有するしきい値とを比較する比較部と、
前記接触子モデルの重心である基準点を前記擬似測定点に一致させ、前記接触子モデルの所定位置を測定点として算出する測定点算出部とを備え、
前記測定点算出部は、
前記比較部において前記接触子モデルの変位量が前記しきい値以下と判断された場合には、前記接触子モデルの前記基準角度における所定位置を前記測定点として算出し、前記比較部において前記接触子モデルの変位量が前記しきい値を超えると判断された場合には、前記接触子モデルの前記回転角度における所定位置を前記測定点として算出する
ことを特徴とする形状測定装置。
【請求項２】
接触子を保持し、被測定物の高さ変位に対し前記接触子が追従することができるように回動可能に設けられたアームにより前記被測定物の表面に前記接触子を追従させて、前記被測定物の表面の形状を測定する形状測定方法であって、
前記接触子の前記被測定物への複数箇所での接触時における前記接触子の重心である基準点の位置座標を擬似測定点として取得する擬似測定点取得工程と、
前記擬似測定点を取得した際における前記アームの基準位置からの回動角度に基づいて、前記アームが前記基準位置にある場合に基準角度となり前記接触子の表面形状を特定する接触子モデルの前記基準角度からの回転角度と、前記回転角度における前記接触子モデルの輪郭である前記回転角度における前記接触子モデルの形状を算出する接触子モデル形状算出工程と、
前記基準角度における前記接触子モデルの輪郭である前記接触子モデルの前記基準角度における形状と、前記接触子モデルの前記回転角度における形状とを重ね合わせ、前記接触子モデルの前記回転角度における形状が前記接触子モデルの前記基準角度における形状からどれだけ距離が乖離しているかを表す変位量を算出する接触子モデル変位量算出工程と、
前記接触子モデルの変位量と、所定の値を有するしきい値とを比較する比較工程と、
前記接触子モデルの重心である基準点を前記擬似測定点に一致させ、前記接触子モデルの所定位置を測定点として算出する測定点算出工程とを備え、
前記測定点算出工程は、
前記比較工程において前記接触子モデルの変位量が前記しきい値以下と判断された場合には、前記接触子モデルの前記基準角度における所定位置を前記測定点として算出し、前記比較工程において前記接触子モデルの変位量が前記しきい値を超えると判断された場合には、前記接触子モデルの前記回転角度における所定位置を前記測定点として算出する
ことを特徴とする形状測定方法。
【請求項３】
接触子を保持し、被測定物の高さ変位に対し前記接触子が追従することができるように回動可能に設けられたアームにより前記被測定物の表面に前記接触子を追従させて、前記被測定物の表面の形状を測定する形状測定プログラムであって、
コンピュータに、
前記接触子の前記被測定物への複数箇所での接触時における前記接触子の重心である基準点の位置座標を擬似測定点として取得する擬似測定点取得ステップと、
前記擬似測定点を取得した際における前記アームの基準位置からの回動角度に基づいて、前記アームが前記基準位置にある場合に基準角度となり前記接触子の表面形状を特定する接触子モデルの前記基準角度からの回転角度と、前記回転角度における前記接触子モデルの輪郭である前記回転角度における前記接触子モデルの形状を算出する接触子モデル形状算出ステップと、
前記基準角度における前記接触子モデルの輪郭である前記接触子モデルの前記基準角度における形状と、前記接触子モデルの前記回転角度における形状とを重ね合わせ、前記接触子モデルの前記回転角度における形状が前記接触子モデルの前記基準角度における形状からどれだけ距離が乖離しているかを表す変位量を算出する接触子モデル変位量算出ステップと、
前記接触子モデルの変位量と、所定の値を有するしきい値とを比較する比較ステップと、
前記接触子モデルの重心である基準点を前記擬似測定点に一致させ、前記接触子モデルの所定位置を測定点として算出する測定点算出ステップとを実行させ、
前記測定点算出ステップは、
前記比較ステップにおいて前記接触子モデルの変位量が前記しきい値以下と判断された場合には、前記接触子モデルの前記基準角度における所定位置を前記測定点として算出し、前記比較ステップにおいて前記接触子モデルの変位量が前記しきい値を超えると判断された場合には、前記接触子モデルの前記回転角度における所定位置を前記測定点として算出する
ことを特徴とする形状測定プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、接触子を用いて被測定物の輪郭、二次元形状、三次元形状又は表面粗さ等の形状測定を行う形状測定装置、形状測定方法及び形状測定プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、被測定物の粗さ、うねり、輪郭、真円度、三次元形状などの表面性状の測定に用いる輪郭測定機等の形状測定装置において、被測定物の高さ変位によって接触子を保持するアームが回転する機構が採用されている（特許文献１参照）。
【０００３】
このような形状測定装置での接触式プローブ（接触子）を使用した接触測定方式において、形状測定の際に接触子の中心位置を擬似的に測定箇所の測定点とする。この場合の擬似的な測定点は、接触子が実際に被測定物に接触している位置とは異なるため、被測定物の実形状に対して誤差を含んでいる。この擬似的な測定点に対し、接触子の形状のモデルを用いて誤差を補正して被測定物の測定点を求める（特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００３−１５６３２６号公報
【特許文献２】特開２００７−２１２３５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１に記載されているような、被測定物の高さ変位によってアームが回転する機構を有する形状測定装置を用いて被測定物の形状測定を実行する場合、被測定物の測定点の算出にはアームの回転を考慮する必要がある。すなわち、形状測定時の擬似測定点ごとにアームの角度を求め、その角度に基づいて回転した接触子のモデルを用いて被測定物の測定点を求めなければならない。全ての擬似測定点ごとにアームの角度を求め、その角度に基づいて接触子のモデルを回転させて被測定物の測定点を求める処理を実行すると、処理内容が増加し、被測定物の形状測定に要する時間が大幅に増加してしまうという問題があった。
【０００５】
これに対し、接触子のモデルを回転させずに被測定物の測定点を求める処理を実行した場合、接触子のモデルと実際の測定点との間に誤差が生じ、形状測定装置における計測の精度が落ちるおそれがあった。
【０００６】
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、被測定物の高さ変位によってアームが回転した場合であっても、測定点を正確に算出可能な形状測定装置、形状測定方法及び形状測定プログラム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】
【０００７】
本発明の一態様に係る形状測定装置は、被測定物の表面に接触子を追従させて、前記被測定物の表面の形状を測定する形状測定装置であって、前記接触子を保持し、前記被測定物の高さ変位に対し前記接触子が追従することができるように回動可能に設けられたアームと、前記接触子の前記被測定物への複数箇所での接触時における前記接触子の重心である基準点の位置座標を擬似測定点として取得する擬似測定点取得部と、前記擬似測定点を取得した際における前記アームの基準位置からの回動角度に基づいて、前記アームが前記基準位置にある場合に基準角度となり前記接触子の表面形状を特定する接触子モデルの前記基準角度からの回転角度と、前記回転角度における前記接触子モデルの輪郭である前記回転角度における前記接触子モデルの形状を算出する接触子モデル形状算出部と、前記基準角度における前記接触子モデルの輪郭である前記接触子モデルの前記基準角度における形状と、前記接触子モデルの前記回転角度における形状とを重ね合わせ、前記接触子モデルの前記回転角度における形状が前記接触子モデルの前記基準角度における形状からどれだけ距離が乖離しているかを表す変位量を算出する接触子モデル変位量算出部と、前記接触子モデルの変位量と、所定の値を有するしきい値とを比較する比較部と、前記接触子モデルの重心である基準点を前記擬似測定点に一致させ、前記接触子モデルの所定位置を測定点として算出する測定点算出部とを備え、前記測定点算出部は、前記比較部において前記接触子モデルの変位量が前記しきい値以下と判断された場合には、前記接触子モデルの前記基準角度における所定位置を前記測定点として算出し、前記比較部において前記接触子モデルの変位量が前記しきい値を超えると判断された場合には、前記接触子モデルの前記回転角度における所定位置を前記測定点として算出することを特徴とする。
【０００８】
上記構成により、形状測定装置のアームが被測定物の高さ変位によって回転した場合であっても、被測定物の形状測定に要する処理時間を短縮するとともに、被測定物の測定点を正確に算出することができる。
【０００９】
また、本発明の一態様に係る形状測定方法は、接触子を保持し、被測定物の高さ変位に対し前記接触子が追従することができるように回動可能に設けられたアームにより前記被測定物の表面に前記接触子を追従させて、前記被測定物の表面の形状を測定する形状測定方法であって、前記接触子の前記被測定物への複数箇所での接触時における前記接触子の重心である基準点の位置座標を擬似測定点として取得する擬似測定点取得工程と、前記擬似測定点を取得した際における前記アームの基準位置からの回動角度に基づいて、前記アームが前記基準位置にある場合に基準角度となり前記接触子の表面形状を特定する接触子モデルの前記基準角度からの回転角度と、前記回転角度における前記接触子モデルの輪郭である前記回転角度における前記接触子モデルの形状を算出する接触子モデル形状算出工程と、前記基準角度における前記接触子モデルの輪郭である前記接触子モデルの前記基準角度における形状と、前記接触子モデルの前記回転角度における形状とを重ね合わせ、前記接触子モデルの前記回転角度における形状が前記接触子モデルの前記基準角度における形状からどれだけ距離が乖離しているかを表す変位量を算出する接触子モデル変位量算出工程と、前記接触子モデルの変位量と、所定の値を有するしきい値とを比較する比較工程と、前記接触子モデルの重心である基準点を前記擬似測定点に一致させ、前記接触子モデルの所定位置を測定点として算出する測定点算出工程とを備え、前記測定点算出工程は、前記比較工程において前記接触子モデルの変位量が前記しきい値以下と判断された場合には、前記接触子モデルの前記基準角度における所定位置を前記測定点として算出し、前記比較工程において前記接触子モデルの変位量が前記しきい値を超えると判断された場合には、前記接触子モデルの前記回転角度における所定位置を前記測定点として算出することを特徴とする。
【００１０】
そして、本発明の一態様に係る形状測定プログラムは、接触子を保持し、被測定物の高さ変位に対し前記接触子が追従することができるように回動可能に設けられたアームにより前記被測定物の表面に前記接触子を追従させて、前記被測定物の表面の形状を測定する形状測定プログラムであって、コンピュータに、前記接触子の前記被測定物への複数箇所での接触時における前記接触子の重心である基準点の位置座標を擬似測定点として取得する擬似測定点取得ステップと、前記擬似測定点を取得した際における前記アームの基準位置からの回動角度に基づいて、前記アームが前記基準位置にある場合に基準角度となり前記接触子の表面形状を特定する接触子モデルの前記基準角度からの回転角度と、前記回転角度における前記接触子モデルの輪郭である前記回転角度における前記接触子モデルの形状を算出する接触子モデル形状算出ステップと、前記基準角度における前記接触子モデルの輪郭である前記接触子モデルの前記基準角度における形状と、前記接触子モデルの前記回転角度における形状とを重ね合わせ、前記接触子モデルの前記回転角度における形状が前記接触子モデルの前記基準角度における形状からどれだけ距離が乖離しているかを表す変位量を算出する接触子モデル変位量算出ステップと、前記接触子モデルの変位量と、所定の値を有するしきい値とを比較する比較ステップと、前記接触子モデルの重心である基準点を前記擬似測定点に一致させ、前記接触子モデルの所定位置を測定点として算出する測定点算出ステップとを実行させ、前記測定点算出ステップは、前記比較ステップにおいて前記接触子モデルの変位量が前記しきい値以下と判断された場合には、前記接触子モデルの前記基準角度における所定位置を前記測定点として算出し、前記比較ステップにおいて前記接触子モデルの変位量が前記しきい値を超えると判断された場合には、前記接触子モデルの前記回転角度における所定位置を前記測定点として算出することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、被測定物の高さ変位によってアームが回転した場合であっても、測定点を正確に算出可能な形状測定装置、形状測定方法及び形状測定プログラムを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、添付した図面を参照して本発明の実施の形態に係る形状測定装置について説明する。
【００１３】
［第１の実施の形態］
（第１の実施の形態に係る形状測定装置の構成）
図１は、本発明の実施の形態に係る形状測定装置の基本構成、すなわち三次元測定機１と、この三次元測定機１を駆動制御して必要な測定値を取り込むとともに、形状測定に必要な演算処理を実行するコンピュータ２との構成を示している。
【００１４】
図１に示すように、三次元測定機１は、プローブ１１を備えている。プローブ１１はプローブ保持部を有するアーム１２により保持されている。アーム１２は、被測定物３の高さ変位に対しプローブ１１が追従することができるように、支点Ｆを中心に円弧を描くように回動可能に支持されている。このアーム１２の基準位置からの回動角度は回動センサ１８によって検出可能となっており、検出信号としてコンピュータ２に出力される。アーム１２は、水平送り装置１３により、図１に示すＸ軸方向に摺動自在に保持されている。また、水平送り装置１３は、垂直送り装置１７により、コラム１５に対し図１に示すＺ軸方向に移動自在に構成されている。
【００１５】
ベース１６上には、被測定物３を載置するための載置台１４が配置されており、この載置台１４は、ベース１６上を、図１の紙面に垂直に伸びるＹ軸方向に移動自在に構成されている。また、アーム１２、水平送り装置１３、載置台１４の位置は、それぞれ位置センサ１２Ｓ、１３Ｓ、１４Ｓにより検知される。位置センサ１２Ｓ、１３Ｓ、１４Ｓは、プローブ１１の接触子が被測定物３に接触した時の位置センサ１２Ｓ、１３Ｓ、１４Ｓの検出信号を位置データとしてコンピュータ２に出力するものである。
【００１６】
コンピュータ２は、コンピュータ本体２１、キーボード２２、マウス２３及びディスプレイ２４を備えて構成されている。コンピュータ本体２１は、プローブ１１により測定された被測定物３の形状データや、位置センサ１２Ｓ、１３Ｓ、１４Ｓにより検出された位置データ等を取り込む。これらの入力情報、オペレータの指示及びプログラム記憶部に格納されたプログラムに基づいて、被測定物３の形状を測定するための各種の演算処理を実行する。キーボード２２、マウス２３からはオペレータの指示情報が入力され、コンピュータ本体２１による処理の結果がディスプレイ２４に表示される。
【００１７】
図２は、本実施の形態に係る形状測定装置の機能ブロック図である。
【００１８】
三次元測定機１には、アーム１２、水平送り装置１３、載置台１４を駆動してプローブ１１をＸＹＺ軸方向に移動させるＸＹＺ軸モータ１９と、プローブ１１のＸＹＺ軸方向の移動に伴って各軸方向の移動パルスを出力するＸＹＺエンコーダ２０とが内蔵されている。また、ＸＹＺエンコーダ２０は、プローブ１１が被測定物３の表面に接触したとき、プローブ１１の基準点（例えばプローブ１１の接触子の重心）の位置情報を取得する。得られた位置情報は、コンピュータ２の記憶部２１０ａに格納される。
【００１９】
コンピュータ２のコンピュータ本体２１は、主として、例えばＨＤＤ、半導体メモリ等により構成される記憶部２１０ａと、記憶部２１０ａに格納された情報に基づき測定点を算出するとともに、三次元測定機１を駆動させる形状測定プログラムを実行するＣＰＵ等により実現される制御部２１０ｂとから構成されている。
【００２０】
記憶部２１０ａには測定時のプローブ１１の位置及び姿勢の情報、測定に使用した接触子の形状の情報、その他、後述する制御部２１０ｂにより算出された被測定物３の表面形状の情報等が格納される。また、記憶部２１０ａには、コンピュータ２において行う一連の形状測定動作に用いるプログラム等も保持されている。
【００２１】
制御部２１０ｂは、動作司令部２１１と、擬似測定点取得部２１２と、接触子モデル形状算出部２１３と、接触子モデル変位量算出部２１４と、比較部２１５と、測定点算出部２１６と、表面形状決定部２１７とを備えている。
【００２２】
動作司令部２１１は、キーボード２２、マウス２３からの入力信号に基づき、ＸＹＺ軸モータ１９により被測定物３の表面にプローブ１１を追従させる。
【００２３】
擬似測定点取得部２１２は、被測定物３の複数箇所でのプローブ１１の接触時における、プローブ１１の基準点（例えば重心位置）の位置情報を擬似測定点として取得する。
【００２４】
接触子モデル形状算出部２１３は、各擬似測定点を取得した際におけるアーム１２の基準位置からの回動角度を回動センサ１８より取得する。また、接触子モデル形状算出部２１３は、アーム１２の回動角度に基づいて、プローブ１１の接触子１１ａの表面形状を特定するために用いられる接触子モデルの基準角度からの回転角度を算出する。これとともに、基準角度からの回転角度だけ傾いた接触子モデルの形状を擬似測定点ごとに算出する。
【００２５】
接触子モデル変位量算出部２１４は、接触子モデルの基準角度における形状と、接触子モデル形状算出部２１３で求めた回転角度における接触子モデルの形状との変位量を算出する。この変位量は、基準角度における接触子モデルの形状の輪郭と、接触子モデル形状算出部２１３で求めた回転角度における接触子モデルの輪郭との変化に基づいて求めることができる。
【００２６】
比較部２１５は、接触子モデル変位量算出部２１４で求めた接触子モデルの変位量と、被測定物３の形状測定に必要な計測精度に基づいて決定されるしきい値とを比較する。このしきい値は、被測定物３の設計公差や形状測定装置のその他の誤差の要因等も考慮して任意に決定される。
【００２７】
測定点算出部２１６は、接触子モデルの基準点を擬似測定点に一致させ、接触子モデルの所定位置を測定点として算出する。ここで、比較部２１５において接触子モデルの変位量がしきい値以下と判断された場合には、基準角度における接触子モデルの所定位置を測定点として算出する。一方、接触子モデルの変位量がしきい値を超えると判断された場合には、接触子モデル形状算出部２１３で求めた回転角度における接触子モデルの所定位置を測定点として算出する。
【００２８】
表面形状決定部２１７は、測定点算出部２１６により算出された各測定点に基づき、被測定物３の形状を決定する。なお、これら制御部２１０ｂにより得られた被測定物３の表面形状等の情報は、記憶部２１０ａに格納される。
【００２９】
（第１の実施の形態に係る形状測定装置の動作）
次に、図３に示すフローチャートに沿って、適宜、図４〜図８を参照して本実施の形態に係る形状測定装置による測定点取得方法について説明する。なお、図４〜図８は、簡略化のため、被測定物３及び形状測定装置の断面図として示している。
【００３０】
まず、ステップＳ１１において、擬似測定点取得部２１２は、擬似測定点Ａｋを取得する。これは、図４に示すように、動作司令部２１１が、ユーザからのキーボード２２及びマウス２３の操作に基づいて被測定物３の表面３ａに接触子１１ａを接触させ、プローブ１１を所定方向に直線的に走査する。これに伴い、擬似測定点取得部２１２は、接触子１１ａが表面３ａに接触した位置を検知し、接触子１１ａの基準点（例えば、重心位置）を擬似測定点Ａｋ（ｋ＝１〜ｎ）として取得する。なお、このステップＳ１１の工程において、測定はポイント測定、スキャニング測定のいずれであってもよい。
【００３１】
次に、ステップＳ１２において、接触子モデル形状算出部２１３は、接触子の回転角度を計算する。接触子モデル形状算出部２１３は、図５に示すように、複数の擬似測定点Ａｋからなる曲線Ａについて、アーム１２の基準位置からの回動角度θを算出する。ここで、図５にはＺ軸方向の基準高さ（ｚ＝０）と比較して、擬似測定点Ａｋのｚ座標の値が最も大きい点Ｐｐ及びｚ座標の値が最も小さい点Ｐｖが示されている。接触子モデル形状算出部２１３は、例えば、点Ｐｐ及び点Ｐｖを示す擬似測定点Ａｋを取得した際の、アーム１２の基準位置からの最大の回動角度θ１及びθ２を算出する。なお、アーム１２は、ｚ座標の値が０の際の位置を基準位置としている。ここで、アーム１２の回動角度θは、図６に示すように、アーム１２の長さＬａｒｍ、Ｚ軸方向の変位Δｚとした場合、
θ＝ｓｉｎ−１（Δｚ／Ｌａｒｍ）
として求めることができる。このアーム１２の最大の回動角度θ１、θ２が接触子１１ａの最大の回転角度θ１、θ２となる。
【００３２】
次に、ステップＳ１３において、接触子モデル変位量算出部２１４は、接触子の回転角度θ１、θ２に基づいて、接触子モデルＭの変位量を算出する。図７（ａ）は、形状測定に用いられる接触子モデルＭの例である。被測定物３の形状測定においては、図７に示すような接触子モデルＭの所定の位置（基準点Ｒ）を各擬似側定点Ａｋに一致させる。そして、接触子モデルＭの所定の位置（本実施の形態では点Ｂ）を測定点とする。
接触子モデル変位量算出部２１４は、ステップＳ１２において求められた接触子の回転角度θ１、θ２だけ傾けた接触子モデルの形状を算出する。図７（ｂ）には、例として図５に示す点Ｐｖにおけるアーム１２の回動角度θ２だけ傾いた接触子モデルＭ１の形状を示している。そして、接触子モデル変位量算出部２１４は、回転角度θ２だけ傾いた接触子モデルＭ１の接触子モデルＭからの形状の変位量を計算する。
この変位量の計算は、図８に示すように、接触子モデルＭと接触子モデルＭ１を基準点Ｒが一致するように重ね合わせ、その輪郭の変化から求めることができる。変位量の計算は、まず図８に示すように、接触子モデルＭ及び接触子モデルＭ１の基準点Ｒを通過する動径方向に伸びるベクトルであって、接触子モデルＭ及び接触子モデルＭ１の輪郭を始点又は終点とする複数のベクトルＶの大きさを求める。そして、複数のベクトルＶの大きさの平均値を取ることにより、接触子モデルＭ１の変位量を、接触子モデルＭの輪郭の変化から計算することができる。
【００３３】
次に、ステップＳ１４において、比較部２１５は、接触子モデルＭ１の回転の影響は測定の要求精度以上か否かを比較する。比較部２１５は、接触子モデルＭ１の変位量と、被測定物３の形状測定に必要な計測精度に基づいて決定されるしきい値とを比較する。
接触子モデルＭ１の変位量がしきい値以下の場合には、接触子モデルＭ１の回転は被測定物３の形状測定に与える影響が少ないと判断され、ステップＳ１６の工程に移る。
一方、接触子モデルＭ１の変位量がしきい値を超える場合には、接触子モデルＭ１の回転は被測定物３の形状測定に与える影響が大きいと判断され、次のステップＳ１５の工程に移る。
【００３４】
次に、ステップＳ１５において、接触子モデル形状算出部２１３は、全ての擬似測定点Ａｋについてアーム１２の回動角度θを求める。そして、測定点算出部２１６は、各擬似測定点Ａｋについて、アーム１２の回動角度θだけ回転させた接触子モデルＭの形状を算出する。
【００３５】
次に、ステップＳ１６において、測定点算出部２１６は、測定点Ｂｋを求める。ここで、測定点算出部２１６は、ステップＳ１４において、接触子モデルＭ１の変位量がしきい値以下とされた場合には、接触子の回転を考慮せずに基準形状の接触子モデルＭ（図７（ａ）参照）を用いて測定点Ｂｋを算出する。すなわち、擬似測定点Ａｋに回転していない接触子モデルＭの基準点を一致させ、接触子モデルＭの所定位置Ｂを、各擬似測定点Ａｋを取得した際における測定点Ｂｋとして特定する。
また、測定点算出部２１６は、ステップＳ１４において、接触子モデルＭ１の変位量がしきい値を超えるとされた場合には、ステップＳ１５において求めた各擬似測定点Ａｋにおける回転された接触子モデルＭを用いて測定点Ｂｋを算出する。すなわち、擬似測定点Ａｋに接触子モデルＭの基準点Ｒを一致させ、角度θだけ回転させた接触子モデルＭの所定位置Ｂを、各擬似測定点Ａｋを取得した際における測定点Ｂｋとして特定する。
【００３６】
ステップＳ１１〜ステップＳ１６の処理を経て各擬似測定点Ａｋ（ｋ＝１〜ｎ）に対応する各測定点Ｂｋ（ｋ＝１〜ｎ）が取得される。この測定点Ｂｋにより表面形状決定部２１７が、被測定物３の表面形状を決定する。
【００３７】
（第１の実施の形態に係る形状測定装置の効果）
上記のように、本実施の形態に係る形状測定装置は、接触子モデルＭの変位量がしきい値以下の場合には、接触子モデルＭの回転は被測定物３の形状測定に与える影響が少ないと判断され、接触子の回転を考慮せずに基準形状の接触子モデルＭを用いて測定点Ｂｋを算出する。一方、接触子モデルＭの変位量がしきい値を超える場合には、接触子モデルＭの回転は被測定物３の形状測定に与える影響が大きいと判断され、回転させた接触子モデルＭを用いて測定点Ｂｋを算出する。
このように、接触子モデルを回転させて被測定物３の測定点Ｂｋを求める処理を実行するか否かを判断し、必要な場合のみについて接触子モデルＭの回転処理をする。そのため、処理内容を低減して被測定物の形状測定に要する時間を短縮することができる。
【００３８】
また、接触子モデルＭの変位量は、被測定物３の形状測定に必要な計測精度に基づいて決定されるしきい値と比較される。このしきい値は、被測定物の設計公差や形状測定装置のその他の誤差の要因等も考慮して決定されるため、接触子モデルＭの回転処理をせずに被測定物３の測定点Ｂｋを求めた場合でも、必要な計測精度を保つように形状測定装置を設計することができる。本実施の形態に係る形状測定装置は、被測定物の高さ変位によってアームが回転した場合であっても、測定点を正確に算出することができる。
【００３９】
以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲内において種々の変更、追加、組み合わせ等が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の実施の形態に係る形状測定装置の構成を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る形状測定装置の機能ブロック図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る形状測定装置における被測定物の形状測定動作を示すフローチャートである。
【図４】本発明の実施の形態に係る形状測定装置の擬似測定点を取得する動作を説明する図である。
【図５】本発明の実施の形態に係る形状測定装置の擬似測定点を取得した際におけるアームの回動動作を説明する図である。
【図６】本発明の実施の形態に係る形状測定装置のアームの回動角度を説明する図である。
【図７】本発明の実施の形態に係る形状測定装置の接触子モデルの例を示す図である。
【図８】本発明の実施の形態に係る形状測定装置の接触子モデルの変位量を説明する図である。
【符号の説明】
【００４１】
１・・・三次元測定機、  ２・・・コンピュータ、  ３・・・被測定物、  １１・・・プローブ、  １２・・・アーム、  １３・・・水平送り装置、  １４・・・載置台、  １５・・・コラム、  １６・・・ベース、  １７・・・垂直送り装置、  １８・・・回動センサ、  １９・・・ＸＹＺ軸モータ、  ２０・・・ＸＹＺエンコーダ、  ２１・・・コンピュータ本体、  ２２・・・キーボード、  ２３・・・マウス、  ２４・・・ディスプレイ、  ２１０ａ・・・記憶部、  ２１０ｂ・・・制御部、  ２１１・・・動作司令部、  ２１２・・・擬似測定点取得部、  ２１３・・・接触子モデル形状算出部、  ２１４・・・接触子モデル変位量算出部、  ２１５・・・比較部、  ２１６・・・測定点算出部、  ２１７・・・表面形状決定部。
【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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