(57)【要約】【課題】光ビームで測定対象物の輪郭を走査することで、光検出器で検出した光ビームの光量変化から、工作機械に用いられる加工工具などの測定対象物の輪郭形状を精度良く測定することができる輪郭形状測定方法及び輪郭形状測定装置を提供する。【解決手段】測定装置において、光源２０から発せられる光について、光のビーム範囲Ｂ内に測定対象（工具など）およびその輪郭Ｔを挿入する。そして、測定対象およびその輪郭Ｔもしくは光のビームを、Ｘ、Ｚ方向に移動させながら、光検出器２１でレーザー光の光量を検出して得られた光量変化をもとに、測定対象およびその輪郭Ｔを正確に測定・評価する。【選択図】図１
2013124889.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
工作機械に用いられる加工工具などの輪郭形状測定方法であって、
測定対象物の輪郭部を照射する微小径の光ビームと、前記輪郭部を通過する光量を検出する光検出器とを有し、
前記測定対象物の既知の形状を基準輪郭形状とし、前記光ビームの中心が前記基準輪郭形状に沿って移動したときに、前記基準輪郭形状の曲率半径と前記光ビームの断面半径と前記光ビーム内の光強度分布とから、前記光検出器で検出される基準通過光量を算出する基準通過光量算出ステップと、
前記光ビームが前記測定対象物の輪郭を横切るように輪郭の近傍をスキャンして、前記光検出器で得られた各々の光ビーム位置での通過光量が前記基準通過光量になる点をつないで、前記測定対象物の推定輪郭形状を算出する輪郭形状算出ステップと、
前記基準輪郭形状を前記推定輪郭形状で置き換え、前記基準通過光量の修正値を算出し、前記光検出器で得られた通過光量が修正された基準通過光量になる点をつないでより真の形状に近い修正輪郭形状を算出し、それを繰り返すことによって、前記修正輪郭形状を真の輪郭形状に収束させるための輪郭形状修正ステップと、
を備えることを特徴とする輪郭形状測定方法。
【請求項２】
工作機械に用いられる加工工具などの輪郭形状測定装置であって、
断面形状が円形の微小径の光ビームと、
前記光ビームの一部で曲率半径が一定の測定対象物の輪郭部を照射したときに、前記測定対象物の輪郭部を通過した前記光ビームの通過光量を検出する光検出器と、
前記光ビームを前記測定対象物の輪郭部に沿って走査する走査手段と、
前記測定対象物の既知の形状を基準輪郭形状とし、前記光ビームの中心が前記基準輪郭形状に沿って走査したときに、前記基準輪郭形状の曲率半径と前記光ビームの断面半径と前記光ビーム内の光強度分布とから、前記光検出器で検出される基準通過光量を算出する基準通過光量算出手段と、
前記光ビームが前記測定対象物の輪郭を横切るように輪郭の近傍を往復走査して、実際の走査で前記光検出器により得られた各走査位置での通過光量が前記基準通過光量になる点をつないで、前記測定対象物の推定輪郭形状を算出する輪郭形状算出手段と、
前記基準輪郭形状を前記推定輪郭形状で置き換え、前記基準通過光量の修正値を算出し、前記光検出器で得られた通過光量が修正された基準通過光量になる点をつないでより真の形状に近い修正輪郭形状を算出し、それを繰り返すことによって、前記修正輪郭形状を真の輪郭形状に収束させるための輪郭形状修正手段と、
を備えることを特徴とする輪郭形状測定装置。
【請求項３】
前記光ビームは、光源からの出射光をコリメート光に変換後、微小ピンホールなどの開口を用いて成形した、または、光源からの出射光をレンズで集光して得た、断面形状が円形の微小径の光ビームであることを特徴とする請求項２記載の輪郭形状測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、工作機械に用いられる加工工具などの輪郭形状評価を行うためのものであり、レーザーなどの光ビームを測定プローブとして用い、加工工具先端の輪郭形状を測定評価する輪郭形状測定方法及び輪郭形状測定装置に関するものである。本発明は、工作機械の加工工具先端の評価に限らず、例えば形状測定機の触針や硬度計の圧子などの輪郭形状にも適用できる。
【背景技術】
【０００２】
超精密機械加工においては、バイトやエンドミルなどの工具先端輪郭形状は、工作機械のスライドなどの性能と同様に加工精度に直接影響する。そのため、加工精度を保証するためには、工具の輪郭形状を精度良く測定し、その管理を適切に実施する必要がある。
【０００３】
従来、バイトやエンドミルなど工具の輪郭測定には、接触式形状測定機、光学式形状測定機、光学顕微鏡、電子顕微鏡などが用いられてきた（例えば、非特許文献１、２または３参照）。
【０００４】
従来の接触式測定機では、バイトの切れ刃など鋭利な輪郭形状を測定する場合、接触圧による輪郭形状へのダメージが生じる問題がある。光学式形状測定機では、基本的に工具輪郭形状の法線方向あるいはそれに近い方向から測定する必要があり、鋭利な刃先における散乱光の影響で、測定が困難な場合が多い。また、工具輪郭形状の側面から測定する工具顕微鏡などの光学顕微鏡では、光の回折限界によって測定分解能がミクロンオーダに制限され、高精度な工具輪郭形状に対応できない。電子顕微鏡は、真空中で測定する必要があり、加工機上測定には対応できないこと、電子ビームによる刃先輪郭形状へのダメージがあること等の問題がある。
【０００５】
一方、工具先端の輪郭形状は、その生産過程および使用過程において常に変化している。そのため、工作機械の加工精度を保証するため、頻繁に工具先端輪郭形状を測定する必要がある。更に、超精密機械加工においては、工作機械への工具取り付けおよび調整が容易ではないことが多く、工具を工作機械に取り付けたまま、すなわち加工機上での工具先端輪郭測定が好まれる。加工機上での工具先端輪郭測定の例としては、顕微鏡による撮像観察が挙げられる（例えば、非特許文献４参照）。
【０００６】
しかしながら、加工機上における空間的制約により、顕微鏡などの測定系を加工機上に搭載するのは容易ではなく、加工工程において頻繁に工具先端輪郭形状を評価し管理するのは容易ではない。
【０００７】
その一方で、工作機械においては、ツールセッターと呼ばれる工具測定装置が用いられることがある。これは工作機械上での工具位置合わせおよび工具損傷検出に用いられるもので、接触式および光学式のものが利用されている。また、このツールセッターを利用した工具先端輪郭形状の評価も行われているが、エンドミルやドリル等の円筒状加工工具を回転させて直径の変化を測定し、それから円筒状加工工具の外周輪郭形状を評価するに留まっており（例えば、非特許文献５、６参照）、バイトのような直線、円弧、放物線などの輪郭形状を持つ工具には対応できない。
【０００８】
特許文献１には、従来の工具顕微鏡と同様の光学系を用い、コリメート光を測定対象であるワークに照射し、ＣＣＤカメラでその投影像を捕捉してエッジ形状を検出する方法および装置に関する発明が開示されている。ＣＣＤカメラの画像からエッジの輪郭形状を一括して評価できる利点を持っているが、前述の光学式顕微鏡と同様、光の回折限界によって測定分解能がミクロンオーダに制限され、高精度な工具輪郭形状には対応できない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００９−１５０８６５号公報
【非特許文献】
【００１０】
【非特許文献１】D. Krulewich Born, W. A. Goodman, “An empiricalsurvey on the influence of machining parameters on tool wear in diamond turningof large single-crystal silicon optics Original Research Article”, PrecisionEngineering, 2001, Vol.25, No.4, p.247-257
【非特許文献２】JiwangYan, Hiroyasu Baba, Yasuhiro Kunieda, Nobuhito Yoshihara, Tsunemoto Kuriyagawa,“Nano precision on-machine profiling of curved diamond cutting tools using awhite-light interferometer”, Int. J. Surface Science and Engineering, 2007, Vol.1,No.4, p.441-455
【非特許文献３】三浦勝弘、「レーザプローブ式非接触三次元測定装置(NH-3SP)」、社団法人日本機械学会年次大会講演資料集、2007年, p.116-117
【非特許文献４】仇中軍、周立波、尾嶌裕隆、江田弘、今井亨、山田昌隆、「画像情報を用いたダイヤモンドバイト自動研磨システムの開発」、砥粒加工学会誌、2007年、51、5、p.284−289
【非特許文献５】Renishaw plc, “Innovative laser tool setting technology providesaccuracy, flexibility and robust operation”, News from Renishaw (White paper), 2003年
【非特許文献６】“Measuring on Machine Tools Laser Tool Setter 35.60-LTS”, m&hInprocess Messtechnik GmbHカタログ, 2010年
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、従来の課題に着目してなされたもので、レーザーなどの光ビームを測定プローブとして用い、光ビームで輪郭形状を走査し、フォトダイオードなどの光検出器に到達した光ビームの光量を検出しながら、その光量変化から、測定対象物の輪郭形状を精度良く測定することができる輪郭形状測定方法及び輪郭形状測定装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明によれば、工作機械に用いられる加工工具などの輪郭形状測定方法であって、測定対象物の輪郭部を照射する微小径の光ビームと、前記輪郭部を通過する光量を検出する光検出器とを有し、前記測定対象物の既知の形状を基準輪郭形状とし、前記光ビームの中心が前記基準輪郭形状に沿って移動したときに、前記基準輪郭形状の曲率半径と前記光ビームの断面半径と前記光ビーム内の光強度分布とから、前記光検出器で検出される基準通過光量を算出する基準通過光量算出ステップと、前記光ビームが前記測定対象物の輪郭を横切るように輪郭の近傍をスキャンして、前記光検出器で得られた各々の光ビーム位置での通過光量が前記基準通過光量になる点をつないで、前記測定対象物の推定輪郭形状を算出する輪郭形状算出ステップと、前記基準輪郭形状を前記推定輪郭形状で置き換え、前記基準通過光量の修正値を算出し、前記光検出器で得られた通過光量が修正された基準通過光量になる点をつないでより真の形状に近い修正輪郭形状を算出し、それを繰り返すことによって、前記修正輪郭形状を真の輪郭形状に収束させるための輪郭形状修正ステップと、を備えることを特徴とする輪郭形状測定方法が得られる。
【００１３】
また、本発明によれば、工作機械に用いられる加工工具などの輪郭形状測定装置であって、断面形状が円形の微小径の光ビームと、前記光ビームの一部で曲率半径が一定の測定対象物の輪郭部を照射したときに、前記測定対象物の輪郭部を通過した前記光ビームの通過光量を検出する光検出器と、前記光ビームを前記測定対象物の輪郭部に沿って走査する走査手段と、前記測定対象物の既知の形状を基準輪郭形状とし、前記光ビームの中心が前記基準輪郭形状に沿って走査したときに、前記基準輪郭形状の曲率半径と前記光ビームの断面半径と前記光ビーム内の光強度分布とから、前記光検出器で検出される基準通過光量を算出する基準通過光量算出手段と、前記光ビームが前記測定対象物の輪郭を横切るように輪郭の近傍を往復走査して、実際の走査で前記光検出器により得られた各走査位置での通過光量が前記基準通過光量になる点をつないで、前記測定対象物の推定輪郭形状を算出する輪郭形状算出手段と、前記基準輪郭形状を前記推定輪郭形状で置き換え、前記基準通過光量の修正値を算出し、前記光検出器で得られた通過光量が修正された基準通過光量になる点をつないでより真の形状に近い修正輪郭形状を算出し、それを繰り返すことによって、前記修正輪郭形状を真の輪郭形状に収束させるための輪郭形状修正手段と、を備えることを特徴とする輪郭形状測定装置が得られる。
【００１４】
更に、本発明によれば、前記光ビームは、光源からの出射光をコリメート光に変換後、微小ピンホールなどの開口を用いて成形した、または、光源からの出射光をレンズで集光して得た、断面形状が円形の微小径の光ビームであることを特徴とする輪郭形状測定装置が得られる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、光ビームで測定対象物の輪郭を走査することで、光検出器で検出した光ビームの光量変化から、工作機械に用いられる加工工具などの測定対象物の輪郭形状を精度良く測定することができる輪郭形状測定方法及び輪郭形状測定装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の第１の実施形態の輪郭形状測定方法及び輪郭形状測定装置を示す光学系の概略側面図である。
【図２】図１に示す輪郭形状測定方法及び輪郭形状測定装置による、光ビームの軌跡と、測定対象である工具先端形状との関係を表わす模式平面図である。
【図３】図１に示す輪郭形状測定方法及び輪郭形状測定装置による、工具の設計形状から予測される光検出器の受光量と、実際の測定で光検出器が受け取る光量と、工具先端輪郭形状との関係を示すグラフである。
【図４】図１に示す輪郭形状測定方法及び輪郭形状測定装置による、（ａ）光ビームを往復走査するときの軌跡を示す平面図、（ｂ）各走査位置での遮蔽率、および各走査位置における基準遮蔽率とが一致する点をつないで得られた測定対象物の輪郭形状を示す模式斜視図である。
【図５】図１に示す輪郭形状測定方法及び輪郭形状測定装置による、実際の走査によって得られた遮蔽率と、推定輪郭１、推定輪郭２との関係を模式的に表示した（ａ）平面図、（ｂ）斜視図、（ｃ）２次コンター図である。
【図６】図１に示す輪郭形状測定方法及び輪郭形状測定装置による、繰り返し計算により推定輪郭が収束していく様子を示すグラフである。
【図７】本発明の第２の実施形態の輪郭形状測定方法及び輪郭形状測定装置を示す光学系の概略側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明にかかる第１の実施形態を、図１から図５を用いて説明する。図１は、本発明にかかる第１の実施形態で用いる光学系１１の概略図である。光源２０から出射した光ビームを、コリメート光学系２３を用いて平行光とする。この平行光を微小ピンホールなどの開口２４に通し、光ビームのスポット形状を、所望のスポット径に変換する。この光ビームの光軸位置に、測定対象（工具など）およびその輪郭Ｔの先端を配置する。測定対象およびその輪郭Ｔを保持部３０に固定し、ＸＹＺ３軸方向に自由に移動できるよう装置を構成する。レンズ２２ｂは、測定対象およびその輪郭Ｔの先端によって光ビームの一部が遮られた際に発生する回折光も含めて集光するもので、集光された光の強度を光検出器２１を用いて測定する。
【００１８】
ここからは、超精密加工機上で円弧の輪郭を有する測定対象およびその輪郭Ｔを測定する場合について説明を進めるが、本発明は円孤以外の形状を有する輪郭測定にも適用可能である。また、被加工物に対して、工具が工作機械の可動軸などによってＸ、Ｙ、Ｚ各方向に相対移動することができるとする。
【００１９】
光学系１１を、加工機上で被加工物を取り付けるスライドと同じ動きをする部品に固定する。図１に示すように、光源２０と光検出器２１との間に測定対象およびその輪郭Ｔを挿入し、ビーム範囲Ｂ内に対象Ｔの一部が入るよう配置する。ここで、輪郭形状を測定するのに重要なパラメータである光ビームのサイズおよび光強度分布は、予め調べておく。
【００２０】
図２は、図１に示した光学系１１を用いて工具の輪郭形状を測定する方法における、光ビームの軌跡と測定対象である工具先端形状との関係を表わす模式図である。光ビームの基準となる点、例えば光ビームが円形の場合にはビームスポットＢの中心点が、設計輪郭形状、あるいはそれに近い既知の形状５である基準輪郭形状に一致するように走査し、各走査位置における光ビームの光量を得る。
【００２１】
図３は、図２に示した既知の形状５や、予め調べておいた光ビームのサイズおよび光ビーム内の光強度分布から予測される光検出器の受光量ＯＡと、基準輪郭形状に一致するように走査した実験結果の受光量ＯＦから、既知の形状と測定形状との偏差を求めるグラフである。光検出器が各位置において受け取ると予測される受光量ＯＡは、予め計算によって求めることができる。いま、ある径を有する光ビームがその半径位置ａにおいて光強度Ｉ（ａ）を有する場合、あるＸ位置における既知形状５の幾何的形状と光ビームの幾何的形状と光強度Ｉ（ａ）との関係から、受光量ＯＡを求めることができる。例えば、工具輪郭形状Ｔが円形状を有しており、また光ビームの強度分布がガウス分布である場合、レーザービーム強度Ｉ（ａ）は式（１）で与えられる。
【００２２】
【数１】
2013124889.tif 000003
ここで、ｒはビームスポットの半径、Ｉ０はビームスポットの中心点における光の最大強度である。このとき、あるＸ位置における光量Ｐは、工具によって遮蔽されていない面積Ｓについて、式（２）のように積分を実施することで求められる。
【数２】
2013124889.tif 000004
【００２３】
ここでは工具輪郭形状Ｔを円形状と仮定して説明したが、その他の形状、例えば放物線形状などである場合にも同様に幾何的関係から受光量ＯＡを算出することができる。測定対象が基準輪郭形状からのずれを持たず一致する場合、上記測定受光量はＯＡと一致する。これに対し、測定対象およびその輪郭Ｔの形状が基準輪郭形状からのずれを有している場合、各位置における実験結果の受光量ＯＦは、予め求めておいた受光量ＯＡからの偏差を有することになる。このＯＡとＯＦとの偏差ＯＤを求めることで、予め調べておいた光ビームのサイズおよび光ビーム内の光強度分布に基づき、既知の形状５の基準輪郭形状からのずれを測定することができる。
【００２４】
また、工具輪郭形状は、別の光ビーム走査方法を用いた手法によっても得ることができる。図４は、光ビームを、工具輪郭形状を横切るように往復走査するときの軌跡と、輪郭周辺で工具によって遮蔽された光ビームの光量と光ビームの全光量との割合である遮蔽率との関係を示した模式図である。
【００２５】
この手法では、工具輪郭近傍を図４中のＸＺ平面上で走査して、各Ｘ、Ｚ位置における光の遮蔽率データＭを測定する。図４（ａ）に示すように、測定対象のＸＺ平面上で輪郭を横切るように輪郭近傍の往復走査を行う。図４（ｂ）では、円弧部の工具半径が５０μｍ、光強度分布がガウス分布である半径５μｍのレーザースポットであると仮定し、座標（ｘ，ｚ）における遮蔽率Ｍ（ｘ，ｚ）を示した。横と縦の軸はそれぞれＸ軸とＺ軸方向の座標を示し、明暗で遮蔽率を示している。この遮蔽割合が一定になる線をつないで推定輪郭１として評価する。実際の測定では、各（ｘ，ｚ）位置における受光素子の出力から、この遮蔽率が得られる。この遮蔽率データＭをもとに、推定輪郭１として工具輪郭形状を割り出す。
【００２６】
なお、基準輪郭形状が不確かな場合においても、遮蔽率データＭを用いることで、ある程度確からしい工具の推定輪郭形状を求めることが可能である。この場合には、各Ｘ位置における基準遮蔽率を予め算出することが出来ないため、遮蔽率データＭにおいて、ある一定の基準遮蔽率となる点をつないで得られた曲線を推定輪郭１とみなす。この手法による輪郭形状の推定はある程度の誤差を伴うことになるが、基準輪郭形状が不確かな場合においても、ある程度確からしい工具輪郭形状を推定することが可能となる。
【００２７】
この場合、遮蔽率データＭを用いることで、より確からしい推定輪郭形状を得ることができる。図５は、実際の光ビーム走査によって得られる遮蔽率データＭと推定輪郭１との関係を模式的に表示した図である。図５（ａ）は、得られた遮蔽率Ｍ（ｘ，ｚ）のデータ上で、例えば、Ｍ＝５０％となる各座標位置を求め、これをつないだ曲線を推定輪郭１とする。このとき、推定輪郭１と光ビームＢのサイズと光ビーム内の光強度分布とから、予測される各走査位置における予測遮蔽率Ｏ１（ｘ）が得られる。この予測遮蔽率Ｏ１（ｘ）は、光ビーム内の光強度分布を考慮して予測しているため、各ｘ位置において可変である。この遮蔽率Ｏ１（ｘ）を満足する座標（ｘ，ｚ）をつなぎ合わせることで、推定輪郭２を得ることができる。推定輪郭２は、推定輪郭１よりもより確からしい工具推定輪郭である。
【００２８】
図５（ｂ）、（ｃ）はそれぞれ、実際の走査で得られた各走査位置での遮蔽率Ｍ（ｘ，ｚ）を３次元的、２次コンター図に示したものである。遮蔽率が一定となる線である推定輪郭１、各走査位置において得られた予測遮蔽率Ｏ１（ｘ）も示してある。
【００２９】
実際の走査で得られた各走査位置での遮蔽率から、推定輪郭１よりも実際の輪郭形状に近い推定輪郭２を計算で決めることで、遮蔽率の分布に基づいて、再度の測定は行わず精度の高い輪郭形状評価が得られる。更に、この推定輪郭２を元に、同様の操作から推定輪郭３を求める。このような操作を繰り返し、輪郭が要求される評価精度の内に収束するならばそれを輪郭形状とすることで、より確からしい工具推定輪郭形状を得ることが可能となる。
【００３０】
次々に推定輪郭を更新し、推定輪郭が収束するかどうかを判定し、もし収束するようならばそれが評価輪郭である。図６は、繰り返し計算により、推定輪郭が収束していく様子を示す図である。測定した遮蔽率データＭをもとに、遮蔽率が５０％となる曲線を求めたものが、推定輪郭１である。真の工具先端輪郭形状よりも曲率半径が小さく評価されている。遮蔽率データＭ（ｘ，ｚ）と光ビームの強度分布とをもとにシミュレーション演算を繰り返すことで得られたのが推定輪郭３である。演算前の推定輪郭１に比較して、真の工具先端輪郭形状との誤差が大幅に縮小されていることが分かる。
【００３１】
なお、測定に用いるレーザースポットの形状は円形であるものと仮定して説明してきたが、開口２４の形状によって円形以外のレーザースポット形状としても構わない。また、開口２４を用いる場合には、光源としてレーザーを用いるのが好ましいが、開口２４の形状および寸法によっては、例えば白色光源、ＬＥＤ光源などを用いても差し支えない。更に、上記説明では、測定対象である工具側の位置制御によるレーザースポット走査を用いたが、測定系の構成によっては、例えば光学系全体を移動してレーザースポット走査を実現しても良く、また開口２４のみを移動してレーザースポット走査を実現しても構わない。
【００３２】
本発明にかかる第２の実施形態を、図７を用いて説明する。図７は、本発明にかかる第２の実施形態で用いる光学系１２の概略図である。光源２０から出射したレーザービームを、コリメート光学系２３を用いて平行光とする。この平行光をレンズ２２ａに通し、レンズ２２ａの焦点距離の位置に、測定対象およびその輪郭Ｔの先端を配置する。測定対象Ｔを保持部３０に固定し、ＸＹＺ３軸方向に自由に移動できるよう装置を構成する。測定対象およびその輪郭Ｔの先端によって一部が遮られたレーザービームは、レンズ２２ａの焦点面を同じく焦点面とするレンズ２２ｂを用いて集光する。レーザー光の一部が測定対象Ｔによって遮られた際に発生する回折光が受光部に入射しない場合、光検出器２１で受け取る光量が低下し、測定分解能の低下につながる。そこで回折光も光検出器２１で受光するためレンズ２２ｂで集光し、光検出器２１を用いて測定する。光学系の構成が違うのみで、工具先端輪郭形状の測定方法は第１の実施形態と同様である。
【００３３】
第２の実施形態についても、レーザー光源以外に、例えば白色光源、ＬＥＤ光源などを用いても差し支えない。また、測定系の構成によっては、例えば光学系全体を移動してレーザースポット走査を実現しても構わない。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
本発明を用いると、加工機上において工具先端輪郭形状を頻繁に測定し、その加工精度を保証することが可能となる。レーザースポット径は光源波長によって最小径が制限されるものの、レーザースポットの強度分布を用いることで、レーザースポットサイズの制限を大幅に低減した工具先端輪郭形状評価を行うことができる。更に本発明では、単に輪郭を追従するのではなく、１回の走査測定で輪郭近傍の遮蔽率データを取得し、これをもとに繰り返し計算することで、工具先端輪郭形状の設計値が予め分からない状態においても、真の工具先端輪郭形状に近いデータを得ることができる。繰り返し計算はプログラムを用いて計算機上で実施できるため、レーザービームの再走査による再測定は必要ない。
【符号の説明】
【００３５】
１，２，３    推定輪郭
５      既知の形状
１１，１２    光学系
２０    光源
２１    光検出器
２２ａ，２２ｂ    レンズ
２３    コリメート光学系
２４    開口
３０    保持部
Ｔ      測定対象およびその輪郭
Ｂ      ビーム範囲
ＯＡ    （既知形状から予測される光検出器の）受光量
ＯＦ    （基準輪郭形状に一致するような走査を行い、得られる実験結果の）受光量
ＯＤ    ＯＡとＯＦとの偏差
【図１】
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【図２】
2013124889.tif 000006
【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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