(57)【要約】【課題】被検面の形状を精度よく計測するために有利な技術を提供する。【解決手段】被検面の形状を計測する計測装置は、前記被検面の計測箇所を撮像する撮像部と、前記撮像部で得られた画像から前記計測箇所の位置情報を求める処理部と、を含み、前記処理部は、複数の角度から前記撮像部に前記計測箇所を撮像させることにより得られた複数の画像から複数の前記位置情報を求め、前記撮像部が前記計測箇所を撮像する角度に対する位置情報の信頼度を示す情報に基づいて、前記撮像部に前記計測箇所を撮像させた前記複数の角度の各々について前記位置情報の信頼度を取得し、前記複数の画像から求められた複数の前記位置情報の各々と前記複数の角度の各々についての前記位置情報の信頼度との関係から前記計測箇所の位置を決定する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検面の形状を計測する計測装置であって、
前記被検面の計測箇所を撮像する撮像部と、
前記撮像部で得られた画像から前記計測箇所の位置情報を求める処理部と、
を含み、
前記処理部は、
複数の角度から前記撮像部に前記計測箇所を撮像させることにより得られた複数の画像から複数の前記位置情報を取得し、
前記撮像部が前記計測箇所を撮像する角度に対する位置情報の信頼度を示す情報に基づいて、前記撮像部に前記計測箇所を撮像させた前記複数の角度の各々について前記位置情報の信頼度を求め、
前記複数の画像から求められた複数の前記位置情報の各々と前記複数の角度の各々についての前記位置情報の信頼度との関係から前記計測箇所の位置を決定する、ことを特徴とする計測装置。
【請求項２】
前記処理部は、前記複数の画像から求められた前記複数の位置情報に対して前記位置情報の信頼度に応じた重み付け平均化処理を行って前記計測箇所の位置を決定する、ことを特徴とする請求項１に記載の計測装置。
【請求項３】
前記処理部は、前記複数の画像から求められた前記複数の位置情報のうち前記位置情報の信頼度が最も高い位置情報を選択し、選択した位置情報から前記計測箇所の位置を決定する、ことを特徴とする請求項１に記載の計測装置。
【請求項４】
前記計測装置は、互いに異なる角度で前記計測箇所を撮像する複数の前記撮像部を含み、
前記処理部は、前記複数の撮像部の各々に前記計測箇所を撮像させることにより前記複数の画像を得る、ことを特徴とする請求項１乃至３のうちいずれか１項に記載の計測装置。
【請求項５】
前記計測箇所に光を照射する照射部を更に含み、
前記複数の撮像部は、前記計測箇所で反射された光が前記複数の撮像部の各々に入射する方向と、前記照射部が光を射出する方向との間の角度が互いに同じになるように配置されている、ことを特徴とする請求項４に記載の計測装置。
【請求項６】
前記処理部は、前記撮像部の姿勢を変更して前記複数の角度から前記撮像部に前記計測箇所を撮像させることにより前記複数の画像を得る、ことを特徴とする請求項１乃至３のうちいずれか１項に記載の計測装置。
【請求項７】
前記計測箇所に光を照射する照射部を更に含み、
前記処理部は、前記計測箇所で反射された光が前記撮像部に入射する方向と、前記照射部が光を射出する方向との間の角度が一定になるように前記撮像部の姿勢を変更する、ことを特徴とする請求項６に記載の計測装置。
【請求項８】
前記処理部は、前記撮像部に前記計測箇所を撮像させた前記複数の角度の各々を、前記被検面の形状の設計データから求める、ことを特徴とする請求項１乃至７のうちいずれか１項に記載の計測装置。
【請求項９】
前記処理部は、前記撮像部に特定箇所を撮像させる角度を変えながら前記撮像部に前記特定箇所を撮像させて前記特定箇所の前記位置情報を求めていくことによって得られた前記特定箇所についての複数の前記位置情報から前記情報を取得し、
前記特定箇所は、前記被検面の一部または前記被検面と表面状態が同じ面の一部であり、かつ平面である、ことを特徴とする請求項１乃至８のうちいずれか１項に記載の計測装置。
【請求項１０】
前記処理部は、前記特定箇所についての複数の前記位置情報の各々と、それらに対して最小自乗法により平面フィッティングした値との偏差を求め、前記撮像部に前記特定箇所を撮像させた角度と当該偏差との関係を前記情報として取得する、ことを特徴とする請求項９に記載の計測装置。
【請求項１１】
前記処理部は、前記特定箇所についての複数の前記位置情報の各々と、基準角度で前記撮像部に前記特定箇所を撮像させたときに得られる前記位置情報との差を求め、前記撮像部に前記特定箇所を撮像させる角度と当該差との関係を前記情報として取得する、ことを特徴とする請求項９に記載の計測装置。
【請求項１２】
前記基準角度は、前記特定箇所で正反射した光が前記撮像部に入射するように前記撮像部に前記特定箇所を撮像させる角度である、ことを特徴とする請求項１１に記載の計測装置。
【請求項１３】
前記撮像部は、暗部と明部とが二次元的に配列したパターン光、ライン光、およびポイント光のうち少なくとも１つが照射された前記計測箇所を撮像する、ことを特徴とする請求項１乃至１２のうちいずれか１項に記載の計測装置。
【請求項１４】
請求項１乃至１３のうちいずれか１項に記載の計測装置を用いて被検面の形状を計測する工程と、
前記工程における計測結果に基づいて前記被検面を加工する工程と、
を含む、ことを特徴とする物品の製造方法。
【請求項１５】
被検面の計測箇所を撮像することによって得られた画像に基づいて、前記被検面の形状を計測する計測方法であって、
複数の角度から前記計測箇所を撮像することにより得られた複数の画像から複数の位置情報を取得する工程と、
前記計測箇所を撮像する角度に対する位置情報の信頼度を示す情報に基づいて、前記計測箇所を撮像した前記複数の角度の各々について前記位置情報の信頼度を求める工程と、
前記複数の画像から求められた複数の前記位置情報の各々と前記複数の角度の各々についての前記位置情報の信頼度との関係から前記計測箇所の位置を決定する工程と、
を含むことを特徴とする計測方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被検面の形状を計測する計測装置、計測方法、および物品の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
被検面の形状を計測する計測装置として、被検面の計測箇所に光を照射し、当該計測箇所で反射した光を受光する工程を繰り返すことにより非接触で被検面の三次元形状を計測する計測装置が知られている（特許文献１および２参照）。計測装置は、例えば、計測箇所に光を照射する照射部と、光が照射された計測箇所を撮像する撮像部とを含み、撮像部で得られた画像から当該計測箇所の位置を求めることができる。
【０００３】
このような計測装置では、撮像部で得られた画像から求められる計測箇所の位置の計測結果に誤差が含まれることがある。特許文献１および２では、被検面の計測箇所を含む複数の箇所で反射した光、即ち多重反射した光が撮像部に入射することによって生じる計測誤差を低減する方法が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−２５７８０３号公報
【特許文献２】特開２００８−１８０６４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
発明者は、計測結果に含まれる誤差が、撮像部によって被検面の計測箇所を撮像する角度に応じて変化することを見出した。つまり、被検面における複数の計測箇所の各々を撮像部によって撮像する角度が各計測箇所の傾斜に応じて互いに異なってしまうと、計測結果に含まれる誤差が計測箇所ごとに異なり、被検面の形状を精度よく計測することが困難になりうる。
【０００６】
そこで、本発明は、被検面の形状を精度よく計測するために有利な技術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】
上記目的を達成するために、本発明の一側面としての計測装置は、被検面の形状を計測する計測装置であって、前記被検面の計測箇所を撮像する撮像部と、前記撮像部で得られた画像から前記計測箇所の位置情報を求める処理部と、を含み、前記処理部は、複数の角度から前記撮像部に前記計測箇所を撮像させることにより得られた複数の画像から複数の前記位置情報を求め、前記撮像部が前記計測箇所を撮像する角度に対する位置情報の信頼度を示す情報に基づいて、前記撮像部に前記計測箇所を撮像させた前記複数の角度の各々について前記位置情報の信頼度を取得し、前記複数の画像から求められた複数の前記位置情報の各々と前記複数の角度の各々についての前記位置情報の信頼度との関係から前記計測箇所の位置を決定する、ことを特徴とする。
【０００８】
本発明の更なる目的又はその他の側面は、以下、添付図面を参照して説明される好ましい実施形態によって明らかにされるであろう。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、例えば、被検面の形状を精度よく計測するために有利な技術を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】第１実施形態の計測装置を示す概略図である。
【図２】撮像角度と計測箇所の位置の計測結果との関係を示す図である。
【図３】第１実施形態の計測ヘッドの構成を示す図である。
【図４】被検面の形状を計測する処理を示すフローチャートである。
【図５】信頼度情報の一例を示す図である。
【図６】計測ヘッドの姿勢を変更する様子を示す図である。
【図７】従来の計測装置と第１実施形態の計測装置とにおいて、撮像角度と計測箇所の位置の計測結果との関係を比較した図である。
【図８】第２実施形態の計測ヘッドの構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施の形態について説明する。なお、各図において、同一の部材ないし要素については同一の参照番号を付し、重複する説明は省略する。
【００１２】
＜第１実施形態＞
本発明に係る第１実施形態の計測装置１００について、図１を参照しながら説明する。図１は、第１実施形態の計測装置１００を示す概略図である。第１実施形態の計測装置１００は、例えば、被検面（被検物の表面）の形状を計測する計測ヘッド１と、計測ヘッド１を駆動する駆動部１０と、処理部１２とを含みうる。処理部１２は、例えばＣＰＵやメモリなどを含み、被検面の形状を計測する処理を行う。
【００１３】
まず、駆動部１０の構成について説明する。駆動部１０は、例えば、被検物が配置される定盤２と、Ｙキャリッジ３と、Ｘスライダ４と、Ｚスピンドル５と、回転ヘッド１１とを含みうる。Ｙキャリッジ３は、一対の脚部３ａとＸビーム３ｂとにより門型に構成され、例えばエアガイドを介して定盤２により支持されている。Ｙキャリッジ３における一方の脚部３ａには、Ｙキャリッジ３をＹ方向に沿って駆動するＹ駆動部８が備えられている。Ｙ駆動部８は、定盤２に設けられたＹシャフト８ａとＹキャリッジ３に設けられたＹ可動部８ｂとから成り、Ｙ可動部８ｂがＹシャフト８ａに沿って移動することにより、Ｙキャリッジ３をＹ方向に沿って駆動することができる。Ｘスライダ４は、例えばエアガイドを介してＹキャリッジ３のＸビーム３ｂにより支持されており、Ｘスライダ４をＸ方向に沿って駆動するＸ駆動部を備える。Ｘ駆動部は、Ｙキャリッジ３に設けられたＸシャフト１４とＸスライダ４に設けられたＸ可動部とから成り、Ｘ可動部がＸシャフト１４に沿って移動することにより、Ｘスライダ４をＸ方向に沿って駆動することができる。
【００１４】
Ｚスピンドル５は、例えばエアガイドを介してＸスライダ４により支持されており、Ｚスピンドル５をＺ方向に沿って駆動するＺ駆動部を備える。Ｚ駆動部は、Ｘスライダ４に設けられたＺシャフトとＺスピンドル５に設けられた可動部とから成り、Ｚ可動部がＺシャフトに沿って移動することにより、Ｚスピンドル５をＺ方向に沿って駆動することができる。Ｚスピンドル５の先端には、回転ヘッド１１を介して計測ヘッド１が設けられている。回転ヘッド１１は、計測ヘッド１をＸ軸周り、Ｙ軸周りおよびＺ軸周りに回転させることができ、それにより計測ヘッド１の姿勢を変更することができる。
【００１５】
このように駆動部１０を構成することにより、第１実施形態の計測装置１００は、例えば、被検面の形状の設計データに従って、計測ヘッド１と被検面との距離が一定になるように計測ヘッド１を移動させながら、被検面の形状を計測することができる。ここで、駆動部１０は、例えば、Ｙキャリッジ３のＹ方向における位置を計測するためのＹ計測部７と、ＸスライダのＸ方向における位置を計測するためのＸ計測部と、ＺスピンドルのＺ方向における位置を計測するためのＺ計測部とを含みうる。処理部１２は、Ｙ計測部７により計測されたＹキャリッジ３の位置と、Ｘ計測部により計測されたＸスライダ４の位置と、Ｚ計測部により計測されたＺスピンドル５の位置とに基づいて計測ヘッド１の位置座標を取得することができる。Ｙ計測部７、Ｘ計測部およびＺ計測部は、例えばエンコーダやレーザ干渉計をそれぞれ含みうる。図１に示す計測装置１００では、Ｙ計測部７にエンコーダが含まれている。
【００１６】
次に、計測ヘッド１の構成について説明する。第１実施形態では、計測ヘッド１が光切断法（ライン光投影型の三角測量）を用いて被検面の形状を計測する例について説明する。光切断法とは、被検面の計測箇所に向けてライン光を照射し、ライン光が照射された計測箇所を撮像して得られた画像から、計測箇所の形状に応じて生じるライン光の歪み量を検出することで、当該計測箇所の位置を求める方法である。このような光切断法において、計測ヘッド１は、被検面の計測箇所に光（ライン光）を照射する照射部１７と、照射部１７により光が照射された計測箇所を撮像する撮像部１８（例えばＣＣＤカメラやＣＭＯＳカメラ）とを含みうる。ここで、第１実施形態では、照射部１７によって計測箇所にライン光を照射する光切断法を用いて計測箇所の位置を求める例について説明するが、それに限られるものではない。例えば、明部と暗部とが二次元的に配列したパターン光を照射部１７によって計測箇所に照射するパターン投影法を用いて計測箇所の位置を求めてもよいし、ポイント光を照射部１７によって計測箇所に照射して計測箇所の位置を求めてもよい。
【００１７】
このように撮像部１８で得られた画像から求められる計測箇所の位置の計測結果は、発明者による研究から、図２に示すように、撮像部１８が計測箇所を撮像する角度（以下、撮像角度θ）に応じて変化することが明らかとなった。当該計測結果の変化は、図２に示すように、計測箇所で正反射した光が撮像部１８に入射するときの撮像角度θ’の周辺において特に大きくなることがわかる。このように計測箇所の位置の計測結果が変化するのは、当該計測結果に含まれる誤差が撮像角度θに応じて変化するためであると考えられる。したがって、被検面における複数の計測箇所の各々を撮像部１８によって撮像する角度が各計測箇所の傾きに応じて互いに異なってしまうと、計測結果に含まれる誤差が計測箇所ごとに異なり、被検面の形状を精度よく計測することが困難になりうる。ここで、計測結果に含まれる誤差は、例えば、被検面で散乱された光が干渉し合い、撮像部１８で得られた画像にスペックルパターンと呼ばれる粒状の模様が生じることなどによって生じうる。
【００１８】
そこで、第１実施形態の計測装置１００は、照射部１７から被検面の計測箇所に入射する光の入射角度を変更せずに、複数の角度から撮像部１８に計測箇所を撮像させ、それにより得られた複数の画像の各々について計測箇所の位置情報を求める。また、計測装置１００は、撮像角度θに対する位置情報の信頼度を示す情報を用いて、撮像部１８に計測箇所を撮像させた複数の角度の各々について位置情報の信頼度を求める。そして、計測装置１００は、複数の画像から求められた複数の位置情報の各々と、複数の角度の各々についての位置情報の信頼度との関係から計測箇所の位置を決定する。これにより、計測装置１００は、複数の計測箇所の各々を撮像部１８によって撮像する角度が各計測箇所の傾きに応じて互いに異なる場合であっても、位置情報に含まれる誤差が計測箇所ごとに異なることを低減することができる。第１実施形態の計測装置１００は、互いに異なる角度で被検面の計測箇所を撮像する複数の撮像部１８を計測ヘッド１に含み、複数の撮像部１８の各々に被検面の計測箇所を撮像させることにより複数の画像を得ることができる。このような計測ヘッド１において、複数の撮像部１８は、計測箇所で反射された光が複数の撮像部１８の各々に入射する方向と、照射部１７が光を射出する方向との間の角度が互いに同じになるように配置されていることが好ましい。以下に、計測ヘッド１の構成と、被検面の形状を計測する処理について説明する。
【００１９】
まず、計測ヘッド１の構成について、図３を参照しながら説明する。図３は、第１実施形態の計測ヘッド１の構成を示す図である。ここでは、図３に示すように、１つの照射部１７と２つの撮像部１８ａおよび１８ｂとが計測ヘッド１に含まれる例について説明する。照射部１７は、半導体レーザなどの光源２０とシリンドリカルレンズなどの光学素子２１とを含み、光源２０から射出した光は、光学素子２１を通過することによりライン光として被検面に照射されうる。一方で、撮像部１８ａおよび１８ｂはそれぞれ、撮像レンズ２４とイメージセンサ２２とを含み、被検面に照射されたライン光は、撮像レンズ２４を介してイメージセンサ２２上に結像されうる。ここで、撮像部１８ａおよび１８ｂは、センサ面と物体面と撮像レンズ２４の主平面とが同一直線状で交わるシャインプルーフ光学系の条件を満足する配置となっていることが好ましい。また、撮像部１８ａおよび１８ｂは、計測箇所で反射された光が撮像部１８ａおよび１８ｂの各々に入射する方向と、照射部１７が光を射出する方向との間の角度が互いに同じになるように配置されていることが好ましい。
【００２０】
次に、第１実施形態の計測装置１００によって被検面の形状を計測する処理について、図４を参照しながら説明する。図４は、被検面の形状を計測する処理を示すフローチャートである。図４に示すフローチャートの各動作は、処理部１２が計測装置１００の各部を制御することによって行われうる。
【００２１】
Ｓ１０１では、処理部１２は、図５に示すように、撮像角度θに対する位置情報の信頼度を示す情報（以下、信頼度情報）を取得する。図５は、信頼度情報の一例を示す図である。処理部１２は、計測対象の被検面、もしくはそれと同じ表面状態（例えば表面粗さなど）を有する面についての信頼度情報が事前に求められている場合には、事前に求められた信頼度情報を用いる。一方で、信頼度情報が事前に求められていない場合には、処理部１２は、信頼度情報を新たに取得する。ここで、信頼度情報を取得する方法についての２通りの例を説明する。
【００２２】
第１の方法では、処理部１２は、被検面の形状の設計データからほぼ平面である被検面の一部を特定し、当該一部を特定箇所として設定する。そして、処理部１２は、図６（ａ）〜（ｃ）に示すように、回転ヘッド１１によって計測ヘッド１の姿勢を変更することにより、撮像部１８に特定箇所を撮像させる角度を変えながら撮像部１８に特定箇所を撮像させて特定箇所の位置情報を求めていく。これにより、処理部１２は、特定箇所についての複数の位置情報を得ることができる。撮像部１８に特定箇所を撮像させる角度を変えるときには、照射部１７により特定箇所に照射されるライン光の位置が一定になるように、かつ照射部１７と特定箇所との距離が一定になるように計測ヘッド１の姿勢を変更することが好ましい。そして、処理部１２は、特定箇所についての複数の位置情報に対して最小自乗法により平面フィッティングを行い、特定箇所についての複数の位置情報の各々と平面フィッティングした値との偏差を求める。これにより、処理部１２は、撮像部１８に特定箇所を撮像させた角度と当該偏差との関係を信頼度情報として取得することができる。ここで、処理部１２は、１つの角度において複数回にわたって撮像部１８に特定箇所の撮像を行わせることにより得られた複数の位置情報の平均値を当該１つの角度についての位置情報として用いてもよい。また、信頼度情報は、撮像部１８ａおよび１８ｂの各々について作成されることが好ましいが、撮像部１８ａおよび１８ｂの構成が互いに同じである場合にはそれらで共通の信頼度情報が取得されてもよい。さらに、上述では、被検面の一部を特定箇所とする例について説明したが、被検面と同じ表面状態を有する面の一部を特定箇所としてもよい。
【００２３】
第２の方法では、処理部１２は、第１の方法と同様に、回転ヘッド１１によって計測ヘッド１の姿勢を変更することにより、撮像部１８に特定箇所を撮像させる角度を変えながら特定箇所の位置情報を求めていき、特定箇所についての複数の位置情報を得る。そして、処理部１２は、特定箇所についての複数の位置情報の各々と、基準角度で撮像部１８に特定箇所を撮像させたときに得られる位置情報との差を求める。これにより、処理部１２は、撮像部１８に特定箇所を撮像させた角度と当該差との関係を信頼度情報として取得することができる。ここで、当該基準角度は、特定箇所で正反射した光が撮像部１８に入射するときの撮像角度θ’であってもよいし、位置情報に含まれる誤差が最も小さくなる撮像角度θを算出した（もしくはシミュレーションした）結果であってもよい。
【００２４】
Ｓ１０２では、処理部１２は、計測を行う対象の被検面の計測箇所（対象計測箇所）に照射部１７からの光が照射されるように駆動部１０に計測ヘッド１を移動させる。Ｓ１０３では、処理部１２は、照射部１７から被検面の計測箇所に入射する光の入射角度を変更せずに、複数の角度で撮像部１８に対象計測箇所を撮像させ、それにより得られた複数の画像の各々について対象計測箇所の位置情報を求める。これにより、処理部１２は、対象計測箇所についての複数の位置情報を得ることができる。第１実施形態の計測装置１００では、互いに異なる角度で計測箇所を撮像する複数の撮像部１８が設けられているため、計測ヘッド１の姿勢を変更しなくても、当該複数の撮像部１８の各々に対象計測箇所を撮像させることにより複数の画像を得ることができる。この場合、処理部１２は、複数の撮像部１８で得られた複数の画像の各々から対象計測箇所の位置情報を求めることができる。Ｓ１０４では、処理部１２は、撮像部１８が対象計測箇所を撮像したときの撮像角度θを求める。処理部１２は、例えば被検面の形状の設計データと駆動部１０により駆動された計測ヘッド１の姿勢とに基づいて、撮像角度θを求めることができる。第１実施形態では、計測ヘッド１に撮像部１８ａおよび１８ｂが設けられているため、撮像部１８ａおよび１８ｂの各々について撮像角度θをそれぞれ求めるとよい。
【００２５】
Ｓ１０５では、処理部１２は、Ｓ１０１で取得した信頼度情報に基づいて、撮像部１８に対象計測箇所を撮像させた複数の撮像角度θの各々について位置情報の信頼度を求める。Ｓ１０６では、処理部１２は、Ｓ１０３で求めた対象計測箇所についての複数の位置情報の各々と、Ｓ１０５で求めた複数の撮像角度θの各々についての位置情報の信頼度との関係から対象計測箇所の位置を決定する。ここで、対象計測箇所の位置を決定する方法についての２通りの例を説明する。
【００２６】
第１の方法では、処理部１２は、複数の画像から求められた対象計測箇所についての複数（ｎ個）の位置情報Ｐｉに対して、信頼度情報における位置情報の信頼度σｉに応じた重み付け平均化処理を式（１）により行って対象計測箇所の位置Ｐを決定する。例えば、処理部１２は、信頼度情報を用いて、撮像部１８ａによる対象計測箇所の撮像角度θ１における位置情報の信頼度σ１と、撮像部１８ｂによる対象計測箇所の撮像角度θ２における位置情報の信頼度σ２とをそれぞれ求める。撮像角度θ１およびθ２は、Ｓ１０４の工程においてそれぞれ求められうる。そして、処理部１２は、対象計測箇所についての２つの位置情報Ｐ１およびＰ２に対して、位置情報の信頼度に応じた重み付け平均化処理を式（１）により行い、対象計測箇所の位置Ｐを決定する。この場合、式（１）における「ｎ」には「２」が入力される。また、位置情報Ｐ１およびＰ２は、Ｓ１０３の工程において、撮像部１８ａおよび１８ｂの各々で得られた画像からそれぞれ求められうる。このように対象計測箇所の位置を決定することにより、図７（ａ）に示すように、従来の計測装置に比べ、計測箇所の位置の計測結果が撮像角度θに応じて変化することを低減することができる。
【００２７】
【数１】
2016095243.tif 000003
【００２８】
第２の方法では、処理部１２は、信頼度情報に基づいて、複数の画像から求められた対象計測箇所についての複数の位置情報のうち信頼度が最も高い位置情報を選択し、選択した位置情報から対象計測箇所の位置を決定する。例えば、処理部１２は、信頼度情報に基づいて、撮像部１８ａによる対象計測箇所の撮像角度θ１における位置情報の信頼度σ１と、撮像部１８ｂによる対象計測箇所の撮像角度θ２における位置情報の信頼度σ２とをそれぞれ求める。そして、処理部１２は、位置情報の信頼度σ１およびσ２を比較して、対象計測箇所についての２つの位置情報Ｐ１およびＰ２のうち信頼度が最も高い位置情報を選択し、選択した位置情報を対象計測箇所の位置として決定する。このように対象計測箇所の位置を決定することにより、図７（ｂ）に示すように、計測箇所の位置の計測結果が撮像角度θに応じて変化することを低減することができる。
【００２９】
Ｓ１０７では、処理部１２は、次に位置の計測を行う計測箇所（次の計測箇所）が被検面にあるか否かの判断を行う。次の計測箇所がある場合はＳ１０２に戻り、Ｓ１０２〜Ｓ１０７の工程を繰り返す。一方で、次の計測箇所が無い場合はＳ１０８に進む。Ｓ１０８では、処理部１２は、被検面における複数の計測箇所の各々についての位置に基づいて被検面の形状を求める。
【００３０】
上述したように、第１実施形態の計測装置１００は、複数の撮像部１８によって対象計測箇所についての複数の位置情報を求め、信頼度情報に基づいた複数の位置情報の各々と位置情報の信頼度との関係から対象計測箇所の位置を決定する。これにより、計測装置１００は、計測箇所の位置の計測結果が撮像角度θに応じて変化することを低減することができる。
【００３１】
＜第２実施形態＞
本発明に係る第２実施形態の計測装置について説明する。第２実施形態の計測装置は、第１実施形態の計測装置１００と比べて計測ヘッド１の構成が異なる。図８は、第２実施形態の計測ヘッド１の構成を示す図である。第２実施形態の計測ヘッド１は、１つの照射部１７と１つの撮像部１８とを含み、回転ヘッド１１により計測ヘッド１の姿勢を変更することで、照射部１７によって光が照射された計測箇所を複数の角度から撮像部１８に撮像させることができる。
【００３２】
次に、第２実施形態の計測装置によって被検面の形状を計測する処理について説明する。第２実施形態の計測装置は、図４に示すフローチャートに従って被検面の形状を計測する。図４に示すフローチャートにおいてＳ１０３の工程が第１実施形態と異なるため、以下ではＳ１０３の工程について説明する。
【００３３】
Ｓ１０３では、処理部１２は、照射部１７から被検面の計測箇所に入射する光の入射角度を変更せずに、複数の角度で撮像部１８に対象計測箇所を撮像させ、それにより得られた複数の画像の各々について対象計測箇所の位置情報を求める。これにより、処理部１２は、対象計測箇所についての複数の位置情報を得ることができる。第２実施形態の計測装置は、１つの撮像部１８しか計測ヘッド１に含まれていないため、回転ヘッド１１を駆動して計測ヘッド１の姿勢を変更することにより、複数の角度で撮像部１８に対象計測箇所を撮像させる。ここで、処理部１２は、対象計測箇所で反射した光が撮像部１８に入射する方向と、照射部１７が光を射出する方向との間の角度が一定になるように計測ヘッド１の姿勢を変更することが好ましい。第２実施形態では、照射部１７と撮像部１８とが一体に構成されているため、光が撮像部１８に入射する方向と、照射部１７が光を射出する方向との間の角度を常に一定にすることができる。また、処理部１２は、複数の角度で撮像部１８に対象計測箇所を撮像させる場合には、照射部１７から射出される光の光軸を中心として計測ヘッド１を回転（例えば１８０度）させるとよい。
【００３４】
上述したように、第２実施形態の計測装置は、計測ヘッド１に１つの撮像部１８を含み、計測ヘッド１の姿勢を変更することによって１つの撮像部１８によって複数の角度から対象計測箇所を撮像する。そして、第２実施形態の計測装置は、複数の角度で撮像した結果から対象計測箇所についての複数の位置情報を求め、信頼度情報に基づいた複数の位置情報の各々と位置情報の信頼度との関係から対象計測箇所の位置を決定する。これにより、第２実施形態の計測装置は、第１実施形態の計測装置１００と同様に、計測箇所の位置の計測結果が撮像角度θに応じて変化することを低減することができる。
【００３５】
＜物品の製造方法の実施形態＞
本発明の実施形態に係る物品の製造方法は、例えば、金属部品や光学素子等の物品を製造する際に用いられる。本実施形態の物品の製造方法は、上記の計測装置を用いて被検面（被検物の表面）の形状を計測する工程と、かかる工程における計測結果に基づいて被検面を加工する工程とを含む。例えば、被検面の形状を計測装置を用いて計測し、その計測結果に基づいて、被検面の形状が設計値になるように当該被検物を加工（製造）する。本実施形態の物品の製造方法は、計測装置により高精度に被検面の形状を計測できるため、従来の方法に比べて、物品の性能・品質・生産性・生産コストの少なくとも１つにおいて有利である。
【００３６】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されないことはいうまでもなく、その要旨の範囲内で種々の変形および変更が可能である。
【符号の説明】
【００３７】
計測ヘッド１、定盤２、駆動部１０、処理部１２、照射部１７、撮像部１８、計測装置１００
【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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