"共通の繰り返し構造を有し、かつ位相の異なる複数種類のパターンを測定対象物上へ順次に投影する投影部と、前記複数種類のパターンの各々が前記測定対象物へ投影される毎に前記測定対象物を撮像して画像データセットを取得する撮像部と、取得された前記画像データセットの中から、前記測定対象物上の同一領域に関するデータセットであって、セット内の全データが有効輝度範囲内に収まっているものを、適正データセットとして選出する選出部と、選出された前記適正データセットに基づき、前記測定対象物において前記適正データの取得元となった領域の形状を求める形状算出部と、を備えたことを特徴とする形状測定装置。請求項1に記載の形状測定装置において、複数通りの露光量の各々で前記撮像部に前記画像データセットを取得させることにより複数組みの前記画像データセットを取得する制御部を更に備え、前記選出部は、前記複数組みの前記画像データセットの中から前記適正データセットを選出する処理を前記測定対象物上の領域毎に行うことを特徴とする形状測定装置。請求項2に記載の形状測定装置において、前記選出部は、前記複数組みの前記画像データセットのうち、前記撮像部の入出力特性が線形となる前記有効輝度範囲内に輝度値が収まっているデータセットを、前記適正データセットとして選出することを特徴とする請求項2に記載の形状測定装置。請求項3に記載の形状測定装置において、前記選出部は、前記複数組みの前記画像データセットのうち、前記有効輝度範囲内に輝度値が収まっており、かつ、なるべく露光量の高いデータセットを、前記適正データセットとして選出することを特徴とする形状測定装置。請求項2~請求項4の何れか一項に記載の形状測定装置において、前記制御部は、前記複数通りの露光量の間のピッチを、前記露光量が低いときほど細かく設定することを特徴とする形状測定装置。請求項5に記載の形状測定装置において、前記制御部は、前記複数通りの露光量の間のピッチを、前記露光量の対数目盛上で均等になるように設定することを特徴とする形状測定装置。請求項2~請求項6の何れか一項に記載の形状測定装置において、前記制御部は、前記複数組みの画像データセットの取得に先立ち前記複数通りの露光量の値範囲を設定する設定部を更に備え、前記設定部は、前記露光量の値範囲の上限値を、前記測定対象物上で最も暗い部分のデータが前記有効輝度範囲内に収まるような値に設定し、かつ、前記露光量の値範囲の下限値を、前記測定対象物上で最も明るい部分のデータが前記有効輝度範囲内に収まるような値に設定することを特徴とする形状測定装置。請求項2~請求項7の何れか一項に記載の形状測定装置において、前記制御部は、前記撮像部の電荷蓄積時間を変化させることにより前記複数通りの露光量を設定することを特徴とする形状測定装置。共通の繰り返し構造を有し、かつ位相の異なる複数種類のパターンを測定対象物上へ順次に投影する投影手順と、前記複数種類のパターンの各々が前記測定対象物へ投影される毎に前記測定対象物を撮像して画像データセットを取得する撮像手順と、前記測定対象物上の同一領域に関するデータセットであって、セット内の全データが有効輝度範囲内に収まっているものを、適正データセットとして選出する選出手順と、選出された前記適正データセットに基づき、前記測定対象物において前記適正データの取得元となった領域の形状を求める形状算出手順と、を含むことを特徴とする形状測定方法。請求項9に記載の形状測定方法において、複数通りの露光量の各々で前記撮像手順に前記画像データセットを取得させることにより複数組みの前記画像データセットを取得する制御手順を更に含み、前記選出手順では、前記複数組みの前記画像データセットの中から前記適正データセットを選出する処理を前記測定対象物上の領域毎に行うことを特徴とする形状測定方法。請求項10に記載の形状測定方法において、前記選出手順では、前記複数組みの前記画像データセットのうち、前記撮像部の入出力特性が線形となる前記有効輝度範囲内に輝度値が収まっているデータセットを、前記適正データセットとして選出することを特徴とする請求項2に記載の形状測定方法。請求項10又は請求項11に記載の形状測定方法において、前記選出手順では、前記複数組みの前記画像データセットのうち、前記有効輝度範囲内に輝度値が収まっており、かつ、なるべく露光量の高いデータセットを、前記適正データセットとして選出することを特徴とする形状測定方法。請求項10~請求項12の何れか一項に記載の形状測定方法において、前記制御手順では、前記複数通りの露光量の間のピッチを、前記露光量が低いときほど細かく設定することを特徴とする形状測定方法。請求項13に記載の状測定方法において、前記制御手順では、前記複数通りの露光量の間のピッチを、前記露光量の対数目盛上で均等になるように設定することを特徴とする形状測定方法。請求項10~請求項14の何れか一項に記載の形状測定方法において、前記制御手順は、前記複数組みの画像データセットの取得に先立ち前記複数通りの露光量の値範囲を設定する設定手順を更に含み、前記設定手順では、前記露光量の値範囲の上限値を、前記測定対象物上で最も暗い部分のデータが前記有効輝度範囲内に収まるような値に設定し、かつ、前記露光量の値範囲の下限値を、前記測定対象物上で最も明るい部分のデータが前記有効輝度範囲内に収まるような値に設定することを特徴とする形状測定方法。請求項10~請求項15の何れか一項に記載の形状測定方法において、前記制御手順では、前記撮像手順の電荷蓄積時間を変化させることにより前記複数通りの露光量を設定することを特徴とする形状測定方法。しかしながら、コントラスト値の高い輝度変化データの中にも、位相分布位相画像の演算に適さない、不適切な輝度変化データが混在している可能性のあることが判明した。そこで本発明は、不適切な輝度データが測定結果に与える影響を確実に抑えることのできる形状測定装置及び形状測定方法を提供することを目的とする。本発明の形状測定装置の一態様は、共通の繰り返し構造を有し、かつ位相の異なる複数種類のパターンを測定対象物上へ順次に投影する投影部と、前記複数種類のパターンの各々が前記測定対象物へ投影される毎に前記測定対象物を撮像して画像データセットを取得する撮像部と、取得された前記画像データセットの中から、前記測定対象物上の同一領域に関するデータセットであって、セット内の全データが有効輝度範囲内に収まっているものを、適正データセットとして選出する選出部と、選出された前記適正データセットに基づき、前記測定対象物において前記適正データの取得元となった領域の形状を求める形状算出部とを備える。本発明の形状測定方法は、共通の繰り返し構造を有し、かつ位相の異なる複数種類のパターンを測定対象物上へ順次に投影する投影手順と、前記複数種類のパターンの各々が前記測定対象物へ投影される毎に前記測定対象物を撮像して画像データセットを取得する撮像手順と、前記測定対象物上の同一領域に関するデータセットであって、セット内の全データが有効輝度範囲内に収まっているものを、適正データセットとして選出する選出手順と、選出された前記適正データセットに基づき、前記測定対象物において前記適正データの取得元となった領域の形状を求める形状算出手順とを含む。本発明によれば、不適切な輝度データが測定結果に与える影響を確実に抑えることのできる形状測定装置及び形状測定方法が実現する。[第1実施形態]以下、本発明の第1実施形態として三次元形状測定装置を説明する。図1は、本実施形態の三次元形状測定装置の機械的構成を示す斜視図である。図1に示すとおり三次元形状測定装置は、工業製品又は部品などの測定対象物11を載置するステージ12と、互いに固定された投影部13及び撮像部14とを備える。投影部13の光軸と撮像部14の光軸との間には角度がつけられており、両者の光軸は、ステージ12の基準面上で交差している。このうち撮像部14の光軸はステージ12の基準面に対して垂直である。なお、撮像部14の光軸を垂直にする代わりに投影部13の光軸を垂直にすることも可能であるが、ここでは撮像部14の光軸の方が垂直であると仮定する。ステージ12は、撮像部14の光軸と平行な軸の周りに測定対象物11を回転させるθステージ12θと、撮像部14の光軸と垂直な所定方向X方向に向けて測定対象物11をシフトさせるXステージ12Xと、θステージ12θの回転軸とX方向との双方に対して垂直な所定方向Y方向に向けて測定対象物11をシフトさせるYステージ12Yとを備える。投影部13は、ステージ12上の一部の領域照明領域を、撮像部14の光軸に対して斜め方向から照明する光学系であって、照明素子22と、パターン形成部23と、投影光学系24とをこの順で配置している。なお、本実施形態の測定対象物11のサイズは、投影部13の照明領域内に測定対象物11の全体が収まる程度に小さいものと仮定する。投影部13のパターン形成部23は、透過率分布が可変のパネル液晶表示素子などであり、そのパネルへ縞模様パターン正弦格子パターンを表示することにより、投影部13から照明領域へ向かう照明光束の断面強度分布を正弦波状とする。パターン形成部23に表示される正弦格子パターンの格子状の明暗の繰り返し方向は、投影部13の光軸と撮像部14の光軸との双方が存在している面に対して垂直である。また、パターン形成部23の表示面上の中央近傍に位置する基準点は、撮像部14の光軸と投影部13の光軸との交差点に対して、光学的に共役であり、これによって正弦格子パターンの投影先は、ステージ12の照明領域内に配置された測定対象物11の表面以下、被検面と称す。に設定されている。なお、被検面上に正弦格子パターンを投影できるのであれば、パターン形成部23の基準点とステージ12の基準点とが完全な共役関係になっていなくとも構わない。撮像部14は、ステージ12上の照明領域の像輝度分布を検出する光学系であって、その照明領域で発生した反射光を結像する結像光学系25と、結像光学系25が結像した像を撮像して画像を取得する撮像素子26とが順に配置される。撮像素子26の撮像面上の中央近傍に位置する基準点は、撮像部14の光軸と投影部13の光軸との交差点に対して光学的に共役であり、撮像素子26は、ステージ12のうえで、投影部13による照明領域内に配置された測定対象物11の画像被検面の画像を取得することができる。なお、被検面の画像を十分なコントラストで取得することができるのであれば、撮像部14の光軸と投影部13の光軸との交差点と、撮像素子26の基準点とが完全な共役関係になっていなくとも構わない。ここで、投影部13の光源図2の符号21をオンし、この状態で撮像素子26を駆動すると、正弦格子パターンの投影された被検面の画像=被検面の面形状情報を含んだ画像を取得することができる。以下、この画像を縞画像と称す。さらに、正弦格子パターンの周期は変えずに、正弦格子パターンの位相をシフトさせながら縞画像の取得を繰り返せば、被検面の面形状データDを既知とするための情報が揃う。なお、被検面は、反射率の高い材質、例えば金属からなり、傾斜角度の異なる様々な部分を含む場合がある。この場合、被検面を撮像部14の側から見ると、その被検面には、極端に明るい部分と極端に暗い部分とが混在することになる。極端に明るい部分は、投影部13の側から入射した照明光の大部分主に正反射光を撮像部14の方向へ向けて反射するような傾斜角度を有した部分であって、極端に暗い部分は、投影部13の側から照射された照明光の大部分主に正反射光を撮像部14から外れた方向へ向けて反射するような傾斜角度を有した部分である。図2は、三次元形状測定装置の全体構成図である。図2において図1に示した要素と同じものには同じ符号を付した。図2に示すとおり投影部13には、投影部13の光源であるメイン光源21が連結されている。このメイン光源21は、パターン投影型の面形状測定に使用されるものなので、例えば、LED、ハロゲンランプ、メタルハライドランプ、レーザ光源などの一般的な光源を適用することができる。メイン光源21から射出した光は、光ファイバ21’を介して照明素子22に導入される。なお、ここでは光ファイバ21’を使用した例を示すが、光ファイバを使用せずにLEDなどの小型光源を図1の符号22で示した位置へ配置してもよい。このメイン光源21と、投影部13のパターン形成部23と、撮像部14の撮像素子26とは、それぞれコンピュータ100の制御部101に接続されている。制御部101は、メイン光源21をオン/オフするタイミング、メイン光源21の発光強度、パターン形成部23に表示される正弦格子パターンの位相、撮像素子26による画像の取得タイミング、撮像素子26による画像取得時の電荷蓄積時間以下、シャッター速度と称す。、ステージ12の座標などを制御する。なお、制御部101は、パターン形成部23に表示されるパターンを、一様なパターンに設定することもできる。コンピュータ100には、制御部101の他に、三次元形状測定装置の全体を統括するCPU15と、記憶部16と、モニタ17と、入力部18とが備えられる。記憶部16には、CPU15の動作プログラムが予め格納されており、CPU15は、その動作プログラムに従って動作する。例えば、CPU15は、制御部101に対して各種の指示を与えることにより三次元形状測定装置の各部を駆動制御する。なお、記憶部16には、上述した動作プログラムの他に、CPU15の動作に必要な各種の情報も予め格納されている。図3は、測定に関するCPU15及び制御部101の動作フローチャートである。以下、図3の各ステップを順に説明する。なお、このフローの開始時点では、ステージ12の座標は、適切な座標に調整済みであるとする。ステップS10:CPU15は、前測定を実施するよう制御部101へ指示する。制御部101は、三次元形状測定装置の各部を駆動して前測定を実施する。前測定において、制御部10は、パターン形成部23に表示するパターンを、一様な明るいパターン正弦格子パターンの明部と同じ明るさの一様なパターンに設定し、撮像素子26を、様々なシャッター速度の下で繰り返し駆動する。このような前測定で取得された複数の画像は、被検面から撮像部14に到達する光量のばらつきを示す情報としてCPU15へ送られる。CPU15は、後述する決定方法によりkmax通りの測定条件を決定すると、それらkmax通りの測定条件の情報と、本測定の開始指示とを制御部101へ与える。ここで、kmax通りの測定条件の間では、シャッター速度以外のパラメータは共通であり、条件番号kの小さい測定条件ほどシャッター速度は大きく露光量は大きく設定されるものとする。また、条件番号kの最終値kmaxは、本装置のユーザ又は本装置の製造者によって予め設定され、ここでは6に設定されたと仮定する。以下、条件番号がkである測定条件のシャッター速度をSSkと表す。ステップS11:制御部101は、条件番号kを初期値1に設定する。ステップS12:制御部101は、撮像素子26のシャッター速度を、現在の条件番号kに対応したシャッター速度SSkに設定する。ステップS13:制御部101は、画像番号mを初期値1に設定する。ステップS14:制御部101は、正弦格子パターンの位相シフト量を、現在の画像番号mに対応したシフト量m-1π/2に設定する。ステップS15:制御部101は、光源装置21をONすることにより、位相シフト量がm-1π/2である正弦格子パターンを測定対象物11へ投影すると、現在のシャッター速度SSkで撮像素子26を駆動して縞画像Ikmを取得する。取得された縞画像Ikmは、CPU15を経由して記憶部16へ書き込まれる。ステップS16:制御部101は、現在の画像番号mが最終値mmaxに達したか否かを判別し、達していなければステップS17へ移行し、達していればステップS18へ移行する。なお、ここでは後述する位相算出に4バケット法が適用されることを想定し、画像番号mの最終値mmaxは4に設定されたと仮定する。ステップS17:制御部101は、画像番号mをインクリメントしてからステップS14へ戻る。よって、ステップS14~S17のループは繰り返され、トータルで4枚の縞画像縞画像セットIk1~Ik4が取得される。ステップS18:制御部101は、現在の条件番号kが最終値kmaxに達したか否かを判別し、達していなければステップS19へ移行し、達していればフローを終了する。ステップS19:制御部101は、条件番号kをインクリメントしてからステップS12へ戻る。よって、ステップS12~S19のループは繰り返され、トータルで6つの縞画像セットI11~I14、I21~I24、I31~I34、I41~I44、I51~I54、I61~I64が取得される図5A参照。。図4は、解析に関するCPU15の動作フローチャートである。以下、図4の各ステップを順に説明する。なお、フローの開始時点では、6つの縞画像セットI11~I14、I21~I24、I31~I34、I41~I44、I51~I54、I61~I64図5A参照。は既に記憶部16へ格納済みとする。ステップS21:CPU15は、条件番号kを初期値1に設定する。ステップS22:CPU15は、画素番号iを初期値1に設定する。ステップS23:CPU15は、現在の条件番号kに対応する縞画像セットIk1~Ik4のうち、現在の画素番号iに対応する画素セット輝度値セットIk1i~Ik4iを参照する。そして、CPU15は、その輝度値セットIk1i~Ik4iを4バケット法の式1に当てはめることにより初期位相φkiを算出する。さらに、CPU15は、その初期位相φkiの値を、現在の条件番号kに対応する暫定位相画像φk図5B参照のi番目の画素φkiの値として記憶部16へ書き込む。ステップS24:CPU15は、現在の画素番号iが最終値imaxに達したか否かを判別し、達していなければステップS25へ移行し、達していればステップS26へ移行する。なお、画素番号iの最終値imaxは、撮像素子26の画素数相当に設定される。ステップS25:CPU15は、画素番号iをインクリメントしてからステップS23へ戻る。よって、ステップS23~S25のループは繰り返され、現在の条件番号kに対応する暫定位相画像φk図5B参照の全画素が取得される。ステップS26:CPU15は、現在の条件番号kが最終値kmaxここでは6に達したか否かを判別し、達していなければステップS27へ移行し、達していればステップS28へ移行する。ステップS27:CPU15は、条件番号kをインクリメントしてからステップS22へ戻る。よって、ステップS22~S27のループは繰り返され、トータルで6つの暫定位相画像φ1、φ2、φ3、φ4、φ5、φ6図5B参照。が取得される。ステップS28:CPU15は、画素番号iを初期値1に設定する。ステップS29:CPU15は、条件番号kを初期値1に設定する。ステップS30:CPU15は、現在の条件番号kに対応する暫定位相画像φkのうち、現在の画素番号iに対応する画素初期位相φkiが、信頼性を有しているか否かを判別し、信頼性を有していなかった場合はステップS31へ移行し、信頼性を有していた場合はステップS32へ移行する。ここで、初期位相φkiが信頼性を有しているか否かは、初期位相φkiの算出元となった輝度値セット輝度値セットIk1i~Ik4iが適正であったか否か、すなわち、輝度値セットIk1i~Ik4iの全てが有効輝度範囲に収まっていたか否かによって判別される。また、有効輝度範囲は、図6に示すとおり、撮像素子16の全出力範囲全輝度範囲Imin~Imaxのうち、撮像素子16の入出力特性が線形となるような輝度範囲Imin’~Imax’のことである。この有効輝度範囲は、本装置の製造者が予め測定し、前述した動作プログラムと共に記憶部16へ予め書き込んだものである。ステップS31:CPU15は、条件番号kをインクリメントしてからステップS30へ戻る。よって、ステップS30、S31のループは、信頼性を有した画素初期位相φkiが見つかるまで繰り返される。ステップS32:CPU15は、ステップS30で信頼性有りと判別された初期位相φkiの値を、確定位相画像φ図5C参照のi番目の画素φiの値として記憶部16へ書き込む。ステップS33:CPU15は、現在の画素番号iが最終値imaxに達したか否かを判別し、達していなければステップS34へ移行し、達していればステップS35へ移行する。ステップS34:CPU15は、画素番号iをインクリメントしてからステップS29へ戻る。よって、ステップS29~S34のループは繰り返され、確定位相画像φ図5C参照の全画素が取得される。ステップS35:CPU15は、確定位相画像φを記憶部16から読み出し、その確定位相画像φにオフセット分布Δを加算するアンラップ処理位相接続を行い、アンラップ後の位相画像ψ図7参照を取得するなお、オフセット分布Δは、別途測定され記憶部16へ予め格納されたもの、或いは、位相飛び検出により自動で設定されたものである。。さらに、CPU15は、アンラップ後の位相画像ψ図7参照を、被検面の高さ分布ZX,Y図8参照に換算してからモニタ17上に表示する。また、CPU15は、必要に応じて高さ分布ZX,Yを記憶部16へ保存し、フローを終了する以上、図4の説明。以上、本実施形態の測定装置は、シャッター速度を変化させながら、各画素の輝度変化データ輝度値セットIk1i~Ik4iの取得を6回繰り返しステップS11~S19、6つの輝度値セットI11i~I14i、I21i~I24i、I31i~I34i、I41i~I44i、I51i~I54i、I61i~I64iを取得する。そして、6つの輝度値セットI11i~I14i、I21i~I24i、I31i~I34i、I41i~I44i、I51i~I54i、I61i~I64iの中から適正な輝度値セットを選出して高さ分布ZX,Yを算出するステップS28~S35。したがって、本実施形態の測定装置は、被検面に極端に明るい部分と極端に暗い部分とが混在していたとしても、測定を高精度に行うことができる。しかも、本実施形態の測定装置は、撮像素子26の入出力特性が線形となる出力範囲である有効輝度範囲図6参照を予め記憶しており、その選出では、6つの輝度値セットI11i~I14i、I21i~I24i、I31i~I34i、I41i~I44i、I51i~I54i、I61i~I64iのうち有効輝度範囲内に収まっている輝度値セットを、適正な輝度値セットとみなす。ここで、4バケット法式1などの一般的な位相演算式は、位相シフト中の各バケットの関係を利用するものなので、各バケットの関係が不正確だと、演算誤差が著しく大きくなる虞がある。しかし、本実施形態で適正とみなされる輝度値セットは、図6に示した有効輝度範囲内入出力特性が線形な範囲内に収まった輝度値セットなので、位相シフト中の各バケットの関係を正確に反映している。したがって、本実施形態の測定装置によれば、位相演算の精度を確実に高めることができる。また、本実施形態の測定装置は、適正か否かの判別を、シャッター速度の大きい露光量の大きい輝度値セットから順次に行い、仮に、適正な輝度値セットが複数存在した場合には、それら複数の輝度値セットの中でシャッター速度の最も大きい露光量の大きいものが選出されるようにしている。したがって、本実施形態の測定装置によれば、SN比の良好な輝度値セットが優先的に使用されることになり、位相演算の精度がより高まる。[第2実施形態]以下、本発明の第2実施形態を説明する。ここでは、第1実施形態との相違点のみを説明する。第1実施形態との相違点は、解析に関するCPU15の動作にある。図9は、第2実施形態の解析に関するCPU15の動作フローチャートである。以下、図9の各ステップを順に説明する。なお、フローの開始時点では、6つの縞画像セットI11~I14、I21~I24、I31~I34、I41~I44、I51~I54、I61~I64図10A参照。は既に記憶部16へ格納済みとする。ステップS41:CPU15は、画素番号iを初期値1に設定する。ステップS42:CPU15は、条件番号kを初期値1に設定する。ステップS43:CPU15は、現在の条件番号kに対応する縞画像セットIk1~Ik4のうち、現在の画素番号iに対応する画素セット輝度値セットIk1i~Ik4iを参照する。それらの輝度値セットIk1i~Ik4iが適正か否かを判別し、適正でなかった場合はステップS44へ移行し、適正であった場合はステップS45へ移行する。ここで、輝度値セットIk1i~Ik4iが適正であるか否かは輝度値セットIk1i~Ik4iの全てが有効輝度範囲内に収まっているか否かによって判別される。この有効輝度範囲は、上述したステップS30で使用したものと同じであり、本装置の製造者が予め測定し、前述した動作プログラムと共に記憶部16へ予め書き込んだものである。ステップS44:CPU15は、条件番号kをインクリメントしてからステップS43へ戻る。よって、ステップS43~S44のループは、適正な輝度値セットが見つかるまで繰り返される。ステップS45:CPU15は、ステップS43で適正と判別された輝度値セットIk1i~Ik4iを4バケット法の式1に当てはめることにより初期位相φkiを算出する。そして、CPU15は、その初期位相φkiの値を、確定位相画像φ図10B参照のi番目の画素φiの値として記憶部16へ書き込む。ステップS46:CPU15は、現在の画素番号iが最終値imaxに達したか否かを判別し、達していなければステップS47へ移行し、達していればステップS48へ移行する。なお、画素番号iの最終値imaxは、撮像素子26の画素数相当に設定される。ステップS47:CPU15は、画素番号iをインクリメントしてからステップS42へ戻る。よって、ステップS42~S47のループは繰り返され、確定位相画像φ図10B参照の全画素が取得される。ステップS48:CPU15は、確定位相画像φを記憶部16から読み出し、その確定位相画像φにオフセット分布Δを加算するアンラップ処理位相接続を行い、アンラップ後の位相画像ψ図7参照を取得するなお、オフセット分布Δは、別途測定され記憶部16へ予め格納されたもの、或いは、位相飛び検出により自動で設定されたものである。。さらに、CPU15は、アンラップ後の位相画像ψ図7参照を、被検面の高さ分布ZX,Y図8参照に換算してからモニタ17上に表示する。また、CPU15は、必要に応じて高さ分布ZX,Yを記憶部16へ保存し、フローを終了する以上、図9の説明。以上、本実施形態の測定装置も、撮像素子26の入出力特性が線形となる出力範囲である有効輝度範囲図6参照を予め記憶しており、6つの輝度値セットI11i~I14i、I21i~I24i、I31i~I34i、I41i~I44i、I51i~I54i、I61i~I64iのうち有効輝度範囲内に収まっている輝度値セットを適正な輝度値セットとして選出する。したがって、本実施形態の測定装置によれば、位相演算の精度を確実に高めることができる。しかも、本実施形態の測定装置は、暫定位相画像を取得せずに輝度値セットの選出を済ませてから確定位相画像を作成するので、位相演算の対象を、選出された輝度値セットのみとすることができるので、位相演算に要する演算負荷を大幅に削減することができる。[測定条件の決定方法]以下、上述したkmax通りの測定条件ここではkmax通りのシャッター速度の決定方法を説明する。図11は、シャッター速度と輝度値との関係を示す特性カーブである。なお、図11に示すデータは、測定対象物11と撮像素子26との組み合わせに固有のデータであって、例えば、上述の前測定などで取得されたデータである。図11に示した複数の特性カーブは、被検面上で互いに明るさの異なる部分に対応する画素に関する特性カーブである。図11に示すとおり、通常は、被検面上で明るい部分に対応する画素明るい画素ほど、特性カーブの勾配が大きくなる。図11において勾配の最も小さな特性カーブが、被検面上で最も暗い部分に対応する画素最も暗い画素の特性カーブであり、勾配の最も大きな特性カーブが、被検面上で最も明るい部分に対応する画素最も明るい画素の特性カーブである。なお、ここでは、分かりやすくするために、有効輝度範囲を、50~200の狭い輝度範囲と仮定し、この有効輝度範囲内の輝度値を出力する画素を有効画素と称し、この有効輝度範囲外の輝度値を出力する画素を無効画素と称す。先ず、シャッター速度の変化範囲の設定方法を説明する。シャッター速度の変化範囲の上限値SSmaxは、シャッター速度がSSmaxであるときに最も暗い画素が有効画素となるような値最も暗い画素の特性カーブが楕円枠内に入るような値に設定される。ここでは、図11に示すとおり、上限値Smaxは、100msに設定されたとする。一方、シャッター速度の変化範囲の下限値SSminは、シャッター速度がSSminであるときに最も明るい画素が有効画素となるような値最も明るい画素の特性カーブが点線枠内に入るような値に設定される。ここでは、図11に示すとおり、下限値minは、1msに設定されたとする。次に、シャッター速度の変化ピッチΔの設定方法を説明する。仮に、変化ピッチΔを一定にする場合は、式2のとおり設定すればよい。よって、SSmax=100ms、SSmin=1msの場合は、Δ=19.8msとなる。そして、k番目のシャッター速度SSkは、式3のとおり設定すればよい。よって、SSmax=100ms、SSmin=1ms、Δ=19.8msの場合は、図11に示すとおり、SS1=100ms、SS2=80.2、SS3=60.4、SS4=40.6、SS5=20.8ms、SS6=1msとなる。したがって、シャッター速度をSS0からSS6に向けて1段階ずつ切り替えていくと、最初に有効画素となる画素は楕円枠内に特性カーブが入る画素は、比較的暗い画素のみであるが、徐々に明るい画素が有効画素になり始め、最終的には、極めて明るい画素のみが有効画素となる。しかしながら、このように変化ピッチΔが一定であると、シャッター速度がどの段階に設定されたとしても有効画素となり得ない画素特性カーブが何れの楕円枠にも入らない画素の発生する可能性がある。具体的に、比較的明るい画素は特性カーブの勾配が大きいため、比較的明るい画素の中には、シャッター速度を例えばSS5からSS6へと切り替えたときに、切り替え前後の何れにおいても有効画素となり得ない画素特性カーブが楕円枠に入り得ない画素が存在している図11の※印を参照。そこで、本実施形態では、シャッター速度の変化ピッチΔを一定にするのではなく、シャッター速度の変化ピッチΔを、シャッター速度が小さいときほど細かく設定することが望ましい。これを実現するには、例えば、シャッター速度の変化ピッチΔを一定にする代わりに、シャッター速度の対数目盛上の変化ピッチΔ’を一定にするとよい。図12は、図11の横軸シャッター速度を対数目盛で表したものである。本実施形態では、シャッター速度SS0~SS6を、この対数目盛上で均等に設定する。その場合、シャッター速度の対数目盛上の変化ピッチΔ’を、式4のとおり設定すればよい。よって、SSmax=100ms、SSmin=1msの場合は、Δ’≒0.4となる。そして、k番目のシャッター速度SSkは、式5のとおり設定すればよい。よって、SSmax=100ms、SSmin=1ms、Δ’≒0.4の場合は、SS1=100ms、SS2≒39.8ms、SS3≒15.8ms、SS4≒6.3ms、SS5≒2.5ms、SS6=1msとなる。このようにすれば、シャッター速度の変化ピッチΔは、シャッター速度が小さいときほど細かく設定される。この場合、有効画素となり得ない画素図11の※印の個数を減らすことができる。因みに、図12の例では、有効画素となり得ない画素の個数は、ゼロとなっている。なお、ここでは対数の底の値を10としたが、別の値に設定してもよいことは言うまでもない。[実施形態への補足]なお、上記実施形態では、kmax通りの測定条件の間の露光量に差異を設けるために、撮像素子26のシャッター速度を変更したが、光源から撮像素子までの何れかの光路に配置された絞り開口絞りの絞り値を変更してもよい。或いは、投影部13の光源パワーを変更してもよい。或いは、光源から撮像素子までの何れかの光路の透過率を変更してもよいその場合は、透過率の異なる複数のフィルタを装着し、それらのフィルタのうち1つを選択的に光路へ挿入可能な機構を使用するとよい。。また、上記実施形態の位相シフト法には、初期位相の算出に必要な縞画像の数が4である4バケット法が適用されたが、その数が3である3バケット法、その数が7である7バケット法など、他の位相シフト法が適用されてもよい。また、上記実施形態では、複数通りの露光量で複数組みの縞画像セットを取得し、それら複数組みの縞画像セットの中から適正な輝度値セットを選出する処理を測定対象物上の領域毎に行い、領域毎の適正な輝度値セットに基づき、領域毎の初期位相データ及び高さデータを算出したが、次のとおり変形してもよい。すなわち、上記実施形態の変形例では、1通りの露光量で1組みの縞画像セットを取得し、その縞画像セットの中から、測定対象物上で露光量が適正であった領域の輝度値セットすなわち、セット内の全輝度値が有効輝度範囲内に収まっていた輝度値セットを選出し、選出した輝度値セットに基づき、測定対象物上の当該領域における初期位相データ及び高さデータを算出する。また、上記実施形態では、測定対象物上へ投影されるパターンとして正弦格子パターンを使用したが、繰り返し構造を有しているのであれば正弦格子パターン以外のパターンを使用してもよい。また、上記実施形態の記憶部16に記憶されているプログラムは、バージョンアップなどで更新されたファームウエアプログラムであってもよい。すなわち、既存の解析処理のファームウエアプログラムを更新することで、上記実施形態の解析処理図4、図9を提供するようにしてもよい。また、上記実施形態では、解析処理図4、図9の全部がCPUによってソフトウエア的に実現されたが、解析処理図4、図9の全部又は一部がASICによってハードウエア的に実現されてもよい。"