"スリット光源と撮像手段とを備える光切断式形状計測装置の校正に用いる校正用治具であって、互いに平行かつ高低差が既知である参照面を複数有する本体と、前記複数の参照面に設けられた参照面内における位置が既知である複数の参照孔と、前記複数の参照孔を介して前記校正用治具の内部から外方に光を射出する光源と、を有することを特徴とする校正用治具。前記光切断式形状計測装置は、前記スリット光源と前記光源とから射出される光線を選択的に分離することが可能な光学フィルタを更に備えることを特徴とする請求項1に記載の校正用治具。前記光源を点灯した状態で前記撮像手段により前記校正用治具を撮像して、前記カメラの内部パラメーターを校正する撮像手段校正ステップと、前記スリット光源からのスリット光を前記校正用治具の複数の参照面に照射した状態で前記撮像手段により前記校正用治具を撮像して、前記スリット光と前記撮像手段との相対位置を校正するレーザ校正ステップと、を含むことを特徴とする請求項1または2に記載の校正用治具を用いた光切断式形状計測装置の校正方法。前記撮像手段校正ステップは、前記撮像手段により撮像した画像上における前記参照孔の位置と前記校正用治具上における前記参照孔の位置との関係から前記撮像手段の内部パラメーターを校正することを特徴とする請求項3に記載の光切断式形状計測装置の校正方法。前記レーザ校正ステップは、前記撮像手段により撮像した画像上における前記複数の参照面で反射したスリット光の位置と前記複数の参照面の高低差とから前記スリット光と前記撮像手段との相対位置を校正することを特徴とする請求項3に記載の光切断式形状計測装置の校正方法。しかしながら、特許文献1記載の校正方法では、形状計測装置自体を移動させて計測する必要があるので、工場における大規模プラントの診断装置として利用する際にコストおよび時間の面から効率が悪い。また、校正用ブロックの方を移動させて形状計測装置自体は静止させるとしても、校正用ブロックを精密に駆動させる装置を別途必要とするため、工場設置の設備としては適当ではない。本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、光切断形状計測装置および校正用治具を静止させた状態で、撮像手段の内部パラメーターおよび撮像手段とスリット光との相対位置を校正可能な校正用治具および光切断式形状計測装置の校正方法を提供することを目的とする。上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる校正用治具は、スリット光源と撮像手段とを備える光切断式形状計測装置の校正に用いる校正用治具であって、互いに平行かつ高低差が既知である参照面を複数有する本体と、前記複数の参照面に設けられた参照面内における位置が既知である複数の参照孔と、前記複数の参照孔を介して前記校正用治具の内部から外方に光を射出する光源と、を有する。上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる光切断式形状計測装置の校正方法は、本発明にかかる校正用治具を用いた光切断式形状計測装置の校正方法であって、前記光源を点灯した状態で前記撮像手段により前記校正用治具を撮像して、前記カメラの内部パラメーターを校正する撮像手段校正ステップと、前記スリット光源からのスリット光を前記校正用治具の複数の参照面に照射した状態で前記撮像手段により前記校正用治具を撮像して、前記スリット光と前記撮像手段との相対位置を校正するレーザ校正ステップと、を含む。本発明にかかる校正用治具および光切断式形状計測装置の校正方法によれば、光切断式形状計測装置および校正用治具を静止させた状態で、撮像手段の内部パラメーターおよび撮像手段とスリット光との相対位置を校正することができる。以下に、本発明の実施形態にかかる校正用治具、及びこれを用いた校正方法を図面に基づいて詳細に説明する。図1は、本発明の実施形態にかかる校正用治具1を示す斜視図である。図1に示されるように、本発明の実施形態にかかる校正用治具1は、第1の参照面1a、第2の参照面1b、第3の参照面1c、および第4の参照面1dを有するブロック状の治具である。第1の参照面1a、第2の参照面1b、第3の参照面1c、および第4の参照面1dは、互いに平行な平面であり、かつ各高低差が既知である。図1に示された校正用治具1の場合、第1の参照面1aが第2の参照面1aより20mm高く、第2の参照面1bが第3の参照面1cより30mm低く、第3の参照面1cが第4の参照面1dより50mm高く構成されている図1に示す例では、hab=20mm、hbc=30mm、hcd=50mm。なお、図1に示された参照面1a、1b、1c、1dは、それぞれ1辺が50mmの正方形をなしている図1に示す例では、w1=w2=50mm。後述するように、本発明の実施には参照面が少なくとも2面あれば十分であるが、図1に示された本実施形態では、4面の参照面1a、1b、1c、1dを利用することによってより精度の高い校正を実現している。それぞれの参照面1a、1b、1c、1dには、複数の参照孔2が設けられ、各参照孔2の内部には、不図示の光源が備えられている。なお、光源は参照孔2のそれぞれに備えることもできるが、一つの光源から光ファイバ等を用いて導光することによって実現することもできる。本発明の実施には、参照孔2から光を射出するように構成すれば十分である。各参照孔2は、参照面1a、1b、1c、1dにおける位置が既知であり、上述のように参照面1a、1b、1c、1dの高低差が既知であるので、校正用治具1における各参照孔2の3次元位置も既知となっている。参照面1a、1b、1c、1dにおける参照孔2の位置は、適度な自由度の下に配置することができる。図1に示される本実施形態の校正用治具1は、各参照面1a、1b、1c、1dに対して3つの参照孔2を設けているが、すべての参照孔2が合計で6箇所以上あれば、本発明を適切に実施することができる。参照孔2の配置の形状も、正三角状配置に限らず、1次元上に配列する等の特殊なケースを除けば、自由に配置することが可能である。図2は、本発明の実施形態にかかる形状計測装置の校正方法を説明する斜視図である。図2に示されるように、光切断法による形状計測は、カメラ3、スリット光源4、および制御部5を備える形状計測装置6を用いる。スリット光源4は、扇形状に射出したスリット光L例えばスリットレーザー光を計測対象物に照射し、その計測対象物の表面に映るスリット光の輝線H以下、光切断線と云うをカメラ3が撮像する。カメラ3とスリット光源4とは、角度をなして配置しており、カメラ3と計測対象物との距離に応じて光切断線Hの位置が異なることから、光切断法では計測対象物の形状を計測することができる。なお、カメラ3の内部には不図示の光学フィルタが備えられており、スリット光源4からのスリット光と計測対象物自身の表面光とを適切に分離する。本発明の実施形態にかかる形状計測装置6の校正方法では、図2に示されるように、計測対象物の代わりに、上述説明に従う校正用治具1を用いる。図2に示されるように、校正用治具1は、スリット光の光切断線Hが参照面1a、1b、1c、1d上に投影されるように配置され、当該光切断線Hをカメラ3が撮像する。また、当該配置によれば、参照面1a、1b、1c、1d上の参照孔2もカメラ3の視野に入るので、参照孔2と光切断線Hとを同時に撮像、又は形状計測装置6および校正用治具1を移動させることなく順次撮像することができる。図3および図4は、上述のように撮像された、参照面1a、1b、1c、1d上の参照孔2および光切断線Hの画像である。本発明の実施形態にかかる校正用治具1では、参照孔2の内部に光源が備えられているので、この光源を点灯した状態でカメラ3にて校正用治具1を撮像すると、図3に示されるようにカメラ3における光源の配列像を取得することができる。また、本発明の実施形態にかかる校正用治具1では、参照面1a、1b、1c、1dが既知の高低差を有しているので、参照面1a、1b、1c、1d上に投影された光切断線Hが、当該高低差に応じて異なる位置に撮像される。次に、図5に示されるフローチャートを参照しながら、上記の構成による形状計測装置6の校正方法について説明する。本発明の実施形態にかかる形状計測装置6の校正方法は、始めに、校正用治具1における参照孔2内の光源を点灯するステップS1。そして、この状態でカメラ3により校正用治具1を撮像するステップS2。なお、以下の説明ではステップS2で撮像した画像を撮像画像Aと云う。次に、参照孔2内の光源を消灯し、スリット光源4を点灯するステップS3。すなわち、ステップS3の処理により、校正用治具1の参照面1a、1b、1c、1d上には、スリット光の光切断線Hが投影された状態となっている。そして、この状態でカメラ3により校正用治具1を撮像するステップS4。なお、以下の説明ではステップS4で撮像した画像を撮像画像Bと云う。その後、撮像画像Aにおける参照孔2の位置を抽出しステップS5、この参照孔2の位置からカメラ3の内部パラメーターを計算するステップS6。同様に、撮像画像Bにおける光切断線Hの位置を抽出しステップS7、この光切断線Hの位置からスリット光の位置を規定する平面を計算するステップS8。以下、上記ステップS6およびステップS8における計算について詳細に説明する。カメラ3による撮像を透視カメラモデルで記述すると、撮像する空間上の点を3次元射影空間上の点Xとして、この点に対応する撮像画像上の点を2次元射射影空間上の点xとして表した場合、以下の関係式で記述できる。ただし、λは任意の実数であり、Pはで表される3×4の行列である。つまり、上記ステップS6における、カメラ3の内部パラメーターを計算することとは、上記行列Pを計算することに対応する。より詳しくは、既知である校正用治具1上の参照孔2の位置を3次元射影空間上で表したものをXi=Ui,Vi,Wi,1Tとし、当該参照孔2を撮像した画像における位置を2次元射射影空間上で表したものをxi=ui,vi,1Tとしたときに、Xiおよびxiから上記行列Pを計算することであるi=1から参照孔2の個数を動く変数である。以下、簡便のため、当該行列Pと内部パラメーターとを同一視して、内部パラメーターPと称する。次に、内部パラメーターPを計算するために、式1を以下のように変形してλを消去する。なお、上記式3において、内部パラメーターPには定数倍の冗長性があるため、p34=1としている。ここで、上記式3について検討を行うと、既知であるUi,Vi,Wi,ui,viの組が与えられると、内部パラメーターPの成分であるp11,p12,p13,p14,p21,p22,p23,p24,p31,p32,p33の組を拘束する式が2式得られることが解る。つまり、本発明の実施には参照孔2の個数が少なくとも6個あれば、最小二乗解を求めることにより内部パラメーターPを計算することができることが解る。なお、上述の実施形態では、校正用治具1上に12個の参照孔2を設けることにより、より精度の高い内部パラメーターPを計算可能な構成を採用している。次に、ステップS8におけるスリット光の位置を規定する平面の計算について説明する。スリット光Lは平面であるため、以下の式4を満たす3次元射影空間の点Xi=Ui,Vi,Wi,1Tとして表すことができる。ただし、L=L1,L2,L3,L4Tである。つまり、上記ステップS8における、スリット光の位置を規定する平面の計算とは、上記Lを計算することに対応する。より詳しくは、既知である校正用治具1の参照面1a、1b、1c、1dを3次元射影空間上で表したものをとし、当該参照面1a、1b、1c、1d上に投影された光切断線Hをカメラ3により撮像した画像における位置を2次元射射影空間上で表したものをxi=ui,vi,1Tとしたときに、L ́iおよびxiから上記L=L1,L2,L3,L4Tを計算することである。ここで、上記式1と式5を連立してXiについて解くと下式を得る。ただし、上記式6においてX ́i=Xi/λとおいた。計算したX ́i=U ́i,V ́i,W ́i,sTからX ́i=Xi/λを解けば、Ui=U ́i/s,Vi=V ́i/s,Wi=W ́i/sとなり、点Xiが求められる。一方、光切断線H上の点Xi=Ui,Vi,Wi,1Tは、参照面上の点であると同時に、スリット光の平面上の点でもあるので、上記式4も満たす。つまり、も満たす。ただし、上記式7においてL=L1,L2,L3,L4Tには定数倍の冗長性があるため、L4=1としている。ここで、上記式7について検討すると、各段差から求めた既知n点を用いると、上記式から最小二乗解を求めることで、L=L1,L2,L3,L4Tを決定できることが解る。なお、空間上の平面は、平面内の2直線が既知であれば決定できるため、校正装置に必要な段差は最低2段である。以上により、ステップS6およびステップS8における内部パラメーターPおよびスリット光を規定する平面Lの計算方法が示された。上述の本発明の実施形態により校正したPLを用いれば、下記式8により、形状計測装置6のカメラ3にて撮像した画像上におけるスリット光の照射位置xから、撮像した空間上における対応する点Xを求めることが可能となる。ただし、X ́=X/λとおいた。以下、本発明の実施形態にかかる校正方法により校正した形状計測装置の精度に関する実験例について説明する。本実験には、図1に示した校正用治具1を用いた。すなわち、本実験に用いた校正用治具1は、第1の参照面1a、第2の参照面1b、第3の参照面1c、および第4の参照面1dを有するブロック状の治具であり、それぞれの参照面1a、1b、1c、1dには、3つの参照孔2が設けられ、各参照孔2の内部には光源が備えられているものである。本実験では、この校正用治具1を、図2に示されるように配置し、図5のフローチャートに従い形状計測装置6の校正を行った。より詳しくは、形状計測装置6のカメラ3には2352×1728画素のものを使用し、レンズは焦点距離14mmのものを使用した。また、カメラ3の画素分解能が1~2mmとなる光学配置とし、サブピクセル処理を行うことで分解能を向上させている。図5のステップS5における参照孔2の位置の抽出では、撮像画像A図3参照に対して256階調中の128を閾値とする閾値処理を施してノイズ除去を行った後、各参照孔2の重心位置を計算する処理を行った。図5のステップS7におけるスリット光位置の抽出では、撮像画像B図4参照に対して256階調中の64を閾値とする閾値処理を施してノイズ除去を行った後、K-meansアルゴリズムを使用することにより光切断線を4つの集合にわけることで参照面1a、1b、1c、1dと対応付ける処理を行った。上記の設定で校正を行った形状計測装置6とレーザ距離計8との出力比較を行った。図6は、形状計測装置6とレーザ距離計との出力比較実験の配置を示す概略図である。本出力比較実験では、形状計測装置6とレーザ距離計8を、図6のように板7の両側に設置し、板7を平行移動させたときの形状計測装置6とレーザ距離計8との出力を比較した。図7は、本出力比較実験の結果を示すグラフである。図7のグラフにおいて、印がそれぞれの距離を対応させて表示したものであり、左軸の目盛が対応している。また、×印は差分をとった誤差値であり、右軸の目盛が対応している。図7のグラフから読み取れるように、本発明の実施形態によれば、レーザ距離計の値との誤差が約±1mmであり、十分に校正されていることが確認できる。以上より、本発明の実施形態にかかる校正用治具1は、スリット光源4とカメラ3を備える光切断式形状計測装置6を校正するための校正用治具1であり、互いに平行かつ高低差が既知である参照面1a、1b、1c、1dを複数有する校正用治具1本体と、参照面1a、1b、1c、1dに設けられた参照面内における位置が既知である複数の参照孔2と、複数の参照孔2を介して校正用治具1の内部から光を射出する光源とを有するので、光切断形状計測装置6および校正用治具を静止させた状態で、カメラの内部パラメーターの校正およびカメラとスリット光との相対位置の校正をすることができる。さらに、本発明の実施形態にかかる光切断式形状計測装置6は、スリット光源4と参照孔2内の光源とから射出される光線を選択的に分離することが可能な光学フィルタを更に備えるので、スリット光源4からの光線と参照孔2内の光源からの光線とを分離し、画像の同時取得に資する。また、本発明の実施形態にかかる校正用治具1を用いた光切断式形状計測装置6の校正方法は、参照孔2内の光源を点灯した状態でカメラ3により校正用治具1を撮像して、カメラ3の内部パラメーターを校正するカメラ校正ステップと、スリット光源4からのスリット光を校正用治具1の参照面1a、1b、1c、1dに照射した状態でカメラ3により校正用治具1を撮像して、スリット光源4からのスリット光とカメラ3との相対位置を校正するレーザ校正ステップとを含むので、光切断形状計測装置6および校正用治具を静止させた状態で、カメラの内部パラメーターの校正およびカメラとスリット光との相対位置の校正をすることができる。本発明の実施形態にかかる校正方法のカメラ校正ステップは、カメラ3により撮像した画像上における参照孔2の位置と校正用治具1上における参照孔2の位置との関係からカメラ3の内部パラメーターを校正するので、参照孔2内の光源から射出される光線がフィルタ等の光学素子に妨害されることなく、カメラ3により撮像することができる。本発明の実施形態にかかる校正方法のレーザ校正ステップは、カメラ3により撮像した画像上における参照面1a、1b、1c、1dで反射したスリット光の位置と参照面1a、1b、1c、1dの高低差とからスリット光とカメラ3との相対位置を校正するので、光切断形状計測装置6および校正用治具を動かすことなく、スリット光とカメラ3との相対位置を校正することができる。以上、本発明の実施形態について説明したが、上記の実施形態の開示の一部をなす論述および図面はこの発明を限定するものであると理解するべきではない。例えば、上記の実施形態における校正用治具1の参照面1a、1b、1c、1dは、互いに平行な平面であることを仮定したが、上述の式5のように記述される平面であれば、本発明の要旨を変更することなく実施をすることができる。"