CN109682324A - 形状测量装置 - Google Patents

Abstract

提供了一种能够使得用户容易地掌握测量对象的期望表面的粗糙表面形状的形状测量装置。在基准图像RI上指派多个指派的点。将光辐射至测量对象的与所述多个指派的点对应的多个部分上。计算多个部分相对于近似平面的偏差。基于偏差产生偏差图像。在偏差图像中，显示了测量对象的分别与所述多个指派的点对应的所述多个部分的偏差。

Description

形状测量装置

技术领域

本发明涉及一种对测量对象的表面形状进行测量的形状测量装置。

背景技术

使用形状测量装置来对测量对象的表面形状进行测量。例如，在JP-A-2010-43954(专利文献1)中描述的尺寸测量装置中，通过光学耦合器将白光源辐射的光分成测量光束和参考光束。

测量光束由测量对象扫描光学系统扫描，照射在被测对象表面的任何测量点上。参考光束照射在参考光扫描光学系统上。基于被测对象反射的测量光束与参考光束的干涉来计算被测对象的测量点的表面高度。

通过使用专利文献1中描述的尺寸测量装置，可测量出测量对象的期望部分的形状。在这种情况下，关于具有平坦接合表面的测量对象，可以通过测量接合表面上的多个部分的表面高度来计算接合表面的平坦度。可以基于计算的平坦度确定测量对象的通过/失败。

对于这种接合表面，更详细地讲，期望的是不仅要掌握表面的平坦度，而且要掌握表面的不均匀状态。然而，即使形状测量装置的用户可知晓接合表面上的多个测量点的表面高度的值，也很难从所述多个值中掌握接合表面的粗糙表面形状。

发明内容

本发明的目的是提供一种形状测量装置，使用户能够容易地掌握测量对象的期望表面的粗糙表面形状。

(1)根据本发明的形状测量装置包括：图像获取部分，其被构造为获取包括测量对象的真实图像；位置获取部分，其被构造为获取通过图像获取部分获取的测量对象的真实图像上的多个指派的点的位置；发光部分，其被构造为发射光；偏转部分，其被构造为偏转从发光部分发射的光并将光辐射至测量对象上；光接收部分，其被构造为从测量对象接收光，并且输出指示接收到的光量的光接收信号；驱动控制部分，其被构造为控制偏转部分将光辐射至测量对象的与所述多个指派的点对应的多个部分上；坐标计算部分，其被构造为基于偏转部分的偏转方向或者通过偏转部分偏转的光在真实图像上的辐射位置、以及通过光接收部分输出的光接收信号，来计算测量对象的多个部分的坐标；平面获取部分，其被构造为获取由通过坐标计算部分计算的所述多个部分的坐标所指明的近似平面；偏差计算部分，其被构造为计算所述多个部分相对于通过平面获取部分获取的近似平面的偏差；以及偏差图像产生部分，其被构造为产生偏差图像，其中按照与通过偏差计算部分计算的偏差对应的显示形式来显示所述多个部分。

在形状测量装置中，通过图像获取部分获取包括测量对象的真实图像。获取所述多个指派的点在测量对象的真实图像上的位置。从发光部分发射的光被偏转部分偏转并辐射至测量对象上。控制偏转部分以将光辐射至测量对象的与所述多个指派的点对应的所述多个部分上。

基于偏转部分的偏转方向或者通过偏转部分偏转的光在真实图像上的辐射位置、以及通过光接收部分输出的光接收信号，来计算测量对象的所述多个部分的坐标。获取通过计算的多个坐标所指明的近似平面。计算所述多个部分相对于获取的近似平面的偏差。基于计算的偏差产生偏差图像。

在偏差图像中，按照与计算的偏差对应的显示形式来显示与所述多个指派的点对应的测量对象的所述多个部分。结果，用户可通过视觉辨识偏差图像来容易地掌握测量对象的期望表面的粗糙表面形状。

(2)形状测量装置还可包括显示形式设置部分，其被构造为设置偏差与颜色或密度之间的对应关系。偏差图像产生部分可基于通过显示形式设置部分设置的对应关系来产生偏差图像，以使得按照与通过偏差计算部分计算的偏差对应的颜色或密度显示所述多个部分。

在这种情况下，用户可通过视觉辨识偏差图像来容易地且直观地掌握测量对象的期望表面的粗糙表面形状。

(3)偏差计算部分可通过对计算的所述多个部分的偏差进行插值来计算除测量对象的所述多个部分以外的区域的偏差。偏差图像产生部分可产生偏差图像，以使得还按照与通过插值计算的偏差对应的显示形式来显示测量对象的除所述多个部分以外的区域。

在这种情况下，在偏差图像中，除测量对象的与所述多个指派的点对应的所述多个部分之外，还按照与通过插值计算的偏差对应的显示形式来显示测量对象的除所述多个部分以外的区域。结果，即使指派的点的数量很少，用户也可通过视觉辨识偏差图像容易地掌握宽范围内的测量对象的期望表面的表面形状。

(4)形状测量装置还可包括显示部分。图像获取部分可在显示部分上显示获取的真实图像。偏差图像产生部分可将产生的偏差图像叠加和显示于在显示部分上显示的真实图像上。

在这种情况下，用户可在通过视觉辨识测量对象的外部的同时掌握测量对象的期望表面的表面形状。因此，用户可容易地掌握测量对象的期望表面的外部与表面形状之间的对应性。

(5)位置获取部分可将指示了所述多个指派的点的获取的位置的指示符叠加和显示于在显示部分上显示的真实图像上。

在这种情况下，用户可在通过视觉辨识测量对象的外部的同时掌握所述多个指派的点的位置。

(6)偏差计算部分可基于通过平面获取部分获取的近似平面和所述多个部分的偏差来计算所述多个部分相对于近似平面的平坦度。

在这种情况下，用户可掌握测量对象的期望表面的平坦度以及粗糙表面形状。

(7)位置获取部分可接收通过图像获取部分获取的真实图像上的测量点的指派。驱动控制部分还可控制偏转部分将光辐射至测量对象的对应于测量点的部分上。形状测量装置还可包括高度计算部分，其被构造为基于偏转部分的偏转方向或者通过偏转部分偏转的光在真实图像上的辐射位置、以及通过光接收部分输出的光接收信号，来计算测量对象的对应于测量点的测量部分的高度。

在这种情况下，用户可在确认包括测量对象的真实图像上的测量对象的同时指派测量点。自动计算测量对象的与在真实图像上指派的测量点对应的那部分的高度。结果，用户可有效地和精确地测量出测量对象的期望部分的形状。

(8)位置获取部分还可接收对通过图像获取部分获取的真实图像上的一个或多个基准点的指派。驱动控制部分可控制偏转部分将光辐射至测量对象的对应于所述一个或多个基准点的一个或多个部分上。坐标计算部分还可基于偏转部分的偏转方向或通过偏转部分偏转的光在真实图像上的辐射位置、以及通过光接收部分输出的光接收信号，来计算测量对象的测量部分的坐标以及测量对象的对应于所述一个或多个基准点的一个或多个基准部分的一个或多个坐标。形状测量装置还可包括基准面获取部分，其被构造为基于通过坐标计算部分计算的测量对象的所述一个或多个基准部分的所述一个或多个坐标来获取基准面。高度计算部分可基于通过坐标计算部分计算的测量对象的测量部分的坐标来计算测量对象的测量部分基于通过基准面获取部分获取的基准面的高度。

在这种情况下，用户可通过指派包括测量对象的真实图像上的一个或多个基准点容易地指派用作测量对象的高度基准的基准面。结果，可获取测量对象的测量部分相对于期望的基准面的相对高度。

(9)形状测量装置可被构造为在设置模式和测量模式下选择性地操作。形状测量装置还可包括登记部分。位置获取部分可在设置模式下接收包括第一测量对象的真实图像上的多个指派的点。登记部分可在设置模式下登记通过位置获取部分接收的所述多个指派的点。驱动控制部分可在测量模式下控制偏转部分将光辐射至第二测量对象的与通过登记部分登记的所述多个指派的点对应的多个部分上。坐标计算部分可在测量模式下基于偏转部分的偏转方向或者所述多个指派的点在真实图像上的位置、以及通过光接收部分输出的光接收信号，

来计算第二测量对象的所述多个部分的坐标。平面获取部分可在测量模式下获取由通过坐标计算部分计算的第二测量对象的所述多个部分的坐标所指明的近似平面。偏差计算部分可在测量模式下计算第二测量对象的所述多个部分相对于通过平面获取部分获取的近似平面的偏差。偏差图像产生部分可在测量模式下产生偏差图像，在所述偏差图像中，按照与通过偏差计算部分计算的偏差对应的显示形式来显示第二测量对象的所述多个部分。

在这种情况下，在设置模式下接收到所述多个指派的点，从而通过登记部分登记接收到的多个指派的点。在测量模式下，自动地计算第二测量对象的与登记的多个指派的点对应的所述多个部分的坐标。基于第二测量对象的所述多个部分的计算的坐标产生偏差图像。

结果，熟练用户在设置模式下设置所述多个指派的点，因此，在测量模式下，即使用户不熟练，该用户也可获取合适的偏差图像。因此，用户可掌握将在测量对象中观察的表面的粗糙表面状态。

根据本发明，用户可容易地掌握测量对象的期望表面的粗糙表面形状。

附图说明

图1是示出根据本发明的实施例的形状测量装置的整体构造的框图；

图2是示出图1所示的支架部分的外部透视图；

图3是示出支架部分和测量头的构造的框图；

图4是示出测量部分的构造的示意图；

图5是示出参考部分的构造的示意图；

图6是示出聚焦部分的构造的示意图；

图7是示出扫描部分的构造的示意图；

图8是示出显示在形状测量装置的显示部分上的选择屏幕的示例的示图；

图9A至图9C是示出在操作模式下在控制部分与控制板之间发送的数据内容的示图；

图10是示出图1所示的形状测量装置的控制系统的框图；

图11是示出通过报告准备部分准备的报告的示例的示图；

图12是用于说明在图1所示的形状测量装置中执行的形状测量处理的示例的流程图；

图13是用于说明在图1所示的形状测量装置中执行的形状测量处理的示例的流程图；

图14是用于说明在图1所示的形状测量装置中执行的形状测量处理的示例的流程图；

图15是用于说明在图1所示的形状测量装置中执行的形状测量处理的示例的流程图；

图16是用于说明在图1所示的形状测量装置中执行的形状测量处理的示例的流程图；

图17是用于说明在图1所示的形状测量装置中执行的形状测量处理的示例的流程图；

图18是用于说明通过控制板进行的指派和测量处理的示例的流程图；

图19是用于说明通过控制板进行的指派和测量处理的示例的流程图；

图20A至图20C是用于说明图18和图19所示的指派和测量处理的说明图；

图21A和图21B是用于说明图18和图19所示的指派和测量处理的说明图；

图22是用于说明通过控制板进行的指派和测量处理的另一示例的流程图；

图23是用于说明通过控制板进行的指派和测量处理的另一示例的流程图；

图24A和图24B是用于说明图22和图23所示的指派和测量处理的说明图；

图25是用于说明在设置模式下的形状测量装置的操作示例的示图；

图26是用于说明在设置模式下的形状测量装置的操作示例的示图；

图27是用于说明在设置模式下的形状测量装置的操作示例的示图；

图28是用于说明在设置模式下的形状测量装置的操作示例的示图；

图29是用于说明在设置模式下的形状测量装置的操作示例的示图；

图30是用于说明在设置模式下的形状测量装置的操作示例的示图；

图31是用于说明在设置模式下的形状测量装置的另一操作示例的示图；

图32是用于说明在设置模式下的形状测量装置的另一操作示例的示图；

图33是用于说明在设置模式下的形状测量装置的另一操作示例的示图；

图34是用于说明在测量模式下的形状测量装置的操作示例的示图；

图35是用于说明在测量模式下的形状测量装置的操作示例的示图；

图36是用于说明在测量模式下的形状测量装置的操作示例的示图；

图37是示出测量对象的示例的外部透视图；

图38是用于说明在设置模式下用于执行用于获取偏差图像和平坦度的设置的操作示例的示图；

图39是用于说明在设置模式下用于执行用于获取偏差图像和平坦度的设置的操作示例的示图；

图40是用于说明在设置模式下用于执行用于获取偏差图像和平坦度的设置的操作示例的示图；

图41是用于说明在设置模式下用于执行用于获取偏差图像和平坦度的设置的操作示例的示图；

图42是用于说明在设置模式下用于执行用于获取偏差图像和平坦度的设置的操作示例的示图；以及

图43是示出其中使用了指示多个指派的点的指示符的偏差图像的示例的示图。

具体实施方式

(1)形状测量装置的整体构造

下面参照附图说明根据本发明的实施例的形状测量装置。图1是示出根据本发明的实施例的形状测量装置的整体构造的框图。图2是示出图1所示的支架部分100的外部透视图。如图1所示，形状测量装置400包括支架部分100、测量头200和处理装置300。

支架部分100的纵向截面具有L形，并且包括设置部分110、保持部分120和升降器130。设置部分110具有水平平坦形状并且设置在设置表面上。如图2所示，将其上放置有测量对象S(图1)的正方形光学表面板111设置在设置部分110的上表面上。在光学表面板111上方限定有其中可通过测量头200测量到测量对象S的测量区域V。在图2中，由虚线指示测量区域V。

在光学表面板111中，多个螺孔形成为在彼此正交的两个方向上等间隔排列。结果，可以在测量对象S的表面位于测量区域V中的状态下利用夹具构件和螺钉构件将测量对象S固定至光学表面板111。

将保持部分120设为从设置部分110的一个端部向上延伸。将测量头200附于保持部分120的上端部以与光学表面板111的上表面相对。在这种情况下，由于测量头200和设置部分110由保持部分120保持，因此容易操纵形状测量装置400。由于测量对象S置于设置部分110上的光学表面板111上，因此可以容易地将测量对象S放置在测量区域V中。

如图1所示，升降器130设置在保持部分120的内部。升降器130可相对于光学表面板111上的测量对象S在上下方向(测量对象S的高度方向)上移动测量头200。测量头200包括控制板210、成像部分220、光学部分230、导光部分240、参考部分250、聚焦部分260和扫描部分270。例如，控制板210包括CPU(中央处理单元)、ROM(只读存储器)和RAM(随机存取存储器)。控制板210可通过微计算机来构造。

控制板210连接至处理装置300。控制板210基于处理装置300的命令控制升降器130、成像部分220、光学部分230、参考部分250、聚焦部分260和扫描部分270的操作。控制板210将从成像部分220、光学部分230、参考部分250、聚焦部分260和扫描部分270获取的各种信息提供至处理装置300。成像部分220通过对置于光学表面板111上的测量对象S成像产生测量对象S的图像数据，并将产生的图像数据提供至控制板210。

光学部分230向导光部分240发射具有低时间相干性的出射光。导光部分240将来自光学部分230的出射光划分为参考光和测量光，将参考光导向至参考部分250，并且将测量光导向至聚焦部分260。参考部分250将参考光反射至导光部分240。聚焦部分260使通过聚焦部分260的测量光聚焦。扫描部分270扫描通过聚焦部分260聚焦的测量光，以将测量光辐射至测量对象S的期望部分上。

辐射在测量对象S上的测量光的一部分被测量对象S反射并通过扫描部分270和聚焦部分260被导向至导光部分240。导光部分240产生被参考部分250反射的参考光与被测量对象S反射的测量光的干涉光，并将干涉光导向至光学部分230。光学部分230针对干涉光的各波长中的每一个检测接收到的光量，并且将指示检测结果的信号提供至控制板210。下面说明测量头200的详情。

处理装置300包括控制部分310、存储部分320、操作部分330和显示部分340。例如，控制部分310包括CPU。例如，存储部分320包括ROM、RAM和HDD(硬盘驱动器)。系统程序存储在存储部分320中。存储部分320用于各种数据的存储和数据的处理。

控制部分310基于存储在存储部分320中的系统程序将用于控制测量头200的成像部分220、光学部分230、参考部分250、聚焦部分260和扫描部分270的操作的命令提供至控制板210。控制部分310从测量头200的控制板210获取各种信息，并且使存储部分320存储所述各种信息。

操作部分330包括诸如鼠标、触摸面板、轨迹球、或操纵杆和键盘之类的定点装置。操作部分330被用户操作，以向控制部分310提供指令。例如，显示部分340包括LCD(液晶显示器)面板或有机EL(电致发光)面板。显示部分340显示基于存储在存储部分320中的图像数据的图像、测量结果等。

(2)升降器和导光部分

图3是示出支架部分100和测量头200的构造的框图。在图3中，示出了升降器130、光学部分230和导光部分240的详细构造。如图3所示，升降器130包括驱动部分131、驱动电路132和读取部分133。

例如，驱动部分131是电机。如图3中的粗箭头所指示，驱动部分131相对于光学表面板111上的测量对象S在上下方向上移动测量头200。结果，可以在宽范围上调整测量光的光学路径长度。测量光的光学路径长度是自从下面说明的导光部分240的端口245d输出测量光起直到被测量对象S反射的测量光输入至端口245d为止的光学路径的长度。

驱动电路132连接至控制板210。驱动电路132基于控制板210的控制对驱动部分131进行驱动。例如，读取部分133是光学线性编码器。读取部分133读取驱动部分131的驱动量，以检测测量头200在上下方向上的位置。读取部分133将检测结果提供至控制板210。

光学部分230包括发光部分231和测量部分232。例如，发光部分231包括作为光源的SLD(超辐射发光二极管)并且发射具有相对低相干性的出射光。具体地说，出射光的相干性高于LED(发光二极管)发射的光或白光的相干性并且低于激光的相干性。因此，出射光的波长带宽小于LED发射的光或白光的波长带宽并且大于激光的波长带宽。光学部分230的出射光被输入至导光部分240。

来自导光部分240的干涉光被输出至测量部分232。图4是示出测量部分232的构造的示意图。如图4所示，测量部分232包括透镜232a和232c、光谱部分232b和光接收部分232d。从下面说明的导光部分240的光纤242输出的干涉光经过透镜232a，变得基本准直，并且入射至光谱部分232b上。例如，光谱部分232b是反射式衍射光栅。入射至光谱部分232b上的光被光谱色散以针对各波长中的每一个以不同角度反射，并且经过透镜232c，从而针对各波长的每一个而被聚焦在不同的一维位置上。

例如，光接收部分232d包括其中一维地排列了多个像素的成像元件(一维线性传感器)。成像元件可为多分PD(光电二极管)、CCD(电荷耦合器件)相机或者CMOS(互补金属氧化物半导体)图像传感器，或者可为其它元件。光接收部分232d布置为使得成像元件的多个像素分别在针对由透镜232c形成的各波长中的每一个的不同聚焦位置接收光。

从光接收部分232d的像素输出对应于接收到的光量的模拟电信号(下文中称作光接收信号)，并且将它们提供至图3所示的控制板210。结果，控制板210获取指示光接收部分232d的像素(干涉光的波长)与接收到的光量之间的关系的数据。控制板210对数据执行预定算术运算和预定处理，从而计算测量对象S的一部分的高度。

如图3所示，导光部分240包括四条光纤241、242、243和244、光纤耦合器245和透镜246。光纤耦合器245具有所谓的2×2构造，并且包括四个端口245a、245b、245c和245d以及主体部分245e。端口245a和245b以及端口245c和245d设置在主体部分245e中，以跨越主体部分245e彼此相对。

光纤241连接在发光部分231与端口245a之间。光纤242连接在测量部分232与端口245b之间。光纤243连接在参考部分250与端口245c之间。光纤244连接在聚焦部分260与端口245d之间。注意，在该实施例中，光纤243比光纤241、242和244长。透镜246布置在光纤243和参考部分250的光学路径上。

来自发光部分231的出射光通过光纤241被输入至端口245a。输入至端口245a的出射光的一部分作为参考光从端口245c输出。参考光经过光纤243和透镜246，变得基本准直，并且被导向至参考部分250。被参考部分250反射的参考光通过透镜246和光纤243被输入至端口245c。

输入至端口245a的出射光的另一部分作为测量光从端口245d输出。测量光通过光纤244、聚焦部分260和扫描部分270辐射至测量对象S上。被测量对象S反射的测量光的一部分通过扫描部分270、聚焦部分260和光纤244被输入至端口245d。输入至端口245c的参考光和输入至端口245d的测量光作为干涉光从端口245b输出，并且通过光纤242被导向至测量部分232。

(3)参考部分

图5是示出参考部分250的构造的示意图。如图5所示，参考部分250包括固定部分251、直线延伸的线性导向件251g、可动部分252a和252b、固定镜253、可动镜254a、254b和254c、驱动部分255a和255b、驱动电路256a和256b、以及读取部分257a和257b。固定部分251和线性导向件251g固定至测量头200的主体。可动部分252a和252b附着于线性导向件251g，以能够沿着其中线性导向件251g延伸的方向运动。

固定镜253附着于固定部分251。可动镜254a和254c附着于可动部分252a。可动镜254b附着于可动部分252b。可动镜254c用作所谓的参考镜。期望的是，可动镜254c由角锥棱镜构造。在这种情况下，可以容易地排列光学构件。

从光纤243输出的参考光经过透镜246，变得基本上准直，然后按次序被固定镜253、可动镜254a、可动镜254b和可动镜254c反射。被可动镜254c反射的参考光按次序被可动镜254b、可动镜254a和固定镜253反射，并且通过透镜246被输入至光纤243。

例如，驱动部分255a和255b是音圈电机。如图5中的白色箭头所指示，驱动部分255a和255b分别相对于固定部分251、可动部分252a和252b在线性导向件251g延伸的方向上移动。在这种情况下，在与可动部分252a和252b的移动方向平行的方向上，固定镜253与可动镜254a之间的距离、可动镜254a与可动镜254b之间的距离以及可动镜254b与可动镜254c之间的距离改变。结果，可以调整参考光的光学路径长度。

参考光的光学路径长度是从自图3所示的端口245c输出参考光起直到被可动镜254c反射的参考光输入至端口245d为止的光学路径的长度。当参考光的光学路径长度与测量光的光学路径长度之间的差等于或小于固定值时，参考光和测量光的干涉光从图3所示的端口245b输出。

在该实施例中，可动部分252a和252b沿着线性导向件251g延伸的方向在彼此相对的方向上移动。然而，本发明不限于此。可动部分252a和可动部分252b中的任一个可沿着线性导向件251g延伸的方向移动，而另一个可不动。在这种情况下，所述不动的另一个可动部分252a或252b可作为不可动部分固定至固定部分251或者测量头200的主体而不是线性导向件251g。

驱动电路256a和256b连接至图3所示的控制板210。驱动电路256a和256b基于控制板210的控制分别对驱动部分255a和255b进行驱动。例如，读取部分257a和257b是光学线性编码器。读取部分257a读取驱动部分255a的驱动量，从而检测可动部分252a相对于固定部分251的相对位置，并且将检测结果提供至控制板210。读取部分257b读取驱动部分255b的驱动量，从而检测可动部分252b相对于固定部分251的相对位置，并且将检测结果提供至控制板210。

(4)聚焦部分

图6是示出聚焦部分260的构造的示意图。如图6所示，聚焦部分260包括固定部分261、可动部分262、可动透镜263、驱动部分264、驱动电路265和读取部分266。可动部分262附着于固定部分261，以能够沿着一个方向移动。可动透镜263附着于可动部分262。可动透镜263用作物镜，并且聚焦经过可动透镜263的测量光。

将从光纤244输出的测量光通过可动透镜263导向至图3所示的扫描部分270。被图3所示的测量对象S反射的测量光的一部分经过扫描部分270，然后通过可动透镜263输入至光纤244。

例如，驱动部分264是音圈电机。如图6的粗箭头所指示的，驱动部分264相对于固定部分261在一个方向(测量光的行进方向)上移动可动部分262。结果，可以使测量光的焦点位于测量对象S的表面上。

驱动电路265连接至图3所示的控制板210。驱动电路265基于控制板210的控制对驱动部分264进行驱动。例如，读取部分266是光学线性编码器。读取部分266读取驱动部分264的驱动量，从而检测可动部分262(可动透镜263)相对于固定部分261的相对位置。读取部分266将检测结果提供至控制板210。

注意，可在光纤244与可动透镜263之间布置使从光纤244输出的测量光准直的准直透镜。在这种情况下，入射至可动透镜263上的测量光被准直。无论可动透镜263的移动位置如何，测量光的光束直径都不改变。因此，可以形成小的可动透镜263。

(5)扫描部分

图7是示出扫描部分270的构造的示意图。如图7所示，扫描部分270包括偏转部分271和272、驱动电路273和274以及读取部分275和276。偏转部分271由例如电流计镜(galvanometer mirror)构造，并且包括驱动部分271a和反射部分271b。例如，驱动部分271a是具有在基本垂直的方向上的旋转轴的电机。反射部分271b附着于驱动部分271a的旋转轴。通过光纤244到达图3所示的聚焦部分260的测量光被导向至反射部分271b。驱动部分271a旋转，使得被反射部分271b反射的测量光的反射角在基本上水平的平面中改变。

像偏转部分271一样，偏转部分272由例如电流计镜构造，并且包括驱动部分272a和反射部分272b。例如，驱动部分272a是包括在水平方向上的旋转轴的电机。反射部分272b附着于驱动部分272a的旋转轴。被反射部分271b反射的测量光被导向至反射部分272b。驱动部分272a旋转，从而被反射部分272b反射的测量光的反射角在基本上垂直的表面中改变。

这样，驱动部分271a和272a旋转，从而测量光在图3所示的测量对象S的表面上在彼此正交的两个方向上扫描。结果，可以将测量光辐射至测量对象S的表面上的任何位置。辐射至测量对象S上的测量光在测量对象S的表面上被反射。反射的测量光的一部分按次序被反射部分272b和反射部分271b反射，并且随后被导向至图3所示的聚焦部分260。

驱动电路273和274连接至图3所示的控制板210。驱动电路273和274分别基于控制板210的控制对驱动部分271a和272a进行驱动。例如，读取部分275和276是光学旋转编码器。读取部分275读取驱动部分271a的驱动量，从而检测反射部分271b的角，并且将检测结果提供至控制板210。读取部分276读取驱动部分272a的驱动量，从而检测反射部分272b的角，并且将检测结果提供至控制板210。

(6)操作模式

图1所示的形状测量装置400按照用户从多个操作模式中选择的操作模式操作。具体地说，操作模式包括设置模式、测量模式和高度测定模式。图8是示出显示在形状测量装置400的显示部分340上的选择屏幕341的示例的示图。

如图8所示，在显示部分340的选择屏幕341上，显示有设置按钮341a、测量按钮341b和高度测定按钮341c。用户利用图1所示的操作部分330操作设置按钮341a、测量按钮341b和高度测定按钮341c，从而形状测量装置400分别在设置模式、测量模式和高度测定模式下操作。

在下面的说明中，在用户当中，还将管理测量对象S的测量工作的熟练用户称作测量管理者，并且酌情将在测量管理者的管理下执行测量对象S的测量工作的用户称作测量操作员。设置模式主要由测量管理者使用。测量模式主要由测量操作员使用。

在形状测量装置400中，由X轴、Y轴和Z轴预先限定包括图2所示的测量区域V的空间所特有的三维坐标系。X轴和Y轴平行于图2所示的光学表面板111，并且彼此正交。Z轴与X轴和Y轴正交。在操作模式下，在控制部分310与控制板210之间发送由坐标系指明的坐标的数据和通过成像部分220的成像而获取的图像上的平面坐标的数据。图9A至图9C是示出在操作模式下在控制部分310与控制板210之间发送的数据内容的示图。

在设置模式下，测量管理者可将关于期望的测量对象S的信息登记在形状测量装置400中。具体地说，测量管理者将期望的测量对象S放置在图2所示的光学表面板111上，并且利用图3所示的成像部分220对测量对象S成像。测量管理者在图像上指派显示在图1所示的显示部分340上的测量对象S的待测部分作为测量点。在这种情况下，如图9A所示，控制部分310将由图像上的指派的测量点所指明的平面坐标(Ua，Va)提供至控制板210。

控制板210指明与图2所示的测量区域V中的平面坐标(Ua，Va)对应的位置的三维坐标(Xc，Yc，Zc)，并且将指明的三维坐标(Xc，Yc，Zc)提供至控制部分310。控制部分310使得图1所示的存储部分320存储由控制板210提供的三维坐标(Xc，Yc，Zc)以及测量点。控制部分310基于诸如存储在存储部分320中的三维坐标(Xc，Yc，Zc)和下面说明的基准面之类的信息来计算对应于测量点的部分的高度，并且使得存储部分320存储计算结果。

此外，在设置模式下，测量管理者可在形状测量装置400中登记用于获取下面说明的与测量对象S中的期望平面有关的偏差图像和平坦度的设置信息。具体地说，如在测量点的指派中，测量管理者在图像上指派在图1所示的显示部分340上显示的测量对象S的期望平面上的多个部分。此时指派的部分被称作指派的点。

在这种情况下，如图9A所示的示例中那样，控制部分310将由图像上的指派的点所指明的平面坐标(Ua，Va)提供至控制板210。结果，将对应于指派的点的三维坐标(Xc，Yc，Zc)从控制板210提供至控制部分310。控制部分310使得存储部分320存储多个指派的点以及分别对应于所述多个指派的点的多个三维坐标(Xc，Yc，Zc)以作为用于获取偏差图像和平坦度的设置信息。此时，控制部分310基于给出的多个三维坐标(Xc，Yc，Zc)产生偏差图像并计算平坦度，并且使得图1所示的显示部分340显示偏差图像和平坦度的计算结果。

测量模式用于测量与关于这样的测量对象S的测量点相对应的部分的高度，该测量对象S与在设置模式下在形状测量装置400中登记了信息的测量对象S的类型相同。具体地说，测量操作员将与在设置模式下在形状测量装置400中登记了其信息的测量对象S的类型相同的测量对象S放置在光学表面板111上，并且通过成像部分220对测量对象S成像。在这种情况下，如图9B所示，控制部分310将在设置模式下存储在存储部分320中的三维坐标(Xc，Yc，Zc)提供至控制板210。

控制板210基于获取的三维坐标(Xc，Yc，Zc)计算测量对象S的对应于测量点的部分的三维坐标(Xb，Yb，Zb)。控制板210将计算的三维坐标(Xb，Yb，Zb)提供至控制部分310。控制部分310基于诸如由控制板210提供的三维坐标(Xb，Yb，Zb)和下面说明的基准面之类的信息来计算对应于测量点的部分的高度。控制部分310使得图1所示的显示部分340显示计算结果。

这样，在测量模式下，测量操作员可获取测量对象S的应该被测量的部分的高度，而不用指派所述部分。因此，即使测量操作员并不熟练，也可以容易和准确地对测量对象的期望部分的形状进行测量。三维坐标(Xc，Yc，Zc)在设置模式下存储在存储部分320中。因此，在测量模式下，可以基于存储的三维坐标(Xc，Yc，Zc)快速指明对应于测量点的部分。

在该实施例中，在设置模式下，指明了对应于平面坐标(Ua，Va)的三维坐标(Xc，Yc，Zc)并将其存储在存储部分320中。然而，本发明不限于此。在设置模式下，可指明对应于平面坐标(Ua，Va)的平面坐标(Xc，Yc)，并且可不指明Z轴的分量Zc。在这种情况下，将指明的平面坐标(Xc，Yc)存储在存储部分320中。在测量模式下，将存储在存储部分320中的平面坐标(Xc，Yc)提供至控制板210。

在测量模式下，当在设置模式下登记用于获取偏差图像和平坦度的设置信息时，控制部分310和控制板210如下面说明的那样操作。当登记用于获取偏差图像和平坦度的设置信息时，登记对应于所述多个指派的点的所述多个三维坐标(Xc，Yc，Zc)。因此，如图9B所示的示例中那样，控制部分310将对应于在设置模式下指派的所述多个指派的点的所述多个三维坐标(Xc，Yc，Zc)提供至控制板210。控制板210基于获取的三维坐标(Xc，Yc，Zc)计算对应于所述多个指派的点的测量对象S的一部分的多个三维坐标(Xb，Yb，Zb)，并且将三维坐标(Xb，Yb，Zb)提供至控制部分310。控制部分310基于从控制板210提供的所述多个三维坐标(Xb，Yb，Zb)产生偏差图像和计算平坦度。此外，控制部分310使得图1所示的显示部分340显示偏差图像和平坦度的计算结果。

用户使用高度测定模式来在确认屏幕上的测量对象S的同时在屏幕上指派测量对象S的期望部分作为测量点并且测量所述部分的高度。具体地说，用户将期望的测量对象S放置在光学表面板111上，并且用成像部分220对测量对象S成像。用户在显示在显示部分340上的测量对象S的图像上指派应该被测量的部分作为测量点。在这种情况下，如图9C所示，控制部分310将图像上的由指派的测量点指明的平面坐标(Ua，Va)提供至控制板210。

控制板210指明与图2所示的测量区域V中的平面坐标(Ua，Va)相对应的位置的三维坐标(Xc，Yc，Zc)，并且基于指明的三维坐标(Xc，Yc，Zc)计算测量对象S的对应于测量点的部分的三维坐标(Xb，Yb，Zb)。控制板210将计算的三维坐标(Xb，Yb，Zb)提供至控制部分310。控制部分310基于诸如由控制板210提供的三维坐标(Xb，Yb，Zb)和下面说明的基准面之类的信息来计算对应于测量点的部分的高度，并且使得显示部分340显示计算结果。

同样，在高度测定模式下，用户可通过在图1所示的显示部分340上显示的测量对象S的图像上指派多个指派的点来获取关于测量对象S中的期望平面的下面说明的偏差图像和平坦度。在这种情况下，控制部分310和控制板210与在设置模式的情况下按照相同的方式操作，从而产生偏差图像和计算平坦度，并且使得图1所示的显示部分340显示偏差图像和平坦度的计算结果。注意，在高度测定模式下，不执行针对指派的点和对应于指派的点的所述多个三维坐标(Xb，Yb，Zb)的登记处理。

在图1所示的存储部分320中，预先存储了坐标转换信息和位置转换信息。坐标转换信息指示与测量区域V中的高度方向(Z轴方向)上的位置的平面坐标(Ua，Va)相对应的平面坐标(Xc，Yc)。控制板210可通过控制图5所示的可动部分252a和252b的位置以及图7所示的反射部分271b和272b的角度将测量光辐射至测量区域V中的期望位置。位置转换信息指示测量区域V中的坐标与可动部分252a和252b的位置及反射部分271b和272b的角度之间的关系。

通过控制部分310和控制板210构造的控制系统可通过利用坐标转换信息和位置转换信息指明对应于测量点的位置的三维坐标(Xc，Yc，Zc)和三维坐标(Xb，Yb，Zb)。下面说明坐标转换信息和位置转换信息的详情。

(7)形状测量装置的控制系统

(a)控制系统的整体构造

图10是示出图1所示的形状测量装置400的控制系统的框图。如图10所示，控制系统410包括基准图像获取部分1、位置获取部分2、驱动控制部分3、基准面获取部分4、容许值获取部分5、登记部分6、偏转方向获取部分7、检测部分8和图像分析部分9。控制系统410还包括参考位置获取部分10、光接收信号获取部分11、距离信息计算部分12、坐标计算部分13、确定部分14、高度计算部分15、测量图像获取部分16、校正部分17、检查部分18和报告准备部分19。控制系统410还包括平面获取部分32、偏差计算部分33、偏差图像产生部分34和显示形式设置部分35。

图1所示的控制板210和控制部分310执行存储在存储部分320中的系统程序，从而实现了控制系统410的组件的功能。在图10中，由实线指示所有操作模式的共同处理流程，由点划线指示设置模式下的处理流程，并且由虚线指示测量模式下的处理流程。高度测定模式下的处理流程基本上等同于设置模式下的处理流程。在下面的说明中，为了便于理解，分开说明设置模式和测量模式下的控制系统410的组件。

(b)设置模式

测量管理者将期望的测量对象S放置在图2所示的光学表面板111上，并且用图3所示的成像部分220对测量对象S成像。基准图像获取部分1获取通过成像部分220产生的图像数据作为基准图像数据，并且使得图1所示的显示部分340显示基于获取的基准图像数据的图像作为基准图像。显示在显示部分340上的基准图像可为静止图像，或者可为按次序更新的运动图像。测量管理者可指派应该被测量的部分作为基准点，并且指派显示在显示部分340上的基准图像上的基准点。基准点是在计算测量对象S的高度时用于决定用作基准的基准面的点。

位置获取部分2接收通过基准图像获取部分1获取的基准图像上的测量点的指派，并且获取接收到的测量点的位置(上面说明的平面坐标(Ua，Va))。位置获取部分2利用基准图像接收基准点的指派，并且获取接收到的基准点的位置。注意，位置获取部分2还能够接收多个测量点，并且能够接收多个基准点。

此外，位置获取部分2利用基准图像接收对多个指派的点的指派，并且获取接收到的多个指派的点的位置。此时，位置获取部分2在显示在显示部分340上的基准图像上叠加和显示对获取的所述多个指派的点的位置进行指示的指示符。在这种情况下，测量管理者可在通过视觉识别显示在显示部分340上的测量对象S的外部的同时掌握所述多个指派的点的位置。

驱动控制部分3从图3所示的升降器130的读取部分133获取测量头200的位置，并且基于获取的测量头200的位置来控制图3所示的驱动电路132。结果，测量头200在上下方向上移动至期望位置。驱动控制部分3从图6所示的聚焦部分260的读取部分266获取可动透镜263的位置，并且基于获取的可动透镜263的位置来控制图6所示的驱动电路265。结果，可动透镜263被移动以使得测量光在测量对象S的表面附近聚焦。

驱动控制部分3基于存储在图1所示的存储部分320中的位置转换信息和通过位置获取部分2获取的位置来控制图7所示的驱动电路273和274、以及图5所示的驱动电路256a和256b。结果，调整图7所示的偏转部分271和272的反射部分271b和272b的角度。将测量光辐射在测量对象S的与测量点、基准点和指派的点对应的部分上。根据测量光的光学路径长度的变化，调整参考光的光学路径长度，以使得测量光的光学路径长度与参考光的光学路径长度之间的差等于或小于固定值。

根据上面说明的驱动控制部分3的操作，通过坐标计算部分13计算测量对象S的与测量点、基准点和指派的点对应的部分的坐标，如下面所说明的那样。在下面说明驱动控制部分3的操作详情。在下面的说明中，说明了用于计算测量对象S的对应于测量点的部分的坐标的处理。然而，按照与计算测量对象S的对应于测量点的部分的坐标相同的方式来计算测量对象S的分别与基准点和指派的点对应的部分的坐标。

基准面获取部分4基于由坐标计算部分13根据通过位置获取部分2获取的一个或多个基准点而计算的一个或多个坐标来获取基准面。对于通过位置获取部分2获取的测量点，测量管理者可输入高度的容许值。容许值用于检查下面说明的测量模式下的测量对象S，并且包括设计值和相对于设计值的公共公差。容许值获取部分5接收输入的容许值。

登记部分6将通过基准图像获取部分1获取的基准图像数据、通过位置获取部分2获取的位置和通过容许值获取部分5设置的容许值彼此关联地登记。具体地说，登记部分6使得存储部分320存储指示了基准图像数据、测量点及基准点和指派的点的位置、以及对应于测量值的容许值之间的关系的登记信息。可设置多个基准面。在这种情况下，登记部分6针对基准面中的每一个将对应于基准面的基准点、对应于基准面的测量点和对应于测量值的容许值彼此关联地登记。

偏转方向获取部分7分别从图7所示的读取部分275和276获取反射部分271b和272b的角度。检测部分8分别基于通过偏转方向获取部分7获取的反射部分271b和272b的角度来检测偏转部分271和272的偏转方向。成像部分220的成像继续，从而在基准图像中呈现测量对象S上的测量光。图像分析部分9分析通过基准图像获取部分1获取的基准图像数据。检测部分8基于通过图像分析部分9的分析结果来检测指示通过偏转部分271和272偏转的测量光的基准图像上的辐射位置的平面坐标。

参考位置获取部分10分别从图5所示的参考部分250的读取部分257a和257b获取可动部分252a和252b的位置。光接收信号获取部分11从图4所示的光接收部分232d获取光接收信号。距离信息计算部分12基于通过光接收部分232d获取的光接收信号来对指示干涉光的波长与接收光量之间的关系的数据执行预定的算术运算和预定处理。例如，算术运算和处理包括从波长至波数的频率轴转换和波数的傅立叶变换。

距离信息计算部分12基于通过所述处理获得的数据和通过参考位置获取部分10获取的可动部分252a和252b的位置来计算指示图2所示的测量头200中的测量光的发射位置与测量对象S中的测量光的辐射位置之间的距离的距离信息。例如，测量头200中的测量光的发射位置是图3所示的光纤耦合器245的端口245d的位置。

坐标计算部分13基于通过检测部分8检测的偏转部分271和272的偏转方向以及通过距离信息计算部分12计算的距离信息来计算测量对象S上的测量光的辐射位置的三维坐标(Xc，Yc，Zc)。测量光的辐射位置的三维坐标(Xc，Yc，Zc)包括在高度方向上的坐标Zc和在与高度方向正交的平面中的平面坐标(Xc，Yc)。

坐标计算部分13可基于指示通过检测部分8检测的测量光的基准图像上的辐射位置的平面坐标和偏转部分271和272的偏转方向利用例如三角测量系统来计算测量对象S上的测量光的辐射位置的三维坐标。可替换地，坐标计算部分13可基于指示通过检测部分8检测到的测量光的基准图像上的辐射位置的平面坐标和通过距离信息计算部分12计算的距离信息来计算测量对象S上的测量光的辐射位置的三维坐标。

确定部分14确定测量光是否辐射在测量对象S的对应于测量点的部分或者靠近所述部分的部分上。具体地说，坐标计算部分13基于所计算的高度方向上的坐标和存储在存储部分320中的坐标转换信息来获取与通过登记部分6登记的测量点相对应的平面坐标(下面说明的平面坐标(Xa'，Ya'))。确定部分14确定通过坐标计算部分13计算的平面坐标(Xc，Yc)是否存在于根据对应于测量点的平面坐标(Xa'，Ya')预先决定的范围内。

可替换地，图像分析部分9可执行基准图像数据的图像分析，从而指明测量光在基准图像中的辐射位置的平面坐标(下面说明的平面坐标(Uc，Vc))。在这种情况下，确定部分14确定由图像分析部分9指明的测量光的辐射位置的平面坐标(Uc，Vc)是否存在于根据通过登记部分6登记的测量点的平面坐标(Ua，Va)预先决定的范围内。

当确定部分14确定测量光未辐射在测量对象S的对应于测量点的部分和靠近所述部分的部分上时，驱动控制部分3控制图7所示的驱动电路273和274以及图5所示的驱动电路256a和256b来移动测量光的辐射位置。当确定部分14确定测量光辐射在测量对象S的对应于测量点的部分和靠近所述部分的部分上时，驱动控制部分3控制驱动电路273和274以及驱动电路256a和256b以固定测量光的辐射位置。

坐标计算部分13将关于基准点计算的坐标提供至基准面获取部分4。高度计算部分15基于坐标计算部分13根据测量点计算的三维坐标(Xc，Yc，Zc)来计算基于通过基准面获取部分4获取的基准面的测量对象S的所述部分的高度。例如，当基准面是平面时，高度计算部分15计算在基准面的穿过三维坐标(Xc，Yc，Zc)的垂线中的从基准面至三维坐标(Xc，Yc，Zc)的长度作为高度。高度计算部分15使得显示部分340显示计算的高度。登记部分6将通过坐标计算部分13计算的三维坐标(Xc，Yc，Zc)和通过高度计算部分15计算的高度与基准图像数据、测量点的位置、基准点的位置和容许值相关联地登记为登记信息。

此外，坐标计算部分13将关于所述多个指派的点计算的所述多个三维坐标(Xc，Yc，Zc)提供至平面获取部分32和偏差计算部分33。平面获取部分32将提供的多个三维坐标(Xc，Yc，Zc)提供至登记部分6。在这种情况下，登记部分6将从平面获取部分32提供的所述多个三维坐标(Xc，Yc，Zc)与基准图像数据、测量点的位置、基准点的位置、所述多个指派的点的位置、和容许值相关联地登记为登记信息。

平面获取部分32获取通过提供的多个三维坐标(Xc，Yc，Zc)指明的近似平面。例如，平面获取部分32计算通过执行回归分析指明的近似平面，所述回归分析比如为关于与三个或更多个指派的点对应的多个三维坐标(Xc，Yc，Zc)的最小二乘法。然后，平面获取部分32将获取的近似平面提供至偏差计算部分33。

将分别位于与所述多个指派的点对应的所述多个三维坐标(Xc，Yc，Zc)中的测量对象S的多个部分中的每一个称作指派的对应部分。在这种情况下，偏差计算部分33分别计算多个指派的对应部分相对于通过平面获取部分32获取的近似平面的偏差。偏差计算部分33通过利用诸如线性插值或抛物线插值的方法对计算的所述多个指派的对应部分的偏差进行插值来计算除测量对象S的所述多个指派的对应部分之外的区域的偏差。注意，偏差计算部分33可仅计算所述多个指派的对应部分的偏差。

此外，偏差计算部分33基于近似平面和所述多个指派的对应部分的偏差来计算所述多个指派的对应部分相对于近似平面的平坦度。

偏差图像产生部分34产生其中按照对应于偏差的显示形式显示所述多个指派的对应部分的偏差图像。当通过插值计算除所述多个指派的对应部分以外的区域的偏差时，偏差图像产生部分34产生偏差图像，以使得按照与通过插值计算的偏差对应的显示形式来显示除所述多个指派的对应部分以外的区域。偏差图像产生部分34将产生的偏差图像按照半透明方式叠加和显示于在图1所示的显示部分340上显示的基准图像上。此时，偏差计算部分33在基准图像上叠加和显示计算的平坦度。

显示形式设置部分35设置偏差与颜色或密度之间的对应关系。在这种情况下，偏差图像产生部分34基于设置的对应关系产生偏差图像，因此，在偏差图像中，按照对应于偏差的颜色或密度来显示所述多个指派的对应部分和除所述多个指派的对应部分之外的区域。

(c)测量模式

测量操作员将类型与在设置模式下登记了其登记信息的测量对象S的类型相同的测量对象S放置在图2所示的光学表面板111上，并且用图3所示的成像部分220对测量对象S成像。测量图像获取部分16获取通过成像部分220产生的图像数据作为测量图像数据，并且使得图1所示的显示部分340显示基于获取的测量图像数据的图像作为测量图像。

校正部分17基于通过登记部分6登记的登记信息相对于基准图像数据校正测量图像数据的偏差。结果，校正部分17在测量图像数据中设置与通过登记部分6登记的登记信息对应的测量点、基准点和指派的点。

驱动控制部分3基于在设置模式下通过登记部分6登记的登记信息控制图7所示的驱动电路273和274和图5所示的驱动电路256a和256b。结果，通过坐标计算部分13计算测量对象S的与通过校正部分17设置的测量点、基准点和指派的点对应的部分的三维坐标。驱动控制部分3基于在设置模式下登记的三维坐标和高度执行控制。因此，坐标计算部分13可有效地计算测量对象S的与通过校正部分17设置的测量点、基准点和指派的点对应的部分的三维坐标。

偏转方向获取部分7和检测部分8在测量模式下的处理的类型分别与偏转方向获取部分7和检测部分8在设置模式下的处理的类型相同。图像分析部分9在测量模式下的处理与图像分析部分9在设置模式下的处理相同，不同的是使用通过测量图像获取部分16获取的测量图像数据而不是通过基准图像获取部分1获取的基准图像数据。参考位置获取部分10、光接收信号获取部分11和距离信息计算部分12在测量模式下的处理的类型分别与参考位置获取部分10、光接收信号获取部分11和距离信息计算部分12在设置模式下的处理的类型相同。

坐标计算部分13基于通过检测部分8检测的偏转部分271和272的偏转方向和通过距离信息计算部分12计算的距离信息来计算测量对象S上的测量光的辐射位置的三维坐标(Xb，Yb，Zb)。坐标计算部分13可基于指示通过检测部分8检测的测量光在测量图像上的辐射位置的平面坐标和通过距离信息计算部分12计算的距离信息来计算测量对象S上的测量光的辐射位置的三维坐标(Xb，Yb，Zb)。测量光的辐射位置的三维坐标(Xb，Yb，Zb)包括高度方向上的坐标Zb和与高度方向正交的平面中的平面坐标(Xb，Yb)。

在测量模式下通过确定部分14的处理与在设置模式下通过确定部分14的处理相同，不同的是，使用通过校正部分17设置的测量点而不是通过登记部分6登记的测量点，并且使用三维坐标(Xb，Yb，Zb)而不是三维坐标(Xc，Yc，Zc)。结果，坐标计算部分13计算对应于通过校正部分17设置的基准点的坐标。坐标计算部分13计算与通过校正部分17设置的指派的点对应的坐标。

基准面获取部分4基于与通过坐标计算部分13计算的基准点相对应的坐标来获取基准面。高度计算部分15基于通过坐标计算部分13计算的三维坐标(Xb，Yb，Zb)来计算基于通过基准面获取部分4获取的基准面的测量对象S的一部分的高度。

检查部分18基于通过高度计算部分15计算的测量对象S的所述部分的高度和在登记部分6中登记的容许值来检查测量对象S。具体地说，当计算的高度在基于设计值的公差范围内时，检查部分18确定测量对象S是良品。另一方面，当计算的高度在基于设计值的公差范围外时，检查部分18确定测量对象S是次品。

在测量模式下通过平面获取部分32、偏差计算部分33和偏差图像产生部分34进行的处理的类型分别与在设置模式下通过平面获取部分32、偏差计算部分33和偏差图像产生部分34进行的处理的类型相同，不同的是，基于登记信息在测量图像上获取指派的点，使用三维坐标(Xb，Yb，Zb)而不是三维坐标(Xc，Yc，Zc)，并且在测量图像上而不是基准图像上叠加和显示偏差图像和平坦度。

报告准备部分19基于通过检查部分18检查的结果和通过测量图像获取部分16获取的基准图像来准备报告。结果，测量操作员可将高度的测量值或者涉及测量对象S的检查结果容易地报告给测量管理者或者使用该报告的其它用户。根据预先确定的描述格式准备该报告。图11是示出通过报告准备部分19准备的报告的示例的示图。

在图11所示的描述格式中，报告420包括名称显示栏421、图像显示栏422、状态显示栏423、结果显示栏424和担保显示栏425。在名称显示栏421中，显示报告420的名称(在图11所示的示例中，“检查结果页”)。在图像显示栏422中，显示了检查目标的测量图像。在状态显示栏423中，显示检查目标的名称、检查目标的标识号、测量操作员的姓名、检查日期和时间等。

在结果显示栏424中，显示关于检查目标的检查结果。具体地说，在结果显示栏424中，在测量值和确定结果与设计值和公差关联的状态下，按照列表的形式显示针对检查目标设置的各个检查项的名称、测量值和确定结果。担保显示栏425是用于签名或印章的空格。测量操作员和测量管理者可通过在担保显示栏425签名或印章为检查结果担保。

报告准备部分19可仅关于通过检查部分18确定为良品的测量对象S准备报告420。该报告420附于交付声明，以当将检查目标产品交付于消费者时担保检查目标产品的质量。报告准备部分19可仅关于通过检查部分18确定为次品的测量对象S准备报告420。该报告420用于自己公司，以分析检查目标产品被确定为次品的原因。

在该实施例中，在测量值与确定结果关联的状态下，在报告420的结果显示栏424中显示测量对象S的一部分的高度的测量值和关于所述部分设置的检查项的确定结果。然而，本发明不限于此。高度的测量值和检查项的确定结果中的任一个可显示在报告420的结果显示栏424中，另一个可不显示。

(d)高度测定模式

用户将期望的测量对象S放置在图2所示的光学表面板111上，并且用图3所示的成像部分220对测量对象S成像。基准图像获取部分1获取通过成像部分220产生的图像数据，并且使得图1所示的显示部分340显示基于获取的图像数据的图像。用户指派显示在显示部分340上的图像上的应该被测量的部分作为测量点。

位置获取部分2接收通过基准图像获取部分1获取的图像上的测量点的指派，并且获取接收到的测量点的位置(上面说明的平面坐标(Ua，Va))。位置获取部分2利用基准图像接收基准点的指派，并且获取接收到的基准点的位置。位置获取部分2还能够接收多个测量点和能够接收多个基准点。

此外，位置获取部分2利用通过基准图像获取部分1获取的图像接收对多个指派的点的指派，并且获取接收到的多个指派的点的位置。此时，位置获取部分2在显示在显示部分340上的图像上叠加和显示指示所述多个指派的点的获取的位置的指示符。

驱动控制部分3基于存储在图1所示的存储部分320中的位置转换信息和通过位置获取部分2获取的位置来控制图7所示的驱动电路273和274和图5所示的驱动电路256a和256b。结果，测量光辐射在测量对象S的对应于测量点和基准点的部分上，并且调整参考光的光学路径长度。

根据上面说明的驱动控制部分3的操作，通过坐标计算部分13计算测量对象S的对应于测量点、基准点和指派的点的部分的坐标。基准面获取部分4根据通过位置获取部分2获取的基准点基于通过坐标计算部分13计算的坐标来获取基准面。

偏转方向获取部分7、检测部分8、图像分析部分9、参考位置获取部分10、光接收信号获取部分11和距离信息计算部分12在高度测定模式下的处理的类型分别与偏转方向获取部分7、检测部分8、图像分析部分9、参考位置获取部分10、光接收信号获取部分11和距离信息计算部分12在设置模式下的处理的类型相同。

坐标计算部分13基于偏转部分271和272的偏转方向或者通过检测部分8检测到的测量光的辐射位置和通过距离信息计算部分12计算的距离信息来计算测量光在测量对象S上的辐射位置的三维坐标(Xb，Yb，Zb)。坐标计算部分13可基于指示通过检测部分8检测到的测量光的测量图像上的辐射位置的平面坐标和通过距离信息计算部分12计算的距离信息来计算测量光在测量对象S上的辐射位置的三维坐标(Xb，Yb，Zb)。确定部分14和高度计算部分15在高度测定模式下的处理的类型分别与确定部分14和高度计算部分15在设置模式下的处理的类型相同。

在高度测定模式下通过平面获取部分32进行的处理与在设置模式下通过平面获取部分32进行的处理相同，不同的是，不将所述多个指派的点和从坐标计算部分13提供的所述多个三维坐标(Xc，Yc，Zc)提供至登记部分6。此外，在高度测定模式下通过偏差计算部分33和偏差图像产生部分34进行的处理的相应类型分别与在设置模式下通过偏差计算部分33和偏差图像产生部分34进行的处理的类型相同。

(8)控制系统的整体流程

图12至图17是用于说明在图1所示的形状测量装置400中执行的形状测量处理的示例的流程图。当形状测量装置400的电源处于ON状态时通过控制部分310和控制板210以固定周期执行下面说明的一系列处理。注意，形状测量处理包括下面说明的指派和测量处理以及实际测量处理。在下面的说明中，通过控制板210执行形状测量处理中的指派和测量处理以及实际测量处理中的一个。形状测量处理中的指派和测量处理以及实际测量处理中的另一个通过控制部分310执行。然而，本发明不限于此。例如，形状测量处理中的所有类型的处理可通过控制板210或者控制部分310执行。

在初始状态下，假设形状测量装置400的电源在测量对象S置于图2所示的光学表面板111上的状态下为接通的。此时，在图1所示的显示部分340上显示图8所示的选择屏幕341。

当开始形状测量处理时，控制部分310确定用户是否通过对操作部分330的操作选择了设置模式(步骤S101)。更具体地说，控制部分310确定用户是否操作了图8所示的设置按钮341a。

当未选择设置模式时，控制部分310前进至下面说明的图16的步骤S201中的处理。另一方面，当选择了设置模式时，控制部分310使得图1所示的显示部分340显示下面说明的图25所示的设置屏幕350(步骤S102)。在设置屏幕350上，实时地显示成像部分220以固定周期获取的图2所示的测量区域V的基准图像。

在根据该实施例的形状测量装置400中，为了实现图10所示的校正部分17的校正功能，有必要在设置模式下设置图案图像和搜索区域。图案图像意指在用户指派的时间点处所显示的基准图像的整个区域中的至少将测量对象S包括在内的部分的图像。搜索区域意指其中在设置模式下设置了图案图像之后在测量模式下在测量图像中搜索与图案图像相似的部分的范围(成像部分220的成像视界中的范围)。

因此，控制部分310确定用户是否通过对操作部分330的操作指派了搜索区域(步骤S103)。当未指派搜索区域时，控制部分310前进至下面说明的步骤S105中的处理。另一方面，当指派了搜索区域时，控制部分310通过在存储部分320中存储关于所指派的搜索区域的信息来设置指派的搜索区域(步骤S104)。

接着，控制部分310确定用户是否通过对操作部分330的操作指派了图案图像(步骤S105)。当未指派图案图像时，控制部分310前进至下面说明的步骤S107中的处理。另一方面，当指派了图案图像时，控制部分310通过在存储部分320中存储关于指派的图案图像的信息来设置指派的图案图像(步骤S106)。注意，关于图案图像的信息包括指示基准图像中的图案图像的位置的信息。下面说明用户对图案图像和搜索区域的特定设置示例。

接着，控制部分310确定是否通过步骤S104和S105中的处理设置了搜索区域和图案图像(步骤S107)。当未设置搜索区域和图案图像中的至少一个时，控制部分310返回至步骤S103中的处理。另一方面，当设置了搜索区域和图案图像时，控制部分310确定是否接收到基准面的设置(步骤S108)。

当在步骤S108中接收到基准面的设置时，控制部分310确定在显示在显示部分340上的基准图像上是否通过用户对操作部分330的操作接收到对用作基准点的点的指派(步骤S109)。当未接收到对所述点的指派时，控制部分310前进至下面的步骤S111中的处理。另一方面，当接收到对所述点的指派时，控制部分310指示控制板210执行指派和测量处理，并且将由图像上的指派的点指明的平面坐标(Ua，Va)提供至控制板210(见图9A)。结果，控制板210执行指派和测量处理(步骤S110)，并且将由指派和测量处理指明的坐标(Xc，Yc，Zc)提供至控制部分310。下面说明指派和测量处理的详情。

然后，控制部分310确定用户是否通过对操作部分330的操作完成了对用作基准点的点的指派(步骤S111)。当未完成对所述点的指派时，控制部分310返回至步骤S109中的处理。另一方面，当完成了对所述点的指派时，控制部分310基于在步骤S110中的指派和测量处理中获取的一个或多个坐标(Xc，Yc，Zc)来设置基准面(步骤S112)。在该示例中，基于对应于一个或多个基准点的坐标(Xc，Yc，Zc)，将指示基准面的坐标(例如，对应于基准点的平面坐标(Xc，Yc)或者对应于基准点的坐标(Xc，Yc，Zc))的信息存储在存储部分320中。

指示基准面的坐标的信息可包括用于确定基准面的基准面约束条件。基准面约束条件包括例如基准面平行于放置表面或者基准面平行于预先存储的另一表面的条件。就基准面约束条件的情况而言，当指派对应于一个基准点的坐标(Xb，Yb，Zb)时，获取由Z＝Zb代表的平面作为基准面。

在步骤S112中的处理之后或当在步骤S108中未接收到基准面的设置时，控制部分310确定将被接收的设置是否为关于测量对象S的测量的设置(步骤S120)。在关于该示例中的测量的设置中，包括了针对高度测量的设置和针对获取偏差图像和平坦度的设置。

当将被接收的测量不是关于测量的设置时，控制部分310通过用户对操作部分330的操作获取关于所述设置的信息并且将信息存储在存储部分320中(步骤S130)。在步骤S130中获取的信息的示例包括诸如容许值和在测量模式期间应该显示在测量图像上的指示符和注释之类的信息。然后，控制部分310前进至下面说明的步骤S126中的处理。

当在步骤S120中接收到的设置是关于测量的设置时，控制部分310确定将被接收的设置是否是用于获取偏差图像和平坦度的设置(步骤S121)。

当将被接收的设置是针对高度测量的设置时，控制部分310通过用户对操作部分330的操作确定是否将一点指派为显示在显示部分340上的基准图像上的测量点(步骤S122)。当未指派一点时，控制部分310前进至下面的步骤S124中的处理。另一方面，当指派了一点时，如上面说明的步骤S110中那样，控制部分310指示控制板210执行指派和测量处理，并且将由图像上的指派的点指明的平面坐标(Ua，Va)提供至控制板210。结果，控制板210执行指派和测量处理(步骤S123)并且将由指派和测量处理指明的坐标(Xc，Yc，Zc)提供至控制部分310。

然后，控制部分310确定是否通过用户对操作部分330的操作完成了对用作测量点的点的指派(步骤S124)。当对所述点的指派未完成时，控制部分310返回至步骤S122中的处理。

另一方面，当对所述点的指派完成时，控制部分310通过将在步骤S123中的指派和测量处理中获取的一个或多个测量点的坐标(Xc，Yc，Zc)存储在存储部分320中来执行测量点的设置(步骤S125)。

当在步骤S121中将被接收的设置是用于获取偏差图像和平坦度的设置时，控制部分310确定是否通过用户对操作部分330的操作来在显示在显示部分340上的基准图像上将一点指派为指派的点(步骤S131)。当未指派一点时，控制部分310前进至下面的步骤S133中的处理。另一方面，当指派了一点时，如上面说明的步骤S110中那样，控制部分310指示控制板210执行指派和测量处理和将通过在图像上指派的点指明的平面坐标(Ua，Va)提供至控制板210。结果，控制板210执行指派和测量处理(步骤S132)，并且将通过指派和测量处理指明的坐标(Xc，Yc，Zc)提供至控制部分310。

接着，控制部分310确定是否通过用户对操作部分330的操作指派了三个或更多个指派的点(步骤S133)。当未指派三个或更多个指派的点时，控制部分310返回至步骤S131中的处理。另一方面，当指派了三个或更多个指派的点时，控制部分310计算通过分别对应于所述多个指派的点的多个坐标(Xc，Yc，Zc)指明的近似平面(步骤S134)。

接着，控制部分310确定是否通过用户对操作部分330的操作指派了四个或更多个指派的点(步骤S135)。当未指派四个或更多个指派的点时，控制部分310返回至步骤S131中的处理。另一方面，当指派了四个或更多个指派的点时，控制部分310设置在基准图像上的包括全部所述多个指派的点的偏差图像区域(步骤S136)。

偏差图像区域是其中偏差图像应该在基准图像上叠加和显示的区域。基于所述多个指派的点的基准图像上的坐标决定偏差图像区域。例如，控制部分310设置通过所述多个指派的点中的位于基准图像上的最左侧的指派的点向上和向下延伸的边界线，并且设置通过所述多个指派的点中的位于基准图像上的最右侧的指派的点向上和向下延伸的边界线。此外，控制部分310设置通过所述多个指派的点中的位于基准图像上的最上侧的指派的点向左和向右延伸的边界线，并且设置通过所述多个指派的点中的位于基准图像上的最下侧的指派的点向左和向右延伸的边界线。然后，控制部分310将通过四条边界线包围的区域设为偏差图像区域。

注意，可基于三个或更多个指派的点决定偏差图像区域。在这种情况下，步骤S135中的处理不是必要的。可基于用户对操作部分330的操作(例如，鼠标在基准图像上的拖拽操作)设置偏差图像区域。可替换地，不必执行上面说明的步骤S134和S135中的处理。在这种情况下，在以下步骤S138中的处理中，在整个基准图像上叠加和显示偏差图像。

在步骤S136中的处理之后，控制部分310基于计算的近似平面和对应于所述多个指派的点的所述多个坐标(Xc，Yc，Zc)分别计算测量对象S的多个指派的对应部分相对于近似平面的偏差和平坦度(步骤S137)。

控制部分310通过对所述多个指派的对应部分的计算的偏差进行插值来计算除测量对象S的所述多个指派的对应部分之外的区域的偏差(步骤S138)。注意，步骤S138中的处理不是必须执行。

接着，控制部分310产生其中按照与计算的偏差对应的显示形式显示所述多个指派的对应部分，并且按照与通过插值计算的偏差对应的显示形式显示除所述多个指派的对应部分之外的区域的偏差图像。控制部分310按照半透明方式将偏差图像叠加和显示于在图1所示的显示部分340上显示的基准图像上(步骤S139)。控制部分310将平坦度叠加和显示在基准图像上(步骤S140)。

然后，控制部分310确定是否完成将一点指派为指派的点(步骤S141)。当未完成一点的指派时，控制部分310返回至步骤S131中的处理。结果，当加上一点的指派时，每当重复步骤S131至步骤S140中的处理时，控制部分310更新显示在显示部分340上的偏差图像和平坦度的计算结果。

另一方面，当完成了一点的指派时，控制部分310通过将与在步骤S131中的指派和测量处理中获得的所述多个指派的点相对应的所述多个坐标(Xc，Yc，Zc)存储在存储部分320中来执行多个指派的点的设置(步骤S142)。然后，控制部分310前进至下面说明的步骤S126中的处理。

在上面说明的步骤S125、S130和S142中的任一个中的处理之后，控制部分310确定是指示设置的完成还是指示新设置(步骤S126)。当指示新设置时，也就是说，当未指示设置的完成时，控制部分310返回至步骤S108中的处理。

另一方面，当指示设置完成时，控制部分310将在上面说明的步骤S103至S112、S122至S125以及S130至S142中的任一个中设置的信息的类型彼此关联地登记为登记信息(步骤S127)。然后，形状测量处理在设置模式下结束。在用户将特定文件名提供至文件之后，待登记的登记信息的文件被保存在存储部分320中。此时，在步骤S103至S112、S122至S125以及S130至S142中的任一个中，可将针对设置临时存储在存储部分320中的信息擦除。

在步骤S127中，当通过上面说明的步骤S112中的处理设置基准面时，控制部分310基于基准面和指明的坐标(Xc，Yc，Zc)计算测量点的高度，并且将计算结果包括在登记信息中。注意，当在上面说明的步骤S125的时间点已设置基准面时，在步骤S125中，可基于设置的基准面和指明的坐标(Xc，Yc，Zc)计算测量点的高度。在这种情况下，可在设置屏幕350(图30)上显示计算结果，作为测量点的高度。

当在上面说明的步骤S101中未选择设置模式时，控制部分310确定用户是否通过对操作部分330的操作选择了测量模式(步骤S201)。更具体地说，控制部分310确定用户是否操作了图8所示的测量按钮341b。当选择了测量模式时，控制部分310使得图1所示的显示部分340显示下面说明的图32所示的测量屏幕360(步骤S202)。在测量屏幕360上，实时地显示通过成像部分220以固定周期获取的图2所示的测量区域V中的测量图像。

接着，控制部分310确定用户是否通过对操作部分330的操作指派了登记信息的文件(步骤S203)。具体地说，控制部分310确定用户是否指派了登记信息的文件名。当未指派文件时，控制部分310保持等待，直至接收到文件的指派为止。另一方面，当接收到文件的指派时，控制部分310从存储部分320读取所指派的登记信息的文件(步骤S204)。注意，当所指派的登记信息的文件未存储在存储部分320中时，控制部分310可在显示部分340上显示指示指派的文件不存在的信息。

接着，控制部分310从读取的登记信息中获取关于图案图像的所登记的信息，并且将获取的图案图像叠加和显示在显示在显示部分340上的测量图像上(步骤S205)。此时，控制部分310除图案图像之外还获取搜索区域。注意，如上面的说明，关于图案图像的信息还包括指示基准图像中的图案图像的位置的信息。因此，图案图像在与在设置模式中设置的位置相同的位置中被叠加和显示在测量图像上。

图案图像可显示为半透明的。在这种情况下，用户可容易地将测量对象S的当前捕获的测量图像与在设置模式期间获取的测量对象S的基准图像进行比较。然后，用户可执行用于将测量对象S在光学表面板111上定位的工作。

接着，控制部分310执行图案图像与测量图像的比较(步骤S206)。具体地说，控制部分310提取图案图像中的测量对象S的边缘作为参考边缘，并且搜索在获取的搜索区域中是否存在具有对应于参考边缘的形状的边缘。

在这种情况下，考虑测量图像中的测量对象S的边缘部分与参考边缘最相似。当检测到测量图像的与参考边缘最相似的部分时，控制部分310计算检测的部分与图像上的参考边缘偏离的程度，并且计算检测的部分从图像上的参考边缘旋转的程度(步骤S207)。

接着，控制部分310从读取的登记信息中获取关于登记的测量点的信息，并且基于计算的偏差量和计算的旋转量来校正所获取的关于测量点的信息(步骤S208)。步骤S206至S208中的处理等同于图10所示的校正部分17的功能。通过该构造，即使校正的图像中的测量对象相对于图案图像中的测量对象移位或者旋转，也可以高度准确和容易地指明和校正测量点。

接着，控制部分310指示控制板210针对校正后的测量点中的每一个执行实际测量处理，并且将校正后的测量点的坐标(Xc，Yc，Zc)提供至控制板210(见图9B)。结果，控制板210执行实际测量处理(步骤S209)，并且将由实际测量处理指明的坐标(Xb，Yb，Zb)提供至控制部分310。下面说明实际测量处理的详情。

接着，控制部分310获取关于基准面的登记的信息，基于基准面和获取的坐标(Xb，Yb，Zb)计算测量点的高度，并且将计算结果存储在存储部分320中作为测量结果。控制部分310执行对应于登记的其它信息的各种处理(步骤S210)。例如，当在读取的登记信息中包括容许值时，可执行用于确定高度的计算结果是否在设为容许值的公共公差的范围内的检查处理，作为对应于登记的其它信息的各种处理。

接着，控制部分310确定在读取的登记信息中是否存在用于获取偏差图像和平坦度的设置信息(步骤S220)。

当在登记信息中不存在用于获取偏差图像和平坦度的设置信息时，形状测量处理在测量模式下结束。另一方面，当在登记信息中存在用于获取偏差图像和平坦度的设置信息时，如在步骤S208中的处理那样，控制部分310从读取的登记信息获取关于所述多个指派的点的所登记的信息，并且基于在步骤S206中的处理中计算的偏差量和旋转量校正关于所述多个指派的点的所获取的信息(步骤S221)。结果，在测量图像上获取基于登记信息的指派的点。

接着，控制部分310指示控制板210针对所校正的指派的点中的每一个执行下面说明的实际测量处理并且将所校正的指派的点的坐标(Xc，Yc，Zc)提供至控制板210(见图9B)。结果，控制板210执行实际测量处理(步骤S222)，并且将通过实际测量处理指明的多个坐标(Xb，Yb，Zb)提供至控制部分310。

接着，如在步骤S134中的处理那样，控制部分310计算通过分别与所述多个指派的点对应的所述多个坐标(Xb，Yb，Zb)指明的近似平面(步骤S223)。如在步骤S137中的处理那样，控制部分310基于计算的近似平面和与所述多个指派的点对应的所述多个坐标(Xb，Yb，Zb)分别计算所述多个指派的对应部分相对于近似平面的偏差和平坦度(步骤S224)。

如在步骤S138中的处理那样，控制部分310通过对所述多个指派的对应部分的计算的偏差进行插值来计算除测量对象S的所述多个指派的对应部分之外的区域的偏差(步骤S225)。注意，步骤S225中的处理不是必须执行。

接着，如在步骤S139中的处理那样，控制部分310产生偏差图像并且按照半透明方式将偏差图像叠加和显示于在图1所示的显示部分340上显示的测量图像上(步骤S226)。控制部分310在测量图像上叠加和显示平坦度(步骤S227)。然后，形状测量处理在测量模式下结束。

当在上面说明的步骤S201中未选择测量模式时，控制部分310确定用户是否通过对操作部分330的操作选择了高度测定模式(步骤S211)。更具体地说，控制部分310确定用户是否操作了图8所示的高度测定按钮341c。当未选择高度测定模式时，控制部分310返回至步骤S101中的处理。

另一方面，当选择了高度测定模式时，控制部分310使得图1所示的显示部分340显示下面说明的图25所示的设置屏幕350(步骤S212)。然后，控制部分310基于用户对操作部分330的操作来执行基准面的设置(步骤S213)。该设置处理与上面说明的步骤S109至S112中的处理相同。

然后，当接收到点的指派时，控制部分310指示控制板210执行指派和测量处理，并且将由图像上的指派的点指明的平面坐标(Ua，Va)提供至控制板210(见图9C)。结果，控制板210执行指派和测量处理(步骤S214)。控制板210基于由指派和测量处理指明的坐标(Xc，Yc，Zc)以及位置转换信息来调整图5所示的可动部分252a和252b的位置以及图7所示的反射部分271b和272b的角度，并且辐射测量光(步骤S215)。

接着，控制板210基于从图4所示的光接收部分232d输出的光接收信号、图5所示的可动部分252a和252b的位置、以及图7所示的偏转部分271和272的偏转方向来计算测量对象S上被测量光辐射到的部分的三维坐标(Xb，Yb，Zb)，并且将三维坐标(Xb，Yb，Zb)提供至控制部分310(步骤S216)。

注意，在上面说明的步骤S216中，控制板210可基于从图4所示的光接收部分232d输出的光接收信号、图5所示的可动部分252a和252b的位置、以及指示了测量光在通过图1所示的成像部分220获取的图像上的辐射位置的平面坐标来计算测量对象S上被测量光辐射到的所述部分的三维坐标(Xb，Yb，Zb)。

接着，控制部分310获取关于所设置的基准面的信息，基于基准面和获取的坐标(Xb，Yb，Zb)计算测量对象S上被测量光辐射到的所述部分的高度，并且在显示部分340上显示计算结果作为测量结果。例如，当基准面是平面时，控制部分310计算基准面的穿过所获取的坐标(Xb，Yb，Zb)的垂线的当画出该垂线时从基准面至坐标(Xb，Yb，Zb)的长度作为高度，并且在显示部分340上显示计算结果作为测量结果。控制部分310在显示部分340上显示绿色的“+”标记，该标记指示出：在指示测量光在通过成像部分220获取的图像上的辐射位置的平面坐标或者由图像上的指派的点指明的平面坐标中可计算测量对象S的与测量点对应的部分的高度(步骤S217)。

接着，控制部分310确定用户是否通过对操作部分330的操作指派了附加点(步骤S218)。当指派了附加点时，控制部分310返回至步骤S214中的处理。结果，重复步骤S214至S218中的处理，直至不指派附加点为止。当未指派附加点时，形状测量处理在高度测定模式下结束。

通过上面说明的高度测定模式，用户可通过指派图像上的点来指派基准点和基准面。用户可通过指派屏幕上的测量点获取高度的测量结果。此外，用户可通过指派多个测量点而在连续地保持基准面的同时连续地进行测量。

注意，在图12至图17所示的流程图的示例中，省略了在高度测定模式下用于获取偏差图像和平坦度的处理。然而，可执行在高度测定模式下用于获取偏差图像和平坦度的处理。例如，在步骤S212至步骤S218中的任一个的处理中，控制部分310可执行用于获取偏差图像和平坦度的对应于步骤S131至S141的一系列处理。

在图12至图17所示的流程图的示例中，将被指派以获取偏差图像和平坦度的所述多个指派的点和所述多个测量点用作彼此不同的点。然而，本发明不限于此。例如，在基于用户对图1所示的操作部分330的操作指派了所述多个测量点之后，控制部分310可接收指令，以使用指派的多个测量点的一部分或全部来作为指派的点。在这种情况下，可以利用指派的多个测量点作为所述多个指派的点获取偏差图像和平坦度。

在图12至图17所示的流程图的示例中，在设置模式下指派基准点和测量点之前，设置搜索区域和图案图像。然而，应该设置搜索区域和图案图像的时间不限于上面说明的示例。在设置模式下，可在执行步骤S127中的登记处理之前的任何时间设置搜索区域和图案图像。

(9)指派和测量处理的示例

图18和图19是用于说明通过控制板210进行的指派和测量处理的示例的流程图。图20A至图21B是用于说明图18和图19所示的指派和测量处理的说明图。在图20A至图20C以及图21A和图21B中的每一个中，在左侧，将置于光学表面板111上的测量对象S与成像部分220和扫描部分270之间的位置关系示为侧视图，在右侧，示出了通过成像部分220的成像而显示在显示部分340上的图像。显示在显示部分340上的图像包括测量对象S的图像SI。在下面的说明中，将显示在显示部分340上的图像上的平面坐标称作屏幕坐标。

控制板210通过从控制部分310接收用于指派和测量处理的命令开始指派和测量处理。因此，控制板210获取从控制部分310提供的屏幕坐标(Ua，Va)以及所述命令(步骤S301)。

在图20A的右侧，在显示在显示部分340上的图像上示出了屏幕坐标(Ua，Va)。在图20A的左侧，通过点P0指示测量对象S的对应于屏幕坐标(Ua，Va)的部分。

在步骤S301中，对应于屏幕坐标(Ua，Va)的点P0的坐标中的Z轴分量(高度方向上的分量)未知。因此，控制板210假设用户指派的点P0的Z轴分量为“Za”(步骤S302)。在这种情况下，如图20B所示，假设的Z轴分量不总是与实际指派的点P0的Z轴分量一致。

接着，控制板210在假设Z轴分量为“Za”时基于上面说明的坐标转换信息来计算对应于屏幕坐标(Ua，Va)的平面坐标(Xa，Ya)(步骤S303)。结果，如图20B所示，获得对应于屏幕坐标(Ua，Va)和假设的Z轴分量的虚拟点P1的坐标(Xa，Ya，Za)。注意，在该示例中，假设“Za”是图2所示的测量区域V中的Z方向上的中间位置。

接着，控制板210基于通过步骤S303中的处理获得的坐标(Xa，Ya，Za)以及位置转换信息来调整图5所示的可动部分252a和252b的位置以及图7所示的反射部分271b和272b的角度，并且辐射测量光(步骤S304)。

在这种情况下，当在步骤S302中假设的Z轴分量极大地偏离了实际指派的点P0的Z轴分量时，如在图20C的左侧的侧视图中所示，测量光在测量对象S上的辐射位置极大地偏离实际指派的点P0。因此，执行下面说明的处理。

根据步骤S304中的处理，在通过成像部分220获取的图像上显现从扫描部分270辐射至测量对象S上的测量光的辐射部分(光斑)。在这种情况下，可以利用图像处理等容易地检测测量光的辐射部分的屏幕坐标。在图20C的右侧的图中，由圆圈指示在显示在显示部分340上的图像上显现的测量光的辐射部分(光斑)。

在步骤S304中的处理之后，控制板210检测出指示测量光在通过成像部分220获取的图像上的辐射位置的平面坐标作为屏幕坐标(Uc，Vc)，并且检测测量光相对于图7所示的反射部分271b和272b的角度的偏转方向(步骤S305)。

接着，控制板210基于检测到的屏幕坐标(Uc，Vc)和偏转方向将测量光在测量对象S或者光学表面板111上的辐射位置P2的坐标设为坐标(Xc，Yc，Zc)(步骤S306)。

如图20C所示，当辐射位置P2从点P0偏离时，屏幕坐标(Uc，Vc)从屏幕坐标(Ua，Va)偏离。因此，控制板210计算检测到的屏幕坐标(Uc，Vc)相对于屏幕坐标(Ua，Va)的误差(Ua-Uc，Va-Vc)，并且确定计算的误差是否在预先决定的确定范围内(步骤S307)。此时使用的确定范围可以能够被用户设置，或者可在形状测量装置400的工厂装运过程中预先设置。

当在步骤S307中，误差(Ua-Uc，Va-Vc)在预先决定的确定范围内时，控制板210指明在前一步骤S306中决定的坐标(Xc，Yc，Zc)作为用户指派的坐标(步骤S308)，并且结束指派和测量处理。然后，控制板210将指明的坐标(Xc，Yc，Zc)提供至控制部分310。

当在步骤S307中，误差(Ua-Uc，Va-Vc)在预先决定的确定范围以外时，控制板210基于误差(Ua-Uc，Va-Vc)调整测量光的偏转方向(步骤S309)。具体地说，例如，将对应于X轴和Y轴的屏幕坐标上的误差与应该被调整的反射部分271b和272b的角度之间的关系预先存储在存储部分320中，作为误差对应关系。然后，如图21A中的白色箭头的指示，控制板210基于计算的误差(Ua-Uc，Va-Vc)和误差对应关系精细地调整测量光的偏转方向。

然后，控制板210返回至步骤S305中的处理。结果，在精细地调整了测量光的偏转方向之后，再次执行步骤S305至S307中的处理。结果，最终，如图21B所示，误差(Ua-Uc，Va-Vc)在确定范围内。结果，指明了与用户指派的测量点相对应的坐标(Xc，Yc，Zc)。

在该示例中，通过步骤S306中的处理来计算辐射位置P2的坐标(Xc，Yc，Zc)。然而，本发明不限于此。在下面说明的图22和23所示的指派和测量处理中，可通过步骤S405和S406中的处理来计算辐射位置P2的坐标(Xc，Yc，Zc)。

(10)指派和测量处理的另一示例

图22和图23是用于说明通过控制板210进行的指派和测量处理的另一示例的流程图。图24A和24B是用于说明图22和23所示的指派和测量处理的说明图。在图24A和图24B中的每一个中，在左侧，将置于光学表面板111上的测量对象S与成像部分220和扫描部分270之间的位置关系示为侧视图，并且在右侧，示出了通过成像部分220的成像而被显示在显示部分340上的图像。

当指派和测量处理开始时，控制板210获取从控制部分310提供的屏幕坐标(Ua，Va)以及命令(步骤S401)。接着，如上面说明的步骤S302中的处理那样，控制板210假设通过用户指派的点P0的Z轴分量为“Za”(步骤S402)。在这种情况下，如图20B所示的示例那样，假设的Z轴分量并不总是与实际指派的点P0的Z轴分量一致。

接着，如上面说明的步骤S303中的处理那样，当Z轴分量为“Za”时，控制板210计算对应于屏幕坐标(Ua，Va)的平面坐标(Xa，Ya)(步骤S403)。如上面说明的步骤S304中的处理那样，控制板210基于通过步骤S403中的处理获得的虚拟点P1的坐标(Xa，Ya，Za)以及位置转换信息来调整图5所示的可动部分252a和252b的位置以及图7所示的反射部分271b和272b的角度，并且辐射测量光(步骤S404)。在步骤S404中，通过用户指派的点P0与辐射在测量对象S上的测量光的辐射位置之间的关系与图20C所示的关系相同。然后，执行以下处理以使得测量光在测量对象S上的辐射位置与实际指派的点P0一致或接近。

首先，控制板210检测图5所示的可动部分252a和252b的位置，并且检测测量光相对于图7所示的反射部分271b和272b的角度的偏转方向(步骤S405)。

接着，控制板210基于在前一步骤S405中检测到的可动部分252a和252b的位置以及通过图4所示的光接收部分232d获取的光接收信号来计算测量光的发射位置与测量光在测量对象S中的辐射位置之间的距离。控制板210基于计算的距离和在前一步骤S405中检测到的测量光的偏转方向将测量光在测量对象S或光学表面板111上的辐射位置P2的坐标设为坐标(Xc，Yc，Zc)(步骤S406)。

根据上面说明的步骤S406中的处理，估计测量光的辐射位置P2的Z轴分量“Zc”是与用户指派的点P0的Z轴分量一致或接近的值。因此，控制板210基于坐标转换信息计算在假设Z轴分量为“Zc”时对应于屏幕坐标(Ua，Va)的平面坐标(Xa'，Ya')(步骤S407)。结果，如图24A所示，获得了对应于屏幕坐标(Ua，Va)和假设的Z轴分量的虚拟点P3的坐标(Xa'，Ya'，Za')。

接着，控制板210计算辐射位置P2的平面坐标(Xc，Yc)相对于虚拟点P3的平面坐标(Xa'，Ya')的误差(Xa'-Xc，Ya'-Yc)，并且确定计算的误差是否在预先决定的确定范围内(步骤S408)。此时使用的确定范围可以能够由用户设置，或者可在形状测量装置400的工厂装运过程中预先设置。

当在步骤S408中，误差(Xa'-Xc，Ya'-Yc)在预先决定的确定范围内时，控制板210指明在前一步骤S406中决定的辐射位置P2的坐标(Xc，Yc，Zc)作为由用户指派的坐标(步骤S409)，并且结束指派和测量处理。然后，控制板210将指明的坐标(Xc，Yc，Zc)提供至控制部分310。

当在步骤S408中，误差(Xa'-Xc，Ya'-Yc)在预先决定的确定范围以外时，控制板210将在前一步骤S407中获得的虚拟点P3的坐标(Xa'，Ya'，Za')设为在上面说明的步骤S404中设为测量光的辐射目标的坐标(Xa，Ya，Za)(步骤S410)。然后，控制板210返回至步骤S404中的处理。

结果，在测量光的偏转方向改变之后，再次执行步骤S404至S408中的处理。结果，最终，如图24B所示，由于误差(Xa'-Xc，Ya'-Yc)在确定范围内，因此指明了与用户指派的测量点相对应的坐标(Xc，Yc，Zc)。

在该示例中，通过步骤S405和S406中的处理计算辐射位置P2的坐标(Xc，Yc，Zc)。然而，本发明不限于此。可通过图18和图19所示的指派和测量处理中的步骤S306中的处理计算辐射位置P2的坐标(Xc，Yc，Zc)。

(11)实际测量处理

控制板210从控制部分310接收用于实际测量处理的命令，从而开始实际测量处理。当实际测量处理开始时，首先，控制板210获取从控制部分310提供的测量点的坐标(Xc，Yc，Zc)以及所述命令。

即使基于在设置模式下设置的测量点的坐标(Xc，Yc，Zc)和位置转换信息来辐射测量光，根据在测量模式下测量的测量对象S的形状，测量光在测量对象S上的辐射位置的平面坐标也极大地偏离测量点的坐标。

例如，当测量对象S的对应于测量点的那部分的Z轴分量从“Zc”极大地偏离时，测量光的辐射位置的平面坐标从所设置的测量点的平面坐标(Xc，Yc)极大地偏离。因此，在实际测量处理中，调整测量光的辐射位置的平面坐标以落入测量点的平面坐标(Xc，Yc)的固定范围中。

具体地说，例如，在将与所获取的测量点的坐标(Xc，Yc，Zc)相对应的屏幕坐标设为(Ua，Va)之后，控制板210将所获取的测量点的坐标(Xc，Yc，Zc)设为在图18中的步骤S303中的处理中获得的虚拟点P1的坐标(Xa，Ya，Za)。接着，控制板210执行图18和图19中的步骤S304至S308。接着，控制板210基于在步骤S308中的处理中指明的坐标(Xc，Yc，Zc)以及位置转换信息来调整图5所示的可动部分252a和252b的位置以及图7所示的反射部分271b和272b的角度，并且辐射测量光。

接着，控制板210基于从图4所示的光接收部分232d输出的光接收信号、图5所示的可动部分252a和252b的位置、以及图7所示的偏转部分271和272的偏转方向来计算测量对象S上被测量光辐射到的所述部分的三维坐标(Xb，Yb，Zb)，并且将三维坐标(Xb，Yb，Zb)提供至控制部分310。结果，实际测量处理结束。注意，控制板210可基于从图4所示的光接收部分232d输出的光接收信号、图5所示的可动部分252a和252b的位置、以及指示测量光在由图1所示的成像部分220获取的图像上的辐射位置的平面坐标，来计算测量对象S上被测量光辐射到的所述部分的三维坐标(Xb，Yb，Zb)。

可替换地，控制板210可如下面说明地执行实际测量处理。例如，在将与所获取的测量点的坐标(Xc，Yc，Zc)相对应的屏幕坐标设为(Ua，Va)之后，控制板210将所获取的测量点的坐标(Xc，Yc，Zc)设为在图22中的步骤S403中的处理中获得的虚拟点P1的坐标(Xa，Ya，Za)。接着，控制板210执行图22和23所示的步骤S404至S409中的处理。接着，控制板210基于在步骤S408中的处理中指明的坐标(Xc，Yc，Zc)以及位置转换信息来调整图5所示的可动部分252a和252b的位置以及图7所示的反射部分271b和272b的角度，并且辐射测量光。

然后，如在上面说明的示例中那样，控制板210基于从图4所示的光接收部分232d输出的光接收信号、图5所示的可动部分252a和252b的位置和图7所示的偏转部分271和272的偏转方向来计算测量对象S上被测量光辐射到的所述部分的三维坐标(Xb，Yb，Zb)，并且将三维坐标(Xb，Yb，Zb)提供至控制部分310。可替换地，控制板210基于从图4所示的光接收部分232d输出的光接收信号、图5所示的可动部分252a和252b的位置和指示测量光在由图1所示的成像部分220获取的图像上的辐射位置的平面坐标，来计算测量对象S上被测量光辐射到的所述部分的三维坐标(Xb，Yb，Zb)，并且将三维坐标(Xb，Yb，Zb)提供至控制部分310。

(12)其中使用了设置模式和测量模式的基本操作示例

(a)图25至图30是用于说明设置模式下的形状测量装置400的操作示例的示图。在下面的说明中，形状测量装置400的用户不同于测量管理者和测量操作员，并且对其作出说明。

首先，测量管理者将用作高度测量的基准的测量对象S放置在光学表面板111上，并且利用图1所示的操作部分330操作图8所示的设置按钮341a。结果，形状测量装置400开始设置模式下的操作。在这种情况下，例如，如图25所示，设置屏幕350显示在图1所示的显示部分340上。设置屏幕350包括图像显示区域351和按钮显示区域352。在图像显示区域351中，显示测量对象S的当前捕获的图像作为基准图像RI。在下面参照的图25至图30的示图以及图31至图36的示图中，通过粗实线表示对显示在图像显示区域351中的基准图像RI和下面说明的测量图像MI中的测量对象S的形状进行指示的轮廓。

在设置模式的开始时间点，在按钮显示区域352中，显示了搜索区域按钮352a、图案图像按钮352b、设置完成按钮352c和表面信息按钮352z。测量管理者操作例如搜索区域按钮352a，以在图像显示区域351上执行拖拽操作等。结果，测量管理者如通过图25中的虚线指示的那样设置搜索区域SR。测量管理者操作例如图案图像按钮352b，以在图像显示区域351上执行拖拽操作等。结果，可以如图25中的点划线指示的那样设置图案图像PI。

在设置了搜索区域SR和图案图像PI之后，测量管理者操作设置完成按钮352c。结果，搜索区域SR和图案图像PI的设置完成。设置屏幕350的显示形式被切换，如图26所示。具体地说，在图像显示区域351中，去除了指示设置搜索区域SR和设置图案图像PI的指示符。在按钮显示区域352中，显示了点指派按钮352d和基准面设置按钮352e而不显示图25所示的搜索区域按钮352a和图案图像按钮352b。

例如，测量管理者操作点指派按钮352d以在图像显示区域351上执行点击操作。结果，如图27中的“+”标记指示的那样指派了一个或多个(在该示例中，三个)基准点。然后，测量管理者操作基准面设置按钮352e。结果，设置了包括指派的一个或多个基准点的基准面。如图28中的双点划线所指示，显示了指示在图像显示区域351中设置的基准面RF的指示符。当指派了四个或更多个基准点时，四个或更多个基准点并不总是需要全部被包括在基准面RF中。在这种情况下，例如，设置基准面RF以使得基准面RF与所述多个基准点之间的距离整体很小。相似地，当决定了用于确定基准面的基准面约束条件时，例如，当决定了例如基准面平行于放置表面或者基准面平行于预先存储的其它表面的条件时，当指派了两个或更多个基准点时，两个或更多个基准点并不总是全部需要被包括在基准面RF中。注意，可通过重复点指派按钮352d和基准面设置按钮352e的操作来设置多个基准面RF。

然后，测量管理者操作设置完成按钮352c。结果，基准面RF的设置完成。设置屏幕350的显示形式被切换，如图29所示。具体地说，在图像显示区域351中，去除了指示用于设置基准面RF的所述一个或多个基准点的指示符。在按钮显示区域352中，显示容许值按钮352g而不是图28所示的基准面设置按钮352e。

测量管理者操作点指派按钮352d以在图像显示区域351上执行点击操作等。结果，如图30中的“+”标记所指示，指派了测量点。此时，当设置了多个基准面RF时，从被设为用作用于所指派的测量点的基准的基准面RF的所述多个基准面RF中选择出一个基准面RF。当关于所指派的测量点执行了上面说明的指派和测量处理，并且成功计算了测量对象S的对应于测量点的部分的高度时，在图像显示区域351上显示测量对象S的对应于测量点的部分的高度。此时，“+”标记的颜色可改变为例如绿色，以指示成功计算了测量对象S的对应于测量点的部分的高度。

另一方面，当关于所指派的测量点执行上面说明的指派和测量处理并且不能计算测量对象S的对应于测量点的部分的高度时，可在图像显示区域351上显示诸如“失败”的错误消息。在这一点上，“+”标记的颜色可改变为例如红色，以指示不能计算测量对象S的对应于测量点的部分的高度。

当指派了多个测量点时，可指派测量路线信息。可设置例如对按照所述多个测量点的指派次序来设置测量路线或者将测量路线设为最短进行指示的信息。

在测量点的指派中，通过进一步操作容许值按钮352g，测量管理者可设置设计值和公差，作为用于测量点中的每一个的容许值。最后，测量管理者操作设置完成按钮352c。结果，将包括所述多个测量点和容许值的一系列信息彼此关联地存储在存储部分320中，作为登记信息。在这一点上，将特定文件名提供至登记信息。注意，文件名可以能够由测量管理者设置。

如图27至图30所示，对由测量管理者指派的基准点和测量点的位置进行指示的指示符“+”被叠加并且显示在基准图像RI上。结果，测量管理者可通过视觉识别叠加和显示在测量对象S的基准图像RI上的指示符来容易地确认指派的基准点和指派的测量点。

下面说明其中测量管理者操作显示在图27至图30所示的按钮显示区域352上的表面信息按钮352z的操作示例。

(b)在本发明中，在设置模式下设置基准点和测量点的次序不限于上面说明的示例。可如下面说明地那样执行基准点和测量点的设置。

图31至图33是用于说明在设置模式下形状测量装置400的另一操作示例的示图。在该示例中，在设置了搜索区域SR和图案图像PI之后，如图31所示，在按钮显示区域352中显示设置完成按钮352c、点指派按钮352d、基准面设置按钮352e、容许值按钮352g、基准点设置按钮352h、测量点设置按钮352i和表面信息按钮352z。

在该状态下，测量管理者操作点指派按钮352d以在图像显示区域351上执行点击操作等。此时，如图31中的“+”标记所指示，测量管理者指派可作为基准点或测量点的多个(在该示例中，五个)点。

接着，测量管理者针对指派的点中的每一个操作基准点设置按钮352h或测量点设置按钮352i，从而确定所述点是用作基准点还是用作测量点。此外，在将一个或多个点确定为基准点之后，测量管理者操作基准面设置按钮352e。结果，如图32所示，如虚线“+”标记所指示的，在图像显示区域351上显示了一个或多个(在该示例中，三个)基准点。如双点划线指示的那样，显示了基于所述一个或多个基准点的基准面。此外，如实线“+”标记所指示的，显示了一个或多个(在该示例中，两个)测量点。

然后，如图33所示，在图像显示区域351上显示测量对象S的与指派的测量点相对应的部分的高度。此时，如上面说明的示例中那样，测量管理者可通过操作容许值按钮352g设置设计值和公共公差，作为针对测量点中的每一个的容许值。最后，测量管理者操作设置完成按钮352c。

下面说明其中测量管理者操作显示于在图31至图35中所示的按钮显示区域352上的表面信息按钮352z的操作示例。

(c)图34至图36是用于说明测量模式下的形状测量装置400的操作示例的示图。测量操作员将设为高度测量的目标的测量对象S布置在光学表面板111上，并且利用图1所示的操作部分330操作图8所示的测量按钮341b。结果，形状测量装置400开始测量模式下的操作。在这种情况下，例如，如图34所示，在图1所示的显示部分340上显示测量屏幕360。测量屏幕360包括图像显示区域361和按钮显示区域362。在图像显示区域361中，显示当前捕获的测量对象S的图像作为测量图像MI。

在测量模式的开始时间点，在按钮显示区域362中显示文件读取按钮362a。测量操作员通过操作文件读取按钮362a选择由测量管理者指出的文件名。结果，读取与置于光学表面板111上的测量对象S相对应的高度测量的登记信息。

当读取登记信息时，如图35所示，与读取的登记信息相对应的图案图像PI按照半透明状态被叠加和显示在图像显示区域361的测量图像MI上。在按钮显示区域362上显示测量按钮362b。在这种情况下，测量操作员可在参照图案图像PI的同时将测量对象S布置在光学表面板111上的更合适的位置处。

然后，测量操作员在针对测量对象S执行更精确的定位工作之后操作测量按钮362b。结果，测量了相对于测量对象S的与读取的登记信息的多个测量点相对应的多个部分的基准面的高度。当在读取的登记信息中包括容许值时，基于容许值执行对应于测量点的部分的通过/失败确定。

结果，如图36所示，在图像显示区域361上显示测量对象S的与设置的测量点分别对应的部分的高度。在按钮显示区域362上显示测量对象S的与设置的测量点分别对应的部分的高度。显示基于容许值的通过/失败确定的结果，作为检查结果。

(d)图37是示出测量对象S的示例的外部透视图。图37所示的测量对象S包括连接至另一构件的接合表面CS。在接合表面CS上形成多个纵向孔H。

关于图37所示的测量对象S，如果可掌握接合表面CS的粗糙表面状态，则可执行例如用于对接合表面CS的一部分进行抛光或切割的再加工(rework)。如果可获取接合表面CS的平坦度，则可执行测量对象S的通过/失败确定。因此，测量管理者操作图25至图33所示的表面信息按钮352z，以在其中形状测量装置400在设置模式下的状态下获取偏差图像和平坦度。

图38至图42是用于说明执行用于在设置模式下获取偏差图像和平坦度的设置的操作示例的示图。在图38至图42中，仅示出了在图1所示的显示部分340上显示的设置屏幕350(图25等)的图像显示区域351中的显示内容。

例如，在其中将图37所示的测量对象S布置于光学表面板111上的状态下，通过对测量对象S成像在图像显示区域351上显示基准图像RI。在这种状态下，测量管理者操作在按钮显示区域352(图25等)上显示的表面信息按钮352z，以执行关于表面信息的设置。结果，形状测量装置400可接收指派的点。

接着，测量管理者在图像显示区域351上执行点击操作等。结果，如图38中的“+”标记指示的那样接收到指派的点。在这种情况下，指示指派的点的位置的指示符“+”叠加和显示在基准图像RI上。因此，测量管理者可通过视觉辨识叠加和显示在测量对象S的基准图像RI上的指示符来容易地确认指派的点。

如上文说明的那样，通过指派三个或更多个指派的点获取近似平面。此外，通过指派四个或更多个指派的点设置偏差图像区域。结果，当测量管理者还在图38所示的基准图像RI上指派三个指派的点时，如图39中的虚线所指示，基于四个指派的点设置偏差图像区域。按照半透明状态将基于四个指派的点产生的偏差图像叠加和显示在设置的偏差图像区域中。此时，基于四个测量点计算的平坦度叠加和显示在基准图像RI上。

在偏差图像中，例如，按照与相对于近似平面的偏差对应的多种颜色或密度来显示多个指派的对应部分和除指派的对应部分之外的区域。

在如图39至图42所示的示例中，所述部分的偏差由彼此不同的多种阴影线和点图案而不是所述多种颜色或密度来指示。阴影线密度更高的部分指示测量对象S的对应部分相对于近似平面的偏差更大。阴影线密度更低的部分指示测量对象S的对应部分相对于近似平面的偏差更小。设有点图案的部分指示测量对象S的对应部分相对于近似平面的偏差最小。

在这种情况下，测量管理者可通过视觉辨识偏差图像来容易地掌握测量对象S的接合表面CS的粗糙表面形状。注意，如图39至图42所示，当显示偏差图像时，可将偏差与显示形式之间的对应关系与偏差图像一起显示。结果，测量管理者可更容易地掌握接合表面CS的粗糙表面形状。

然后，如图40至图42中的白色箭头所指示，测量管理者按次序添加期望的指派的点。在这种情况下，每当添加指派的点时，重新计算近似平面。用最新的近似平面更新过去的近似平面。每当添加指派的点时，重新产生偏差图像。过去的偏差图像更新为最新的偏差图像。因此，通过在视觉辨识偏差图像的同时关于测量对象S中的期望的区域设置大量指派的点，测量管理者可容易地掌握期望的区域的更精确的表面形状。根据图42所示的偏差图像，测量管理者可容易地掌握在测量对象S的接合表面CS的大约中心位置存在多个膨胀部分。

(13)效果

(a)在上面说明的形状测量装置400中，获取了包括测量对象S的基准图像RI或者测量图像MI上的多个指派的点的位置。将光辐射至测量对象S的与获取的多个指派的点相对应的多个指派的对应部分上。计算对应于所述多个指派的点的多个坐标。获取由计算的多个坐标所指明的近似平面。计算测量对象S的所述多个指派的对应部分相对于获取的近似平面的偏差。基于计算的偏差产生偏差图像。

在偏差图像中，按照与计算的偏差对应的颜色或密度来显示测量对象S的与所述多个指派的点对应的所述多个指派的对应部分。结果，通过视觉辨识偏差图像，用户可容易地和直观地掌握测量对象S的期望表面的粗糙表面形状。

(b)在上面说明的形状测量装置400中，对所述多个指派的对应部分的偏差进行插值，因此计算了除测量对象S的所述多个指派的对应部分之外的区域的偏差。此时，产生偏差图像以使得，除所述多个指派的对应部分之外，按照与通过插值计算的偏差相对应的显示形式来显示除所述多个指派的对应部分之外的区域。结果，即使指派的点的数量很少，用户也可通过视觉辨识偏差图像在宽范围内容易地掌握测量对象S的期望表面的表面形状。

(c)按照半透明方式将偏差图像叠加和显示在基准图像RI或测量图像MI上。在这种情况下，用户可在视觉辨识显示在基准图像RI或测量图像MI上的测量对象S的外部的同时掌握测量对象S的期望表面的表面形状。因此，用户可容易地掌握外部与测量对象S的期望表面的表面形状之间的对应性。

(d)在上面说明的形状测量装置400中，指派多个指派的点，从而获取近似平面。基于获取的近似平面和测量对象S的所述多个指派的对应部分的偏差来计算多个指派的对应部分相对于近似平面的平坦度。计算的平坦度与偏差图像一起显示在显示部分340上。结果，用户可掌握测量对象S的期望表面的平坦度以及粗糙表面形状。

(e)根据上面说明的形状测量装置400，用户可在确认测量对象S的基准图像RI上的测量对象S的同时指派测量点和基准点。通过基准点决定用作高度的基准的基准面。自动地计算相对于测量对象S的与在基准图像RI上指派的测量点对应的部分的基准面的高度。因此，即使用户不熟练，用户也可通过指派图像上的测量对象S的期望部分来均匀地获取所述部分的高度的计算结果。

(14)其它实施例

(a)在实施例中，当在产生偏差图像的过程中未通过插值计算除所述多个指派的对应部分之外的区域的偏差时，可利用指示了指派的点的指示符产生偏差图像。图43是示出利用指示了多个指派的点的指示符所产生的偏差图像的示例的示图。图43所示的偏差图像对应于图42所示的偏差图像。在图43所示的示例中，通过圆圈指出指示了指派的点的指示符。按照与对应于指派的点的指派的对应部分的偏差相对应的显示形式来显示指示符。根据该偏差图像，即使将偏差图像叠加和显示在基准图像RI或测量图像MI上，也容易掌握测量对象S的外部。

(b)偏差计算部分33可使得显示部分340将指示了测量对象S的与所述多个指派的点对应的所述多个指派的对应部分的偏差值的字符串与偏差图像一起显示。

(c)在上面说明的实施例中，平面获取部分32从与所述多个指派的点对应的所述多个三维坐标获取近似平面。然而，平面获取部分32可从与所述多个指派的点对应的所述多个三维坐标中获取诸如圆柱形表面、球面和自由曲面的其它类型的近似平面。

在这种情况下，偏差计算部分33基于通过平面获取部分32获取的近似平面和对应于所述多个指派的点的所述多个三维坐标来计算所述多个指派的对应部分相对于近似平面的偏差。偏差计算部分33通过对所述多个指派的对应部分的计算的偏差进行插值来计算测量对象S的除所述多个指派的对应部分以外的区域的偏差。因此，偏差图像产生部分34产生其中按照对应于偏差的显示形式来显示测量对象S的所述多个指派的对应部分的偏差图像，并且在显示部分340上显示该偏差图像。

结果，关于测量对象S中的诸如圆柱形表面、球面和自由曲面的多种表面，还可容易地掌握表面的粗糙表面形状。注意，在这种情况下，偏差计算部分33可根据表面的类型计算诸如圆柱度、球度和轮廓度的评估值，并且在显示部分340上显示该评估值。

(d)图10所示的显示形式设置部分35可基于用户对图1中的操作部分330的操作来设置偏差与颜色或密度之间的对应关系。显示形式设置部分35可存储多种显示形式之间的对应关系。此外，显示形式设置部分35可基于用户对操作部分330的操作来切换应该应用于偏差图像的显示形式之间的对应关系。在这种情况下，用户可切换和显示例如偏差与多种颜色关联的彩色偏差图像和偏差与多个密度关联的单色偏差图像。

(e)在上面说明的实施例中，在其上显示基准图像RI的设置屏幕350或者其上显示测量图像MI的测量屏幕360上产生一个偏差图像。然而，本发明不限于此。可在设置屏幕350或测量屏幕360上产生多个偏差图像。在这种情况下，可将产生的多个偏差图像同时叠加在设置屏幕350或测量屏幕360上的基准图像RI或测量图像MI上。此时，显示形式设置部分35可单独地设置被应用于同时显示的多个偏差图像的显示形式之间的对应关系。

(f)在上面说明的实施例中，将偏差图像叠加和显示在基准图像RI或测量图像MI上。然而，可独立地显示偏差图像。

(g)在设置模式下，可基于用户对操作部分330的操作来删除用于获取偏差图像和平坦度的所述多个指派的点中的每一个。基准图像RI上的指派的点的位置可基于用户对操作部分330的操作而改变。在这种情况下，重新计算近似平面，并且重新产生偏差图像。结果，提高了方便性。

(h)基准图像获取部分1可对获取的基准图像执行图像处理，因此使得显示部分340实现基准图像的鸟瞰图。相似地，测量图像获取部分16可对获取的测量图像执行图像处理，从而使得显示部分340实现测量图像的鸟瞰图。此外，偏差图像产生部分34可对产生的偏差图像执行图像处理，从而使得显示部分340实现偏差图像的鸟瞰图。

(i)当在设置模式下登记多个指派的点时，可测量出测量对象S的与所述多个指派的点对应的多个指派的对应部分的高度。可将多个高度测量结果与所述多个指派的点一起登记。

在这种情况下，在测量模式下测量出测量对象S的与所述多个指派的点对应的所述多个指派的对应部分的高度。针对每个指派的点计算在设置模式下测量的高度的测量结果与在测量模式下测量的高度的测量结果之间的差异。此外，在测量模式下，产生这样的图像作为差异图像：在该图像中，按照与根据所述多个指派的点分别计算出的差异对应的显示形式来显示测量对象S的所述多个指派的对应部分。结果，将差异图像叠加和显示在测量图像MI上。因此，用户可容易地掌握在设置模式下测量的一个测量对象S的表面形状与在测量模式下测量的另一测量对象S的表面形状之间的差异。

此外，在该示例中，通过对所述多个指派的对应部分的差异进行插值，可计算除测量对象S的所述多个指派的对应部分以外的区域的差异。结果，可产生差异图像以使得除所述多个指派的对应部分之外，还按照与通过插值计算的差异对应的显示形式来显示除所述多个指派的对应部分之外的区域。

(j)在上面说明的实施例中，通过光谱干涉系统计算测量对象S的高度。然而，本发明不限于此。可通过诸如白光干涉系统、共焦系统、三角测量系统或TOF(飞行时间)系统的其他系统计算测量对象S的高度。

(k)在上面说明的实施例中，形状测量装置400的操作模式包括多个操作模式。形状测量装置400在用户选择的操作模式下操作。然而，本发明不限于此。形状测量装置400的操作模式可仅包括单个操作模式而不包括所述多个操作模式。形状测量装置400可在该操作模式下操作。例如，形状测量装置400的操作模式可不包括设置模式和测量模式。形状测量装置400可在与高度测定模式相同的操作模式下操作。

(15)权利要求的构成要件与实施例的各部分之间的对应关系

下面说明权利要求的构成要件与实施例的各部分之间的对应性的示例。然而，本发明不限于下面说明的示例。

在上面说明的实施例中，测量对象S是测量对象的示例，基准图像RI和测量图像MI是真实图像的示例，基准图像获取部分1和测量图像获取部分16是图像获取部分的示例，并且位置获取部分2是位置获取部分的示例。

发光部分231是发光部分的示例，偏转部分271和272是偏转部分的示例，光接收部分232d是光接收部分的示例，驱动控制部分3是驱动控制部分的示例，并且坐标计算部分13是坐标计算部分的示例。

平面获取部分32是平面获取部分的示例，偏差计算部分33是偏差计算部分的示例，偏差图像产生部分34是偏差图像产生部分的示例，并且形状测量装置400是形状测量装置的示例。

此外，显示形式设置部分35是显示形式设置部分的示例，显示部分340是显示部分的示例，高度计算部分15是高度计算部分的示例，基准面获取部分4是基准面获取部分的示例，并且登记部分6是登记部分的示例。

作为权利要求的构成要件，也可使用具有在权利要求中描述的构造或功能的其它各种要件。

本发明可有效地用于各种形状测量装置。

Claims (9)

1.一种形状测量装置，包括：

图像获取部分，其被构造为获取包括测量区域的图像；

位置获取部分，其获取通过所述图像获取部分获取的图像上的多个位置作为多个指派的点；

光发射器，其发射光；

偏转器，其将从光发射器发射的光朝着与所述图像关联的测量区域中的点偏转；

光接收器，其从与所述图像关联的测量区域接收光，并且产生对应于从所述测量区域接收到的光的光接收信号；

驱动控制器，其控制所述偏转器偏转所述测量区域中的分别与所述多个指派的点对应的多个部分上的光；

坐标计算部分，其基于(a)所述偏转器的偏转方向或通过所述偏转器偏转的光在所述图像上的辐射位置和(b)通过所述光接收器产生的光接收信号，来计算所述测量区域中的分别与所述多个指派的点对应的所述多个部分的坐标；

平面获取部分，其基于通过所述坐标计算部分计算的所述测量区域中的所述多个部分的坐标来确定近似平面；

偏差计算部分，其基于所述多个部分的坐标来计算分别与所述多个指派的点对应的所述多个部分相对于通过所述平面获取部分获取的近似平面的偏差；以及

偏差图像产生部分，其产生偏差图像，所述偏差图像表示通过所述偏差计算部分计算的分别与所述多个指派的点对应的偏差。

2.根据权利要求1所述的形状测量装置，还包括显示形式设置部分，其设置偏差与颜色或密度之间的对应关系，其中，

所述偏差图像产生部分基于通过所述显示形式设置部分设置的对应关系产生所述偏差图像，以使得按照与通过所述偏差计算部分计算的偏差对应的颜色或密度来显示所述多个部分。

3.根据权利要求1或2所述的形状测量装置，其中，

所述偏差计算部分通过对分别与所述多个指派的点对应的所述偏差计算部分计算的偏差进行插值，来计算除分别与所述多个指派的点对应的所述多个部分以外的区域的偏差，并且

所述偏差图像产生部分产生的偏差图像还表示通过所述偏差计算部分计算的除分别与所述多个指派的点对应的所述多个部分以外的区域的偏差。

4.根据权利要求1或2所述的形状测量装置，还包括显示器，其显示通过所述偏差图像产生部分产生的、叠加在通过所述图像获取部分获取的图像上的偏差图像，所述偏差图像叠加在通过所述图像获取部分获取的图像上。

5.根据权利要求4所述的形状测量装置，其中，所述显示器还在所述偏差图像上显示指示了分别与所述多个指派的点对应的位置的指示符。

6.根据权利要求1或2所述的形状测量装置，其中，所述偏差计算部分还基于通过所述平面获取部分获取的近似平面和所述多个部分的偏差来计算与所述多个部分关联的平坦度。

7.根据权利要求1或2所述的形状测量装置，其中，

所述位置获取部分还获取通过所述图像获取部分获取的图像上的位置作为测量点，

所述驱动控制器还控制所述偏转器偏转所述测量区域中的对应于所述测量点的部分上的光，并且

所述形状测量装置还包括高度计算部分，其基于(a)所述偏转器的偏转方向或者所述图像上的测量点的位置以及(b)通过所述光接收器产生的光接收信号，来计算所述测量区域中的对应于所述测量点的测量部分的高度。

8.根据权利要求7所述的形状测量装置，其中

所述位置获取部分还获取通过所述图像获取部分获取的图像上的一个或多个位置作为一个或多个基准点，

驱动控制器控制所述偏转器偏转所述测量区域中的分别与所述一个或多个基准点对应的一个或多个部分上的光，

所述坐标计算部分还基于(a)所述偏转器的偏转方向或者通过所述偏转器偏转的光在所述图像上的辐射位置以及(b)通过所述光接收器产生的光接收信号，来计算所述测量区域中的测量部分的坐标以及所述测量区域中的分别与所述一个或多个基准点对应的一个或多个基准部分的一个或多个坐标，

所述形状测量装置还包括基准面获取部分，其基于通过所述坐标计算部分计算的所述测量区域中的所述一个或多个基准部分的一个或多个坐标来获取基准面，并且

所述高度计算部分基于通过所述坐标计算部分计算的所述测量区域中的测量部分的坐标来计算所述测量区域中的测量部分相对于通过所述基准面获取部分获取的基准面的高度。

9.根据权利要求1或2所述的形状测量装置，其中，

所述形状测量装置选择性地在设置模式和测量模式下操作，

所述形状测量装置还包括登记部分，

所述位置获取部分获取通过所述图像获取部分获取的图像上的多个位置作为在设置模式下的所述多个指派的点，所述图像包括所述测量区域中的第一测量对象，

所述登记部分在所述设置模式下登记通过所述位置获取部分获取的所述多个指派的点，

所述驱动控制器在所述测量模式下控制所述偏转器偏转所述测量区域中的第二测量对象的多个部分上的光，所述多个部分分别对应于通过所述登记部分登记的所述多个指派的点，

所述坐标计算部分在所述测量模式下基于(a)所述偏转器的偏转方向或者通过所述偏转器偏转的光在所述图像上的辐射位置以及(b)通过所述光接收器产生的光接收信号，来计算所述第二测量对象的所述多个部分的坐标，

所述平面获取部分在所述测量模式下获取近似平面，所述近似平面由通过所述坐标计算部分计算的第二测量对象的所述多个部分的坐标来限定，

所述偏差计算部分在所述测量模式下计算第二测量对象的所述多个部分相对于所述近似平面的偏差，所述近似平面通过所述平面获取部分基于第二测量对象的所述多个部分的坐标来获取，并且

所述偏差图像产生部分在所述测量模式下产生偏差图像，所述偏差图像表示通过所述偏差计算部分计算的分别与所述多个指派的点对应的第二测量对象的所述多个部分的偏差。