JP2009150818A

JP2009150818A - 形状測定装置

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Publication number: JP2009150818A
Application number: JP2007330122A
Authority: JP
Inventors: Tomoaki Yamada; 智明山田
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 2007-12-21
Filing date: 2007-12-21
Publication date: 2009-07-09

Abstract

【課題】三次元形状を高精度に測定する。
【解決手段】パタン拡散板１３により、所定のパタンを有する拡散光が、被検物１７に照射され、撮像装置１４により、被検物１７がパタン拡散板１３とは異なる方向から撮像される。また、パタン拡散板１３が、撮像装置１４の撮影方向に沿った方向に、相対的に所定の移動量を移動させされる。そして、パタン拡散板１３の移動の前後で撮像装置１４により撮像された２枚以上の画像に基づいて、パタン拡散板１３の移動に応じて、撮像装置１４の光軸上にある被検物１７の表面の測定点に映り込むパタンの位置の変化が解析され、その変化、移動量、および、撮像装置１４の光軸上の基準点とパタン拡散板１３との距離に基づいて、基準点から被検物１７の表面の測定点までの距離が算出される。本発明は、例えば、三次元形状を測定する形状測定装置に適用できる。
【選択図】図２

Description

本発明は、形状測定装置に関し、特に、三次元形状を高精度に測定することができるようにした形状測定装置に関する。

従来、工業製品の三次元形状を測定する測定装置において、測定の対象である工業製品が、その表面で光を正反射するようなものであるとき、表面（鏡面）への映り込みを利用した測定が行われる。

例えば、特許文献１には、ガラスを被検物とした測定方法が開示されている。その測定方法では、所定のカラーパタンを有する面光源により被検物に光が照射され、被検物の表面に映り込んだパタンが所定の方向から撮像される。そして、被検物の表面に映り込んだパタンの変化に基づいて、被検物の表面の各点での傾き（法線ベクトル）が求められ、各点での表面の傾きが積分されることで被検物の三次元形状が求められる。

このような測定方法において、カラーパタンを有する面光源は、被検物の上方に配置され、拡散性の配光特性を有している。撮像装置は、面光源に対して所定の角度の位置に配置され、被検物を撮像する。撮像装置により撮像された画像に基づき、被検物の表面の所定の測定点で反射して撮像装置に入射した光が、カラーパタンのどの点の光であるかが特定される。そして、その特定されたカラーパタンの点と測定点とを結ぶ線と、測定点と撮像装置とを結ぶ線との成す角度θが解析され、その角度θから、測定点での表面の傾き（即ち、法線方向は、θ／２）が推定される。

また、非特許文献１には、半田を被検物とした測定方法が開示されており、輝度比で符号化されている所定の数の光源により半田を照射し、半田の表面での反射光に基づいて光源の位置を特定することで、半田の接触角を測定する測定方法が開示されている。

特開２００６−２１４９１４号公報山田啓一および山本新、「輝度比符号化光源による鏡面角度計測」、豊田中央研究所Ｒ＆Ｄレビュー Vol.31 No.3

上述したような測定方法は、被検物の表面の各点での傾きを測定して三次元形状を求めていたため、例えば、表面の各点の位置を直接的に測定して三次元形状を求める測定方法よりも、測定精度が低かった。

即ち、従来の測定方法では、被検物の三次元形状は、所定の基準点から、各点での表面の傾きを基に積算して求められるために測定誤差も積算されてしまい、基準点からの距離が遠くなるに従って測定誤差が多く積算されてしまうので、基準点からの距離が遠くなるに従って測定結果（面の生成）が不安定なものとなる。従って、従来の測定方法では、三次元形状を高精度で測定することが難しかった。

本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、三次元形状を高精度に測定することができるようにするものである。

本発明の形状測定装置は、所定のパタンを有する拡散光を、測定の対象である被検物に照射する拡散面光源と、前記拡散面光源からの拡散光が照射されている前記被検物を、前記拡散面光源から前記被検物に向かう方向とは異なる方向から撮像する撮像手段と、前記拡散面光源または前記被検物を、前記撮像手段の撮影方向に沿った方向に、相対的に所定の移動量を移動させる移動手段と、前記移動手段による前記拡散面光源または前記被検物の移動の前後で前記撮像手段により撮像された２枚以上の画像に基づいて、前記拡散面光源または前記被検物の移動に応じて、前記撮像手段の光軸上にある前記被検物の表面の測定点に映り込む前記拡散面光源のパタンの位置の変化を解析する解析手段と、前記解析手段により解析された前記変化、前記移動手段による前記移動量、および、前記撮像手段の光軸上の基準点と前記拡散面光源との距離に基づいて、前記基準点から前記被検物の表面の測定点までの距離を算出する算出手段とを備えることを特徴とする。

本発明の形状測定装置においては、拡散面光源により、所定のパタンを有する拡散光が、測定の対象である被検物に照射され、撮像手段により、拡散面光源からの拡散光が照射されている被検物が、拡散面光源から被検物に向かう方向とは異なる方向から撮像される。また、移動手段により、拡散面光源または被検物が、撮像手段の撮影方向に沿った方向に、相対的に所定の移動量を移動させられる。そして、解析手段により、移動手段による拡散面光源または被検物の移動の前後で撮像手段により撮像された２枚以上の画像に基づいて、拡散面光源または被検物の移動に応じて、撮像手段の光軸上にある被検物の表面の測定点に映り込む拡散面光源のパタンの位置の変化が解析され、算出手段により、解析手段により解析された変化、移動手段による移動量、および、撮像手段の光軸上の基準点と拡散面光源との距離に基づいて、基準点から被検物の表面の測定点までの距離が算出される。

本発明の形状測定装置によれば、基準点から被検物の表面の測定点までの距離が直接的に算出されるので、三次元形状を高精度に測定することができる。

以下、本発明を適用した具体的な実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。

図１は、本発明を適用した形状測定装置の一実施の形態の構成例を示す図である。

図１において、形状測定装置１１は、プロジェクタ１２、パタン拡散板１３、２つの撮像装置１４Ａおよび１４Ｂ、ステージ１５、並びに制御計測部１６から構成される。

プロジェクタ１２は、例えば、所定のパタンの像をパタン拡散板１３に投影するものであり、ステージ１５に載置されている被検物１７の鉛直方向上方に配置されている。このプロジェクタ１２は、各位置の像における主光線が互いに平行となる像側テレセントリック光学系を備えている。プロジェクタ１２が投影するパタンは、その像の光学的な特徴（例えば、色や、濃度、偏光方位など）が、パタン拡散板１３上の投影位置に応じて異なっている。また、プロジェクタ１２は、被検物１７、または、その光軸上に配置されるパタン拡散板１３のいずれにも焦点を合わせることができる。

パタン拡散板１３は、プロジェクタ１２の撮影方向上であって、プロジェクタ１２と被検物１７との間に配置され、プロジェクタ１２から投光される所定のパタン像の光を拡散する。即ち、プロジェクタ１２とパタン拡散板１３とにより、鏡面状態となっている被検物１７を介してパタン拡散板１３にあるパタンを２つの撮像装置１４Ａおよび１４Ｂで撮影できるようになっている。プロジェクタ１２から投影されるパタンが被検物１７の表面に写り込む。

また、パタン拡散板１３には、図示しない移動機構が取り付けられており、パタン拡散板１３は、制御計測部１６の制御に従って、撮像装置１４Ａおよび１４Ｂの撮影方向に沿って移動可能とされている。

また、パタン拡散板１３は、プロジェクタ１２の撮影方向に対して直交する回転軸を中心に回転可能とされ、パタン拡散板１３を回転させることで、プロジェクタ１２の撮影方向上に挿抜可能とされている。例えば、パタン拡散板１３が、プロジェクタ１２の撮影方向に対して垂直な平面に沿って、その撮影方向上に挿入されているとき、プロジェクタ１２からのパタン像の光が拡散される。一方、パタン拡散板１３が、回転軸を中心に９０度回転して、プロジェクタ１２の撮影方向から抜き出されているとき、即ち、図１においてパタン拡散板１３が破線で示されている状態とされたとき、パタン拡散板１３は、プロジェクタ１２から投影される光線の光路から退避され、プロジェクタ１２からの投影光が被検物１７に直接投影される。

撮像装置１４Ａおよび１４Ｂは、被検物１７に映り込むパタン拡散板１３の像に合焦するように焦点が設定されており、被検物１７に映り込むパタン拡散板１３の像、即ち、プロジェクタ１２から投光され、パタン拡散板１３により拡散されたパタンの像を被検物１７を介して撮像する。また、形状測定装置１１では、２つの撮像装置１４Ａおよび１４Ｂを設けて、２方向から被検物１７の撮像を行うことにより、例えば、１つの撮像装置を用いて撮像を行う場合よりも、被検物１７の形状の影響を受け難くすることができる。

ステージ１５には、被検物１７が載置される。ステージ１５には、図示しない駆動機構が取り付けられており、ステージ１５は、制御計測部１６の制御に従って、被検物１７を移動または回転させる。即ち、ステージ１５は、被検物１７の任意の表面が、撮像装置１４Ａまたは１４Ｂに対して正対するように、被検物１７の位置や角度を変更させる。

制御計測部１６は、移動制御部２１、解析部２２、算出部２３、パタン生成部２４、および駆動制御部２５を有しており、形状測定装置１１の各部を制御し、撮像装置１４Ａおよび１４Ｂにより撮像された画像に基づいて、被検物１７の三次元形状を計測する。

移動制御部２１は、パタン拡散板１３を移動させる移動機構を制御し、パタン拡散板１３を、撮像装置１４Ａまたは１４Ｂの光軸方向に沿って、あらかじめ設定されている移動量（図２のδＺ）だけ移動させる。

解析部２２には、撮像装置１４Ａおよび１４Ｂにより撮像された画像が供給され、解析部２２は、図２を参照して後述するように、その画像に基づき、パタン拡散板１３の移動に応じて、被検物１７の所定の測定点に映り込むパタンの変化を解析する。

算出部２３は、解析部２２により解析された変化、パタン拡散板１３または被検物１７の移動量、並びに、撮像装置１４Ａおよび１４Ｂの光軸上の基準点とパタン拡散板１３との距離に基づいて、その基準点から被検物１７の所定の測定点までの距離を算出する。

パタン生成部２４は、プロジェクタ１２からパタン拡散板１３に投影させるパタンを生成する。例えば、パタン生成部２４は、被検物１７の設計時の寸法データに基づいて、被検物１７の傾斜勾配の大きさを特定し、その勾配に応じてパタンのピッチを変えたパタンをプロジェクタ１２の中の液晶パネルを制御することにより発生させる。

例えば、被検物１７の寸法データに基づいて被検物１７が曲面を有していることが特定され、その曲面の法線が、プロジェクタ１２の光軸に対して一定以上の角度を有しているとき、その曲面に投影されるパタンの変形が大きくなるので、撮像された画像に映り込むパタンのピッチが広く（グリッドが粗く）なり、測定精度（分解能）が低下する。そこで、パタン生成部２４は、被検物１７の形状に応じて、そのような曲面に投影されるパタンのピッチを狭くし、曲面に映り込むパタンが略格子状（グリッド密度が略一定）となるようなパタンを生成する。これにより、曲面に映り込むパタンのピッチの間隔が略一定となる画像が撮像され、曲面の測定精度を向上させることができる。

駆動制御部２５は、ステージ１５を駆動させる駆動機構を制御し、ステージ１５に載置されている被検物１７を、図１に示されているＸ軸、Ｙ軸、およびＺ軸のそれぞれの方向に移動させ、Ｘ軸、Ｙ軸、およびＺ軸のそれぞれを回転軸として回転させる。例えば、駆動制御部２５は、ステージ１５に載置されている被検物１７を、撮像装置１４Ａまたは１４Ｂの光軸方向に沿って、あらかじめ設定されている移動量（図３のδＺ）だけ移動させる。

また、例えば、形状測定装置１１では、被検物１７の表面を複数の領域に分割して測定が行われ、駆動制御部２５が、ステージ１５に載置されている被検物１７を移動および回転させて、複数の領域の表面を、順次、撮像装置１４Ａまたは１４Ｂに対して正対させる。このように、それぞれの領域を撮像装置１４Ａまたは１４Ｂに対して正対させて順次測定を行うことで、被検物１７の広い範囲を正確に測定することができる。

次に、図２を参照して、形状測定装置１１による形状測定方法について説明する。

図２では、撮像装置１４は、鉛直方向下方に光軸を向けて設けられており、その撮影方向上に被検物１７が配置されている。

パタン拡散板１３は、撮像装置１４の撮影方向とは異なる方向の位置、即ち、被検物１７の斜め上方向の位置に、撮像装置１４の光軸に対して垂直な平面に平行となるように設けられている。パタン拡散板１３は、撮像装置１４の撮影方向に沿って移動可能とされており、図２において、実線で示されているパタン拡散板１３の位置を基準とし、この基準位置のパタン拡散板１３を移動量δＺだけ下方に移動させた移動位置のパタン拡散板１３’が点線で示されている。

撮像装置１４は、基準位置のパタン拡散板１３を光源として、被検物１７の撮像を行い、パタン拡散板１３が移動量δＺだけ下方に移動した後、移動位置のパタン拡散板１３’を光源として、被検物１７の撮像を行う。即ち、撮像装置１４は、パタン拡散板１３の移動の前後で、被検物１７を２回撮像し、２枚の画像を取得する。パタン拡散板１３の移動の前後において、被検物１７の表面に映り込むパタン拡散板１３の位置が変わるため、写り込んだパタンが異なり、その２枚の画像から、パタン拡散板１３の写り込んだ位置の変化を解析することにより、被検物１７の高さを求めることができる。

ここで、基準位置のパタン拡散板１３を含む平面と撮像装置１４の光軸との交点を基準点Ｐ０とし、撮像装置１４の光軸と被検物１７の表面との交点を測定点Ｐ１とし、基準点Ｐ０から測定点Ｐ１までの距離をＨとする。

また、被検物１７の表面の測定点Ｐ１で正反射して撮影方向に沿って撮像装置１４に入射する拡散光の光源となる基準位置のパタン拡散板１３上の点を光源点Ｐ２とする。即ち、基準位置のパタン拡散板１３の光源点Ｐ２からの拡散光が、被検物１７の表面の測定点Ｐ１で正反射して撮像装置１４に入射し、撮像装置１４の撮像面には光源点Ｐ２の像が写っている。

また、パタン拡散板１３を移動させた後に、被検物１７の表面の測定点Ｐ１で正反射して撮影方向に沿って撮像装置１４に入射する拡散光の光源となる移動位置のパタン拡散板１３’上の点を光源点Ｐ３’とする。即ち、移動位置のパタン拡散板１３’の光源点Ｐ３’からの拡散光が、被検物１７の表面の測定点Ｐ１で正反射して撮像装置１４に入射し、光源点Ｐ２の像が写っていた撮像面上の位置には光源点Ｐ３’が写る。光源点Ｐ３’は、測定点Ｐ１と光源点Ｐ２とを結ぶ直線上にある。ここで、移動位置のパタン拡散板１３’の光源点Ｐ３’に対応する基準位置のパタン拡散板１３上の点を光源点Ｐ３とする。

ここで、プロジェクタ１２が投光するパタンは既知であり、そのパタン拡散板１３上の各点の位置は、パタンにより特定することができる。即ち、基準位置のパタン拡散板１３の光源点Ｐ２と光源点Ｐ３との距離（光源点Ｐ２と光源点Ｐ３’との水平方向の距離）δＬは既知である。また、パタン拡散板１３と撮像装置１４との距離（位置関係）は、形状測定装置１１の設計時において既知であるので、撮像装置１４の光軸上の基準点Ｐ０と、パタン拡散板１３の光源点Ｐ２の距離Ｌは既知である。

そして、光源点Ｐ２と光源点Ｐ３’とを結ぶ直線と、光源点Ｐ３’と光源点Ｐ３とを結ぶ直線との成す角度をθとすると、光源点Ｐ２と光源点Ｐ３との距離δＬと、パタン拡散板１３の移動量δＺとは、ｔａｎθ＝δＬ／δＺの関係を有する。上述したように、光源点Ｐ２と光源点Ｐ３との距離δＬと、パタン拡散板１３の移動量δＺとは既知であるので、この関係に基づき、角度θを求めることができる。

また、パタン拡散板１３は、撮像装置１４の光軸に沿って移動するので、光源点Ｐ３と光源点Ｐ３’とを結ぶ直線は、撮像装置１４の光軸と平行、即ち、基準点Ｐ０と測定点Ｐ１とを結ぶ直線と平行である。従って、光源点Ｐ２と測定点Ｐ１とを結ぶ直線と、測定点Ｐ１と基準点Ｐ０とを結ぶ直線との成す角度もθであり、基準点Ｐ０と光源点Ｐ２との距離Ｌと、基準点Ｐ０と測定点Ｐ１との距離Ｈとは、ｔａｎθ＝Ｌ／Ｈの関係を有する。

上述したように、基準点Ｐ０と光源点Ｐ２との距離Ｌは既知であるとともに、ｔａｎθ＝δＬ／δＺの関係から角度θが求められるので、ｔａｎθ＝Ｌ／Ｈの関係より、基準点Ｐ０と測定点Ｐ１との距離Ｈを求めることができる。そして、基準点Ｐ０と測定点Ｐ１との距離Ｈに基づいて、被検物１７の測定点Ｐ１での高さ（例えば、ステージ１５に載置されている面からの高さ）を求めることができる。

図２では、基準点Ｐ０に対する被検物１７の高さの求め方について説明したが、撮像装置１４の撮像素子の各画素を基準点として、画素単位で同様の処理を行うことで、各画素の鉛直方向下方にある測定点の高さを求めることができ、これにより、被検物１７の表面の各測定点の位置（座標）を測定することができる。

以上のように、形状測定装置１１では、パタン拡散板１３の移動の前後で撮像装置１４により撮像された画像に基づいて、被検物１７の表面の各測定点の位置を直接的に測定するので、被検物１７の三次元形状を高精度に測定することができる。

即ち、従来の測定方法では、被検物の表面の傾きを測定し、その傾きを積算（積分）することで三次元形状を求めていたため、測定誤差が積算され、測定精度が低かった。これに対して、形状測定装置１１の測定方法では、被検物１７の表面の各測定点の位置を直接的に測定するので、測定誤差が積算されることがなく、測定精度を向上させることができる。

また、図２の形状測定方法においては、パタン拡散板１３の移動の前後で被検物１７の表面に映り込むパタンの変化に基づいて測定が行われるが、例えば、パタン拡散板１３を固定したまま被検物１７を移動させ、被検物１７の移動の前後でその表面に映り込むパタンの変化に基づいて測定を行うことができる。

即ち、図３を参照して、被検物１７を移動させて行われる形状測定方法について説明する。

図３では、図２と同様に、パタン拡散板１３、撮像装置１４、および被検物１７が配置されている。また、被検物１７は、撮像装置１４の撮影方向に沿って移動可能とされており、図３において、実線で示されている被検物１７の位置を基準とし、この基準位置の被検物１７を移動量δＺだけ上方に移動させた移動位置の被検物１７’が点線で示されている。

撮像装置１４は、基準位置の被検物１７の撮像を行い、被検物１７が移動量δＺだけ移動した後、移動位置の被検物１７’の撮像を行う。即ち、撮像装置１４は、被検物１７の移動の前後で、被検物１７を２回撮像し、２枚の画像を取得する。被検物１７の移動の前後において、その表面に映り込むパタンが異なり、その２枚の画像から、それぞれのパタン拡散板１３の写り込んだ位置の変化を解析することにより、被検物１７の高さを求めることができる。

ここで、図２と同様に、パタン拡散板１３を含む平面と撮像装置１４の光軸との交点を基準点Ｐ０とし、撮像装置１４の光軸と基準位置の被検物１７の表面との交点を測定点Ｐ１とし、基準点Ｐ０から測定点Ｐ１までの距離をＨとする。また、基準位置の被検物１７の表面の測定点Ｐ１で正反射して撮影方向に沿って撮像装置１４に入射する拡散光の光源となる基準位置のパタン拡散板１３上の点を光源点Ｐ２とする。

また、被検物１７を移動させた後、移動位置の被検物１７’の表面と撮像装置１４の光軸との交点を測定点Ｐ１’とし、測定点Ｐ１’で正反射して光軸に沿って撮像装置１４に入射する拡散光の光源となるパタン拡散板１３上の点を光源点Ｐ３とする。

ここで、基準位置の被検物１７の表面の測定点Ｐ１と、移動位置の被検物１７’の表面の測定点Ｐ１’とは同一の点であり、その表面の傾きは同一であるので、光源点Ｐ２と測定点Ｐ１とを結ぶ直線と、測定点Ｐ１と基準点Ｐ０とを結ぶ直線との成す角度θと、光源点Ｐ３と測定点Ｐ１’を結ぶ直線と、測定点Ｐ１’と基準点Ｐ０とを結ぶ直線との成す角度θとは同一である。

従って、ｔａｎθ＝Ｌ／Ｈ＝（Ｌ−δＬ）／（Ｈ−δＺ）の関係が成り立ち、上述したように、光源点Ｐ２と光源点Ｐ３との距離δＬ、被検物１７の移動量δＺ、および基準点Ｐ０と光源点Ｐ２との距離Ｌは既知であるので、基準点Ｐ０と測定点Ｐ１との距離Ｈを求めることができる。同様に、被検物１７の表面の各測定点の位置（座標）を測定することができる。

以上のように、形状測定装置１１では、被検物１７の移動の前後で撮像装置１４により撮像された画像に基づいて、被検物１７の表面の各測定点の位置を直接的に高精度で測定することができる。

なお、図３に示すように、被検物１７を移動させる場合には、撮像装置１４に、両側テレセントリックな光学系を用いることで、撮像装置１４により撮像される被検物１７の大きさが、移動の前後で変わらないようにすることができる。これにより、被検物１７の大きさが変化する場合には、その変化を補正する処理を行う必要があるが、そのような処理を行うことなく、被検物１７の三次元形状を容易に測定することができる。

また、図１に示すように、パタン拡散板１３を回転させて退避させ、プロジェクタ１２から投光されるパタン像を被検物に直接照射して、パタン投影式の三角測量を行うことにより、拡散面の表面を有する被検物、即ち、その表面で光を正反射しない被検物を測定することができる。即ち、形状測定装置１１では、光を表面で正反射する被検物、および、光を表面で拡散する被検物のいずれの三次元形状も測定することができ、被検物の表面性状により測定方法を切り替えて測定を行うことができる。

なお、本発明の実施の形態は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。

本発明を適用した形状測定装置の一実施の形態の構成例を示す図である。パタン拡散板１３を移動させて行われる形状測定方法について説明する図である。被検物１７を移動させて行われる形状測定方法について説明する図である。

符号の説明

１１形状測定装置，１２プロジェクタ，１３パタン拡散板，１４Ａおよび１４Ｂ撮像装置，１５ステージ，１６制御計測部，１７被検物，２１移動制御部，２２解析部，２３算出部，２４パタン生成部，２５駆動制御部

Claims

所定のパタンを有する拡散光を、測定の対象である被検物に照射する拡散面光源と、
前記拡散面光源からの拡散光が照射されている前記被検物を、前記拡散面光源から前記被検物に向かう方向とは異なる方向から撮像する撮像手段と、
前記拡散面光源または前記被検物を、前記撮像手段の撮影方向に沿った方向に、相対的に所定の移動量を移動させる移動手段と、
前記移動手段による前記拡散面光源または前記被検物の移動の前後で前記撮像手段により撮像された２枚以上の画像に基づいて、前記拡散面光源または前記被検物の移動に応じて、前記撮像手段の光軸上にある前記被検物の表面の測定点に映り込む前記拡散面光源のパタンの位置の変化を解析する解析手段と、
前記解析手段により解析された前記変化、前記移動手段による前記移動量、および、前記撮像手段の光軸上の基準点と前記拡散面光源との距離に基づいて、前記基準点から前記被検物の表面の測定点までの距離を算出する算出手段と
を備えることを特徴とする形状測定装置。
あらかじめ特定されている前記被検物の形状に基づいて、前記拡散面光源が照射する拡散光のパタンを生成するパタン生成手段
をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の形状測定装置。
前記拡散面光源は、
前記パタンを有する指向性の高い光線を投光する投光手段と、
前記投光手段の光軸上に挿抜可能に配置され、前記投光手段からの光線を拡散する拡散板と
を有することを特徴とする請求項１に記載の形状測定装置。
前記被検物を回転駆動させ、前記被検物の任意の表面を前記投影手段に対して正対させる駆動手段
をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の形状測定装置。