JP2011085402A - 表面性状測定機 - Google Patents

Abstract

【課題】予備測定に掛かる時間を短縮できるとともに、予備測定の際に被測定物が傷つくことがない表面性状測定機を提供すること。
【解決手段】制御装置５０は、予備測定では画像プローブ３０を制御して被測定物Ｗを撮像し、被測定物Ｗの画像に基づいて測定軸に対する被測定物Ｗの傾斜角を算出する。そして、制御装置５０は、算出した傾斜角に基づいて回転テーブル１０を回転させ、被測定物Ｗの姿勢を測定軸と平行な姿勢または垂直な姿勢に調整する。本発明では、予備測定では被測定物Ｗを撮像等するだけなので、工数を低減でき、予備測定に掛かる時間を短縮できるうえ、画像プローブ３０による測定なので、スタイラスによる従来の測定に比べて予備測定に掛かる時間を大幅に短縮できる。また、予備測定では、画像プローブ３０による非接触の測定を行うので、被測定物Ｗが傷つくことがない。
【選択図】図１

Description

本発明は、表面性状測定機に関する。

従来、スタイラスを被測定物表面に接触させた状態で所定の測定軸に沿って移動させ、被測定物表面の凹凸に応じたスタイラスの変位を検出することで被測定物の表面形状や表面粗さ等の表面性状を測定する表面性状測定機が利用される。表面性状測定機では、被測定物表面を測定する際に被測定物の姿勢が測定軸に対して傾斜していると、測定結果に誤差が生じるおそれがある。例えば円筒表面の軸方向の性状を測定する際に円筒の姿勢が測定軸に対して傾斜していると、スタイラスを測定軸に沿って移動させた際にスタイラスが円筒の軸方向に移動しつつ円筒の外周方向にも移動することとなる。そのため、測定値に、円筒表面の軸方向の凹凸を示すものに加え、円筒の外周形状を示すものが混じり、測定結果に誤差が生じることとなる。また、表面性状測定機では、被測定面が水平面に対して傾斜している場合にも測定結果に誤差が生じるおそれがある。

そこで、本測定の前にスタイラスを用いて予備測定を行い、測定結果に基づいて被測定物の姿勢を例えば測定軸と平行な姿勢に調整する表面性状測定機が開発されている（例えば、特許文献１）。特許文献１の表面性状測定機は、被測定物を水平面内で回転させる回転テーブルを備えており、スタイラスを用いて行った予備測定結果に基づいて回転テーブルを回転させ、被測定物の姿勢を測定軸と平行な姿勢に調整するいわゆる通りだしを行う。
また、特許文献１の表面性状測定機は、被測定物を水平面に対して傾斜させるレベリングテーブルを備えており、スタイラスを用いて行った予備測定結果に基づいてレベリングテーブルを傾斜させ、被測定物の姿勢を被測定面が水平となる姿勢に調整するいわゆる水平だしを行う。

特開２０００−２６６５３４号公報

しかしながら、特許文献１の表面性状測定機では、予備測定が多数の工程からなるうえ、スタイラスを用いて被測定物表面を予備測定するので、予備測定に非常に時間がかかるという問題がある。また、スタイラスにより被測定物が傷付くおそれがあるという問題もある。

本発明の目的は、予備測定に掛かる時間を短縮できるとともに、予備測定の際に被測定物が傷つくことがない表面性状測定機を提供することにある。

本発明の表面性状測定機は、被測定物の表面に接触するスタイラスを有し、前記被測定物の表面の凹凸に応じた前記スタイラスの変位を検出する接触式検出器と、前記被測定物を所定平面内で回転させる回転テーブルと、前記回転テーブルおよび前記接触式検出器を相対移動させる相対移動機構と、前記相対移動機構および前記回転テーブルを制御する制御装置とを備え、前記被測定物の姿勢を所定の測定軸と平行な姿勢または垂直な姿勢に調整した後に、前記接触式検出器および前記回転テーブルを前記測定軸に沿って相対移動させ、前記被測定物の表面性状を測定する表面性状測定機であって、前記被測定物を撮像する画像プローブを備え、前記制御装置は、前記画像プローブにより前記被測定物を撮像する画像プローブ制御手段と、前記画像プローブ制御手段により撮像された前記被測定物の画像に基づいて、前記測定軸に対する前記被測定物の傾斜角を算出する傾斜角算出手段と、前記傾斜角算出手段により算出された傾斜角に基づいて前記回転テーブルを回転させ、前記被測定物の姿勢を前記測定軸と平行な姿勢または垂直な姿勢に調整する姿勢調整手段とを備えることを特徴とする。

本発明によれば、予備測定では、画像プローブにより被測定物を撮像し、測定軸に対する被測定物の傾斜角を算出するだけなので、予備測定の工数を低減でき、予備測定に掛かる時間を短縮できる。加えて、画像プローブによる測定なので、スタイラスによる測定に比べて測定時間を短縮できる。よって、予備測定に掛かる時間を大幅に短縮できる。
また、予備測定では、画像プローブによる非接触の測定を行うので、被測定物が傷つくことがない。

本発明の表面性状測定機は、被測定物の被測定面に接触するスタイラスを有し、前記被測定面の凹凸に応じた前記スタイラスの変位を検出する接触式検出器と、前記スタイラスの変位方向に垂直な基準面に対して前記被測定物を傾斜させるレベリングテーブルと、前記レベリングテーブルおよび前記接触式検出器を相対移動させる相対移動機構と、前記相対移動機構および前記レベリングテーブルを制御する制御装置とを備え、前記被測定物の姿勢を前記被測定面が前記基準面と平行となる姿勢に調整した後に、前記接触式検出器および前記レベリングテーブルを前記測定軸に沿って相対移動させ、前記被測定面の性状を測定する表面性状測定機であって、前記被測定物を撮像する画像プローブを備え、前記制御装置は、前記相対移動機構により、前記被測定面の複数点で前記画像プローブを前記基準面に垂直な方向に移動させ、前記画像プローブの焦点位置に前記各点を位置付ける合焦手段と、前記各点における前記画像プローブの前記基準面に垂直な方向の位置に基づいて、前記基準面に対する前記被測定面の傾斜角を算出する傾斜角算出手段と、前記傾斜角算出手段により算出された傾斜角に基づいて前記レベリングテーブルを傾斜させ、前記被測定物の姿勢を前記被測定面が前記基準面と平行となる姿勢に調整する姿勢調整手段とを備えることを特徴とする。

本発明によれば、予備測定では、画像プローブの焦点位置に被測定面の各点が位置するように画像プローブを基準面に垂直な方向に移動させた後、各点における画像プローブの基準面に垂直な方向の位置に基づいて、基準面に対する被測定面の傾斜角を算出するだけなので、予備測定の工数を低減でき、予備測定に掛かる時間を短縮できる。加えて、画像プローブによる測定なので、スタイラスによる測定に比べて測定時間を短縮できる。よって、予備測定に掛かる時間を大幅に短縮できる。
また、予備測定では、画像プローブによる非接触の測定を行うので、被測定物が傷つくことがない。

本発明の表面性状測定機では、前記相対移動機構は、水平面となるＸＹ平面を規定する互いに直交するＸ軸およびＹ軸のうち前記Ｙ軸の方向へ前記テーブルを移動させるＹ軸駆動機構と、前記ＸＹ平面に直交するＺ軸方向へ延びるコラムと、前記コラムに前記Ｚ軸方向へ移動可能に設けられたＺスライダと、前記Ｚスライダを前記Ｚ軸方向へ移動させるＺ軸駆動機構と、前記Ｚスライダに前記Ｘ軸方向へ移動可能に設けられたＸスライダと、前記Ｘスライダを前記Ｘ軸方向へ移動させるＸ軸駆動機構とを備え、前記Ｘスライダには、前記接触式検出器および前記画像プローブが、いずれか一方による測定時に他方が邪魔にならない位置にオフセットされて取り付けられていることが好ましい。

本発明によれば、接触式検出器および画像プローブは、いずれか一方による測定時に他方が邪魔にならない位置にオフセットされてＸスライダに取り付けられているので、それぞれの測定時に他方を退避させる機構を設ける必要がなく、表面性状測定機の構造を簡素化できる。

本発明の第１実施形態に係る表面性状測定機を示す全体斜視図。 ＸスライダおよびＸ軸駆動機構を示す側面図。 画像プローブを示す斜視図。 画像プローブを示す断面図。 制御装置を示すブロック図。 姿勢調整方法を説明するためのフローチャート。 画像プローブおよび被測定物を示す平面図。 姿勢調整手段による被測定物の姿勢調整を示す平面図。 制御装置による本測定を示す平面図。 被測定物を撮像する画像プローブを示す平面図。 姿勢調整手段による被測定物の姿勢調整を示す平面図。 本発明の第２実施形態に係る表面性状測定機を示す斜視図。 制御装置を示すブロック図。 姿勢調整方法を説明するためのフローチャート。 レベリングテーブルの動作を示す側面図。

〔第１実施形態〕
以下、本発明の第１実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本実施形態に係る表面性状測定機を示す全体斜視図である。
表面性状測定機は、設置台１、ベース２、回転テーブル１０、接触式検出器２０、画像プローブ３０、相対移動機構４０、および制御装置５０を備える。以下、Ｘ軸およびＹ軸は、水平面であるＸＹ平面を規定しかつ互いに直交する軸とし、Ｚ軸はＸＹ平面に直交する軸とする。

ベース２は、設置台１上に設けられる。回転テーブル１０は、ベース２上に設けられる。回転テーブル１０には被測定物Ｗが載置される。被測定物Ｗは本実施形態では円筒状とする。回転テーブル１０は、被測定物Ｗを水平面内（ＸＹ平面内）で回転させる。相対移動機構４０は、回転テーブル１０および接触式検出器２０を３次元方向に相対移動させる。相対移動機構４０は、Ｙ軸駆動機構４１、コラム４２、Ｚスライダ４３、Ｚ軸駆動機構４４、Ｘスライダ４５、およびＸ軸駆動機構４６を備える。

Ｙ軸駆動機構４１は、ベース２と回転テーブル１０との間に設けられ、回転テーブル１０をＹ軸方向へ移動させる。コラム４２は、ベース２に立設されＺ軸方向へ延びる。Ｚスライダ４３は、コラム４２にＺ軸方向へ移動可能に設けられる。Ｚ軸駆動機構４４は、Ｚスライダ４３をＺ軸方向へ移動させる。これらＺ軸駆動機構４４およびＹ軸駆動機構４１としては、例えばボールねじ軸と、ボールねじ軸に螺合されたナット部材とを備えた送りねじ機構が採用される。

図２は、Ｘスライダ４５およびＸ軸駆動機構４６を示す側面図である。
Ｘスライダ４５は、Ｚスライダ４３にＸ軸方向へ移動可能に設けられる。Ｘ軸駆動機構４６は、Ｘスライダ４５をＸ軸方向へ移動させる。Ｘ軸駆動機構４６は、Ｚスライダ４３にＸ軸方向に沿って設けられＸスライダ４５を移動可能に支持するガイドレール４６１と、Ｘスライダ４５をガイドレール４６１に沿って移動させる図示しない駆動手段とを備える。各Ｘ、Ｙ、Ｚ軸駆動機構４６、４１、４４には、Ｘスライダ４５、回転テーブル１０、Ｚスライダ４３の位置座標を検出する図示しないセンサが設けられる。

接触式検出器２０は、Ｘスライダ４５に支持され、被測定物Ｗ表面の凹凸を検出する。接触式検出器２０は、揺動可能に支持されたアーム２１と、アーム２１の先端に設けられ被測定物Ｗ表面に接触した状態で移動されるスタイラス２２と、被測定物Ｗ表面の凹凸に応じたスタイラス２２の変位であるアーム２１の揺動量を検出する検出手段２３とを備える。

図３は、画像プローブ３０を示す斜視図である。
画像プローブ３０は、被測定物Ｗを撮像する。画像プローブ３０は、ブラケット４７に支持される。ブラケット４７は、平面視Ｌ字状に形成され、基端部がＸスライダ４５に固定されるとともに先端部で画像プローブ３０を支持する。画像プローブ３０は、ブラケット４７により、画像プローブ３０および接触式検出器２０のいずれか一方による測定時に他方が邪魔にならないよう、接触式検出器２０に対しＺ軸方向にオフセット量ＯＦｚだけ、Ｙ軸方向にオフセット量ＯＦｙだけずれた位置に配置される。

図４は、画像プローブ３０を示す断面図である。
画像プローブ３０は、対物レンズ３１と、対物レンズ３１の外周に設けられたＬＥＤ３２(Light Emitting Diode)と、対物レンズ３１を介して被測定物Ｗを撮像するＣＣＤ３３（Charge Coupled Device）とを備える。

画像プローブ３０は、上記要素３１〜３３以外に、対物レンズ３１の焦点位置に被測定物Ｗを位置付けるための適宜の構成を備える。画像プローブ３０は、例えばいわゆるピンホール法によって被測定物Ｗに位置付けられる場合、対物レンズ３１の光路後段に設けられるチューブレンズと、チューブレンズの焦点位置の前側および後側にそれぞれ設けられるフォトダイオードとを備える。そして、画像プローブ３０は、制御装置５０により、相対移動機構４０を介して、各フォトダイオードの受光量の差が無くなるように被測定物Ｗに対して上下方向に移動され、対物レンズ３１の焦点位置に被測定物Ｗが来る位置に位置付けられる。

また、画像プローブ３０は、いわゆるコンストラスト法によって被測定物Ｗに位置付けられる場合、投影板や対物レンズを介して被測定物Ｗに所定のパターンを投影する光源を備える。そして、画像プローブ３０は、被測定物Ｗに投影した所定のパターンを撮像するとともに、制御装置５０により、相対移動機構４０を介して、撮像したパターン画像のコントラストに基づいて上下方向に移動され、対物レンズ３１の焦点位置に被測定物Ｗが来る位置に位置付けられる。

図５は、制御装置５０を示すブロック図である。
制御装置５０は、本測定の際には、スタイラス２２を被測定物Ｗ表面に接触させた状態で、Ｘ軸駆動機構４６により接触式検出器２０を測定軸（Ｘ軸駆動機構４６によるＸ軸に沿った駆動方向）に沿って移動させ、接触式検出器２０により検出される被測定物Ｗ表面の凹凸に応じたスタイラス２２の変位を演算処理することで、被測定物Ｗの軸方向に沿った表面粗さ等の表面性状を算出する。制御装置５０には、各要素１０〜４０のほか、入力装置６１および表示装置６２が接続される。入力装置６１は、動作指令や各種データを制御装置５０に入力する。表示装置６２は、制御装置５０により算出された被測定物Ｗの表面粗さ等の表面性状データを表示する。

以上の表面性状測定機では、本測定の際に被測定物Ｗの姿勢が測定軸に対して傾斜していると、前述したように、スタイラス２２が被測定物Ｗの軸方向に移動しつつ円筒状の被測定物Ｗの外周方向にも移動することとなり、測定値に円筒の外周形状を示すものが混じって測定結果に誤差が生じる。そこで、このような誤差の発生を防止するため、制御装置５０は、画像プローブ制御手段５１、傾斜角算出手段５２、姿勢調整手段５３を備える。これら各手段５１〜５３は、本測定に先立って予備測定を行い、被測定物Ｗの姿勢を例えば測定軸と平行な姿勢に調整する。

以下、各手段５１〜５３による被測定物Ｗの姿勢調整方法を説明する。
図６は、前記姿勢調整方法を説明するためのフローチャート、図７は、画像プローブ３０および被測定物Ｗを示す平面図である。
まず、作業者が入力装置６１を操作して相対移動機構４０を制御し、画像プローブ３０を被測定物Ｗ上方に移動させる。

この状態において、作業者による入力装置６１の操作により入力装置６１から指令があると、画像プローブ制御手段５１は、相対移動機構４０を制御して画像プローブ３０を上下方向（Ｚ軸方向）に移動させ、対物レンズ３１の焦点位置に被測定物Ｗを位置付けた後、画像プローブ３０により被測定物Ｗを撮像する（撮像工程Ｓ１）。この際における画像プローブ制御手段５１による画像プローブ３０のフォーカス方法は、前述したように、ピンホール法やコンストラスト法などの適宜の方法を採用可能である。

工程Ｓ１の後、傾斜角算出手段５２は、撮像された被測定物Ｗの画像に基づいて、被測定物Ｗの外形から被測定物Ｗの母線Ｂを算出し、測定軸Ａに対する母線Ｂの傾斜角θを、測定軸Ａに対する被測定物Ｗの傾斜角θとして算出する（傾斜角算出工程Ｓ２）。

図８は、姿勢調整手段５３による被測定物Ｗの姿勢調整を示す平面図である。
工程Ｓ２の後、姿勢調整手段５３は、傾斜角θに基づいて回転テーブル１０を回転させ、被測定物Ｗの姿勢を測定軸Ａと平行な姿勢に調整する（調整工程Ｓ３）。これにより、被測定物Ｗの姿勢が測定軸Ａと平行な姿勢に調整され、精度良く本測定を行うことが可能となる。

図９は、制御装置５０による本測定を示す平面図である。
上記のように被測定物Ｗの姿勢を調整した後、制御装置５０は、相対移動機構４０を制御し、入力された測定開始位置にスタイラス２２を移動させる。そして、Ｘ軸駆動機構４６を制御し、測定開始位置から入力された測定終了位置までスタイラス２２を測定軸Ａに沿って移動させ、被測定物Ｗの軸方向に沿った表面性状を測定する。

なお、上記では、本測定において被測定物Ｗの軸方向に沿った表面性状を測定するため、各手段５１〜５３は、被測定物Ｗの姿勢を測定軸Ａと平行な姿勢に調整するいわゆる通りだしを行ったが、本測定において、被測定物Ｗの軸方向と直角な方向に沿った表面性状を測定する場合には、各手段５１〜５３は、被測定物Ｗの姿勢を測定軸Ａと直角となる姿勢に調整するいわゆる直角だしを通りだしと同様の方法により行う。以下、各手段５１〜５３による被測定物Ｗの直角だしを簡略に説明する。

図１０は、被測定物Ｗを撮像する画像プローブ３０を示す平面図である。
まず、画像プローブ制御手段５１が画像プローブ３０により被測定物Ｗを撮像し（撮像工程Ｓ１）、次に、傾斜角算出手段５２が、撮像された被測定物Ｗの画像に基づいて測定軸Ａに対する被測定物Ｗの傾斜角θを算出する（傾斜角算出工程Ｓ２）。

図１１は、姿勢調整手段５３による被測定物Ｗの姿勢調整を示す平面図である。
そして、姿勢調整手段５３が傾斜角θに基づいて回転テーブル１０を回転させ、被測定物Ｗの姿勢を測定軸Ａと直角となる姿勢に調整する（調整工程Ｓ３）。これにより直角だしが完了する。この後、制御装置５０がスタイラス２２を測定軸Ａに沿って移動させ、被測定物Ｗの軸方向と直角な方向に沿った表面性状を測定する。

以上の本実施形態によれば以下の効果を奏する。
予備測定では、画像プローブ３０により被測定物Ｗを撮像し、測定軸Ａに対する被測定物Ｗの傾斜角θを算出するだけなので、予備測定の工数を低減でき、予備測定に掛かる時間を短縮できる。加えて、画像プローブ３０による測定なので、スタイラス２２による測定に比べて測定時間を短縮できる。よって、予備測定に掛かる時間を大幅に短縮できる。
また、予備測定では、画像プローブ３０による非接触の測定を行うので、被測定物Ｗが傷つくことがない。

接触式検出器２０および画像プローブ３０は、いずれか一方による測定時に他方が邪魔にならない位置にオフセットされてＸスライダ４５に取り付けられているので、それぞれの測定時に他方を退避させる機構を設ける必要がなく、表面性状測定機の構造を簡素化できる。

〔第２実施形態〕
図１２は、本実施形態に係る表面性状測定機を示す斜視図、図１３は、制御装置５０Ａを示すブロック図である。
本実施形態の表面性状測定機は、回転テーブル１０に代えてレベリングテーブル１０Ａを備える。レベリングテーブル１０Ａには直方体状の被測定物Ｗが載置される。レベリングテーブル１０Ａは、水平面（スタイラス２２の変位方向（上下方向）に垂直な基準面）に対して被測定物Ｗを傾斜させる。制御装置５０Ａの各手段５１Ａ〜５３Ａは、本測定に先立ち、被測定物Ｗの姿勢を被測定面Ｓが水平となる姿勢に調整するいわゆる水平だしを行う。

以下、各手段５１Ａ〜５３Ａによる被測定物Ｗの水平だしを図１４のフローチャート、図１５のレベリングテーブル１０Ａの動作を示す側面図を参照して簡略に説明する。なお、図１５（Ａ）は、水平なレベリングテーブル１０Ａを示し、図１５（Ｂ）は、被測定面Ｓが水平な姿勢となる角度に傾斜したレベリングテーブル１０Ａを示す。

まず、図１５（Ａ）に示すように、作業者が入力装置６１を介して相対移動機構４０を制御し、画像プローブ３０を被測定面Ｓの各点（例えば３点）の上方に移動させる。そして、画像プローブ制御手段５１Ａが、各点ごとに相対移動機構４０により画像プローブ３０を上下方向に移動させて対物レンズ３１１の焦点位置に各点を位置付ける（合焦工程ＳＡ１）。この際、各点での画像プローブ３０の高さ位置は、Ｚ軸駆動機構４４に設けられた図示しないセンサにより検出される。本実施形態では、前記画像プローブ制御手段５１Ａが合焦手段となる。

工程ＳＡ１の後、傾斜角算出手段５２Ａは、被測定面Ｓの各点における画像プローブ３０の高さ位置に基づいて、水平面に対する被測定面Ｓの傾斜角θを算出する（傾斜角算出工程ＳＡ２）。
工程ＳＡ２の後、図１５（Ｂ）に示すように、姿勢調整手段５３Ａは、傾斜角θに基づいてレベリングテーブル１０Ａを傾斜させ、被測定物Ｗの姿勢を被測定面Ｓが水平となる姿勢に調整する（調整工程ＳＡ３）。これにより水平だしが完了する。この後、制御装置５０Ａは、スタイラス２２を測定軸Ａに沿って移動させ、被測定面Ｓの性状を測定する。なお、レベリングテーブル１０Ａは、図１２，１５では模式的に描かれてあり、反時計回りにも回転可能に構成されているものとする。

以上の本実施形態でも、予備測定では、画像プローブ３０を被測定面Ｓの各点でオートフォーカスさせ、各点における画像プローブ３０の高さ位置に基づいて水平面に対する被測定面Ｓの傾斜角θを算出するだけなので、予備測定の工数を低減できるうえ、画像プローブ３０による測定なので、スタイラス２２による従来の測定に比べて測定時間を大幅に短縮できる。また、予備測定では、画像プローブ３０による非接触の測定を行うので、被測定物Ｗが傷つくことがない。

〔実施形態の変形〕
なお、本発明は前記各実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
前記各実施形態では、相対移動機構４０は、テーブル１０，１０ＡをＹ軸方向へ、接触式検出器２０および画像プローブ３０をＸ軸方向およびＺ軸方向へ移動したが、テーブル１０，１０Ａと、接触式検出器２０および画像プローブ３０とを３次元方向へ相対移動させるのであれば、どちらをどの方向に移動させてもよい。

前記各実施形態では、接触式検出器２０および画像プローブ３０を、共にＸスライダ４５およびＸ軸駆動機構４６により移動させたが、両者を別々の機構により移動させてもよい。
本発明における姿勢調整可能な被測定物の形状は前記各実施形態の形状に限定されない。本発明は、適宜の形状の被測定物の姿勢を調整可能である。また、本発明の表面性状測定機は、回転テーブルおよびレベリングテーブルの機能を併せ持つテーブルを備えていてもよく、本発明の表面性状測定機は、被測定面を水平に調整するとともに、被測定物の姿勢を測定軸と平行な姿勢に調整するように構成されていてもよい。

２ ベース
１０ 回転テーブル
１０Ａ レベリングテーブル
２０ 接触式検出器
３０ 画像プローブ
４０ 相対移動機構
４１ Ｙ軸駆動機構
４２ コラム
４３ Ｚスライダ
４４ Ｚ軸駆動機構
４５ Ｘスライダ
４６ Ｘ軸駆動機構
５０，５０Ａ 制御装置
５１，５１Ａ 画像プローブ制御手段
５２，５２Ａ 傾斜角算出手段
５３，５３Ａ 姿勢調整手段
Ａ 測定軸
Ｗ 被測定物
θ 傾斜角

Claims (3)

1. 被測定物の表面に接触するスタイラスを有し、前記被測定物の表面の凹凸に応じた前記スタイラスの変位を検出する接触式検出器と、前記被測定物を所定平面内で回転させる回転テーブルと、前記回転テーブルおよび前記接触式検出器を相対移動させる相対移動機構と、前記相対移動機構および前記回転テーブルを制御する制御装置とを備え、前記被測定物の姿勢を所定の測定軸と平行な姿勢または垂直な姿勢に調整した後に、前記接触式検出器および前記回転テーブルを前記測定軸に沿って相対移動させ、前記被測定物の表面性状を測定する表面性状測定機であって、
   前記被測定物を撮像する画像プローブを備え、
   前記制御装置は、
   前記画像プローブにより前記被測定物を撮像する画像プローブ制御手段と、
   前記画像プローブ制御手段により撮像された前記被測定物の画像に基づいて、前記測定軸に対する前記被測定物の傾斜角を算出する傾斜角算出手段と、
   前記傾斜角算出手段により算出された傾斜角に基づいて前記回転テーブルを回転させ、前記被測定物の姿勢を前記測定軸と平行な姿勢または垂直な姿勢に調整する姿勢調整手段とを備える
   ことを特徴とする表面性状測定機。
2. 被測定物の被測定面に接触するスタイラスを有し、前記被測定面の凹凸に応じた前記スタイラスの変位を検出する接触式検出器と、前記スタイラスの変位方向に垂直な基準面に対して前記被測定物を傾斜させるレベリングテーブルと、前記レベリングテーブルおよび前記接触式検出器を相対移動させる相対移動機構と、前記相対移動機構および前記レベリングテーブルを制御する制御装置とを備え、前記被測定物の姿勢を前記被測定面が前記基準面と平行となる姿勢に調整した後に、前記接触式検出器および前記レベリングテーブルを前記測定軸に沿って相対移動させ、前記被測定面の性状を測定する表面性状測定機であって、
   前記被測定物を撮像する画像プローブを備え、
   前記制御装置は、
   前記相対移動機構により、前記被測定面の複数点で前記画像プローブを前記基準面に垂直な方向に移動させ、前記画像プローブの焦点位置に前記各点を位置付ける合焦手段と、
   前記各点における前記画像プローブの前記基準面に垂直な方向の位置に基づいて、前記基準面に対する前記被測定面の傾斜角を算出する傾斜角算出手段と、
   前記傾斜角算出手段により算出された傾斜角に基づいて前記レベリングテーブルを傾斜させ、前記被測定物の姿勢を前記被測定面が前記基準面と平行となる姿勢に調整する姿勢調整手段とを備える
   ことを特徴とする表面性状測定機。
3. 請求項１または請求項２に記載の表面性状測定機において、
   前記相対移動機構は、水平面となるＸＹ平面を規定する互いに直交するＸ軸およびＹ軸のうち前記Ｙ軸の方向へ前記テーブルを移動させるＹ軸駆動機構と、前記ＸＹ平面に直交するＺ軸方向へ延びるコラムと、前記コラムに前記Ｚ軸方向へ移動可能に設けられたＺスライダと、前記Ｚスライダを前記Ｚ軸方向へ移動させるＺ軸駆動機構と、前記Ｚスライダに前記Ｘ軸方向へ移動可能に設けられたＸスライダと、前記Ｘスライダを前記Ｘ軸方向へ移動させるＸ軸駆動機構とを備え、
   前記Ｘスライダには、前記接触式検出器および前記画像プローブが、いずれか一方による測定時に他方が邪魔にならない位置にオフセットされて取り付けられている
   ことを特徴とする表面性状測定機。

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