JP2022191675A - 光学式プローブ及び形状測定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】一の光学式プローブにて様々な大きさや形状の測定対象物を精度良く測定する。【解決手段】光学式プローブ１０は、測定対象物にレーザ光を照射する照射部２０と、測定対象物にて反射されたレーザ光を受光し、測定対象物の画像を撮像する撮像部３０と、測定対象物へのレーザ光の照射方向に、照射部２０を移動させる第１駆動部４０と、測定対象物からのレーザ光の反射方向と反射方向に直交する直交方向とに、撮像部３０を移動させる第２駆動部５０と、を備える。【選択図】図２

Description

本発明は、光学式プローブ及び形状測定装置に関する。

形状測定装置において、三角測量原理に基づいた光切断方式により測定対象物の断面形状を測定する非接触型の光学式プローブが利用されている。光学式プローブは、測定対象物にレーザ光を照射し、測定対象物の表面から反射した光に基づいて測定対象物の画像を撮像する（下記の特許文献１を参照）。

特開２０１４－１７４０１４号公報

形状測定装置が測定する測定対象物の大きさや形状は、様々である。このため、従来では、測定対象物の大きさや形状に応じた複数の光学式プローブ（例えば、測定範囲が異なる光学式プローブ）が必要となり、光学式プローブを使い分ける必要がある。

そこで、本発明はこれらの点に鑑みてなされたものであり、一の光学式プローブにて様々な大きさや形状の測定対象物を精度良く測定することを目的とする。

本発明の第１の態様においては、測定対象物にレーザ光を照射する照射部と、前記測定対象物にて反射されたレーザ光を受光し、前記測定対象物の画像を撮像する撮像部と、前記測定対象物へのレーザ光の照射方向に、前記照射部を移動させる第１駆動部と、前記測定対象物からのレーザ光の反射方向と前記反射方向に直交する直交方向とに、前記撮像部を移動させる第２駆動部と、を備える、光学式プローブを提供する。

また、前記照射部は、レーザ光を出射する光源と、前記光源から出射されたレーザ光を平行にするコリメータレンズとを有し、前記第１駆動部は、前記コリメータレンズを前記照射方向に並進移動させることとしてもよい。

また、前記撮像部は、前記測定対象物の画像を撮像する撮像素子と、前記測定対象物から反射されたレーザ光を前記撮像素子に結像させる結像レンズとを有し、前記第２駆動部は、前記撮像素子及び前記結像レンズを、前記反射方向及び前記直交方向に移動させることとしてもよい。

また、前記照射部の照射面と前記結像レンズの主面と前記撮像素子の撮像面とがシャインプルーフの条件を満たすように、前記撮像素子を回転させる第３駆動部を更に備えることとしてもよい。

また、前記第３駆動部は、前記反射方向及び前記直交方向に直交する方向に沿っている回転軸を中心に、前記撮像素子を回転させることとしてもよい。

また、前記測定対象物の測定前に、前記第１駆動部に前記照射部を前記照射方向に移動させ、かつ前記第２駆動部に前記撮像部を前記反射方向及び前記直交方向に移動させて、測定範囲の中心位置を調整する制御部を更に備えることとしてもよい。

また、前記制御部は、前記測定対象物から反射されたレーザ光が前記撮像部の撮像面の中央に受光されるように、前記撮像部を前記直交方向に移動させることとしてもよい。

また、前記制御部は、前記撮像面においてレーザ光の受光部分と他の部分との明暗差が最大になるように、前記照射部を前記照射方向に移動させ、かつ前記撮像部を前記反射方向に移動させることとしてもよい。

また、前記撮像部は、前記測定対象物の画像を撮像する撮像素子と、前記測定対象物から反射されたレーザ光を前記撮像素子に結像させる結像レンズとを有し、前記制御部は、移動後の前記照射部及び前記撮像部の位置に基づいて、前記照射部の照射面と前記結像レンズの主面と前記撮像素子の撮像面とがシャインプルーフの条件を満たすように、前記撮像素子を回転させることとしてもよい。

本発明の第２の態様においては、測定対象物にレーザ光を照射する照射部と、前記測定対象物にて反射されたレーザ光を受光し、前記測定対象物の画像を撮像する撮像部と、前記測定対象物へのレーザ光の照射方向に、前記照射部を移動させる第１駆動部と、前記測定対象物からのレーザ光の反射方向と前記反射方向に直交する直交方向とに、前記撮像部を移動させる第２駆動部と、を備える光学式プローブと、前記撮像部の出力に基づいて、前記測定対象物の形状を演算する演算部と、を含む、形状測定装置を提供する。

本発明によれば、一の光学式プローブにて様々な大きさや形状の測定対象物を精度良く測定できるという効果を奏する。

一の実施形態に係る光学式プローブ１０の内部構成を説明するための模式図である。 光学式プローブ１０の構成を説明するためのブロック図である。 照射部２０及び撮像部３０の移動位置と測定範囲の中心位置との関係を説明するための模式図である。 照射部２０及び撮像部３０の移動位置と測定範囲の中心位置との関係を説明するための模式図である。 照射部２０及び撮像部３０の移動位置と測定範囲の中心位置との関係を説明するための模式図である。 形状測定装置１の構成を説明するための模式図である。 照射部２０及び撮像部３０の位置調整処理の一例を説明するためのフローチャートである。 仮測定の測定結果の一例を説明するための模式図である。 撮像面３５の像１０２の調整を説明するための模式図である。 光量の断面プロファイル１０４の変化を説明するための模式図である。

＜光学式プローブの構成＞
一の実施形態に係る光学式プローブの構成について、図１～図５を参照しながら説明する。

図１は、一の実施形態に係る光学式プローブ１０の内部構成を説明するための模式図である。図２は、光学式プローブ１０の構成を説明するためのブロック図である。図３～図５は、照射部２０及び撮像部３０の移動位置と測定範囲の中心位置との関係を説明するための模式図である。図３～図５においては、図３の測定範囲の中心位置Ｃが照射部２０に最も近くであり、図５の測定範囲の中心位置Ｃが照射部２０から最も離れている。

光学式プローブ１０は、測定対象物Ｗにレーザ光を照射し、測定対象物Ｗの表面から反射した光に基づいて測定対象物Ｗの画像を撮像する。光学式プローブ１０は、図２に示すように、照射部２０と、撮像部３０と、第１駆動部４０と、第２駆動部５０と、第３駆動部６０と、プローブ制御部７０を有する。

照射部２０は、図１に示すように、測定対象物Ｗにレーザ光を照射する。照射部２０は、ここでは下方に位置する測定対象物へ向かってレーザ光を照射する。照射部２０は、図１に示すように、光源２２と、コリメータレンズ２４と、ビームエキスパンダ２６を有する。例えば、ビームエキスパンダ２６は、シリンドリカルレンズで構成することができる。

光源２２は、例えばＬＤ（Laser Diode）等で構成されており、レーザ光を発生させて出射する。光源２２は、所定波長のレーザ光を出射する。
コリメータレンズ２４は、光源２２から出射されたレーザ光を平行光にする。コリメータレンズ２４は、ここでは凸レンズである。
ビームエキスパンダ２６は、コリメータレンズ２４からの平行光（レーザ光）をライン形状のライン光に変形させる。

撮像部３０は、測定対象物Ｗにて反射されたレーザ光を受光し、測定対象物の画像を撮像する。撮像部３０は、図１に示すように、照射部２０から測定対象物Ｗに対して照射された照射方向に対して、所定の角度を成す方向に配置されており、測定対象物Ｗの表面形状に沿って反射された光を前記所定の角度から受光する。撮像部３０は、図１に示すように、結像レンズ３２と、撮像素子３４を有する。

結像レンズ３２は、測定対象物Ｗから反射されたレーザ光を撮像素子３４の撮像面３５に結像させる。結像レンズ３２は、ここでは凸レンズである。
撮像素子３４は、測定対象物Ｗの画像を撮像するイメージセンサである。イメージセンサとしては、例えばＣＭＯＳイメージセンサが利用される。

本実施形態では、レーザ光のフォーカス位置（測定範囲の中心位置Ｃ）を調整すべく、レーザ光の照射方向において照射部２０が移動可能な構成となっている。具体的には、コリメータレンズ２４を照射方向において光源２２に近づかせたり離したりすることで、フォーカス位置を調整可能となっている。コリメータレンズ２４は、図１に示す照射方向Ｄ１において並進移動する。
また、フォーカス位置の調整に伴い、測定対象物Ｗから反射されたレーザ光が撮像部３０の撮像素子３４の所望の位置で受光されるように、撮像部３０も移動可能な構成となっている。具体的には、撮像部３０の結像レンズ３２及び撮像素子３４が共に移動可能な構成となっている。

照射部２０及び撮像部３０は、図１に示すように、光学式プローブ１０の支持体１２に移動可能に支持されている。支持体１２の上部には、形状測定装置の本体に着脱可能に連結される連結部１５が設けられている。また、支持体１２、照射部２０及び撮像部３０は、カバー１７によって覆われている。

第１駆動部４０は、照射部２０を移動させる移動機構を含む。第１駆動部４０は、測定対象物へのレーザ光の照射方向Ｄ１に、照射部２０を移動させる。例えば、第１駆動部４０は、照射部２０のコリメータレンズ２４を照射方向Ｄ１に並進移動させる。具体的には、第１駆動部４０は、コリメータレンズ２４を照射方向Ｄ１において並進移動させる。第１駆動部４０は、例えば照射部２０の筒部内にて、コリメータレンズ２４を並進移動させる。

第１駆動部４０は、図３～図５に示すように、照射方向Ｄ１において光源２２から離れる位置にコリメータレンズ２４を移動させたり、光源２２に近い位置にコリメータレンズ２４を移動させたりする。図３に示すようにコリメータレンズ２４が光源２２に近い位置に位置する場合には、測定範囲の中心位置Ｃが照射部２０から近い。図４及び図５に示すように、コリメータレンズ２４を光源２２から離した位置に位置すると、測定範囲の中心位置Ｃが照射部２０から離れる。このようにコリメータレンズ２４を照射方向Ｄ１に移動させることで、光学式プローブ１０を交換しなくても、測定可能な範囲が広くなる。

なお、上記では、第１駆動部４０がコリメータレンズ２４を照射方向Ｄ１に移動させることとしたが、これに限定されない。例えば、第１駆動部４０は照射部２０全体を照射方向Ｄ１に移動させてもよい。

第２駆動部５０は、撮像部３０を移動させる移動機構を含む。第２駆動部５０は、レーザ光の測定対象物Ｗからの反射方向Ｄ２と、反射方向Ｄ２に直交する直交方向Ｄ３とに、撮像部３０を移動させる。すなわち、第２駆動部５０は、撮像部３０の撮像素子３４及び結像レンズ３２を、反射方向Ｄ２及び直交方向Ｄ３に移動させる。第２駆動部５０は、図３～図５に示すように、撮像部３０を支持体１２に支持させた状態で撮像部３０を反射方向Ｄ２及び直交方向Ｄ３に並進移動させる。

第２駆動部５０は、第１駆動部４０による照射部２０（具体的には、コリメータレンズ２４）の照射方向Ｄ１への移動と連動して、撮像部３０を反射方向Ｄ２及び直交方向Ｄ３に移動させる。すなわち、第２駆動部５０は、照射部２０の移動に伴い測定範囲の中心位置Ｃが移動した際に、測定対象物で反射されたレーザ光が撮像部３０の所望の受光位置で受光されるように、撮像部３０を移動させる。これにより、一つの光学式プローブ１０を用いて測定範囲を広げるように照射部２０を移動させても、撮像部３０による測定結果の精度が低下することを防止できる。

撮像部３０が移動すると、測定範囲の中心Ｃとの間の距離も変化する。例えば、図５に示す位置に位置する撮像部３０と測定範囲の中心Ｃとの間の距離は、図３に示す位置に位置する撮像部３０と測定範囲の中心Ｃとの間の距離よりも長い。別言すれば、測定範囲の中心が照射部２０から離れるほど、撮像部３０と測定範囲の中心位置Ｃとの距離も長くなっている。

第３駆動部６０は、撮像部３０の撮像素子３４を回転させる回転機構を含む。第３駆動部６０は、反射方向Ｄ２及び直交方向Ｄ３に直交する方向に沿っている回転軸３６を中心に、撮像素子３４を回転させる。撮像素子３４は、回転方向Ｄ４に回転する。このように撮像素子３４が回転軸３６を中心に回転することで、撮像素子３４が結像レンズ３２に対して傾いて位置することになる。

第３駆動部６０は、図３～図５に示すように、照射部２０の照射面と結像レンズ３２の主面と撮像素子３４の撮像面３５とがシャインプルーフの条件を満たすように、撮像素子３４を回転させる。ここで、シャインプルーフは、照射部２０の照射面の延長面Ｓ１と、結像レンズ３２の主面の延長面Ｓ２と、撮像素子３４の撮像面の延長面Ｓ３とが、一の点Ｐで交わる場合を言う。上記のようにシャインプルーフの条件が満たされる場合には、撮像素子３４の撮像面３５が合焦状態となる。

第３駆動部６０は、第１駆動部４０が照射部２０を移動させ、第２駆動部５０が撮像部３０を移動させると、撮像素子３４を回転させる。すなわち、第３駆動部６０は、移動後の照射部２０及び撮像部３０に対してシャインプルーフの条件を満たすように、撮像素子３４を回転方向Ｄ４に回転させる。特に、照射部２０及び撮像部３０が移動すると撮像素子３４と測定対象の中心位置Ｃとの距離も変化するが、シャインプルーフの条件を満たすように撮像素子３４を回転させることで、撮像素子３４から遠い位置の測定対象物も、撮像素子３４から近い位置の測定対象物も焦点を合わせることができる。

プローブ制御部７０は、光学式プローブ１０の動作を制御する。プローブ制御部７０は、照射部２０によるレーザ光の照射と、撮像部３０による測定対象物Ｗの画像の撮像とを制御する。また、プローブ制御部７０は、第１駆動部４０、第２駆動部５０及び第３駆動部６０を動作させる。すなわち、プローブ制御部７０は、第１駆動部４０を動作させて照射部２０を照射方向Ｄ１に移動させ、第２駆動部５０を動作させて撮像部３０を反射方向Ｄ２及び直交方向Ｄ３に移動させ、第３駆動部６０を動作させて撮像素子３４を回転方向Ｄ４に回転させる。

プローブ制御部７０は、測定対象物Ｗの測定前に、測定対象物に適した測定範囲の中心位置Ｃを調整する。すなわち、プローブ制御部７０は、測定対象物Ｗの測定前に、第１駆動部４０に照射部２０を照射方向Ｄ１に移動させ、かつ第２駆動部５０に撮像部３０を反射方向Ｄ２及び直交方向Ｄ３に移動させて、測定範囲の中心位置Ｃを調整する。

プローブ制御部７０は、以下のように照射部２０及び撮像部３０を移動させる。すなわち、プローブ制御部７０は、測定対象物Ｗから反射されたレーザ光が撮像部３０の撮像面３５の中央に受光されるように、撮像部３０を直交方向Ｄ３に移動させる。また、プローブ制御部７０は、撮像面３５においてレーザ光の受光部分と他の部分との明暗差が最大になるように（別言すれば、コントラスト値が最大になるように）、照射部２０を照射方向Ｄ１に移動させ、かつ撮像部３０を反射方向Ｄ２に移動させる。これにより、撮像面３５の中央に受光されるレーザ光の光量のピークが高くなるので、測定対象物Ｗの形状を特定しやすくなる。

プローブ制御部７０は、照射部２０及び撮像部３０の位置調整を行うと、シャインプルーフの条件を満たすように撮像素子３４を回転させる。すなわち、プローブ制御部７０は、移動後の照射部２０及び撮像部３０の位置に基づいて、照射部２０の照射面と結像レンズ３２の主面と撮像素子３４の撮像面とがシャインプルーフの条件を満たすように、撮像素子３４を回転させる。これにより、測定対象物に応じて測定範囲の中心位置Ｃを移動しても、測定精度が低下することを防止できる。

（形状測定装置の構成）
上述した構成の光学式プローブ１０を含む形状測定装置１の構成について、図６を参照しながら説明する。

図６は、形状測定装置１の構成を説明するための模式図である。形状測定装置１は、光学式プローブ１０の撮像部３０の検出結果に基づいて、測定対象物Ｗであるワークの形状を測定する。形状測定装置１は、例えば、ワークの３次元形状を測定する３次元形状測定装置である。形状測定装置１は、図６に示すように、光学式プローブ１０と、移動機構８０と、制御装置９０とを含む。

光学式プローブ１０の構成は、前述した図２に示す構成であるので、ここでは詳細な説明は省略する。なお、図６では、説明の便宜上、光学式プローブ１０の構成が簡略化して示されている。移動機構８０は、光学式プローブ１０を移動させる。例えば、移動機構８０は、互いに直交する３軸方向に光学式プローブ１０を移動させる。

制御装置９０は、光学式プローブ１０（具体的には、照射部２０及び撮像部３０）と、移動機構８０の動作を制御する。また、制御装置９０は、例えば、移動機構８０によって光学式プローブ１０を移動させながら、光学式プローブ１０によって測定を行う。制御装置９０は、記憶部９２と、制御部９４とを含む。

記憶部９２は、例えばＲＯＭ（Read Only Memory）及びＲＡＭ（Random Access Memory）を含む。記憶部９２は、制御部９４によって実行可能なプログラムや各種データを記憶する。例えば、記憶部９２は、光学式プローブ１０が測定した結果を記憶する。

制御部９４は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）である。制御部９４は、記憶部９２に記憶されたプログラムを実行することにより、プローブ制御部７０を介して光学式プローブ１０の動作を制御する。具体的には、制御部９４は、照射部２０の光源２２による測定対象物Ｗへのレーザ光の照射を制御する。また、制御部９４は、撮像部３０の出力を取得し、測定対象物Ｗの形状を演算する。本実施形態においては、制御部９４が、撮像部３０の出力に基づいて測定対象物Ｗの形状を演算する演算部として機能する。

＜照射部及び撮像部の位置調整処理＞
照射部２０及び撮像部３０の位置調整処理について、図７を参照しながら説明する。

図７は、照射部２０及び撮像部３０の位置調整処理の一例を説明するためのフローチャートである。図７のフローチャートは、例えば、測定対象物Ｗが形状測定装置１に載置され、測定開始の指示を受け付けたところから開始される。

まず、プローブ制御部７０は、測定対象物Ｗの本測定を行う前に、位置調整のための測定対象物Ｗの仮測定を行う（ステップＳ１０２）。プローブ制御部７０は、照射部２０にレーザ光を測定対象物Ｗに照射させ、測定対象物Ｗで反射されたレーザ光を撮像部３０に受光させて測定対象物Ｗの画像を撮像する。ここでは、仮測定の結果として、図８に示す測定結果が得られたものとする。

図８は、仮測定の測定結果の一例を説明するための模式図である。図８を見ると分かるように、受光したレーザ光に対応した像１０２が、撮像部３０の撮像面３５の中心ではなく、一端側に位置している。また、図８には、像１０２及び周辺部の光量の断面プロファイル１０４が示されている。

次に、プローブ制御部７０は、仮測定において撮像素子３４が受光したレーザ光の受光位置（別言すれば、像１０２）が、撮像素子３４の撮像面３５の中央に位置するか否かを判定する（ステップＳ１０４）。図８に示すように像１０２が撮像面３５の中央に位置しない場合には（ステップＳ１０４：Ｎｏ）、プローブ制御部７０は、像１０２が撮像面３５の中央に位置するように、第２駆動部５０に撮像部３０を動作させて直交方向Ｄ３に移動させる（ステップＳ１０６）。すなわち、第２駆動部５０は、撮像部３０の結像レンズ３２及び撮像素子３４を、直交方向Ｄ３に並進移動させる。なお、像１０２が撮像面３５の中央に位置する場合には（ステップＳ１０４：Ｙｅｓ）、プローブ制御部７０は、ステップＳ１０６の処理を省略する。

図９は、撮像面３５の像１０２の調整を説明するための模式図である。図１０は、光量の断面プロファイル１０４の変化を説明するための模式図である。撮像部３０が直交方向Ｄ３に移動することで、像１０２が図９（ａ）に示す矢印方向に移動し、図９（ｂ）に示すように撮像面３５の中心に位置する。像１０２が撮像面３５の中央に位置する際の断面プロファイル１０４は、図１０（ａ）に示す通りであり、図８と同じとなっている。

次に、プローブ制御部７０は、撮像面３５におけるコントラスト値が大きくなるように、第１駆動部４０に照射部２０を動作させて照射方向Ｄ１に移動させる（ステップＳ１０８）。すなわち、第１駆動部４０は、照射部２０のコリメータレンズ２４を照射方向Ｄ１に並進移動させる。これにより、図１０（ｂ）に示すように、像１０２の光量のピーク部分が高くなり、像１０２とそれ以外の部分との明暗差が大きくなる。

次に、プローブ制御部７０は、コントラスト値が最大になるように、第２駆動部５０に撮像部３０を動作させて反射方向Ｄ２に移動させる（ステップＳ１１０）。すなわち、第２駆動部５０は、撮像部３０の結像レンズ３２及び撮像素子３４を反射方向Ｄ２に並進移動させる。これにより、図９（ｃ）に示すように像１０２が狭まる一方で、図１０（ｃ）に示すように光量の断面プロファイルのピーク部分がより高くなる。

次に、プローブ制御部７０は、移動後の照射部２０及び撮像部３０に対してシャインプルーフの条件を満たすように、第３駆動部６０に撮像素子３４を動作させて回転させる（ステップＳ１１２）。すなわち、第３駆動部６０は、回転軸３６を中心に撮像素子３４を回転方向Ｄ４に回転させる。

仮測定に基づいた照射部２０及び撮像部３０の位置調整が終わると、プローブ制御部７０は、測定対象物Ｗの本測定を行う（ステップＳ１１４）。これにより、光学式プローブ１０を交換することなく、測定対象物Ｗの測定に適した照射部２０及び撮像部３０の位置に調整できるので、測定対象物Ｗを高精度に測定できる。

＜本実施形態における効果＞
上述した実施形態の光学式プローブ１０は、測定対象物Ｗへのレーザ光の照射方向Ｄ１において照射部２０を移動させる第１駆動部４０と、レーザ光の反射方向Ｄ２及び直交方向Ｄ３において撮像部３０を移動させる第２駆動部５０とを有する。
このように照射部２０及び撮像部３０を移動させる構成を有する場合には、測定対象物Ｗの測定前に、光学式プローブ１０を交換することなく、測定対象物Ｗの形状や大きさに適した照射部２０及び撮像部３０の位置に調整できる。例えば、測定範囲の中心位置（フォーカス位置）を、測定対象物Ｗの形状や大きさに適した位置に調整できる（図３～図５参照）。この結果、一つの光学式プローブ１０が、広い範囲を測定可能となる。

また、光学式プローブ１０は、シャインプルーフの条件を満たすように撮像部３０の撮像素子３４を回転させる第３駆動部６０を有する。これにより、照射部２０及び撮像部３０が移動しても撮像素子３４を回転させることで、シャインプルーフの条件を満たすこととなる。この結果、照射部２０及び撮像部３０の移動に起因して測定精度が低下することを防止できる。

以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。例えば、装置の全部又は一部は、任意の単位で機能的又は物理的に分散・統合して構成することができる。また、複数の実施の形態の任意の組み合わせによって生じる新たな実施の形態も、本発明の実施の形態に含まれる。組み合わせによって生じる新たな実施の形態の効果は、もとの実施の形態の効果を併せ持つ。

１ 形状測定装置
１０ 光学式プローブ
２０ 照射部
２２ 光源
２４ コリメータレンズ
３０ 撮像部
３２ 結像レンズ
３４ 撮像素子
３５ 撮像面
３６ 回転軸
４０ 第１駆動部
５０ 第２駆動部
６０ 第３駆動部
７０ プローブ制御部
９４ 制御部
Ｗ 測定対象物

Claims (10)

1. 測定対象物にレーザ光を照射する照射部と、
   前記測定対象物にて反射されたレーザ光を受光し、前記測定対象物の画像を撮像する撮像部と、
   前記測定対象物へのレーザ光の照射方向に、前記照射部を移動させる第１駆動部と、
   前記測定対象物からのレーザ光の反射方向と前記反射方向に直交する直交方向とに、前記撮像部を移動させる第２駆動部と、
   を備える、光学式プローブ。
2. 前記照射部は、レーザ光を出射する光源と、前記光源から出射されたレーザ光を平行にするコリメータレンズとを有し、
   前記第１駆動部は、前記コリメータレンズを前記照射方向に並進移動させる、
   請求項１に記載の光学式プローブ。
3. 前記撮像部は、前記測定対象物の画像を撮像する撮像素子と、前記測定対象物から反射されたレーザ光を前記撮像素子に結像させる結像レンズとを有し、
   前記第２駆動部は、前記撮像素子及び前記結像レンズを、前記反射方向及び前記直交方向に移動させる、
   請求項１又は２に記載の光学式プローブ。
4. 前記照射部の照射面と前記結像レンズの主面と前記撮像素子の撮像面とがシャインプルーフの条件を満たすように、前記撮像素子を回転させる第３駆動部を更に備える、
   請求項３に記載の光学式プローブ。
5. 前記第３駆動部は、前記反射方向及び前記直交方向に直交する方向に沿っている回転軸を中心に、前記撮像素子を回転させる、
   請求項４に記載の光学式プローブ。
6. 前記測定対象物の測定前に、前記第１駆動部に前記照射部を前記照射方向に移動させ、かつ前記第２駆動部に前記撮像部を前記反射方向及び前記直交方向に移動させて、測定範囲の中心位置を調整する制御部を更に備える、
   請求項１から５のいずれか１項に記載の光学式プローブ。
7. 前記制御部は、前記測定対象物から反射されたレーザ光が前記撮像部の撮像面の中央に受光されるように、前記撮像部を前記直交方向に移動させる、
   請求項６に記載の光学式プローブ。
8. 前記制御部は、前記撮像面においてレーザ光の受光部分と他の部分との明暗差が最大になるように、前記照射部を前記照射方向に移動させ、かつ前記撮像部を前記反射方向に移動させる、
   請求項７に記載の光学式プローブ。
9. 前記撮像部は、前記測定対象物の画像を撮像する撮像素子と、前記測定対象物から反射されたレーザ光を前記撮像素子に結像させる結像レンズとを有し、
   前記制御部は、移動後の前記照射部及び前記撮像部の位置に基づいて、前記照射部の照射面と前記結像レンズの主面と前記撮像素子の撮像面とがシャインプルーフの条件を満たすように、前記撮像素子を回転させる、
   請求項８に記載の光学式プローブ。
10. 測定対象物にレーザ光を照射する照射部と、
    前記測定対象物にて反射されたレーザ光を受光し、前記測定対象物の画像を撮像する撮像部と、
    前記測定対象物へのレーザ光の照射方向に、前記照射部を移動させる第１駆動部と、
    前記測定対象物からのレーザ光の反射方向と前記反射方向に直交する直交方向とに、前記撮像部を移動させる第２駆動部と、
    を備える光学式プローブと、
    前記撮像部の出力に基づいて、前記測定対象物の形状を演算する演算部と、
    を含む、形状測定装置。
    

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