JP3814325B2

JP3814325B2 - 三次元形状測定装置

Info

Publication number: JP3814325B2
Application number: JP02529296A
Authority: JP
Inventors: 敏鈴木; 素和村越
Original assignee: 浜松システム開発協同組合
Priority date: 1996-02-13
Filing date: 1996-02-13
Publication date: 2006-08-30
Anticipated expiration: 2016-02-13
Also published as: JPH09218020A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被測定物の表面形状の測定を行う三次元形状測定装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
立体物の表面形状を接触することなく測定する三次元形状測定装置として、三角測量法を用いたものが知られている。この測定装置は、図７に示すように、被測定物Ａから所定の距離を隔てて配置され、その被測定物Ａに向けてＣＣＤ（電荷結合素子）やＰＳＤ（position sensitive devise）などからなる受光部Ｂとレーザ発振器やＬＥＤなどからなる発光部Ｃとを並設したものである。すなわち、予め測定系にＸＹＺ軸を設定しておき、発光部Ｂと受光部Ｃとの間の距離Ｄを一定とし、発光部Ｂからビーム径の小さい光を発して被測定物Ａの表面に照射させ、その光の照射位置を受光部Ｃで受光させる。そして、そのときの発光部Ｂと受光部Ｃとの間の距離、発光部Ｂの発光方向、受光部Ａの受光方向をそれぞれ計測し、それらの計測値をもとに照射位置の三次元の座標データが算出される。そして、発光部Ａの発光方向を順次変えながらその都度被測定物Ａの座標データを算出して、その座標データ群により被測定物Ａの表面形状を把握しようとするものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の三次元形状測定装置にあっては、次のような問題がある。まず第一に、発光部Ｂと受光部Ｃを内蔵した形で測定装置の小型化を図ろうとすると、発光部Ｂと受光部Ｃの間の距離Ｄを短くしなければならない。そうなると、前述の座標データにおいて分解能が低下し計測性能が低下することとなる。また、その計測性能の低下を回避しようとすると装置の小型化が非常に困難となる。第二に、設定した座標系に対して測定装置を正確に配置しないと、所望の座標データが得られない。たとえば、測定装置がある軸方向に傾いていると、被測定物Ａが正常に設置されていてもその軸方向において傾いて設置されていたように座標データ群が計測されることとなる。このため、測定時において測定装置を正確に配置する必要があり、測定作業に手間がかかることとなる。第三に、測定装置と被測定物Ａとの距離は所定の範囲内でなければ、表面形状を計測できない。すなわち、発光部Ｂからの光の被測定物Ａへの照射位置が受光部Ｃの視準可能な範囲内になければ座標データが得られないため被測定物Ａの表面形状が全く計測できない。このため、測定位置と被測定物Ａとの距離が異なる場合には、その距離に応じた複数の測定装置が必要となる。
【０００４】
そこで本発明は、以上のような問題点を解決するためになされたものであって、計測性能の低下を回避しつつ小型化が図れ、測定作業性に優れ、異なる距離にある被測定物に対して測定を可能とした三次元形状測定装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
すなわち本発明は、被測定物の表面に照射スポットを形成するための照準光を発光する発光手段と、その被測定物の表面上の照射スポットの散乱光を受光する受光手段と、長尺状の反射面を有しその反射面により照準光を被測定物へ向けて反射させ、かつ、その照準光の反射位置から反射面の長手方向へ隔てた位置において被測定物からの散乱光を受け受光手段側へ反射させる第一ミラーと、発光手段と第一ミラーの間における照準光の導光経路の途上に配設され発光手段から発せられる照準光を第一ミラーへ向けて反射させる第二ミラーと、少なくとも第一ミラーを反射面の長手方向とほぼ平行な軸を中心に回動させると共にその長手方向と直交する軸を中心に回動させる回動手段と、長尺状を呈し、第二ミラーと第一ミラーの間における照準光の導光経路の途上および第一ミラーと受光手段の間の散乱光の導光経路の途上に配設され照準光を第一ミラーへ向けて反射させると共に散乱光を受光手段側へ反射させる第三ミラーと、照準光の照射方向、散乱光の受光方向および発光位置と受光位置との距離に基づいて照射スポットの座標データを算出する座標変換手段とを備えたことを特徴とする。
【０００６】
このような発明によれば、発光手段から発せられた照準光が第二ミラーで反射され第一ミラーを通じて被測定物へ向けて照射される。このため、第二ミラーが設けられることにより、長尺状の第一ミラーの長手方向に向けて発光手段を配置可能となる。従って、測定装置の内部空間を効率良く利用できる。
また本発明において、第一ミラーと第三ミラーが被測定物と対向する面の近傍に平行して配置されていることが好ましい。
この場合、被測定物と対向面の近傍に第一ミラーと第三ミラーが配置されることにより、装置内の背後から発せられてくる照準光が第三ミラーでその対向面に沿って導光され第一ミラーで反射されて被測定物へ向けて照射される。また、被測定物から発せられる散乱光が第一ミラーで反射され被測定物との対向面に沿って導光され第三ミラーで受光手段側へ反射される。このため、装置内における照準光および散乱光の導光するための空間が装置内の被測定物の対向面近傍で確保できるから、装置内の空間を有効に利用することが可能となる。
【０００９】
また本発明は、第三ミラーと受光素子の間における散乱光の導光経路の途上に配設されその散乱光を受光素子へ向けて反射させる第四ミラーとを備えたことを特徴とする。
【００１０】
このような発明によれば、第三ミラーから導光される散乱光が第四ミラーにより反射され、第一ミラーおよび第三ミラーの長手方向に導光され所定の光学系を経て入射される。このため、その光学系を含み受光手段を第一ミラーおよび第三ミラーの長手方向に沿って配置でき、装置内の空間を有効に利用することが可能となる。
【００１１】
また本発明は、前述の第一ミラー、第二ミラー、第三ミラー及び第四ミラーが照準光および散乱光をほぼ全反射させる誘電体多層膜ミラーであることを特徴とする。
【００１２】
このような発明によれば、第一ミラー、第二ミラー、第三ミラー又は第四ミラーにおける反射により、照準光および散乱光の減衰が防止でき、周囲の状況によらず安定した測定が可能となる。
【００１３】
また本発明は、自己の姿勢状態を検出する傾斜検出器を備え、座標変換手段が傾斜検出器から入力される自己の姿勢状態の信号に応じて座標データを補正する機能を有することを特徴とする。
【００１４】
このような発明によれば、測定の際、測定装置の姿勢を正確に設定する必要がなく、被測定物の形状測定が迅速に行える。
【００１５】
また本発明は、前述の第四ミラーが第一ミラーの長手方向に直交する向きの軸を中心に傾斜角度が変更可能となっていることを特徴とする。
【００１６】
このような発明によれば、測定装置から被測定物までの距離に応じて第四ミラーの傾斜角度を変えることにより、異なる距離の被測定物の測定が可能となる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に基づき、本発明に係る実施形態の一例について説明する。なお、各図において同一要素には同一符号を付して説明を省略する。
【００１８】
（実施形態１）
図１は三次元形状測定装置１の概要図である。図１において、三次元形状測定装置１は、測定対象である被測定物２の表面形状を測定する装置であって、たとえば、駆動部３、制御部４および座標変換部５により構成されている。駆動部３および制御部４は箱型の筺体６内に配設され、座標変換部５は筺体６外に配設されている。筺体６は、被測定物２に対向して配されるケース部材であって、その被測定物２に対向する前面６１に垂直方向へ延びる長窓６１ａが設けられている。この筺体６内には駆動部３の部材を設置するための枠体６２が配設されている。この枠体６２の両側部の上側には水平ピン６２ａ、６２ａが突設され、筺体６の内側面にそれぞれ挿通されている。また、枠体６２の後方部（前面６１の反対側）には、垂直送り機構３１が設けられ、この垂直送り機構３１の作動により、枠体６２が水平ピン６２ａ、６２ａを中心として俯仰するようになっている。
【００１９】
たとえば、この垂直送り機構３１は、図１のように、枠体６２の後方位置に垂直方向へ向けて配置したスクリュー軸３１ｂを具備しており、そのスクリュー軸３１ｂは周面に螺旋状の溝を刻設した軸部材であって、上部ナット３１ｃおよび下部支持体３１ｄにより軸受けされている。スクリュー軸３１ｂと上部ナット３１ｃは、その軸受け部分にスクリュー軸３１ｂの溝に沿って複数のボールが配設されボールねじ構造により螺合されており、スクリュー軸３１ｂの回転により上部ナット３１ｃが上下に移動する構造となっている。一方、スクリュー軸３１ｂと下部支持体３１ｄは、スクリュー軸３１ｂの空転許容した状態で下部支持体３１ｄがスクリュー軸３１ｂを支持する構造により接合されている。また、上部ナット３１ｃは前述の水平ピン６２ａと平行した水平ピンにより枠体６２へ軸着されており、その水平軸を中心に回動可能となっている。一方、下部支持体３１ｄは、その側部に前述の水平ピン６２ａと平行した水平ピン３１ａ、３１ａが突設されており、その水平ピン３１ａを介して筺体６に軸着されている。
【００２０】
スクリュー軸３１ｂには、プーリ３１ｅが取り付けられ、そのプーリ３１ｅを介して回転力が付与されるようになっている。たとえば、スクリュー軸３１ｂに隣接してスクリュー軸３１ｂと平行した駆動軸を有するモータ３２が配置され、そのモータ３２が駆動することにより、ベルト３２ａを介してプーリ３１ｅへ回転力が付与される構造とされる。このように、垂直送り機構３１は、モータ３２の駆動によりスクリュー軸３１ｂを回転させ、その回転によりスクリュー軸３１ｂに対して上部ナット３１ｃを上昇または下降させて枠体６２を水平ピン６２ａを中心に俯仰させる構造となっている。この垂直送り機構３１は、枠体６２を俯仰させることで、その枠体６２に取り付けられている第一ミラー３３の向きを水平軸に対し変える回動手段の一部を成している。なお、この垂直送り機構３１は、上述のようなものに限られるものではなく、枠体６２を俯仰させるものであればその他の構造のものであってもよい。
【００２１】
図１のように、枠体６２内の前面６１側には、長窓６１ａの長手方向、すなわち垂直方向に向けて第一ミラー３３および第三ミラー３４がその前面６１に沿って並設されている。第一ミラー３３および第三ミラー３４は、長尺状の反射面を有しており、それらの反射面により枠体６２の後方側から導光される照準光であるレーザビーム３７ａを長窓６１ａから射出させ、また、長窓６１ａから入射してくる光を枠体６２の後方側へ導光するための部材である。第一ミラー３３は、長窓６１ａの背後に配置され、長窓６１ａへ光を反射し、長窓６１ａからの光を受けられるようになっている。この第一ミラー３３は、その中央部分を通る垂直方向の軸を中心に回動自在とされている。たとえば、第一ミラー３３は、その上下端面に上方および下方へ突出する垂直ピン３３ａ、３３ａが設けられ、それらの垂直ピン３３ａを中心に回動可能とされており、上方側の垂直ピン３３ａにプーリ３３ｂが取り付けられてベルト３３ｃを介してモータ３３ｄより回転力が付与される構造となっている。つまり、モータ３３ｄの回転を制御することにより、第一ミラー３３の向きを任意に可変することが可能となっている。このモータ３３ｄは、第一ミラー３３の向きを垂直軸に対し変える回動手段の一部を成している。
【００２２】
一方、第三ミラー３４は、枠体６２に固定されており、反射面を筺体６の斜め後方に向けて配置されている。このように、第一ミラー３３および第三ミラー３４が筺体６の前面６１側に沿って平行した状態で配設されることにより、筺体６の後方側からレーザビーム３７ａの導光および長窓６１ａから入射する光を後方側へ導光のための内部空間が狭いもので済み、筺体６内部空間の有効利用が図られることとなる。
【００２３】
枠体６２内において、第三ミラー３４の上部後方側には第二ミラー３５が配設され、下部後方側には第四ミラー３６が配設されている。第二ミラー３５は、その下方から導光されるレーザビーム３７ａを第三ミラー３４側へ反射して導光させるための反射板であり、筺体６の前面６１へ向けて斜め下方向きに取り付けられている。この第二ミラー３５の下方には、レーザビーム３７ａの発光手段であるレーザ発振器３７が配設されている。また、その第二ミラー３５とレーザ発振器３７との間には、ビームエキスパンダ３７ｂが配設されている。これらレーザ発振器３７およびビームエキスパンダ３７ｂは、第二ミラー３５が配設されることにより、第一ミラー３３および第三ミラー３４の長手方向に沿って配置することが可能となる。
【００２４】
また、図１のように、枠体６２内において、第三ミラー３４の下部後方には、第四ミラー３６が配設されている。この第四ミラー３６は、光の反射面が筺体６の前面６１側へ向け上方へ傾けた状態で配置されており、長窓６１ａから入射され第一ミラー３３および第三ミラー３４により導光される光をラインセンサ３８側へ反射する機能を有している。そのラインセンサ３８は、第四ミラー３６の上方後方に配設され、その第四ミラー３６とラインセンサ３８の間には結像レンズ３８ａが配設されている。ラインセンサ３８は受光手段であって、線状に配列した複数の感光部（画素）を備えており、それらの感光部で受けた光に対応して電気的信号に変換する撮像素子であり、たとえばＣＣＤラインセンサなどが用いられる。また、結像レンズ３８ａは、第四ミラー３６により反射され導光される光を集束してラインセンサ３８へ結像するためのレンズである。前述の第四ミラー３６が配設されることにより、第三ミラー３４から筺体６の後方側へ導光される光が上方へ向けて反射されることとなるから、第一ミラー３３または第三ミラー３４の後方位置にラインセンサ３８を配置することが可能となる。
【００２５】
このように、図２または図３に示すように、第一ミラー、第三ミラー３４、レーザ発振器３７等の発光手段および結像レンズ３８ａ等の受光手段を長手方向へ揃えて配置することにより、筺体６の内部空間を効率良く利用でき、筺体６の小型化の実現が可能となる。
【００２６】
また、図１のように、筺体６内には、傾斜センサ３９が配設されている。この傾斜センサ３９は、水平面に対し自己の筺体６の姿勢状態を検知するためのセンサであって、たとえば、歪みゲージを利用したものなどが用いられる。筺体６の幅方向をＸ軸、高さ方向をＹ軸、奥行方向をＺ軸とすると、傾斜センサ３９により、各Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸における自己の傾斜角度の測定が可能となる。
【００２７】
一方、図１のように、筺体６内には、複数のプリント基板５１が設置され、駆動部３を作動制御するための制御部４を構成している。制御部４は、電子回路よりなり、図４に示すように、駆動部３のレーザ発振器３７へ電源電圧を供給し、ラインセンサ３８、モータ３２、モータ３３ｄへそれぞれ作動信号を出力し、ラインセンサ３８、傾斜センサ３９からの各検出信号を入力する機能を有している。たとえば、制御部４からモータ３２への作動信号はそのモータ３２を駆動させて枠体６２を約２０°回転させるパルス信号とされ、制御部４からモータ３３ｄへの作動信号はそのモータ３３ｄの回転軸を１２８または２５６に分割して約１０°回転させるパルス信号とされる。このような作動信号をモータ３２、モータ３３ｄへ入力することにより、第一ミラー３３が約１０°回転往復しながら、枠体６２が約２０°俯仰することとなる。このため、図５に示すように、レーザ発振器３７から発せられるレーザビーム３７ａが被測定物２へ向けて所定の範囲でＸ軸に沿って水平走査され、Ｙ軸に沿って垂直走査されることとなる。
【００２８】
筺体６の外部には、その筺体６にケーブル等で接続された座標変換部５が設置されている。この座標変換部５は、制御部４へモータ３２、３３ｄの作動信号を出力させると共に、被測定物２の表面における点群データである三次元の座標データを算出する機能を有しており、たとえば、一般のパソコンなどが用いられる。三次元座標データは、作動信号に応じてモータ３２、３３ｄを駆動させ被測定物２上へレーザビーム３７ａを走査させて、各走査位置における照射スポット２１の散乱光２２の入射角度のデータ信号を制御部４から入力することにより算出が可能となる。また、座標変換部５には、その入射角度データ信号に加え、筺体６の水平面に対する姿勢状態を示す傾斜信号が傾斜センサ３９から入力され、レーザビーム３７ａを発する筺体６の姿勢状態が水平面に対し傾いていてもそれぞれＸ軸、Ｙ軸について傾斜信号に基づいて三次元座標データが補正されるようになっている。このため、被測定物２の表面形状を測定する際に、筺体６の姿勢を細かく設定する手間が省け、測定作業の迅速化が図れることとなる。
【００２９】
次に、三次元形状測定装置１の作動について説明する。
【００３０】
まず、図１のように、被測定物２に長窓６１を向けて筺体６をセットする。その際、筺体６の傾き状態を細かく設定することなく、筺体６から発せられるレーザビーム３７ａが被測定物２に照射されるようにセットすればよい。そのようにセットした状態において、装置１に電源を投入して、制御部４、座標変換部５を通電させ駆動部３の各部材を作動させる。すなわち、レーザ発振器３７から照準光であるレーザビーム３７ａが射出され、ビームエキスパンダ３７ｂにより集束され、第二ミラー３５、第三ミラー３４、第一ミラー３３により順次反射されて長窓６１ａから被測定物２へ向けて出射される。そのレーザビーム３７ａの出射と同時に、座標変換部５から制御部４を介してモータ３２、モータ３３ｄへそれぞれ作動信号が出力されることにより、モータ３２およびモータ３３ｄが駆動する。このモータ３３ｄの駆動により第一ミラー３３が垂直軸を中心に回転往復し、また、モータ３２の駆動により枠体６２と共に第一ミラー３３が水平軸を中心に下側へ徐々に向いて行く。このため、レーザビーム３７ａは、図５に示すように、被測定物２に向けて所定の範囲内を水平方向および垂直方向に走査されることとなる。
【００３１】
そのような走査中において、図１のように、レーザビーム３７ａが照射されることにより被測定物２上に照射スポット２１が形成され、その照射スポット２１の散乱光２２は長窓６１ａを通じて筺体６内へ入射される。そして、その散乱光２２は、順次第一ミラー３３、第三ミラー３４および第四ミラー３６により反射され、結像レンズ３８ａを通じてラインセンサ３８に受光される。このラインセンサ３８においては散乱光２２の受光位置が電気的信号として出力される。この信号は、筺体６における散乱光２２の入射角度に対応する信号であり、制御部４を介して座標変換部５へ入力される。座標変換部５において、散乱光２２の入射角度、レーザビーム３７ａの発射位置と散乱光２２の入射位置との距離に基づいて三角測量法により、筺体６から照射スポット２１までの距離データが算出され三次元の座標データとして変換されることとなる。
【００３２】
そして、レーザビーム３７ａの走査が終了すると、その走査範囲における各走査位置における三次元座標データが得られる。一方、座標変換部５には、制御部４を介して傾斜センサ３９からの筺体６の傾斜データが入力される。そして、この傾斜データに基づき筺体６の傾斜状態を補正した三次元座標データを得ることができる。このため、被測定物２の表面形状を測定する際に、筺体６の姿勢を細かく設定する手間が省け、測定作業の迅速化が図れることとなる。
【００３３】
このように、被測定物２の表面における三次元座標データを得ることにより、被測定物２の表面形状が把握することができる。たとえば、座標変換部５をモニタ７に接続して、三次元座標データに基づいて表面形状を表示すれば、被測定物２の表面形状が視覚により容易に把握可能となる。
【００３４】
また、このような三次元形状測定装置１は、三次元座標データのソフトウェア処理により多くのものに応用が可能である。たとえば、部品選別、材料選別、組み立て位置検出、物の大きさ計測、立体文字検出、人体計測、立体ＦＡＸなど、多種多様な用途に用いることができる。
【００３５】
（実施形態２）
前述の三次元形状測定装置１において、第一ミラー３３、第二ミラー３５、第三ミラー３４、第四ミラー３６としてレーザビーム３７ａおよび散乱光２２をほぼ全反射させる誘電体多層膜ミラーを用いることが望ましい。すなわち、三次元形状測定装置１にあっては、発光手段であるレーザ発振器３７から発せられたレーザビーム３７が散乱光２２として受光手段であるラインセンサ３８に受光されるまでに、多数のミラーにより反射されることとなるので、その反射ごとにおける光強度の損失を回避する必要がある。このため、第一ミラー３３、第二ミラー３５、第三ミラー３４、第四ミラー３６に誘電体多層膜ミラーを用い、少なくともレーザビーム３７ａおよび散乱光２２における波長成分を全反射させる反射特性とすれば、測定環境の悪い場所においても測定が確実に行える。
【００３６】
（実施形態３）
前述の三次元形状測定装置１において、第四ミラー３６の傾斜角度の設定を変更可能としてもよい。すなわち、第四ミラー３６が第一ミラー３３の長手方向に直交する向きの軸（水平軸）を中心に傾斜可能とすることにより、図６に示すように、筺体６から被測定物２までの距離が大きく異なっていても、その距離に応じて第四ミラー３６の傾斜角度を変えて散乱光２２がラインセンサ３８へ反射されるようにしておけば、異なる距離にある被測定物２に対しそれぞれその表面形状測定が可能となる。
【００３７】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、次のような効果を得ることができる。
【００３８】
すなわち、発光手段からの照準光を反射する第二ミラーが設けられたことにより、長尺状の第一ミラーの長手方向に向けて発光手段を配置することが可能である。また、被測定物上の照射スポットの散乱光を受光手段へ反射する第四ミラーが設けられたことにより、長尺状の第一ミラーの長手方向に向けて受光手段を配置することが可能である。このため、測定装置の内部空間を効率良く利用でき、測定装置の小型化を図ることができる。
【００３９】
また、照準光または散乱光を反射する各ミラーが誘電体多層膜ミラーとされることにより、各ミラーの反射時における光損失が防止できる。このため、測定装置の周囲の状況によらず安定した測定が可能となる。
【００４０】
また、測定装置の姿勢状態を検出する傾斜検出器を備えることにより、被測定物の形状測定の際、測定装置の設置姿勢を細かく正確に設定する必要がない。このため、測定作業が迅速に行える。
【００４１】
更に、第四ミラーが第一ミラーの長手方向に直交する向きの軸を中心に傾斜可能とされていることにより、測定装置から異なる距離にある被測定物をそれぞれ測定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】三次元形状測定装置の概要図である。
【図２】三次元形状測定装置における筺体の断面図である。
【図３】図２のIII−IIIにおける断面図である。
【図４】三次元形状測定装置のブロック図である。
【図５】三次元形状測定装置における測定の説明図である。
【図６】実施形態３における三次元形状測定装置の説明図である。
【図７】従来技術の説明図である。
【符号の説明】
１…三次元形状測定装置、２…被測定物、２１…照射スポット、２２…散乱光、３…駆動部、３３…第一ミラー、３４…第三ミラー、３５…第二ミラー、
３６…第四ミラー、３７…レーザ発振器（発光手段）、３７ａ…レーザビーム（照準光）、５…座標変換部、６…筺体、６２…枠体、

Claims

被測定物の表面に照射スポットを形成するための照準光を発光する発光手段と、
その被測定物の表面上の前記照射スポットの散乱光を受光する受光手段と、
長尺状の反射面を有し、その反射面により前記照準光を前記被測定物へ向けて反射させ、かつ、その照準光の反射位置から前記反射面の長手方向へ隔てた位置において前記被測定物からの前記散乱光を受け前記受光手段側へ反射させる第一ミラーと、
前記発光手段と前記第一ミラーの間における前記照準光の導光経路の途上に配設され、前記発光手段から発せられる前記照準光を前記第一ミラーへ向けて反射させる第二ミラーと、
少なくとも前記第一ミラーを前記反射面の長手方向とほぼ平行な軸を中心に回動させると共に、その長手方向と直交する軸を中心に回動させる回動手段と、
長尺状を呈し、前記第二ミラーと前記第一ミラーの間における前記照準光の導光経路の途上および前記第一ミラーと前記受光手段の間の前記散乱光の導光経路の途上に配設され、前記照準光を前記第一ミラーへ向けて反射させると共に、前記散乱光を前記受光手段側へ反射させる第三ミラーと、
前記被測定物への照準光の照射方向、前記散乱光の受光方向および発光位置と受光位置との距離に基づいて、前記照射スポットの座標データを算出する座標変換手段と、
を備えた三次元形状測定装置。
前記第一ミラーと前記第三ミラーが前記被測定物と対向する面の近傍に平行して配置されていることを特徴とする請求項１に記載の三次元形状測定装置。
前記第三ミラーと前記受光素子の間における前記散乱光の導光経路の途上に配設され、その散乱光を前記受光素子へ向けて反射させる第四ミラーを備えたことを特徴とする請求項１または２に記載の三次元形状測定装置。
前記第一ミラー、前記第二ミラー、前記第三ミラー及び前記第四ミラーは、前記照準光および前記散乱光をほぼ全反射させる誘電体多層膜ミラーであることを特徴とする請求項３に記載の三次元形状測定装置。
自己の姿勢状態を検出する傾斜検出器を備え、前記座標変換手段は、その傾斜検出器から入力される自己の姿勢状態の信号に応じて前記座標データを補正する機能を有していることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の三次元形状測定装置。
前記第四ミラーは、前記第一ミラーの長手方向に直交する向きの軸を中心に傾斜角度が変更可能となっていることを特徴とする請求項３〜５のいずれかに記載の三次元形状測定装置。