JP5708548B2

JP5708548B2 - 形状測定方法

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Publication number: JP5708548B2
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Authority: JP
Inventors: 金子　直樹; 直樹金子
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Filing date: 2012-03-30
Publication date: 2015-04-30
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Description

本発明は、ワークを載置する載置面を有する載置部と、ワークの表面を走査する触針と、を有する形状測定装置によってワークの形状を測定する形状測定方法に関する。

デジタルカメラやレーザービームプリンターの高性能化に伴い、これらに内蔵されたミラーやレンズなどのワークの表面形状を高精度に測定することが求められている。

ワークの表面形状を測定する場合、形状測定装置の座標系とワークを固定する治具の座標系とのずれ、ワーク及び触針の変位を検出するための参照ミラーの歪み、ワークの傾斜面を測定する際の触針及びワーク間の摩擦による触針の倒れなどに起因して測定誤差が発生する。

これに関連して、下記の特許文献１には、測定時の触針の姿勢を読み取り、姿勢に応じて触針にかける測定押圧を調整する技術が開示されている。この技術によれば、触針とワークとの間に発生する摩擦が軽減され、ワークの傾斜面を測定する際の触針の倒れに起因して発生する測定誤差（ヒステリシス）を低減することができる。

しかしながら、特許文献１の技術では、ワークの傾斜面を測定する際の触針の倒れに起因して発生する測定誤差を低減することはできるが、その他の要因による測定誤差を低減することはできない。また、測定押圧を調整する調整機構を有するため、装置構成が複雑になるという問題がある。

特開２００４−２８６８４号公報

本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、装置構成を複雑化させることなく、形状測定装置の座標系と治具の座標系とのずれ、参照ミラーの歪み、ワークの傾斜面を測定する際の触針の倒れなどに起因して発生する測定誤差を低減することができる形状測定方法を提供することを目的とする。

本発明の上記目的は、下記の手段により達成される。

（１）ワークを載置する載置面を有する載置部と、前記ワークの表面を走査する触針と、を有する形状測定装置によってワークの形状を測定する形状測定方法であって、前記載置面内で第１の向きに配置される前記ワーク上の所定の走査経路に沿って前記触針を走査して、当該走査経路の第１の形状データを取得するステップ（ａ）と、前記ステップ（ａ）において前記第１の形状データが取得された前記ワークを、前記載置面に直交する軸周りに回転させて、当該ワークの向きを前記第１の向きから第２の向きに変更するステップ（ｂ）と、前記ステップ（ｂ）において前記第２の向きに変更された前記ワークの前記走査経路に沿って前記触針を走査して、当該走査経路の第２の形状データを取得するステップ（ｃ）と、前記ステップ（ａ）及び前記ステップ（ｃ）においてそれぞれ取得された前記第１及び第２の形状データに基づいて、前記走査経路の第３の形状データを算出するステップ（ｄ）と、を有し、前記ステップ（ａ）及び前記ステップ（ｃ）のそれぞれにおいて、前記走査経路に沿って前記触針が往復され、前記第１及び第２の形状データは往路の形状データと復路の形状データとをそれぞれ含み、前記ステップ（ｄ）において、前記第１の形状データの前記往路及び復路の形状データ並びに前記第２の形状データの前記往路及び復路の形状データに基づいて、前記第３の形状データが算出される形状測定方法。

（２）前記第１の向きと前記第２の向きとは前記載置面に直交する軸周りに１８０°反対向きである上記（１）に記載の形状測定方法。

（３）前記形状測定装置は、前記載置部を前記載置面と直交する軸周りに回転させる回転部をさらに有し、前記ステップ（ｂ）において、前記回転部によって前記載置部が回転されることにより、前記ワークが回転される上記（１）または（２）に記載の形状測定方法。

（４）前記ワークには、第１方向に沿った１本の直線的な走査経路である第１の走査経路と、前記第１方向に直交する第２方向に沿った複数の直線的な走査経路を含む第２の走査経路と、が指定され、前記ステップ（ａ）及び前記ステップ（ｃ）のそれぞれにおいて、前記触針が前記第１の走査経路に沿って走査される上記（１）〜（３）のいずれか１つに記載の形状測定方法。

（５）前記触針を前記第２の走査経路に沿って走査して前記第２の走査経路の形状データを取得するステップ（ｅ）をさらに有する上記（４）に記載の形状測定方法。

本発明によれば、異なる向きでワークを測定して得られた第１及び第２の形状データから算出される第３の形状データをワークの形状データとすることにより、装置構成を複雑化することなく、形状測定装置の座標系と治具の座標系とのずれ、参照ミラーの歪み、ワークの傾斜面を測定する際に発生する触針の倒れなどに起因して発生する測定誤差を低減することができる。

本発明の一実施形態に係る形状測定装置を示す正面図である。図１に示される形状測定装置による形状測定方法を示すフローチャートである。第１の向きに配置されたワークを示す概略斜視図である。ワークに指定される第２の走査経路を示す概略図である。ワークに指定される第１の走査経路を示す概略図である。往路及び復路の第１の形状データを示すグラフである。ワークをＺ軸周りに１８０度回転する様子を示す図である。第２の向きに配置されたワークを示す概略斜視図である。往路及び復路の第２の形状データを示すグラフである。治具をＸ軸周りに１８０度回転する様子を示す図である。ワークの裏面を上にして、第１の向きに配置されたワークを示す概略斜視図である。裏面の往路及び復路の第１の形状データを示すグラフである。裏面の往路及び復路の第２の形状データを示すグラフである。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。なお、図面の寸法比率は、説明の都合上、誇張されて実際の比率とは異なる場合がある。

図１は、本発明の一実施形態に係る形状測定装置１を示す正面図である。図１において、左右方向をＸ方向、上下方向をＺ方向、Ｘ方向及びＺ方向に直交する方向をＹ方向と定義する。

本実施形態に係る形状測定装置１は、図１に示されるように、定盤Ｐ上に取り付けられたベース部１０と、ベース部１０の外周に設けられた変位量検出部２０と、定盤Ｐ上に固定された門型のフレームＦに備え付けられたヘッド部３０と、を有する。ベース部１０、変位量検出部２０及びヘッド部３０は、制御部（不図示）によって制御される。

＜ベース部１０＞
ベース部１０は、定盤Ｐ上に固定されるＸＹ駆動ステージ１１と、ＸＹ駆動ステージ１１上に設けられる回転部１２と、回転部１２上に設けられる載置部１３と、を有する。また載置部１３上には治具Ｊが固定される。

ＸＹ駆動ステージ１１は、ワークＷをＸＹ方向に移動させる。ＸＹ駆動ステージ１１は、ワークＷをＸ方向に移動させるためのＸ駆動ステージ１１Ｘと、ワークＷをＹ方向に移動させるためのＹ駆動ステージ１１Ｙと、を有する。

Ｘ駆動ステージ１１Ｘは、定盤Ｐ上に固定されたＸ固定部１１０Ｘと、Ｘ固定部１１０Ｘの上方に配置され、Ｘ固定部１１０Ｘに対してＸ方向に移動自在なＸ可動部１１１Ｘと、Ｘ可動部１１１Ｘを駆動させるＸ駆動部１１２Ｘと、を有する。制御部がＸ駆動部１１２Ｘを制御することによって、ワークＷのＸ方向の移動が制御される。

同様に、Ｙ駆動ステージ１１Ｙは、Ｘ駆動ステージ１１ＸのＸ可動部１１１Ｘ上に固定されたＹ固定部１１０Ｙと、Ｙ固定部１１０Ｙの上方に配置され、Ｙ固定部１１０Ｙに対してＹ方向に移動自在なＹ可動部１１１Ｙと、Ｙ可動部１１１Ｙを駆動させるＹ駆動部１１２Ｙと、を有する。制御部がＹ駆動部１１２Ｙを制御することによって、ワークＷのＹ方向の移動が制御される。

回転部１２は、ワークＷをＺ軸周りに回転させる。回転部１２は、Ｙ駆動ステージ１１ＹのＹ可動部１１１Ｙ上に固定された固定部１２１と、固定部１２１に対してＺ軸周りに回転自在に設けられた可動部１２２と、可動部１２２を駆動させる駆動部１２３と、を有する。制御部が駆動部１２３を制御することによって、ワークＷのＺ軸周りの回転が制御される。

載置部１３は、載置面１３ａ上にワークＷを載置する。ワークＷは治具Ｊに保持された状態で載置面１３ａ上に載置される。

治具Ｊは、ワークＷを保持する。治具Ｊには貫通孔が設けられており、治具Ｊの表裏が反転されても、貫通孔を介してワークＷの裏面の測定が可能である。

＜変位量検出部２０＞
変位量検出部２０は、ワークＷのＸ方向の変位量を検出するＸ方向変位量検出部２０Ｘと、ワークＷのＹ方向の変位量を検出するＹ方向変位量検出部（不図示）と、を有する。ここで、Ｘ方向変位量検出部２０ＸとＹ方向変位量検出部とは同様の構成であって、かつ同様の方法によってワークＷの変位量が検出されるため、ここではＸ方向変位量検出部２０Ｘの説明を行う。

Ｘ方向変位量検出部２０Ｘは、ワークＷのＸ方向の変位量を検出する。Ｘ方向変位量検出部２０Ｘは、載置部１３の載置面１３ａ上に設けられたミラー部材２１と、ミラー部材２１と対向する位置に設けられたレーザー干渉計２２と、を有する。

ミラー部材２１は、レーザー光を反射する反射壁２１ａを有する。レーザー干渉計２２は、レーザー光源２２１から照射されミラー部材２１の反射壁２１ａによって反射されたレーザー光Ｌ１の位相変化をセンサー（不図示）によって検知することで、ワークＷのＸ方向の変位量を算出する。

＜ヘッド部３０＞
ヘッド部３０は、フレームＦに備え付けられたＺ駆動装置３１と、Ｚ駆動装置３１に連結されるプローブ装置３２と、プローブ装置３２の上方に設けられるＺ軸レーザー干渉計３３と、を有する。

Ｚ駆動装置３１は、プローブ装置３２をＺ方向に移動させる。Ｚ駆動装置３１は、フレームＦに固定されたＺ固定部３１０と、Ｚ固定部３１０に対してＺ方向に移動自在なＺ可動部３１１と、Ｚ可動部３１１を駆動させるＺ駆動部（不図示）と、を有する。制御部がＺ駆動部を制御することによって、プローブ装置３２のＺ方向の移動が制御される。

プローブ装置３２は、Ｚ駆動装置３１のＺ可動部３１１に連結される本体部３２０と、本体部３２０の内部に設けられた軸受部３２１と、軸受部３２１にＺ方向へ移動可能に挿入された触針３２２と、触針３２２の上部に固定されたＺミラー部材３２３と、を有する。

軸受部３２１は、空気を利用した静圧軸受になっており、触針３２２を重力とおよそつり合いの取れた状態に保持しつつ、触針３２２のＺ方向の移動を許容する。触針３２２は、ワークＷの表面を走査する。触針３２２は、軸受部３２１に支持され、滑らかにＺ方向に移動される。よって触針３２２は、ワークＷに一定の低負荷をかけた状態でＺ方向に移動される。Ｚミラー部材３２３は、レーザー光を反射する反射壁３２３ａを有する。

Ｚ軸レーザー干渉計３３は、レーザー光源３３１から照射されＺミラー部材３２３の反射壁３２３ａによって反射されたレーザー光Ｌ２の位相変化をセンサー（不図示）によって検知することで、触針３２２のＺ方向の変位量を算出する。

以上、説明した形状測定装置１では、触針３２２の先端がワークＷの表面に接触した状態でＸＹ駆動ステージ１１が作動され、治具Ｊに固定されたワークＷがＸＹ平面内で２次元的に走査される。ワークＷがＸＹ平面内で２次元的に走査されることによって、ワークＷの表面形状に沿って触針３２２がＺ方向に変位される。このとき、レーザー干渉計２２によって検出される載置部１３のＸＹ座標と、Ｚ軸レーザー干渉計３３によって検出される触針３２２のＺ座標と、からワークＷの３次元形状データが算出される。

以下、形状測定装置１によりワークＷの形状を測定する形状測定方法について、図２〜図１３を用いて説明する。

図２は、形状測定装置１による形状測定方法の手順を示すフローチャートである。

Ｓ０１では、ワークＷが載置面１３ａ上に載置される。ワークＷは治具Ｊに固定され、治具Ｊを介して載置面１３ａに載置される。ワークＷの載置面１３ａでの向きを第１の向きとする。

図３は、第１の向きに配置されたワークＷを示す概略斜視図である。ワークＷは、付勢部材（不図示）によって上から抑えられるように保持される。また、治具Ｊ上にはワークＷの傾きを補正するための基準球Ｂ１〜Ｂ５が設けられている。基準球Ｂ１，Ｂ２のワークＷが設けられている側の反対側には、付勢部（不図示）が設けられており、付勢部材の保持力より弱い当該付勢部の力によって基準球Ｂ１，Ｂ２がワークＷの右側面に押し付けられている。

Ｓ０２では、基準球Ｂ１，Ｂ２のＺ方向における頂点のＸＹ座標が測定される。具体的には、触針３２２が基準球Ｂ１，Ｂ２の表面を順番に走査することにより、Ｚ方向における頂点のＸＹ座標が測定される。測定されたＸＹ座標に基づいて、ワークＷの載置時のＸＹ平面における形状測定装置１に対する傾きを補正するための補正データが取得され、以下のＳ０４，Ｓ０５において取得されるそれぞれの形状データは当該補正データによって補正される。

Ｓ０３では、基準球Ｂ３，Ｂ４，Ｂ５のＺ方向における頂点のＸＹＺ座標が測定される。基準球Ｂ３，Ｂ４，Ｂ５は、図３に示されるように、三角形をなすように配置されている。ここで測定されたＸＹＺ座標に基づいて、治具ＪのＸＹＺ方向の形状測定装置１に対する傾きを補正するための補正データが取得され、以下のＳ０４，Ｓ０５において取得されるそれぞれの形状データは当該補正データによって補正される。なお、基準球Ｂ３，Ｂ４，Ｂ５は正三角形をなすように配置されることが好ましいが、これに限られない。

Ｓ０４では、触針３２２が第２の走査経路Ｒ２に沿って走査され、第２の走査経路Ｒ２の形状データが取得される。第２の走査経路Ｒ２は、Ｙ方向（第２方向）に沿った複数の直線的な走査経路を含む。具体的には、触針３２２は、図４に示されるように、スタート位置ＳＰからＹ方向上向き、Ｘ方向右向き、Ｙ方向下向き、Ｘ方向右向きにジグザグ状に走査され、Ｘ方向の所定の位置まで走査を繰り返す。

Ｓ０５では、触針３２２が第１の走査経路Ｒ１に沿って往復して走査され、第１の走査経路Ｒ１の第１の形状データＤ１が取得される。第１の走査経路Ｒ１は、図５に示されるように、Ｘ方向（第１方向）に沿った１本の直線的な走査経路である。

図６は往路及び復路の第１の形状データＤ１を示すグラフである。第１の走査経路Ｒ１の第１の形状データＤ１は、図６に示されるように、往路の第１の形状データ（第１の形状データの往路の形状データ）ＤＧ１と復路の第１の形状データ（第１の形状データの復路の形状データ）ＤＢ１とから構成される。往路の第１の形状データＤＧ１及び復路の第１の形状データＤＢ１は、形状測定装置１の座標系と治具Ｊの座標系とのずれ、ミラー部材２１及びＺミラー部材３２３の歪み、ワークＷの傾斜面を測定する際に発生する触針３２２の倒れに起因して、それぞれ異なる。

Ｓ０６では、図７に示されるように、ワークＷが回転部１２によってＺ軸周りに１８０度回転される。回転後のワークＷの向きを第２の向きとする。なお、治具Ｊは回転部１２によってＺ軸周りに１８０度回転されたが、手動で回転されてもよい。

図８は、第２の向きに配置されたワークＷを示す概略斜視図である。第２の向きと第１の向きとは載置面１３ａに直交する軸周りに１８０°反対向きである。

Ｓ０７では、Ｓ０２と同様に、基準球Ｂ１，Ｂ２のＺ方向における頂点のＸＹ座標が測定される。そして、測定されたＸＹ座標に基づいて、ワークＷの載置時のＸＹ平面における形状測定装置１に対する傾きを補正するための補正データが取得され、以下のＳ０９において取得される形状データは当該補正データによって補正される。

Ｓ０８では、Ｓ０３と同様に、基準球Ｂ３，Ｂ４，Ｂ５のＺ方向における頂点のＸＹＺ座標が測定される。そして、測定されたＸＹＺ座標に基づいて、治具ＪのＸＹＺ方向の形状測定装置１に対する傾きを補正するための補正データが取得され、以下のＳ０９において取得される形状データは当該補正データによって補正される。

Ｓ０９では、触針３２２が第１の走査経路Ｒ１に沿って往復して走査され、第１の走査経路Ｒ１の第２の形状データＤ２が取得される。第１の走査経路Ｒ１の第２の形状データＤ２は、図９に示されるように、往路の第２の形状データ（第２の形状データの往路の形状データ）ＤＧ２と復路の第２の形状データ（第２の形状データの復路の形状データ）ＤＢ２とから構成される。往路の第２の形状データＤＧ２及び復路の第２の形状データＤＢ２は、形状測定装置１の座標系と治具Ｊの座標系とのずれ、ミラー部材２１及びＺミラー部材３２３の歪み、ワークＷの傾斜面を測定する際に発生する触針３２２の倒れに起因して、それぞれ異なる。

Ｓ１０では、第１の走査経路Ｒ１の第１の形状データＤ１及び第２の形状データＤ２に基づいて、第１の走査経路Ｒ１の第３の形状データが算出される。具体的には、往路の第１の形状データＤＧ１及び復路の第１の形状データＤＢ１並びに往路の第２の形状データＤＧ２及び復路の第２の形状データＤＢ２の４つの形状データが、制御部によって平均化されることによって、第３の形状データが算出される。よって、異なる向きでワークＷを測定して得られた第１の形状データＤ１及び第２の形状データＤ２から算出される第３の形状データをワークＷの形状データとすることにより、装置構成を複雑化することなく、形状測定装置１の座標系と治具Ｊの座標系とのずれ、ミラー部材２１及びＺミラー部材３２３の歪み、ワークＷの傾斜面を測定する際に発生する触針３２２の倒れに起因して発生する測定誤差を低減することができる。

Ｓ１１では、ワークＷの表裏面の測定が終了したかが判断される。ワークの表裏面の測定が終了したと判断される場合（Ｓ１１：ＹＥＳ）、処理が終了される。

一方、ワークＷの表裏面の測定が終了していないと判断される場合（Ｓ１１：ＮＯ）、Ｓ１２の処理が行われた後に、Ｓ０２の処理に戻る。

Ｓ１２では、ワークＷの裏面を測定するため、ワークＷの表裏が反転される。具体的には、図１０に示されるように、ワークＷが手動でＸ軸周りに１８０度回転される。なお、治具Ｊは手動によってＸ軸周りに回転されているが、形状測定装置１にＸ回転部がさらに設けられ、当該Ｘ回転部によって回転されてもよい。

図１１は、ワークＷの裏面を上にして、第１の向きに配置されたワークＷを示す概略斜視図である。図１１では、明瞭化のため、基準球Ｂ１〜Ｂ５及び付勢部材Ｓは省略している。ワークＷは、載置部１３と治具Ｊとの間に配置され、治具Ｊに設けられた脚部Ｊ１が載置面１３ａ上に載置される。

そして、裏面に対してもＳ０２以下の処理が行われる。なお、治具Ｊには、図１１に示されるように、開口部Ｍ１〜Ｍ５が設けられているため、Ｓ０２，Ｓ０３，Ｓ０７，Ｓ０８において、基準球Ｂ１〜Ｂ５のＺ方向における頂点の座標が測定される際、当該開口部Ｍ１〜Ｍ５を介して基準球Ｂ１〜Ｂ５のＺ方向の頂点の座標を測定することができる。また、治具Ｊには貫通孔Ｍ６が設けられているため、Ｓ０４，Ｓ０５，Ｓ０９において、触針３２２がワークＷの裏面の走査経路に沿って走査される際、貫通孔Ｍ６を介して、ワークＷの裏面の形状データが取得される。

具体的には、Ｓ０４において裏面の第２の走査経路の形状データが取得される。次にＳ０５において、裏面の第１の走査経路の第１の形状データＤ３が取得される。裏面の第１の走査経路の第１の形状データＤ３は、図１２に示されるように、裏面の往路の第１の形状データＤＧ３及び裏面の復路の第１の形状データＤＢ３から構成される。さらにＳ０９において、裏面の第１の走査経路の第２の形状データＤ４が取得される。裏面の第１の走査経路の第２の形状データＤ４は、図１３に示されるように、裏面の往路の第２の形状データＤＧ４及び裏面の復路の第２の形状データＤＢ４から構成される。さらにＳ１０において、裏面の第１の走査経路の第１の形状データＤ３及び第２の形状データＤ４に基づいて、裏面の第１の走査経路の第３の形状データが算出される。

以上のとおり、図２に示されるフローチャートの処理による形状測定方法であれば、異なる向きでワークを測定して得られた第１の形状データＤ１，Ｄ３及び第２の形状データＤ２，Ｄ４から算出される第３の形状データをワークＷの形状データとすることにより、装置構成を複雑化することなく、形状測定装置１の座標系と治具Ｊの座標系とのずれ、ミラー部材２１及びＺミラー部材３２３の歪み、ワークＷの傾斜面を測定する際に発生する触針３２２の倒れなどに起因して発生する測定誤差を低減することができる。

また、ワークＷには、Ｘ方向に沿った１本の直線的な走査経路である第１の走査経路Ｒ１と、Ｙ方向に沿った複数の直線的な走査経路を含む第２の走査経路Ｒ２とが指定される。触診３２２は、第１の走査経路Ｒ１に沿って往復して走査され、また第２の走査経路Ｒ２に沿って走査されるため、Ｘ方向に複数の直線的な走査経路を含む場合と比較して、ワークＷの測定時間が短縮される。また、第１の走査経路Ｒ１が指定されるＸ方向は、ワークＷの主要な光学性能（例えば焦点距離）が定義される方向である。本発明では当該Ｘ方向に沿って触針３２２が走査されるため、時間変化に伴う温度変化によって発生する当該Ｘ方向の測定誤差が低減される。

本発明は、上述した実施形態のみに限定されるものではなく、特許請求の範囲内において、種々改変することができる。

例えば、上述した実施形態では、Ｓ０６において、ワークＷはＺ軸周りに１８０度回転された。しかしながら、回転される角度は１８０度以外の角度であってもよい。

また、上述した実施形態では、Ｓ０５及びＳ０９において、触針３２２が第１の走査経路を往復された。しかしながら、片道のみ走査されてもよい。

また、上述した実施形態では、第１の向きと第２の向きの２つの向きの形状データが取得され、２つの向きの形状データに基づいてワークＷの形状データが算出された。しかしながら、３つ以上の向きの形状データが取得され、３つ以上の向きの形状データに基づいてワークＷの形状データが算出されてもよい。

１形状測定装置、
１０ベース部、
１２回転部、
１３載置部、
１３ａ載置面、
２０変位量検出部、
３０ヘッド部、
３２２触針、
Ｄ１第１の形状データ、
Ｄ２第２の形状データ、
ＤＢ１往路の第１の形状データ（第１の形状データの往路の形状データ）、
ＤＢ２往路の第２の形状データ（第２の形状データの往路の形状データ）、
ＤＧ１復路の第１の形状データ（第１の形状データの復路の形状データ）、
ＤＧ２復路の第２の形状データ（第２の形状データの復路の形状データ）、
Ｒ１第１の走査経路、
Ｒ２第２の走査経路、
Ｗワーク。

Claims

ワークを載置する載置面を有する載置部と、前記ワークの表面を走査する触針と、を有する形状測定装置によってワークの形状を測定する形状測定方法であって、
前記載置面内で第１の向きに配置される前記ワーク上の所定の走査経路に沿って前記触針を走査して、当該走査経路の第１の形状データを取得するステップ（ａ）と、
前記ステップ（ａ）において前記第１の形状データが取得された前記ワークを、前記載置面に直交する軸周りに回転させて、当該ワークの向きを前記第１の向きから第２の向きに変更するステップ（ｂ）と、
前記ステップ（ｂ）において前記第２の向きに変更された前記ワークの前記走査経路に沿って前記触針を走査して、当該走査経路の第２の形状データを取得するステップ（ｃ）と、
前記ステップ（ａ）及び前記ステップ（ｃ）においてそれぞれ取得された前記第１及び第２の形状データに基づいて、前記走査経路の第３の形状データを算出するステップ（ｄ）と、
を有し、
前記ステップ（ａ）及び前記ステップ（ｃ）のそれぞれにおいて、前記走査経路に沿って前記触針が往復され、
前記第１及び第２の形状データは往路の形状データと復路の形状データとをそれぞれ含み、
前記ステップ（ｄ）において、前記第１の形状データの前記往路及び復路の形状データ並びに前記第２の形状データの前記往路及び復路の形状データに基づいて、前記第３の形状データが算出される形状測定方法。
前記第１の向きと前記第２の向きとは前記載置面に直交する軸周りに１８０°反対向きである請求項１に記載の形状測定方法。
前記形状測定装置は、前記載置部を前記載置面と直交する軸周りに回転させる回転部をさらに有し、
前記ステップ（ｂ）において、前記回転部によって前記載置部が回転されることにより、前記ワークが回転される請求項１または２に記載の形状測定方法。
前記ワークには、
第１方向に沿った１本の直線的な走査経路である第１の走査経路と、
前記第１方向に直交する第２方向に沿った複数の直線的な走査経路を含む第２の走査経路と、が指定され、
前記ステップ（ａ）及び前記ステップ（ｃ）のそれぞれにおいて、前記触針が前記第１の走査経路に沿って走査される請求項１〜３のいずれか１項に記載の形状測定方法。
前記触針を前記第２の走査経路に沿って走査して前記第２の走査経路の形状データを取得するステップ（ｅ）をさらに有する請求項４に記載の形状測定方法。