JPH09178439A - ３次元形状測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 複雑な自由曲面形状を有する被測定物でも精
度良く測定できる。 【解決手段】 光距離測定器６と、被測定物５と光距離
測定器６との間の相対位置を設定・変更する位置設定変
更部１〜３、７〜１０と、各相対位置を検出する検出部
と、光距離測定器６の光軸と平面状の被測定面がなす角
度及びその方向ごとの各標準測定誤差を記憶する記憶部
１４と、各被測定点の単位法線ベクトルを光距離測定器
６により測定した各被測定点近傍の複数の別の被測定点
にかかる距離データを用いて算出し、さらに各ベクトル
と光距離測定器６の光軸とがなす各角度及びその方向を
算出する第１機能、各被測定点における測定誤差を算出
する第２機能、光距離測定器６により測定した各被測定
点までの距離データを用いて、各被測定点までの補正し
た測定距離を算出する第３機能を有する演算部１６と、
演算部１６により、被測定物の３次元形状データを作成
する形状データ作成部１７と、を備えた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光距離測定器（例
えば、レーザー変位計）を用いて、被測定物の３次元形
状を測定する３次元形状測定装置に関するものであり、
特に自由曲面等の複雑な形状を有する被測定物の測定に
用いて好適な３次元形状測定装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、３次元形状測定の対象は、従来の
高さ測定、長さ測定等の１次元測定を組み合わせたもの
だけでなく、自由曲面を有する３次元物体にも及んでき
ており、かかる測定対象を精度良く測定しようとする試
みも多くなされている。測定方法としては、接触式プロ
ーブを被測定物に接触させながら行う従来の接触式の測
定方法に加えて、最近めざましく発展しているレーザ変
位計等の光距離測定器を用いた非接触の測定方法があ
る。

【０００３】このような非接触の測定方法では、プロー
ブを被測定物に接触させる必要がないので、ゴム等の柔
らかい物でも精度よく測定を行うことが可能であり、ま
た従来の接触式の測定方法と比較して、測定時間が短縮
できるという利点を有する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このようなレーザー変
位計等の光距離測定器を用いた非接触の測定方法は、平
面状の被測定物の測定については光距離測定器から被測
定物への垂直照射が容易であるため、高精度が保証され
るが、任意の自由曲面を有する物体を精度良く測定でき
るまでには至っていない。

【０００５】その理由は、レーザー等の光を照射して行
う測定では、被測定物への光の照射角度（即ち、被測定
点がある面の光軸に対する傾き）により測定精度が左右
されるからである。即ち、前記非接触の測定方法は、照
射各度が９０°からずれることになる斜照射による測定
では精度的な問題点があり、特に自由曲面形状を有する
被測定物の形状測定では、ほとんどが斜照射による測定
となるため、特に大きな問題点となっていた。

【０００６】本発明は、かかる従来の問題点に鑑みてな
されたものであり、複雑な自由曲面形状を有する被測定
物でも精度良く測定できる３次元形状測定装置を提供す
ることを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】そのため、本発明は第一
に「少なくとも、光距離測定器と、被測定物と前記光距
離測定器との間の相対位置を設定・変更して、被測定点
を設定・変更する位置設定変更部と、前記各相対位置を
検出する検出部と、平面状の被測定面を有する標準被測
定物について得られた、前記光距離測定器の光軸と前記
平面状の被測定面がなす角度及びその方向ごとの各標準
測定誤差を記憶する記憶部と、前記各被測定点の単位法
線ベクトルを前記光距離測定器により測定した各被測定
点近傍の複数の別の被測定点にかかる距離データを用い
て算出し、さらに前記各ベクトルと前記光距離測定器の
光軸とがなす各角度及びその方向を算出する第１機能、
算出した各角度及びその方向と前記記憶部に記憶された
各標準測定誤差を用いて、各被測定点における測定誤差
を算出する第２機能、及び算出した各被測定点における
測定誤差と前記光距離測定器により測定した各被測定点
までの距離データを用いて、各被測定点までの補正した
測定距離を算出する第３機能を有する演算部と、前記検
出部により検出した各相対位置のデータと、前記演算部
により算出した各被測定点までの補正した測定距離のデ
ータを用いて、前記被測定物の３次元形状データを作成
する形状データ作成部と、を備えた３次元形状測定装置
（請求項１）」を提供する。

【０００８】また、本発明は第二に「少なくとも、被測
定物の各被測定点に対して光を照射する照射部と、前記
照射された光による前記各被測定点からの反射光を受光
する受光部とを備え、前記各被測定点までの距離を測定
する光距離測定器と、前記被測定物と前記光距離測定器
との間の相対位置を設定・変更して、前記各被測定点を
設定・変更する位置設定変更部と、前記各相対位置を検
出する検出部と、平面状の被測定面を有する標準被測定
物について得られた前記光距離測定器の標準測定誤差で
あり、前記光距離測定器の光軸と前記平面状の被測定面
がなす角度及びその方向ごとの各標準測定誤差を記憶す
る第１機能、前記光距離測定器により測定した各被測定
点までの距離データを記憶する第２機能、及び前記検出
部により検出した各相対位置を記憶する第３機能を有す
る記憶部と、前記各被測定点の単位法線ベクトルを前記
光距離測定器により測定した各被測定点近傍の複数の別
の被測定点にかかる距離データを用いて算出し、さらに
前記各ベクトルと前記光距離測定器の光軸とがなす各角
度及びその方向を算出する第１機能、算出した各角度及
びその方向と前記記憶部に記憶された各標準測定誤差を
用いて、各被測定点における測定誤差を算出する第２機
能、及び算出した各被測定点における測定誤差と前記光
距離測定器により測定した各被測定点までの距離データ
を用いて、各被測定点までの補正した測定距離を算出す
る第３機能を有する演算部と、前記検出部により検出し
た各相対位置のデータと、前記演算部により算出した各
被測定点までの補正した測定距離のデータを用いて、前
記被測定物の３次元形状データを作成する形状データ作
成部と、を備えた３次元形状測定装置（請求項２）」を
提供する。

【０００９】また、本発明は第三に「少なくとも、被測
定物の各被測定点に対して光を照射する照射部と、前記
照射された光による前記各被測定点からの反射光を受光
する受光部とを備え、前記各被測定点までの距離を測定
する光距離測定器と、前記被測定物と前記光距離測定器
との間の相対位置を設定・変更して、前記各被測定点を
設定・変更する位置設定変更部と、前記各相対位置を検
出する検出部と、平面状の被測定面を有する標準被測定
物について得られた前記光距離測定器の標準測定誤差で
あり、前記光距離測定器の光軸と前記平面状の被測定面
がなす角度及びその方向ごとの各標準測定誤差を記憶す
る第１機能、前記光距離測定器により測定した各被測定
点までの距離データを記憶する第２機能、及び前記検出
部により検出した各相対位置を記憶する第３機能を有す
る第１記憶部と、前記各被測定点の単位法線ベクトルを
前記光距離測定器により測定した各被測定点近傍の複数
の別の被測定点にかかる距離データを用いて算出し、さ
らに前記各ベクトルと前記光距離測定器の光軸とがなす
各角度及びその方向を算出する第１機能、算出した各角
度及びその方向と前記記憶部に記憶された各標準測定誤
差を用いて、各被測定点における測定誤差を算出する第
２機能、及び算出した各被測定点における測定誤差と前
記光距離測定器により測定した各被測定点までの距離デ
ータを用いて、各被測定点までの補正した測定距離を算
出する第３機能を有する演算部と、前記各被測定点の単
位法線ベクトル、各ベクトルと前記光距離測定器の光軸
とがなす各角度、各被測定点における測定誤差、及び各
被測定点までの補正した測定距離を記憶する機能を有す
る第２記憶部と、前記検出部により検出した各相対位置
のデータと、前記演算部により算出した各被測定点まで
の補正した測定距離のデータを用いて、前記被測定物の
３次元形状データを作成する形状データ作成部と、を備
えた３次元形状測定装置（請求項３）」を提供する。

【００１０】また、本発明は第四に「請求項３記載の３
次元形状測定装置における第１記憶部及び第２記憶部に
かえて該第１記憶部及び第２記憶部の両方の機能を有す
る記憶部を備えたことを特徴とする３次元形状測定装置
（請求項４）」を提供する。また、本発明は第五に「前
記光距離測定器、位置設定変更部、検出部、記憶部、演
算部、及び形状データ作成部の動作を制御する制御部を
さらに備えたことを特徴とする請求項１〜４記載の３次
元形状測定装置（請求項５）」を提供する。

【００１１】

【発明の実施の形態】図３を参照しつつ、本発明にかか
る光距離測定器の一例であるレーザー変位計の特性につ
いて説明する。レーザー変位計は、各社から多種類の機
種が販売されているが、これらの測定原理や構成は殆ど
同じである。図３にその特性を示すレーザー変位計は、
それらの機種のうちの一つである。

【００１２】図３（ａ）は、レーザー変位計の光軸と被
測定面がなす角度（照射角度）を９０°から所定方向
（第１方向、図参照）に±１０°傾けたときの測定値の
ずれをレーザー変位計と被測定面の間の測定対象距離に
対して示したものであり、測定対象距離が増大するに従
って、ずれの量（即ち測定誤差）も増大する傾向がある
ことが判る。

【００１３】図３（ｂ）は、レーザー変位計の光軸と被
測定面がなす角度（照射角度）を９０°から前記第１方
向に垂直な方向（第２方向、図参照）に±１０°傾けた
ときの測定値のずれをレーザー変位計と被測定面の間の
測定対象距離に対して示したものであり、測定対象距離
の大きさに関係なくずれの量（即ち測定誤差）が略一定
であることが判る。

【００１４】前述したように、レーザー変位計等の光距
離測定器を用いた非接触の測定方法では、平面状の被測
定物の測定については光距離測定器から被測定物への垂
直照射が容易であるため、かなりの精度が保証される
が、任意の自由曲面を有する被測定物の測定では、照射
角度が９０°から傾斜することになる斜照射による測定
となるため、その測定値は無視できない測定誤差を含ん
だ値となる。

【００１５】ところで、照射角度の９０°からの傾斜量
と測定誤差は線型的な関係にあり、各被測定点における
照射角度の傾斜量が判れば、各被測定点における測定誤
差の値を算出して推定することができる。なお、任意の
自由曲面を有する被測定物の各被測定点における照射角
度の傾斜方向は、任意方向となるが、この任意方向への
傾斜は前記第１方向（図３参照）の傾斜成分と前記第２
方向（図３参照）の傾斜成分の合成と考えることができ
るので、各被測定点への照射角度の傾斜量及び方向が判
れば、任意の自由曲面を有する被測定物についても、図
３にかかるデータ（任意の各傾斜方向について、第１方
向データと第２方向データを合成して得られたデータ）
から各被測定点における測定誤差の値を算出して推定す
ることができる。

【００１６】或いは、図３にかかるデータを任意の傾斜
方向について測定により求めておいて、このデータに基
づいて各被測定点への照射角度の傾斜量及び方向から各
被測定点における測定誤差の値を算出してもよい。本発
明の一例である３次元形状測定装置（図１参照）を用い
て行う任意の自由曲面を有する被測定物の形状測定の方
法（一例）を以下に示す。

【００１７】平面状の被測定面を有する標準被測定物に
対する光距離測定器の標準測定誤差であり、本発明にか
かる光距離測定器６の光軸と前記平面状の被測定面がな
す角度及びその方向ごとの標準測定誤差のデータ（例え
ば、任意の傾斜方向及び傾斜量それぞれにかかる図３の
データ）を予め準備して、そのデータを記憶部１４に記
憶させておく。

【００１８】次に、位置設定変更部１〜３、７〜１０に
より任意の自由曲面を有する被測定物５と光距離測定器
６との間の相対位置を設定した後、光距離測定器６を用
いて被測定物５の被測定点までの距離を測定する。そし
て、位置設定変更部により相対位置を変更しながら、即
ち、位置設定変更部により被測定点を変更しながら、各
被測定点までの距離を測定する。測定した各距離データ
は、記憶部１４に出力して記憶させる。

【００１９】また、測定の際には、検出部により前記の
各相対位置を検出する。検出した各位置データは、記憶
部１４に出力して記憶させる。次に、演算部１６によ
り、各被測定点の単位法線ベクトルを該被測定点近傍の
複数の別の被測定点にかかる光距離測定器６からの出力
信号（即ち、距離データ）を用いて算出し、さらに算出
した各単位法線ベクトルと該ベクトルにかかる各被測定
点の測定時における光距離測定器の光軸とがなす角度及
びその方向を算出する。

【００２０】そして、算出した各角度及びその方向のデ
ータ及び記憶部１４に記憶させた標準測定誤差のデータ
を用いて演算部１６により、各被測定点における測定誤
差を算出する。算出した各被測定点における測定誤差の
データ及び記憶部１４に記憶させた各被測定点までの距
離データを用いて演算部１６により、各被測定点までの
距離データを補正する。補正した距離データは、記憶部
１５に出力して記憶させる。

【００２１】最後に、形状データ作成部１７により、記
憶部１４、１５に記憶させた各補正距離データ及び各位
置データを用いて、被測定物５の３次元形状データを作
成する。なお、３次元形状測定装置を構成する各機能部
（光距離測定器６、位置設定変更部１〜３、７〜１０、
検出部、記憶部１４、１５、演算部１６、形状データ作
成部１７など）の制御は、制御部１８により行う。

【００２２】以上、本発明の一例である３次元形状測定
装置を用いて行う任意の自由曲面を有する被測定物の形
状測定の方法（一例）を示したが、このように本発明の
３次元形状測定装置によれば、複雑な自由曲面形状を有
する被測定物でも高精度な測定を行うことができる。こ
こで、図４を参照しつつ、各被測定点の単位法線ベクト
ルを算出する方法を説明する。ある被測定点Ｐの周囲に
は、多数の他の被測定点が存在するが、この中から被測
定点Ｐのごく近傍に位置する複数の被測定点（図４では
４点Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ）を選択する。

【００２３】次に、光距離測定器６により測定した各点
Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの距離データを用いて演算部１６により
直線ＡＢ及び直線ＣＤに垂直な単位ベクトルを算出す
る。そして、この単位ベクトルを被測定点Ｐにおける単
位法線ベクトルとする。図４の例では周囲４点の距離デ
ータを用いて被測定点Ｐにおける単位法線ベクトルを算
出したが、この例に限定されるものではない。

【００２４】以下、本発明を実施例により更に詳細に説
明するが、本発明はこの例に限定されるものではない。

【００２５】

【実施例】図１は、本実施例の３次元形状測定装置の全
体構成を模式的に示す図であり、図２は、該装置の一部
構成を示す斜視図である。本実施例の３次元形状測定装
置は図１、２に示すように、本体基板（不図示）の上に
取り付けられたθステージ１と、θステージ１上に取り
付けられたＸステージ２及びＹステージ３と、Ｙステー
ジ３上に取り付けられたホルダー４とを備えている。

【００２６】被測定物５は、ホルダー４により保持され
る。なお、図１、２に示した本実施例における被測定物
５は歯科石膏模型であるが、他のものでも構わない。以
上の構成により、被測定物５はＸ、Ｙの２方向への移動
及び回転運動が可能である。また、本実施例の３次元形
状測定装置は、アーム７に取り付けられたレーザ変位計
（光距離測定器の一例）６を備えている。アーム７は、
回転軸８を中心として自由に回動可能である。回転軸８
は、保持部材９により支えられており、保持部材９はＺ
ステージ１０により上下に平行移動可能である。Ｚステ
ージ１０は、本体基板（不図示）の上に取り付けられて
いる。

【００２７】本実施例では、前記の各ステージ１、２、
３、１０、アーム７、回転軸８、保持部材９がレーザー
変位計６と被測定物５との間の相対位置を設定・変更す
る位置設定変更部を構成している。本実施例の３次元形
状測定装置はさらに、図１に示すように、各ステージ
１、２、３、１０及び回転軸８の駆動モータ（不図示）
を駆動するモータ駆動回路１２と、レーザー変位計６を
駆動するセンサ駆動回路１１と、制御部１８と、測定者
が制御部１８に各種の指令を与えるための入力部（例え
ば、キーボード）１３と、各ステージ１、２、３、１０
及び回転軸８の位置または駆動量を検出する検出部（例
えばエンコーダ、不図示）と、を備えている。

【００２８】ここで、制御部１８は、ＣＰＵやメモリー
を内蔵したマイクロコンピュータ等により構成され、 平面状の被測定面を有する標準被測定物について得ら
れたレーザー変位計６の標準測定誤差であり、レーザー
変位計６の光軸と前記平面状の被測定面がなす角度ごと
の各標準測定誤差を記憶する第１機能、レーザー変位計
６により測定した各被測定点までの距離を記憶する第２
機能、及び前記検出部により検出した各相対位置を記憶
する第３機能を有する第１記憶部１４としての機能、 各被測定点の単位法線ベクトルをレーザー変位計６に
より測定した各被測定点近傍の複数の別の被測定点にか
かる距離データ用いて算出し、さらに前記各ベクトルと
該ベクトルにかかる各被測定点の測定時におけるレーザ
ー変位計６の光軸とがなす各角度を算出する第１機能、
算出した各角度と前記第１記憶部１４に記憶された各標
準測定誤差を用いて、各被測定点における測定誤差を算
出する第２機能、及び算出した各被測定点における測定
誤差とレーザー変位計６により測定した各被測定点まで
の距離を用いて、各被測定点までの補正した測定距離を
算出する第３機能を有する演算部１６としての機能、 各被測定点の単位法線ベクトル、各ベクトルとレーザ
ー変位計６の光軸とがなす各角度、各被測定点における
測定誤差、及び各被測定点までの補正した測定距離を記
憶する機能を有する第２記憶部１５としての機能、 前記検出部により検出した各相対位置のデータと、前
記演算部１６により算出した各被測定点までの補正した
測定距離のデータを用いて、被測定物の３次元形状デー
タを作成する形状データ作成部１７としての機能、 レーザー変位計６、位置設定変更部１〜３、７〜１
０、検出部、第１記憶部１４、第２記憶部１５、演算部
１６、及び形状データ作成部１７の動作を制御する機
能、 などの各種の機能を担う。

【００２９】なお、本実施例では、形状データ作成部１
７により作成された３次元形状データは、これを利用す
るＣＡＤ装置１９に供給されるようになっている。以
下、本実施例の３次元形状測定装置の動作の一例につい
て説明する。先ず、平面状の被測定面を有する標準被測
定物に対するレーザー変位計６の標準測定誤差であり、
レーザー変位計６の光軸と前記平面状の被測定面がなす
角度及びその方向ごとの標準測定誤差のデータ（例え
ば、任意の傾斜方向及び傾斜量それぞれにかかる図３の
データ）を予め準備して、そのデータを第１記憶部１４
に記憶させておく。

【００３０】次に、被測定物５である歯科石膏模型の測
定に必要な測定箇所は、歯の咬合面及び側面であるか
ら、測定不要な面が下になるように、被測定物５をホル
ダー４に固定する。なお、図２では、歯科石膏模型を構
成する１歯牙のみを被測定物５として図示している。次
に、測定者は入力部１３から制御部１８に指令を与える
ことにより初期設定を行う。即ち、制御部１８は、入力
部１３からの指令に従って、レーザー変位計６からの照
射光がＸＹ平面に垂直となるように、被測定物５がレー
ザー変位計６の受光レンズの焦点深度の中に収まるよう
に、レーザー変位計６からの照射光が被測定物５に照射
される範囲にくるようにして、その後さらにレーザー変
位計６からの照射光がＺ平面に垂直となるように、モー
タ駆動回路１２を介して位置設定変更部１〜３、７〜１
０を制御する。

【００３１】次に、測定者は、入力部１３から制御部１
８に測定開始指令を与えることにより測定を開始する。
第１の測定では、θステージ１を回転させながら、被測
定物５の側面測定を行う。θステージ１が１回転し、１
回転分の測定が終了すると、Ｚステージ１０を所定量だ
け上方（Ｚ軸方向）に動かした後、同様の測定を行う。
さらに、予め定められた範囲（Ｚステージの所定移動範
囲）まで同様の操作・測定を繰り返すことにより、被測
定物５の側面の測定が完了する。

【００３２】次に、第２の測定では、被測定物５の肩の
部分の測定を行う。即ち、アーム７が上方に回動するよ
うに回転軸８を所定量だけ回転させた後、θステージ１
を回転させながら同様の測定を行う。１回転分の計測が
終了すると、回転軸８を所定量だけ回転させた後、同様
の測定を行う。さらに、予め定められた範囲（回転軸８
の所定回転範囲）まで同様の操作・測定を繰り返すこと
により、被測定物５の肩の部分の測定が完了する。

【００３３】最後に、第３の測定では、被測定物５の上
面測定を行う。即ち、レーザー変位計６からの照射光が
ＸＹ平面に垂直となるように回転軸８を回転させ、その
状態で測定を行う。測定はＸステージ２及びＹステージ
３を所定量ずつ動かしながら行い、所定範囲（ＸＹステ
ージの所定移動範囲）の測定が完了するまで行う。な
お、測定した各データは、第１記憶部１４に記憶させ
る。また、各測定の際には、検出部によりレーザー変位
計６と被測定物５の各相対位置を検出する。検出した各
位置データは、第１記憶部１４に記憶させる。

【００３４】次に、演算部１６により、各被測定点の単
位法線ベクトルを該被測定点近傍の複数の別の被測定点
にかかるレーザー変位計６からの出力信号（即ち、距離
測定データ）を用いて算出し、さらに算出した各単位法
線ベクトルと該ベクトルにかかる各被測定点の測定時に
おけるレーザー変位計６の光軸とがなす角度及びその方
向を算出する。

【００３５】そして、算出した各角度及びその方向のデ
ータ及び第１記憶部１４に記憶させた標準測定誤差のデ
ータを用いて演算部１６により、各被測定点における測
定誤差を算出する。さらに、算出した各被測定点におけ
る測定誤差のデータ及び第１記憶部１４に記憶させた各
被測定点までの距離測定データを用いて演算部１６によ
り、各被測定点までの距離測定データを補正する。補正
した距離測定データは、第２記憶部１５に出力して記憶
させる。

【００３６】最後に、形状データ作成部１７により、第
２記憶部１５に記憶させた各補正距離データ及び第１記
憶部１４に記憶させた各位置データを用いて被測定物の
３次元形状データを作成する。なお、３次元形状測定装
置を構成する各機能部（レーザー変位計６、位置設定変
更部１〜３、７〜１０、検出部、各記憶部１４、１５、
演算部１６、形状データ作成部１７など）の制御は制御
部１８により行う。

【００３７】本実施例では、記憶機能を第１記憶部と第
２記憶部に分担させているが、記憶容量が大きい一つの
記憶部に前記第１記憶部及び第２記憶部の両機能を持た
せてもよい。本実施例の３次元形状測定装置によれば、
複雑な自由曲面形状を有する被測定物を高精度に測定す
ることができた。

【００３８】

【発明の効果】以上のように、本発明の３次元形状測定
装置によれば、複雑な自由曲面形状を有する被測定物で
も高精度な測定を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】は、実施例の３次元形状測定装置の全体構成を
模式的に示す図である。

【図２】は、実施例の３次元形状測定装置の一部構成を
示す斜視図である。

【図３】は、レーザー変位計の光軸と被測定面がなす角
度（照射角度）を９０°から第１方向に±１０°傾けた
ときの測定値のずれ（ａ）と、９０°から第２方向に±
１０°傾けたときの測定値のずれ（ｂ）をそれぞれ示す
データ図である。

【図４】は、被測定点Ｐの単位法線ベクトルを算出する
方法を説明するための概念図である。

【符号の説明】

１・・θステージ ２・・Ｘステージ ３・・Ｙステージ ４・・ホルダー ５・・被測定物 ６・・レーザ変位計（光距離測定器の一例） ７・・アーム ８・・回転軸 ９・・保持部材 １０・・Ｚステージ １１・・センサ駆動回路 １２・・モータ駆動回路 １３・・入力部 １４・・第１記憶部 １５・・第２記憶部 １６・・演算部 １７・・形状データ作成部 １８・・制御部 １９・・ＣＡＤ装置 以上

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも、 光距離測定器と、 被測定物と前記光距離測定器との間の相対位置を設定・
   変更して、被測定点を設定・変更する位置設定変更部
   と、 前記各相対位置を検出する検出部と、 平面状の被測定面を有する標準被測定物について得られ
   た、前記光距離測定器の光軸と前記平面状の被測定面が
   なす角度及びその方向ごとの各標準測定誤差を記憶する
   記憶部と、 前記各被測定点の単位法線ベクトルを前記光距離測定器
   により測定した各被測定点近傍の複数の別の被測定点に
   かかる距離データを用いて算出し、さらに前記各ベクト
   ルと前記光距離測定器の光軸とがなす各角度及びその方
   向を算出する第１機能、算出した各角度及びその方向と
   前記記憶部に記憶された各標準測定誤差を用いて、各被
   測定点における測定誤差を算出する第２機能、及び算出
   した各被測定点における測定誤差と前記光距離測定器に
   より測定した各被測定点までの距離データを用いて、各
   被測定点までの補正した測定距離を算出する第３機能を
   有する演算部と、 前記検出部により検出した各相対位置のデータと、前記
   演算部により算出した各被測定点までの補正した測定距
   離のデータを用いて、前記被測定物の３次元形状データ
   を作成する形状データ作成部と、を備えた３次元形状測
   定装置。
2. 【請求項２】 少なくとも、 被測定物の各被測定点に対して光を照射する照射部と、
   前記照射された光による前記各被測定点からの反射光を
   受光する受光部とを備え、前記各被測定点までの距離を
   測定する光距離測定器と、 前記被測定物と前記光距離測定器との間の相対位置を設
   定・変更して、前記各被測定点を設定・変更する位置設
   定変更部と、 前記各相対位置を検出する検出部と、 平面状の被測定面を有する標準被測定物について得られ
   た前記光距離測定器の標準測定誤差であり、前記光距離
   測定器の光軸と前記平面状の被測定面がなす角度及びそ
   の方向ごとの各標準測定誤差を記憶する第１機能、前記
   光距離測定器により測定した各被測定点までの距離デー
   タを記憶する第２機能、及び前記検出部により検出した
   各相対位置を記憶する第３機能を有する記憶部と、 前記各被測定点の単位法線ベクトルを前記光距離測定器
   により測定した各被測定点近傍の複数の別の被測定点に
   かかる距離データを用いて算出し、さらに前記各ベクト
   ルと前記光距離測定器の光軸とがなす各角度及びその方
   向を算出する第１機能、算出した各角度及びその方向と
   前記記憶部に記憶された各標準測定誤差を用いて、各被
   測定点における測定誤差を算出する第２機能、及び算出
   した各被測定点における測定誤差と前記光距離測定器に
   より測定した各被測定点までの距離データを用いて、各
   被測定点までの補正した測定距離を算出する第３機能を
   有する演算部と、 前記検出部により検出した各相対位置のデータと、前記
   演算部により算出した各被測定点までの補正した測定距
   離のデータを用いて、前記被測定物の３次元形状データ
   を作成する形状データ作成部と、を備えた３次元形状測
   定装置。
3. 【請求項３】 少なくとも、 被測定物の各被測定点に対して光を照射する照射部と、
   前記照射された光による前記各被測定点からの反射光を
   受光する受光部とを備え、前記各被測定点までの距離を
   測定する光距離測定器と、 前記被測定物と前記光距離測定器との間の相対位置を設
   定・変更して、前記各被測定点を設定・変更する位置設
   定変更部と、 前記各相対位置を検出する検出部と、 平面状の被測定面を有する標準被測定物について得られ
   た前記光距離測定器の標準測定誤差であり、前記光距離
   測定器の光軸と前記平面状の被測定面がなす角度及びそ
   の方向ごとの各標準測定誤差を記憶する第１機能、前記
   光距離測定器により測定した各被測定点までの距離デー
   タを記憶する第２機能、及び前記検出部により検出した
   各相対位置を記憶する第３機能を有する第１記憶部と、 前記各被測定点の単位法線ベクトルを前記光距離測定器
   により測定した各被測定点近傍の複数の別の被測定点に
   かかる距離データを用いて算出し、さらに前記各ベクト
   ルと前記光距離測定器の光軸とがなす各角度及びその方
   向を算出する第１機能、算出した各角度及びその方向と
   前記記憶部に記憶された各標準測定誤差を用いて、各被
   測定点における測定誤差を算出する第２機能、及び算出
   した各被測定点における測定誤差と前記光距離測定器に
   より測定した各被測定点までの距離データを用いて、各
   被測定点までの補正した測定距離を算出する第３機能を
   有する演算部と、 前記各被測定点の単位法線ベクトル、各ベクトルと前記
   光距離測定器の光軸とがなす各角度、各被測定点におけ
   る測定誤差、及び各被測定点までの補正した測定距離を
   記憶する機能を有する第２記憶部と、 前記検出部により検出した各相対位置のデータと、前記
   演算部により算出した各被測定点までの補正した測定距
   離のデータを用いて、前記被測定物の３次元形状データ
   を作成する形状データ作成部と、を備えた３次元形状測
   定装置。
4. 【請求項４】 請求項３記載の３次元形状測定装置にお
   ける第１記憶部及び第２記憶部にかえて該第１記憶部及
   び第２記憶部の両方の機能を有する記憶部を備えたこと
   を特徴とする３次元形状測定装置。
5. 【請求項５】 前記光距離測定器、位置設定変更部、検
   出部、記憶部、演算部、及び形状データ作成部の動作を
   制御する制御部をさらに備えたことを特徴とする請求項
   １〜４記載の３次元形状測定装置。