JPS6324116A - 形状測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、形状測定装置、さらに詳しくは、被測定物上
に所定のパターンを投影し、被測定物の各点の特徴づけ
を行い、パターンが投影された被測定物から投影パター
ンに基づくデータを検出し、その検出データを処理する
ことにより、被測定物上の各点位置の座標を非接触で測
定し、被測定物の形状を求める形状測定装置に関する。

（従来の技術） 従来から、被測定物に所定のパターンを投影し、このパ
ターンを２方向から検出して、各検出出力の間で対応点
を決定し、これによって被測定物の形状を測定するよう
にした非接触型の形状測定装置が知られている。

近時、この非接触型の形状測定装置には、高精度、高分
解能の測定が要求され複数種類のパターンにより投影パ
ターン像を被測定物に投影し、各パターンを投影するた
びに、これを検出して各パターンを投影したときの各デ
ータ間の対応づけを行なって、被測定物の形状を高精度
で測定している。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、この従来の非接触型の形状測定装置では
、被測定物の形状の高精度な測定を行なうためには、複
数種類のパターンを別個に用意する必要があると共に、
複数種類のパターンを被測定物に投影し、各パターンを
投影したときに検出されたデータの対応づけを行なうた
めに、複数種類のパターン相互間の相対位置を厳密に決
めなければならず、装置が大型化し、かつ繁雑な調整作
業を要する問題点があった。

（発明の目的） 本発明は、上記従来技術の有する形状測定装置の問題点
に鑑みて為されたものであって、唯一個のパターンを移
動することによって、複数種類の異なる投影パターン像
を得ることができ、もって。

被測定物の形状を高精度かつ容易に検出できる形状測定
装置の提供を目的とする。

（問題点を解決するための手段） 本発明に係る形状測定装置の構成は、複数のＮ進コード
を互いに区別できるように予め定められた規則によって
ピッチ幅方向にパターン要素が配列されたパターンを有
するパターン部と、上記パターンを上記ピッチ幅方向に
規則に従って移動させる移動部と上記パターンを被測定
物上に投影する投影光学系とを有する投影部と、上記移
動部によるパターンの移動のたびに上記パターンが投影
された被測定物の表面情報を２つの異なった方向から測
定して第１検出データと第２検出データとを検出する検
出部と。

上記第１検出データと上記第２検出データの各々から被
測定物の点位置に対応した第１位置データと第２位置デ
ータを抽出する抽出部と、上記第１位置データと該第１
位置データに対応した第２位置データとから被測定物の
点位置の座標を演算する演算部とからなるものである。

（作用） 本発明によれば、複数種類のパターンを準備しなくとも
、唯一個のパターンをそのピッチ幅方向に移動させるの
みで、互いに異なる複数種類の投影パターン像を得るこ
とができる。

（実施例） 以下、本発明に係る形状測定装置の実施例を図面を参照
しつつ説明する。

第１図において、１は被測定物、１０は投影部である。

投影部１０には、モータＭ４が設けられると共に、パタ
ーン部としてのパターン板１２、光１１６、投影レンズ
１８が設けられている。パターン板１２には、パターン
１４が形成さおでおり、そのパターン１４は、光源１６
と投影レンズ１８とによって被測定物上にパターン像と
して投影されるもので、光源１６と投影レンズ１８とは
パターン１４を被測定物１にパターン像として投影する
投影光学系を構成している。モータＭｉは、パターン板
１２をパターン１４のピッチ幅方向に直線的に移動させ
る移動部として機能する。

パターン１４は、ここでは、Ｍ系列パターンとされてお
り１Ｍ系列パターンとは、２進数を基礎としてつくり得
る最長系列のパターンのことで、−般的にｎ次（ｎは整
数）のＭ系列は（２’−１）ｂｉｔのパターン要素を持
ち、隣合わせたｎ次の２進数によって、（２’−１）種
類の相異なるコードが形成されるものである。このＭ系
列は、シフトレジスタを利用して容易に作成することが
できるものである。たとえば、ｎ　＝　８の場合、８次
のＭ系列は、第２図に示す８ビツトのＤ１〜Ｄ９からな
るシフトレジスタＤを利用して、フィードバックを掛け
ることによって形成できる。ここで、Ｄｌは２゜の桁に
対応し、Ｄ２は２１の桁に対応し、Ｄ３は２２の桁に対
応し、Ｄ４は２３の桁に対応し、Ｄ、は２４の桁に対応
し、ＤＧは２ｓの桁に対応し、Ｄ７は２６の桁に対応し
、Ｄ、は２７の桁に対応している。

このシフトレジスタＤの構成は、Ｄ６■Ｄｓ■Ｄ。

■Ｄ４■工であって、ここで、記号■は加算記号を示し
ており、Ｄ、、Ｄ、、、Ｄ、、Ｄ、の内容をり。

ヘフィードバックするものである。記号Ｉは２゜の桁の
レジスタ構成要素Ｄ４へのインプットを示しており、レ
ジスタ構成要素り、、ＤＧ、Ｄ、、Ｄ。

の内容「１」の和が奇数であるときに、レジスタ構成要
素Ｄ□に「１」が入力され、レジスタ構成要素り、、Ｄ
、、Ｄ７．Ｄ、の内容「１」の和が偶数又は「０」であ
るときに、レジスタ構成要素Ｄ１に「Ｏ」が入力される
ものであり、シフトレジスタＤはその初期値として、レ
ジスタ構成要素Ｄ１の内容が「１」、レジスタ構成要１
４Ｄｔ〜Ｄ１１の内容が「０」とされている。

すなわち、シフトレジスタＤの初期値の内容は。

ｒｏｏｏｏｏｏｏ　ＩＪである。この初期値の設定を第
１回目のシフト操作とする。このシフトレジスタＤは、
２回目のシフトで、その内容が「０ｏ００００１ｏ」に
更新される。４回目ノシフトで、このシフトレジスタＤ
の内容はｒｏｏ。

０１０００Ｊとなる。５回目のシフトでは、Ｄ。

の内容が「１」であるので、Ｄｌに「１」がフィードバ
ックされ、シフトレジスタＤの内容は。

ｒｏｏｏｌｏｏｏｌＪとなる。６回目のシフトでは、Ｄ
、の内容が「１」であるので、同様にしてＤｌに「１」
がフィードバックされ、シフトレジスタＤの内容は、ｒ
ｏｏｌｏｏｏｌｌ」となる。

同様にして、７回目のシフトでは、その内容がｒｏｌｏ
ｏｏｌｌｌＪ　となる。８回目のシフトで４Ｌ　Ｄ、、
　Ｄ、、　Ｄ、、　Ｄ、（７）内容がいずれも「ｏ」で
あるので、Ｄ工は「Ｏ」となり、シフトレジスタの内容
は、ｒｌｏｏｏｌｌｌｏＪとなる。９回目のシフトでは
、Ｄ、、　Ｄ、の内容「１」の和が偶数であるので、Ｄ
工は「０」となり、シフトレジスタノ内容は、ｒｏｏｏ
ｌｌｌｏｏＪ　となる。

このシフトを２５５回繰り返すと、第３図に示す表が形
成される。このシフトレジスタＤの内容を、１０進数に
変換すると、Ｂ−Ｄｌｌｌに示すように、１〜２５５ま
での数字が各１回ずつあられれる。ここで、Ｍ系列は、
第１回から第２５５回までのシフトの間にシフトレジス
タＤのレジスタ構成要素り。

〜Ｄ１に現れる２５５個の数字列に相当する。Ｄ、に着
目し、この第３図に示す表を縦に眺めて、第１回から第
８回までのシフトによって現れる８個の数字を１つの２
進コードとして考えると、第１回目のシフトのＢ−Ｄの
１０進数値「１」に対応することがわかる。同様にして
、第２回から第９回までのシフトによって現れる８個の
数字を１つの２進コードとして考えると、第２回目のシ
フトのＢ−Ｄの１０進数値「２」に対応することがわか
る。

同様に、第３回から第１０回までのシフトによって現れ
る８個の数字を１つの２進コードとして考えると、第３
回目のシフトのＢ−Ｄの１０進数値「４」に対応するこ
とがわかる。このようにして、レジスタ構成要素り、の
内容を縦に眺めて、２５５個の１０進数値に対応ずける
ことが可能となる。ここで、第２４８回から第２５５回
目までのシフトによって現れる８個の数字を第２４８回
目のシフトに対応ずけの後は、対応させるための数値が
ないことになるが、２５５番目以降はり、の内容が「０
」であると仮定しておくのである。この仮定は、２５５
回目のシフトにおいて、シフトレジスタＤ７〜Ｄ工の内
容がｒＯＪであることから正しい。すなわち、シフトレ
ジスタＤは２５６回目にあっては、再び第１回目のシフ
トによる内容と同一となって、再び、第３図の表と同一
の内容が繰り返される。

こうして、このシフト操作によって現れる２５５組の８
個の数字に対応するｌＯ進数を考えると、Ｂ　−１１Ｊ
には、同一の１０進数値は一つも生じてこないのである
。

そこで、Ｄ、に現れたＭ系列パターンの内容「０」を遮
断、内容「１」を透過に対応させ、第４図に示すように
パターン板１２にスリット２０を設ける。すなわち、ピ
ッチ幅をＰとして、内容「１」に対応する箇所にスリッ
ト２０を形成し、内容「０」に対応する箇所にスリット
２０を形成しないことにして。

パターン１４を形成する。ここでスリット２０を横切る
方向がピッチ幅方向である。また、ピッチ幅Ｐに対して
スリット２０のスリット幅は、充分小さいものとする。

なお、上述においては、８次のＭ系列パターンを例に挙
げて説明したが、他の次数のＭ系列も利用可能であり、
第４次から第１０次のものは、第５図に示す表に基づい
てシフトレジスタを作成することができる。なお、上記
においては、内容「Ｏ」を遮光、内容「１」を透過に対
応させたが、内容「０」を青色光を透過させるスリット
型フィルタ、内容ｒｌＪを赤色光を透過させるスリット
型フィルタに対応させることもできる。

第１図において、投影部ｌＯのパターン板１２に形成さ
れたＭ系列のパターン方向両側には、第１検出部３０と
第２検出部３２とが配置されている。第１検出部３０と
第２検出部３２とは、それぞれ対物レンズ３４．３６を
有している。その対物レンズ３４．３６の上方には、そ
の各対物レンズ３４．３６に対応させて、第１リニアイ
メージセンサ−３８と第２リニアイメージセンサ−４０
とが配置されている。Ｍ系列パターン１４が投影された
被測定物１の像は、各対物レンズ３４．３６によってリ
ニアイメージセンサ−３８，４０上にそれぞれ形成され
る。

４２はハウジングであり、ハウジング４２は投影部１０
と第１検出部３０と第２検出部３２とを収納している。

ハウジング４２は、モータＭ２によって第１図に示すＹ
方向に移動可能である。第１リニアイメージセンサ−３
８と第２リニアイメージセンサ−４０とは、タイミング
パルス発生器５２からのクロック信号φ１．φｌ′、φ
２、φ２′によって走査されるものである。この走査に
よって、第１リニアイメージセンサ−３８と第２リニア
イメージセンサ−４０とは、各画素ごとの内容が取り出
され、第１Ａ／Ｄ変換器５４と第２Ａ／Ｄ変換器５６と
に検出データとして出力される。

第１Ａ／Ｄ変換器５４と第２Ａ／Ｄ変換器５６とは、タ
イミング信号発生器５２からの信号によってＡ／Ｄ変換
を開始し、これが終了すると、タイミング信号発生器５
２へＡ／Ｄ変換終了を示す信号を出力するとともに、Ａ
／Ｄ変換された第１リニアイメージセンサ−３８と第２
リニアイメージセンサ−４０とからの検出データを制御
演算部５０へ出力する。

制御演算部５０は、タイミング信号発生器５２との間で
タイミング信号の授受を行なって、モータＭ　ｚ　６Ｍ
２に対して制御信号を出力すると共に、第１変換器５４
．第２Ａ／Ｄ変換器５６から検出データを受けとって所
定の処理を施し、メモリ５８との間でデータの書き込み
及び読み出しを行い、表示信号を出力して表示器６０に
測定結果を表示させ、操作部６２から種々の指令を受は
取る。この制御演算部５０は、後述する抽出部と演算部
との役割を果たす。

次に１本発明に係る形状測定装置の作用を第６図に示す
フローチャート、第７図に示す信号図と共に、第８図〜
第１１図を参照しつつ説明する。

測定が開始されると、ステップＳ１において、測定に必
要な数値が初期値として設定される。すなわち、ステッ
プＳ１においてＹ方向のリセットが行われ、モータＭ２
の制御によりハウジング４２をＹ４ｉｌｌＩＭ点まで移
動させ、Ｙ方向への移動回数ＱをＱ＝Ｏとする。なお、
Ｙ方向への移動回数Ｑは、整数回であり、この移動回数
Ωは被測定物１に対応して適宜設定するもので、その総
移動回数をらとする。ステップ８つにおいては、Ｙ方向
操作の終了を判断する。Ｙ方向への走査が終了していれ
ばステップＳ　ｘｓに進み、終了していなければ、ステ
ップＳ３に進む。ここでは、Ω＝０であるので、いり２
となり、ステップＳ、に進む。

ステップＳ、ないしステップ８つにおいては、第１リニ
アイメージセンサ−３８と第２リニアイメージセンサ−
４０との検出データに基づいて被測定物１の点位置を示
すコードを求めるために、所定のＹ座標においてＭ系列
パターンを１ピツチずつ７回（ｍ＝８）ずらして、８種
類の第１検出データＤｘ＋　（ｍ　ｒ　ｎ　）と第２検
出データＤｚ＋（ｍｙ　ｎ）とを得る処理が行なわれる
ものである。ここで、符号ｎは、第１リニアイメージセ
ンサ−３８と第２リニアイメージセンサ−４０との画素
ナンバーを示している。ここでは、この第１リニアイメ
ージセンサ−３８、第２リニアイメージセンサ−４０の
画素個数は２０４８個である。したがって、ここでは、
第１検出データＤｚ　ｈ　（ｍ　＋　ｎ　）、第２検出
データＤ、、（ｍ。

ｎ）の総個数は、各々８Ｘ２０４ｇ個である。

まず、ステップＳ３において、Ｍ系列パターン走査のリ
セットが行われ、モータＭ工の制御によって、パターン
板１２を所定位置に移動させ１Ｍ系列パターンの走査回
数ｍをｍ＝１とする。このステップＳ、においで、第】
０図に符号Ｘ０で示すような投影パターン像が被測定物
１に形成される。この第１０図において、実線の直線は
スリット像であり、破線はスリットが形成されていない
箇所の像に対応している。この投影パターン像は第１、
第２検出部３０．３２の対物レンズ３４．３６によって
それぞれ第１リニアイメージセンサ−３８と第２リニア
イメージセンサ−４０との画素面に結像される。そして
、ステップＳ４において、第１リニアイメージセンサ−
３８と第２リニアイメージセンサ−４０との走査゛が行
われる。これによって、第１リニアイメージセンサ−３
８、第２リニアイメージセンサ−４０の全画素の検出出
力がそれぞれ、第１Ａ／Ｄ変換器。

第２Ａ／Ｄ変換器に順次取り出され、その検出出力が順
次Ａ／Ｄ変換される。その後、その検出出力は制御演算
部５０を介してメモリ５８にそれぞれ第１検出データＤ
ｘ＋（ＩＱ＋ｎ）、第２検出データＤ２．（ｍ。

ｎ）として記憶される。

第１リニアイメージセンサ−３８、第２リニアイメージ
センサ−４０の検出出力が総てメモリ５８に記憶される
とステップＳ、へ進む。ステップＳ、においては、Ｍ系
列パターンの走査回数ｍ　＝　８であるか否かを判断す
る。走査回数ｍ　＝　８であるときは、ステップＳ７に
進み、走査回数ｍ＝８でないときはステップＳｌ＋に進
む。ステップＳ、においては、Ｍ系列パターンのピッチ
幅方向への移動走査が行われる。すなわち、制御演算部
５０の制御によってモータＭ１は１Ｍ系列パターンを１
ピツチずらし。

Ｍ系列パターンの走査移動回数ｍの内容を１個増加させ
て、ステップＳ４に移行する。　これによって、被測定
物１には第１０図に符号ｘ１〜Ｘ、で示す投影パターン
像が形成されることになる。この投影パターン像ｘ工〜
Ｘ、は、矢印で示すようにそのピッチがその前後の投影
パターン像に対して各々１ピツチずれている。その移動
走査の度にこの投影パターン像ｘ４〜Ｘ、に対応する検
出データＤ１゜（ｍ、ｎ）、Ｄｚ＋（ＩＬｎ）がメモリ
５８に記憶される。

以下に説明するステップＳ、〜ステップＳ１１．は、第
１及び第２検出データＤ１．（ｍ、ｎ）、Ｄｚ＋（ＩＬ
ｎ）から被測定物１の所定位置と対応した第１及び第２
位置データを抽出する処理を行なうためのものである。

まず、ステップＳ７において、スムージング処理を行な
う。ここで、スムージング処理とは。

検出データに含まれているコントラスト成分を補正して
データ成分を取り出す処理をいう。すなわち、被測定物
１そのものには、コントラストがあって、パターンを投
影しない状態においてその被測定物１の結像に基づいて
第１リニアイメージセンサ３８、第２リニアイメージセ
ンサ４０から出力される検出出力は、たとえば、第７図
（ａ）に示すようなものとなる。Ｍ系列パターンを投影
すると、第１リニアイメージセンサ３８、第２リニアイ
メージセンサ４０には、第７図（ｂ）に示すような検出
出力が得られる。

ステップＳ７においては、第７図（ｃ）に−点鎖線で示
す足きりの為のスムージング信号を生成してコントラス
ト成分に基づく検出出力を除去して。

スリット像に基づく信号成分のみを抽出する。ここで、
この−点鎖線で示す足きりのためのスムージング信号は
、第７図（ａ）で示すコントラストの信号レベルよりも
若干高く設定されており、このスムージング信号は、第
７図（ｂ）に示す検出出力をフィルタに通して低周波成
分のみによって生成するものである。このようにして、
スリット像に対応する検出データＤ１．（ＩＩｌ、ｎ）
、Ｄｉｅ（Ｉｌｔｎ）が得られる。すなわち、Ｍ系列パ
ターンを７回移動させて得られる２５５Ｘ８個の各検出
データＤ工＊　（＋Ｉｌ＋ｎ）、Ｄｉｎ（ｍｅｎ）につ
いてみると、第７図（ｄ）〜（ｋ）に示すものとなる。

ここで、ドツト「・」はある画素においての信号レベル
を示している。ステップＳ８においては、第１．第２検
出データＤｚ＋（ｎｌ＊ｎ）、ｃ’ｚ＋（ｍｅｎ）から
ピークとなる検出データのアドレスを求めるというピー
クアドレス検出処理を行う。

スリットを通過して被測定物１において反射されて、第
１、第２リニアイメージセンサ３８．４０に結像される
スリット像は、複数個の画素に渡って結像されて第１１
図に拡大して示すような検出出力となっているから、こ
のピークアドレス検出処理を行なう必要があるのである
。

このピークに対応する第１、第２リニアイメージセンサ
−３８，４０の画素に対応するピークアドレスＮは、第
１１図に示すように、その始めのアドレスをｎＡ終りの
アドレスをｎ、とし第１検出データについて示すと。

りｏｚｈ　（ｍｔｎ）についても同様にしてピークアド
レスＮ２が求まる。ここでピークアドレスＮ工、Ｎ２は
、（１）式によって各検出データについて２５５個求め
られる。第７図（Ｕ）においてラインで示しであるよう
に、ピークが互いに重なりあっているからである。ここ
で、求められた複数のピークアドレスＮいＮ２は、Ｍ系
列パターンの要素中心に対応したものに相当する。

次に、ステップＳ９に移行する。ステップＳ、において
は、データコード決定処理が行われ、ステップＳ、で求
めたピークアドレスＮいＮ２に対応する点位置を示す１
０進数のデータコードを決定する。まず、第１、第２検
出データＤｘ＋（ｍｅｎ）、Ｄｉｎ（Ｉｌｅｎ）とそれ
ぞれのスムージング信号とを比較し、　スムージング信
号より大きい検出データＤｌｌ　（ｆｆｌ＋ｎ）、　Ｄ
ｉｅ　（ｌＩＩ、ｎ）であればその内容を「１」とし、
小さい検出データであればその内容を「Ｏ」として２値
化した検出データをそれぞれＤ□ｈ　’　（ＩＩＩ、ｎ
）、　Ｄ２．　’　（ｍ、ｎ）とする。一方、ステップ
Ｓ、で求めたピークアドレスＮの近傍の整数をＮ”で示
すと、第１検出データＤ工＋（Ｉｌｌ＋ｎ）について各
ピークアドレスＮに対応するデータコードＡＤ□、（Ｎ
”）は、以下に記載する２進−１０進変換式によって求
められる。

ＡＤｌ、（Ｎ”）＝２’ＸＤ□、’　　（１，Ｎ″）＋
２’ＸＤ１．’　（２，Ｎ”）＋２’　Ｘ　Ｄ□、’　
　（３，Ｎ”）＋・・・　・・・＋２°ＸＤ’□、　（
８，Ｎ”）　　　・・・　・・・　・・・　（２）この
ようにして、第１、第２検出データＤ□、（ｍ。

ｎ）、Ｄｉｎ（ｍｅｎ）について、それぞれ第１、第２
データコードＡＤよ、（Ｎ”）、　ＡＤ、、（Ｎ”）が
求まるが、これは被測定物上の点位置と対応しており、
点位置データに相当する。次に、ステップ、。に移行す
る。ステップＳ１゜においては、対応点探索処理を行な
う。ここで、予めＭ系列パターンによって生ずる１０進
コードとアドレスナンバーとを対応させるテーブルを第
８図（、）に示すように用意しておくものである。そし
て、測定によって得られた第１、第２データコードＡＤ
１．（Ｎ’″Ｌ　ＡＤ２．（Ｎ−）について、第８図（
ｂ）、第８図（ｃ）に示すように、それぞれ対応するア
ドレスナンバーに置き換え、以下アドレスナンバーによ
って対応点位置の探索を行っている。すなわち、同じア
ドレスナンバーを有する第１データコードと第２データ
コードとのピークアドレスＮ１．Ｎ、とを（Ｎ工、Ｎ２
）の組とする。ここで、アドレスナンバーが同じである
ということは、被測定物１の点位置に対応していること
を意味している。。この第８図（ａ）においては、検出
ナンバー４．５に同一のアドレスナンバーが示されてい
るが、これは、測定誤差として現れるものである。この
ように、同一のアドレスナンバーが現れたときには、点
位置が決定できないからその検出データを使用しないこ
とにする。

次に、ステップＳ　ｘｘに移行する。ステップＳ工。

において、座標演算処理を行う。同じアドレスナンバー
の第１データコードのピークアドレスＮ１と第２データ
コードのピークアドレスＮ２とから被測定物１の点位置
の座標値を演算により求める。

第１、第２リニアイメージセンサ−３８，４０の端部か
らピークアドレスＮ１．Ｎｚの位置までの距離Ｘｔｉｌ
ＸＩ□は素子間隔をαとすれば、ｘ、、：：α×Ｎいｘ
、２＝αＸＮ２で表される。そこで、第９図に示す配置
のもとでは、被測定物上の点Ｐの座標Ｘ、Ｙ。

Ｚは、幾何学的に以下の式によって求められる。

ａ　（ｘ、’　−ｘ、）　＋Ｌ１−Ｌ。

Ｙ＝β・ｙ。

α（ｘ％　　ｘ＠）＋Ｌよ−Ｌ２ ここで、βは、モータＭ２による移動ピッチ間隔、Ｌ工
、Ｌ２は第１、第２リニアイメージセンサ−３８，４０
の左端から対物レンズ３４．３６の中心○い０２までの
それぞれの距離、Ｌは対物レンズ３４．３６の中心Ｏｘ
　＋０２の間の距離、ｆは対物レンズ３４．３６の焦点
距離である６なお、上記Ｘ、Ｙ、Ｚ座標は、は対物レン
ズ０１を座ｅＡＥ＜点としたものである。

ステップＳ工、において座標演算処理が終了するとステ
ップＳ１２において制御演算部５０の制御により、モー
タＭ２が、ハウジング４２をピッチβだけ移動させ、Ｙ
方向の移動回数Ｑを「１」個増加させ、ステップＳ２へ
戻る。ステップＳ２においては、前述のととくＹ方向の
移動回数Ｑが所定回数Ｑ７となるまで、ステップＳ３に
進み測定を続けるが、所定回数Ｑ、となったときには、
ステップＳ１３に進む。ステップＳ１３においては、こ
れまで得られた被測定物１の座標を整理してメモリ５８
に書き込み、書き込み終われば、ステップ、４に進む。

ステップＳ１４においては、測定結果をプリンタ、ＣＲ
Ｔ等に出力し、これによって測定が−通り終了する。

（効果） 本発明に係る形状測定装置は５以上説明したように、複
数のＮ進コードを互い１３区別できるように予め定めら
れた規則によってピッチ幅方向にパターン要素が配列さ
れたパターンを有するパターン部と、 上記パターンを上記ピッチ幅方向に規則に従って移動さ
せる移動部と上記パターンを被測定物上に投影する投影
光学系とを有する投影部と。

上記移動部によるパターンの移動のたびに上記パターン
が投影された被測定物の表面情報を２つの異なった方向
から測定して第１検出データと第２検出データとを検出
する検出部と、 上記第１検出データと上記第２検出データの各々から被
測定物の点位置に対応した第１位置データと第２位置デ
ータを抽出する抽出部と、上記第１位置データと該第１
位置データに対応した第２位置データとから被測定物の
点位置の座標を演算する演算部とからなるものであるか
ら。

複数種類のパターンを準備しなくとも、唯一個のパター
ンをそのピッチ幅方向に移動させるのみで、互いに異な
る複数種類の投影パターン像を得ることができることに
なり、もって、被測定物の形状を高精度かつ容易に検出
できるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る形状測定装置の要部構成を示す図
、第２図は本発明に係るＭ系列のパターンを作成するた
めのレジスタの構成の一例を示す図、第３図は本発明に
係るＭ系列を得るためのレジスタの内容を２進−１０進
表として示した図、第４図は本発明に係るＭ系列のパタ
ーンを有するパターン板の部分拡大図、第５図は他のＭ
系列を得るためのシフトレジスタの構成を説明するため
の図、第６図は本発明に係る形状測定装置の作用を説明
するためのフローチャート、第７図は本発明に係る形状
測定装置の作用を説明するための検出出力図、第８図（
ａ）、第８図（ｂ）、第８図（ｃ）は本発明に係る形状
測定装置に基づいてデータ処理を行なうときに使用する
表の説明図、第９図は本発明に係る形状測定装置に基づ
いて被ａｉｌｌ定物の点位置の座標を求める演算処理の
説明図、第１１図は本発明に係るピークアドレス処理の
一例を示すための説明図である。 １・・・被測定物、１０・・・投影部、１２・・・パタ
ーン板１４・・・パターン、１６・・・光源、１８・・
・投影レンズ、２０・・・スリット、３０・・・第１検
出部、Ｍ工・・・モータ３２・・・第２検出部、３４．
３６・・・対物レンズ３８・・・第１リニアイメージセ
ンサ、５０・・・制御演算部、５８・・・メモリ４０・
・・第２リニアイメージセンサ Ｍ２・・・モータ Ｄ第２　図 第３図 Ｎ　４　図 Ｎ５図 図面の浄書（内容に変更なし） 第７図 リニアイメージセンサ（１ｍｉＮｔ） 第９図 図面の浄舎（内容に変更なし） １１ＡＩＩ　　　　ＩＩ日 手続補正杏（方式） 昭和６１年７月１日 昭和６１年特許顆第０８９５１４号 ２、発明の名称 形状測定装置 ３、補正をする者 事件との関係　　　　出願人 名称　東京光学機械株式会社 ４、代理人 東京都中央区日本橋蛎殻町１−１３−１２５、補正命令
の日付 図面中、第６図、第７図、第１０図、第１１図を別紙の
通り補正する。 手続補正帯（方式） ％式％ ２、発明の名称 形状測定装置 ３、補正をする者 事件との関係　　　　出願人 名称　　東京光学機械株式会社 ４、代理人 東京都中央区日本橋蛎殻町１−１３−１２５、補正命令
の日付 昭和６２年８月５日（発送口　同年８月２５日）６、補
正の対象　　　　明細書 ７、補正の内容

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）複数のＮ進コードを互いに区別できるように予め
   定められた規則によってピッチ幅方向にパターン要素が
   配列されたパターンを有するパターン部と、 上記パターンを上記ピッチ幅方向に規則に従って移動さ
   せる移動部と上記パターンを被測定物上に投影する投影
   光学系とを有する投影部と、上記移動部によるパターン
   の移動のたびに上記パターンが投影された被測定物の表
   面情報を２つの異なった方向から測定して第１検出デー
   タと第２検出データとを検出する検出部と、 上記第１検出データと上記第２検出データの各々から被
   測定物の点位置に対応した第１位置データと第２位置デ
   ータを抽出する抽出部と、 上記第１位置データと該第１位置データに対応した第２
   位置データとから被測定物の点位置の座標を演算する演
   算部とから構成されることを特徴とする形状測定装置。
2. （２）上記パターンは、直線方向に配列されたＭ系列パ
   ターンであり、上記移動部は、上記Ｍ系列パターンをそ
   の配列方向に移動させる構成であることを特徴とする特
   許請求の範囲第１項に記載の形状測定装置。
3. （３）上記検出部は、上記移動方向に間隔をもって配置
   された第１イメージセンサーと第２イメージセンサーと
   を有すると共に、上記Ｍ系列パターンが投影された被測
   定物の像を上記第１イメージセンサーと第２イメージセ
   ンサー上にそれぞれ形成させる結像光学系とを有し、上
   記第１イメージセンサーの出力が上記第１検出データに
   対応し、上記第２イメージセンサーの出力が上記第２検
   出データに対応していることを特徴とする特許請求の範
   囲第２項に記載の形状測定装置。
4. （４）上記抽出部の第１位置データは、上記移動部によ
   るＭ系列パターンの移動ごとに生成される上記第１イメ
   ージセンサーの各素子出力を単位とし、上記抽出部の第
   ２位置データは、上記移動部によるＭ系列パターンの移
   動ごとに生成される上記第２イメージセンサーの各素子
   出力を単位とすることを特徴とする特許請求の範囲第３
   項記載の形状測定装置。