TWI396825B - 三次元形狀測量方法 - Google Patents

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Description

三次元形狀測量方法
本發明係有關於一種三次元形狀測量方法，其掃描非球面透鏡等之光學元件或模具等之被測量物的表面，並超高精度地進行被測量物之形狀測量或粗糙度測量等。
作為掃描光學元件或模具等之被測量物的表面，並高精度地測量被測量物之形狀的方法，已廣知利用三次元形狀測量裝置。一般，三次元形狀測量裝置係一面使接觸式或非接觸式的探針接近被測量物使兩者變成大致固定的距離或大致固定的力之方式控制探針位置，一面使該探針沿著該被測量物之測量面移動，並測量該被測量物的測量面形狀。
如這種三次元形狀測量裝置之一係利用雷射測距器和基準平面鏡的三次元形狀測量裝置，例如特開2006-105717號公報已有揭示。茲利用第9圖說明此三次元形狀測量裝置。
三次元形狀測量裝置20以使朝向X軸方向、Y軸方向以及Z軸方向自由移動之原子間力探針5的前端追蹤設置於平台1上之透鏡等被測量物2之測量面2a，並測量被測量物2的測量面形狀之方式構成。在此，於裝載被測量物2之平台1之上，經由X工作台9及Y工作台10之上放置朝向X軸方向及Y軸方向自由移動的移動體3，並且移動體3之上安裝有朝向Z軸方向自由移動之Z軸移動體11， 而原子間力探針5則安裝於此Z軸移動體11上。再來，在使移動體3朝向X軸方向、Y軸方向移動時，藉此Z軸移動體11及原子間力探針5朝向Z軸方向移動，而追蹤被測量物2之測量面2a的形狀，並可掃描原子間力探針5。
於平台1之上，經由支持部而配置X參照鏡、Y參照鏡以及Z參照鏡，而且將雷射測距光學系統4設置於移動體3，並根據已知的光干涉法，可分別測量以X參照鏡6為基準之探針5的X座標、以Y參照鏡7為基準之探針5的Y座標以及Z參照鏡8為基準之探針5的Z座標等探針5的各座標。
以下說明這種三次元形狀測量裝置20之三次元形狀的測量步驟。首先，將關於在被測量物2之測量面2a的形狀之設計資訊輸入附屬於三次元形狀測量裝置20之的計算處理裝置。接著，使探針5以固定的測量壓力追蹤被測量物2的測量面2a，根據特開平2-254307號公報所記載的方法等，決定測量面2a之中心。然後，在測量面2a上，使探針5朝向二次元方向(X軸及Y軸方向)進行面掃描或一次元方向(X軸方向或Y軸方向)進行線掃描，並求得高度方向資料(Z)，而測量被測量物2之測量面2a的形狀。
在測量形狀時，預先設定沿著探針5的掃描方向之一定的已固定之取樣間距，並對各取樣間距取得測量資料。在此所指之探針5的掃描方向係指二次元方向(X軸及Y軸方向)或一次元方向(X軸方向或Y軸方向)，係X-Y平面上的移動距離。例如在朝向僅X軸方向之一次元方向進行線掃描的情況，根據探針5朝向X軸方向所移動的距離對 各既定值取入測量資料。
如上述所示，在預設沿著探針5之掃描方向的取樣間距後測量的情況，和被測量物2之形狀無關，根據固定的取樣間距取得測量資料。即，即使在測量例如反射鏡般具有接近平面之形狀的被測量物2的情況，或是在測量例如透鏡般測量面的傾斜角具有超過60度之角度的被測量物2的情況，都根據一樣(固定)之取樣間距取入測量資料。
可是，在此情況，在測量如反射鏡般具有接近平面之形狀的被測量物2的情況，若將沿著探針5之掃描方向的取樣間距固定為既定值，被置換成沿著表面形狀的取樣間距時亦根據固定的間隔取得測量資料，但是在測量如透鏡般測量面的傾斜角具有超過例如60度之角度的被測量物2的情況，將朝向探針5的行進方向以固定之間距所固定的取樣間距，置換成沿著被測量物2之表面形狀的取樣間距時，根據以對X-Y平面之被測量物2的表面形狀之傾斜所表示的傾斜角度，而實際上探針5移動之三次元的取樣間距有所變化，傾斜角度愈大的部分，取樣間距變成愈大。
例如，思考朝向X軸方向進行線掃描而測量如第10圖所示半徑R=5mm的球面的情況。在此，一面使移動體3朝向僅X軸一次元方向移動，一面利用探針5掃描的情況，若設定探針5之行進方向的X軸以s'=0.1mm之等間距進行取樣時，根據s'=s1'=s2'=…=sn'的條件取得測量資料。在被測量物2之球面的頂點之傾斜角度比較小的附近，沿著表面方向之間距s1亦可看成約0.1mm的間距。可是，從頂點朝向X軸方向移動4.3mm的情況，雖然被測量物表面 之傾斜角度變成約60度，但是將在該位置之取樣問距sn'置換成沿著被測量物2之表面方向的間距sn時，間距sn擴大至0.2mm。這意指被測量物2之表面的傾斜角度愈大，沿著表面之間距(移動量)變成愈寬，變成在實際之探針5的移動有變動之狀態測量被測量物2的表面形狀，而測量不佳。
作為可應付這種不良之決定取樣間距的別種方法，例如於特開2005-345123號公報，記載因應於被測量物之表面狀態的判定結果而決定參數的方法。
在此，表面狀態係指沿著探針的行進方向之該被測量物表面的表面方向變化率、曲率半徑、粗糙度、起伏之至少任一個，除了取樣間距以外，亦藉由因應於表面狀態的判定結果而調整探針的行進速度等，導至測量時間的縮短或測量精度的提高。
在專利文獻3，記載將係表面狀態之一的曲率半徑用作決定取樣間距的參數，例如在將球面朝向X軸方向進行線掃描並測量的情況，思考將係表面狀態之一的曲率半徑用作決定取樣間距之參數的情況，因為對係探針之行進的X軸方向總是保持固定的曲率半徑，所以在將沿著表面之掃描位置作為座標的情況，可一面使沿著表面之取樣間距變成定值一面測量。
可是，將如第11圖所示之具有非球面形狀的透鏡作為一例，思考朝向X軸方向進行線掃描並測量的情況，難沿著表面形狀以固定的取樣間距取得測量資料。關於這一點如以下所述。所舉例之透鏡具有以通過係頂點之原點的法 線為中心軸之旋轉對稱的非球面形狀，而直徑為19mm、Z軸方向之變化量約3.5mm的透鏡。求此透鏡在各掃描位置之曲率半徑時，如第12圖所示，曲率半徑逐漸變化，中心附近之曲率半徑係約16mm，而外周附近的曲率半徑變成約8mm，曲率半徑變化至約一半。在此，在第12圖的橫軸表示非球面形狀之被測量物的徑向位置(座標)。根據該方法所決定之取樣間距如第13圖所示，因為因應於從Rmin至Rmax之曲率半徑而逐漸變化，所以和接近中心之曲率半徑大的部分之取樣間距相比，遠離中心之曲率半徑小的部分之取樣間距變小，而難沿著表面形狀以固定的取樣間距取得測量資料。
在此，在第13圖，(1)在假設Rmin=8mm、Rmax=16mm、取樣間距Lmin=0.1mm、Lmax=0.2mm的情況，及(2)在假設Rmin=8mm、Rmax=16mm、取樣間距Lmin=0.09mm、Lmax=0.11mm的情況，對第11圖所示之具有非球面形狀的透鏡朝向X軸方向進行線掃描並測量時，變成在取樣間距如第14圖所示變化下進行測量。藉由改變取樣間距的設定，雖然能以接近等間距的形狀測量，但是難沿著表面形狀以固定的取樣間距取得測量資料。
如上述所示，在以往之測量方法，對於在光學元件或模具等中具有非球面形狀的被測量物2，因為無法沿著被測量物2之表面形狀設定成固定的取樣間距，所以難高精度地取得測量資料。
本發明的目的在於提供一種三次元形狀測量方法，解 決上述之課題，其即使係被測量物具有非球面形狀者，亦可極高精度地取得測量資料。
為了解決上述之課題，本發明的三次元形狀測量方法，為了對於取得測量資料之取樣間距，可從設計資料等之被測量物的既得形狀資訊，沿著被測量物的表面形狀根據固定的間隔而取得測量資料，逐次算出沿著探針之掃描方向的取樣間距，並使用根據該值所決定的取樣間距而取得測量資料。
即，其特徵為：將從被測量物的既得形狀資訊所得之在掃描上的各位置之被測量物的測量面之法線方向所畫的直線、和被測量物之中心線的交點作為中心，並將在被測量物之表面上的位置和被測量物之表面形狀相切的圓作為近似圓，再從該近似圓的半徑，算出被測量物之測量資料的取樣間距。
更詳細說明之，作為可從設計資料等之被測量物的既得形狀資訊，沿著被測量物的表面形狀根據固定的間隔而取得測量資料之取樣間距的算出方法，係從在探針所掃描之各位置的被測量物之表面形狀的傾斜角度、和在位置所近似地求得之近似圓的半徑算出的方法。作為求得近似圓的方法，製作在探針所掃描之各位置的表面形狀之法線、和從被測量物的設計資料等得知之通過被測量物的原點之法線的交點，再以該點為中心，將在被測量物之表面上的各位置和表面形狀相切的圓決定為近似圓。使用此近似圓的半徑計算取得下一測量資料的位置，再從計算結果依序決定 係探針的掃描方向之X-Y平面上的取樣間距下去。即，以相當於近似圓之圓弧的部分之距離變成與沿著表面形狀的距離相等之距離的方式算出中心角的角度，再根據該角度，將從表面之位置沿著近似圓僅前進既定距離的位置作為下一取樣間距的點，而求得探針的取樣間距。藉此，可設定成沿著被測量物之表面形狀的間距變成定值。
若依據本發明之三次元形狀測量方法，因為即使在被測量物之形狀為非球面形狀的情況，亦能和測量位置之傾斜角度無關，而沿著表面形狀以固定的取樣間距取入資料，所以可極高精度地取得測量資料。
以下，一面參照圖面一面說明本發明之實施例的三次元形狀測量方法。此外，關於此三次元形狀測量方法所使用之三次元形狀測量裝置的構造，因為係和第9圖所示之以往的三次元形狀測量裝置一樣，所以省略其說明。又，對三次元形狀測量裝置之各構成元件賦予相同的符號。
使用第1圖所示之流程圖，說明本發明之三次元形狀測量方法。首先，向計算處理裝置輸入被測量物2的設計資訊(包含有形狀資訊)、沿著X-Y軸方向的速度、掃描範圍等之探針5的動作條件、以及沿著表面形狀之取樣間距等(步驟S1~S3)。接著，作為形狀測量的前階段，使探針5以固定的測量壓力追蹤被測量物2的測量面，根據掃描被測量物2之中心附近的結果和設計資料等之形狀資訊，決定中心(步驟S4)。決定中心後，進行形狀測量。此形狀測 量係根據所預設之速度等的動作條件，驅動X工作台9及Y工作台10，而使移動體3朝向X-Y軸方向移動(步驟S5)，而該移動體3支持探針5朝向Z軸方向自由移動。因而，追蹤被測量物2之Z軸方向的形狀變化，而使探針5朝向Z軸方向移動(步驟S6)。將此時之X軸、Y軸、Z軸之各軸方向的座標值，根據預先所預設之取樣間距逐次取得測量資料(步驟S7、S8)。
是那時之測量資料的取得方法，如第2圖所示，在取得(輸入)被測量物2之設計資訊(步驟S11)後，首先，在測量前決定(輸入)沿著被測量物2之表面形狀的取樣間距(步驟S12)，根據以沿著被測量物之表面形狀的間距所設定之取樣間距s，預先置換成對朝向係探針之行進方向的X-Y軸方向所移動之距離的取樣間距s'，在實際測量時根據s'，並根據使探針5朝向X-Y軸方向所移動的距離，逐次取得測量資料。
在此，對於在設定成以沿著被測量物2之表面形狀的固定的取樣間距s取入測量資料的情況，說明被置換成朝向係探針5之行進方向的X-Y軸方向所移動之距離的取樣間距s'之決定方法。首先，說明使探針5朝向僅X軸方向的一次元方向進行線掃描，而取得測量資料時的方法。
如第3圖所示，為了決定被置換成朝向係探針5之行進方向的X-Y軸方向所移動之距離的取樣間距s'，首先，想到從作為沿著被測量物2之表面形狀的距離所設定之取樣間距s、從設計資料等之被測量物2的既得表面形狀資訊所計算之被測量物2的表面形狀之傾斜角度θ、以及 朝向表面形狀之切線方向所畫的直線求得取樣間距s'的情況。在此，對於使探針5朝向X軸方向進行線掃描並測量的情況，說明該取樣間距s'的算出方法。具體而言，首先，對表面形狀的某位置畫切線。接著，從畫該切線的位置向取得下一測量資料之位置的方向，求得切線之長度變成和取樣間距s相等的位置，再將至此位置之探針5的移動距離決定為被置換成朝向X-Y軸方向所移動之距離的取樣間距s'。
即，若計算在被測量物2之傾斜角度為θ的位置之行進方向的移動量(取樣間距)s'，如下式之關係成立。
s'=s．cos θ
從該數學式，因應於被測量物2的傾斜角度θ，而可從簡單的計算進行沿著行進方向之取樣間距s'的設定。
可是，在根據該數學式而設定取樣間距s'的情況，所取得之測量資料在被測量物2之傾斜角度愈大時沿著實際之表面形狀的取樣間距變成愈大，而與所設定之取樣間距的誤差變成愈大。例如，設想測量半徑5mm之球面的情況。作為此時之條件，設想沿著X軸方向之僅一方向的線掃描的情況，並設想將沿著表面形狀之取樣間距設定成0.1mm並測量的情況。如第4圖所示，因為隨著傾斜角度θ變大，而沿著表面形狀之實際的取樣間距s之誤差變大，所以即使僅根據被測量物2之表面的傾斜角度θ決定取樣間距s'，亦難進行沿著表面形狀之等間距的測量。
因此，在本發明之三次元形狀測量方法，除了使用該被測量物2之表面的傾斜角度θ而算出以外(步驟S13)，設 定在畫表面之切線的位置和表面形狀相切的近似圓，再使用該近似圓的半徑R'進行被置換成朝向X-Y軸方向所移動之距離的取樣間距s'之計算(步驟S14~S16)。因而，能以更接近等間距測量(步驟S17)。
更詳細說明此方法，在此情況亦一樣，說明使探針5朝向X軸方向進行線掃描並測量的情況。如第5圖所示，首先，從被測量物2之設計資料等的形狀資訊，求得在表面之位置(Xi 、Zi )的傾斜角度θi 。至此為止和上述的方法一樣。接著，參照在表面之位置(Xi 、Zi )的傾斜角度θi ，求得法線方向的直線。又，求得通過被測量物2之原點的被測量物2之中心線T，再產生這2條直線的交點。將此點作為Pi (0、Z0i )，以這點Pi 為中心，製作在被測量物2之表面的位置(Xi 、Zi )和被測量物2的表面相切的圓，並將此圓作為近似圓。因為中心點Pi (0、Z0i )和表面的位置(Xi 、Zi )之距離成為近似圓的半徑Ri '，所以可從下式算出半徑Ri '。
Ri '=Xi /sin θi 當作此圓可近似地表示被測量物2的形狀，以相當於圓弧之部分的距離變成與作為沿著表面形狀之距離所設定的取樣間距同一距離的方式算出角度α。取樣間距s、近似圓半徑R'以及角度α具有如下之關係。
S=R'．α
根據依此方式所算出之角度α，從表面的位置(Xi 、Zi )沿著半徑R'之圓前進僅距離s的位置為下一取樣間距的點(Xi+1 、Zi+1 )，並求得此值。因為此位置和被測量物之表面 的位置嚴格上有偏差，所以將Xi 的座標設為取得下一測量資料的點。依此方式，被置換成朝向X-Y軸方向所移動之距離的取樣間距s'變成下式，s'=Xi+1 -Xi 藉由依序重複此計算下去，而可決定被置換成朝向X-Y軸方向所移動之距離的取樣間距s'。
在此，將具有如第11圖所示之非球面形狀的透鏡作為被測量物2的一例，設想朝向X軸方向進行線掃描並測量的情況。被列舉為此被測量物2之一例的透鏡，具有以通過係頂點之原點的法線為中心軸之旋轉對稱的非球面形狀。具有這種形狀之被測量物2，因為通過原點的法線和中心軸一致，所以近似圓的中心變成(0、Z0i )。
該表面座標(Xi 、Zi )若以近似圓之中心為原點之新的座標思考，則變成(Ri '．sin θ、Ri '．cos θ)。在思考以近似半徑之中心為原點的角度α之旋轉的情況，如下之取樣位置的計算式變成下式。
在此，從自上式所導出的表面座標Xi+1 ，和上述一樣地求得在表面座標Xi+1 之被測量物2的近似圓之曲率半徑及傾斜角度，再根據此值決定下一取樣位置Xi+2 下去。依序重複這種計算下去，藉由據此預先變換成沿著X-Y軸方向的間距後測量，而能以更接近等間距取得測量資料。
在依此方式決定取樣間距時，關於和沿著非球面之表 面形狀的間距之誤差，一面和習知例比較一面圖示於第6圖。在此，將具有第11圖所示之非球面形狀的透鏡作為被測量物2的對象，係具有以通過係頂點之原點的法線為中心軸之旋轉對稱的非球面形狀，而直徑為19mm、Z軸方向之變化量約3.5mm的透鏡。對於進行沿著X軸方向之僅一方向的線掃描之情況檢討探針5的掃描方法。在第6圖之習知例(1)，係預先以定值設定沿著係探針5之掃描方向的X軸方向之取樣間距，並對各取樣間距取得測量資料之以往的方法，係將取樣間距固定為0.1mm並取得測量資料時的結果。習知例(2)，係從被測量物之表面的曲率半徑一面改變取樣間距一面取得測量資料的方法，係在將第13圖之設定值設定為Rmin=8mm、Rmax=16mm、取樣間距Lmin=0.09mm、Lmax=0.11mm的情況，取得測量資料時之結果。而，在設定沿著表面形狀之取樣間距時以該方法變換成沿著X-Y軸方向之間距後取得測量資料的情況，在測量具有非球面形狀之透鏡時，實際上由於測量資料取得位置的誤差，而發生奈米等級的誤差，但是能以大致固定的間距高精度地取得測量資料。
又，關於該測量方法的說明，雖然說明如使探針5和X軸平行地移動，或者使探針5和Y軸平行地移動般使探針5朝向僅一方向掃描之線掃描測量的情況，但是亦可適用於其他的掃描方法，首先，作為第1種方法，如第7(a)、(b)圖所示，有藉由圓周狀地重複測量而掃描表面形狀的方法。此測量在測量和與X-Y軸方向彼此正交之Z軸平行地具有旋轉對稱軸，並具有以該軸為中心之旋轉對稱的形 狀之被測量物2的情況，係有效的測量方法。在此測量，探針5以旋轉對稱軸為中心，如畫圓般地移動，根據所預設之取樣間距而取得測量資料。此時所設定之取樣間距，亦可係設定成探針5之朝向X-Y軸方向的移動距離變成定值，或者也可以預先將取樣間距設定成將探針5朝向X-Y軸方向移動之軌跡所畫的圓進行等分割之方法。若繞完1圈，沿著探針5移動之軌跡所畫的圓之法線方向僅移動定量，然後，又一面如探針5之軌跡畫圓般掃描一面取得測量資料下去。將此時沿著探針5移動之軌跡所畫的圓之法線方向僅移動定量的量稱為進給量。在探針5僅移動進給量後，又和剛才一樣地如繞原點畫圓般將X工作台9及Y工作台10移動下去。
在此測量的情況，作為係朝向在掃描時所製作之圓的法線方向之移動量的進給量，藉由利用上述之算出取樣間距的方法而設定因應於傾斜角度的進給量，而可沿著被測量物2的表面形狀設定固定的進給量。
作為具體的方法，使圓周狀地掃描時之起點從X軸上之＋側開始，在X-Y平面上進行朝向反時鐘方向畫圓的掃描。在繞1圈後至探針5再移至X軸上的時刻，使其僅移動既定之進給量，又，從X軸上之＋側開始圓周上的掃描，而在此時之進給量的決定，係由根據在此X軸上之起點的決定，將從被測量物2之傾斜角度和近似圓所算出的量決定為進給量。利用此方法，例如在X-Z平面製作截面的情況，將截面上之測量位置相連下去時，和上述之工作台僅 朝向軸向移動時一樣，可沿著表面形狀以固定的取樣間距取入測量資料。
接著，作為第2種方法，例如如第8圖所示，在Y軸方向固定之狀態使探針5僅朝向X軸方向移動，並根據所預設之取樣間距而取得測量資料。若既定之區間的測量結束，使探針5朝向Y軸方向僅移動定量。將此移動量稱為進給量。然後，和剛才一樣，重複地使探針5朝向X軸方向移動並測量下去。
關於此時之取樣間距的決定方法，例如在第8圖的情況，在通過掃描時所製作之線段的X-Z平面製作截面，藉由求得在該截面上所算出之傾斜角度和近似圓的半徑，而可決定在各線段上之取樣間距下去。
又，關於此時的進給量，和上述之圓周狀地測量之第1種方法一樣，亦可利用上述之算出取樣間距的方法而決定對應於傾斜角度的進給量。
此外，上述實施例，雖然說明在既得設計資訊上使用設計資料之形狀資訊的情況，但是未限定如此，亦可在既得設計資訊上使用藉由測量被測量物而得到之形狀資料的資訊。
本發明之三次元形狀測量方法，除了三次元形狀測量裝置以外，亦可利用於表面粗糙度測量機等。
1‧‧‧平台
2‧‧‧被測量物
2a‧‧‧測量面
3‧‧‧移動體
4‧‧‧雷射測距光學系統
5‧‧‧探針
6‧‧‧X參照鏡
7‧‧‧Y參照鏡
8‧‧‧Z參照鏡
9‧‧‧X工作台
10‧‧‧Y工作台
11‧‧‧Z軸移動體
20‧‧‧三次元形狀測量裝置
第1圖係用以說明本發明之實施例的三次元形狀測量方法之流程圖。
第2圖係本發明的實施形態之決定用以沿著表面形狀以固定間隔取得測量資料的取樣間距之流程圖。
第3圖係示意地表示僅根據在被測量物之各位置的傾斜角度變換取樣間距之方法的圖。
第4圖係表示在利用僅根據在被測量物之各位置的傾斜角度變換取樣間距之方法測量球面的情況所產生之取樣間距的誤差量之圖。
第5圖係示意地表示從在被測量物之各位置的傾斜角度、近似圓變換取樣間距之方法的圖。
第6圖係表示利用從在被測量物之各位置的傾斜角度、近似圓變換取樣間距之方法實際上測量非球面時所產生的誤差量之圖。
第7(a)及(b)圖係各自示意地表示圓周狀地測量被測量物之方法的立體圖及平面圖。
第8(a)及(b)圖係各自示意地表示一面使被測量物朝向Y軸方向移動為固定量，一面朝向X軸方向重複地測量之方法的立體圖及平面圖。
第9圖係表示三次元形狀測量裝置之構造例的立體圖。
第10圖係表示利用以往之三次元形狀測量方法取得測量資料的情況之取樣間距的圖。
第11圖係具有非球面形狀之透鏡的一例之立體圖。
第12圖係表示第11圖所示之透鏡的曲率半徑之變化的圖。
第13圖係表示在以往之方法的曲率半徑和取樣間距之關係的圖。
第14圖係在設定第13圖所示之各種條件的情況，表示探針的移動量和取樣間距之關係的圖。

Claims (5)

  1. 一種三次元形狀測量方法，係使探針(5)在被測量物(2)之測量面(2a)沿著既定之路徑掃描，並測量被測量物(2)的形狀，而該探針(5)係由被驅動於彼此正交之X軸方向及Y軸方向的移動體(1)支持成朝向Z軸方向自由移動，該方法之特徵為：將從既得形狀資訊所得之在掃描上的各位置之朝向被測量物(2)的測量面(2a)之法線方向所畫的直線、和被測量物(2)之中心線的交點作為中心，並將在被測量物(2)之表面上的位置和被測量物(2)之表面形狀相切的圓作為近似圓，再從該近似圓的半徑，算出取得被測量物(2)之測量資料的取樣間距，該既得形狀資訊為被測量物(2)的設計資料之形狀資訊或藉由測量被測量物(2)而取得的形狀資料之資訊，以相當於近似圓之圓弧的部分之距離變成與沿著表面形狀的距離相等之距離的方式算出中心角的角度，再根據所算出之角度，將從表面之位置沿著近似圓僅前進既定距離的位置作為下一取樣間距的點，而求得探針(5)的取樣間距。
  2. 如申請專利範圍第1項之三次元形狀測量方法，其中在設定測量資料的取樣間距時所使用之被測量物的既得形狀資訊係被測量物(2)之設計資料的形狀資訊。
  3. 如申請專利範圍第1或2項之三次元形狀測量方法，其中被測量物(2)具有非球面形狀。
  4. 如申請專利範圍第1或2項之三次元形狀測量方法，其中係以一面以旋轉對稱軸為中心畫圓般地使探針(5)移動，一面測量被測量物(2)之形狀的探針(5)之朝向X-Y軸方向的移動距離變成定值之方式，或探針(5)朝向X-Y軸方向移動之軌跡所畫的圓等分割之方式，設定取樣間距。
  5. 一種三次元形狀測量裝置，係在進行如申請專利範圍第1項之三次元形狀測量方法時所使用，其特徵為：具備有：工作台(9、10)，係在設置被測量物(2)的測量座(1)上朝向水平且彼此正交之X軸方向及Y軸方向移動；Z軸移動體(11)，係朝向與X軸及Y軸彼此正交之Z軸方向上下移動；探針(5)，係安裝於Z軸移動體(11)並測量被測量物的表面；以及測量資料取入手段，係取入X軸、Y軸以及Z軸之座標值，並作為測量資料。
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