WO2014054666A1 - 形状計測方法及び装置 - Google Patents

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WO2014054666A1
WO2014054666A1 PCT/JP2013/076759 JP2013076759W WO2014054666A1 WO 2014054666 A1 WO2014054666 A1 WO 2014054666A1 JP 2013076759 W JP2013076759 W JP 2013076759W WO 2014054666 A1 WO2014054666 A1 WO 2014054666A1
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distance sensor
light
shape
lights
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啓晃 笠井
達雄 針山
渡辺　正浩
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株式会社日立製作所
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Definitions

  • the present invention relates to a shape measuring method and apparatus.
  • an inner surface shape measuring apparatus that irradiates a laser beam on an inner surface of a measurement object and measures the inner surface shape or inner diameter of the measurement object from the reflected light is known.
  • Patent Document 1 As a background art in this technical field, there is JP-A-2008-304407 (Patent Document 1).
  • Patent Document 1 “when the reflecting surface of the prism is fixed on the axis of the laser beam emitted from the laser displacement meter, the object to be measured is changed or the shape of the inner peripheral surface to be measured is changed. Even in such a case, it is not necessary to adjust the arrangement of the laser displacement meter and the prism, and the inner diameter D can be measured with a simple operation, and the reflecting surface of the prism is disposed so as to protrude from the support. Therefore, even when the diameter of the inner peripheral surface of the measurement object is small and the entire measuring part cannot be guided into the inner peripheral surface, the inner diameter of the inner peripheral surface should be measured by guiding the reflecting surface of the prism. Is possible. "
  • Patent Document 2 JP 2011-196899 (Patent Document 2).
  • a laser displacement sensor having a light receiving portion for receiving the reflected light returning is attached, and the laser light emitted from each light emitting portion in the same circumferential direction as each laser displacement sensor is attached to the distal end side of the arm.
  • a prism that changes the direction of the laser beam directed to the inner diameter surface at a right angle and changes the direction of a part of the reflected light from the inner diameter surface of the tube toward the base end side of the arm is attached to each laser. It is described that calculation means for calculating the reflection position of the laser beam on the inner diameter surface of the tube body from the detection value of the displacement sensor and calculating the inner diameter of the tube body from the obtained three reflection positions is provided. .
  • the distance between three points is measured using three displacement meters, and the inner diameter dimension of the tubular body is calculated based on the triangular sine and cosine theorems.
  • This inner diameter measuring device has no problem that the result depends on the rotation accuracy because there is no rotating part, the durability is low because there is a movable part, and the measurement takes time. Since this inner diameter measuring device uses displacement meters as many as the number of measurement points, the size of the device is increased, and in order to measure multiple points, additional displacement meters must be prepared. It is not easy to improve the measurement, the roundness, and the shape of a non-circular tube.
  • an object of the present invention is to provide a shape inspection apparatus with improved durability and measurement accuracy without increasing the size of the apparatus by measuring a large number of points with a single distance sensor. To do.
  • the present invention irradiates a measurement object with measurement light, detects reflected light from the measurement object, and calculates a distance to the measurement object.
  • a separation unit that separates the measurement light into a plurality of measurement lights that are irradiated to a plurality of measurement points, and a selection unit that selects the measurement light to be irradiated onto the measurement object from among the plurality of measurement lights separated by the separation unit
  • a shape measuring device for measuring the shape of the measurement object.
  • the present invention separates measurement light emitted from a distance sensor into a plurality of measurement lights, selects one of the plurality of measurement lights, and selects the selected measurement light.
  • a shape that irradiates the corresponding measurement point detects the reflected light from the measurement point by the distance sensor for each measurement point, calculates the distance from the reflected light to the measurement point, and measures the shape of the measurement object Provides a measurement method.
  • the present invention it is possible to provide a shape inspection device with improved durability without increasing the size of the device by measuring a large number of points with a single distance sensor.
  • FIG. FIG. 2 shows a cross-sectional view in the plane 40 of FIG. 1.
  • 3 is a detailed view of a measurement head 50.
  • FIG. FIG. 3 is a detailed view of the measurement head 50 of FIG. 2.
  • FIG. The example of the processing flow using the shape measuring apparatus 100 of a tubular body inner surface is shown.
  • An example of installation of the measurement head 50 using a tripod 100c is shown.
  • FIG. FIG. 9 shows a cross-sectional view in the plane 40 of FIG. 8.
  • FIG. FIG. 11 shows a cross-sectional view in the plane 340 of FIG. 10. It is the example of the schematic diagram which showed the relationship between the inner surface shape measuring apparatus when the center axis inclines, and the tubular body. It is an example of the schematic diagram at the time of projecting a measurement result to the plane H3 of FIG. It is an example of the block diagram which shows the inner surface shape measuring apparatus 400 in Example 4.
  • FIG. It is an example of the schematic diagram of operation
  • FIG. FIG. 17 shows a cross-sectional view at 540 in FIG. 16.
  • FIG. 1 is an example of a configuration diagram of a shape measuring apparatus 100 for an inner surface of a tubular body according to the present embodiment.
  • FIG. 2 shows a cross-sectional view of the plane 40 in FIG.
  • FIG. 3 is a detailed view of the measuring head 50.
  • FIG. 4 is a detailed view of the measuring head 50 of FIG.
  • the shape measuring device 100 for the inner surface of the tubular body includes a measuring head unit 100a including a measuring head 50, an adapter 60 for connecting the measuring head 50 and the processing machine 70, a relay cable 91, and a control / data processing / power supply circuit.
  • the circuit unit 92 includes a control unit 100 b including a display screen 94.
  • the circuit unit 92 plays a role of transmitting a control signal to the measuring head through the relay cable 91, supplying power to the measuring head, recording a signal transmitted from the measuring head, and processing the data.
  • the display screen displays measurement conditions and measurement results.
  • the measuring head 50 is a case in which the distance sensor 0, the optical switch 2, the optical fibers 10 to 13, the collimating lens mounter adapters 21 to 23, the lenses 31 to 33, and the optical switch 2 are fixed and attached to the distance sensor 0. 1 and a case 20 that can be attached to the case 1 with the collimating lens mounter adapters 21 to 23 fixed thereto.
  • the distance sensor 0 irradiates the laser and calculates the distance from the reflected light.
  • the distance sensor 0 can guide irradiation and detection light with the same optical fiber.
  • the distance measurement method is not limited. For example, there are a Phase-Shift method, a TOF (Time-of-Flight) method, an FMCW (Frequency-modulated Continuous-wave) method, and the like.
  • the optical fiber 10 plays a role of guiding the input of the distance sensor 0 and the detection light.
  • the measurement light is separated from the optical fiber 10 through a separation part (branch point) in the optical switch 2 into measurement light (measurement light that respectively passes through the optical fibers 10 to 13) directed to a plurality of measurement points.
  • the collimating lens mounter adapters 21 to 23 equipped with the lenses 31 to 33 as interference systems that cause the measurement light and the reflected light to interfere with each other are arranged in different directions.
  • the centers of the collimating lens mounter adapters 21 to 23 are O, and the points where the output lights 41 to 43 of the optical fibers 11 to 13 hit the tube are A, B, and C, respectively.
  • FIG. 5 is an example of a schematic diagram of a part of the measurement head 50, the control unit 100b, and the relay cable 91.
  • the circuit unit 92 is a calculation unit that calculates the shape data of the inner surface of the tube from the distances between the measurement points calculated by the power source 92a, the wiring 92b, the control circuit 92c, and the distance sensor 0 and the lenses 31 to 33 as the interference system.
  • the signal processing circuit 92d and the light source 92e, and the relay cable 91 includes a power supply line 91a, a control line 91b, a signal transmission line 91c, and a transmission optical fiber 91d for sending the light source to the distance sensor 0.
  • the power source 92a supplies power to the display screen 94, the control circuit 92c, the signal processing circuit 92d, and the light source 92e through the wiring 92b, and supplies power to the distance sensor 0 and the optical switch 2 through the wiring 91a. Fulfill.
  • the control circuit 92c serves to send a control signal to the optical switch 2 via the control line 91b.
  • the optical switch 2 serving as a selection unit for selecting whether to irradiate the measurement point with any of the plurality of measurement lights can select which of the optical fibers 11 to 13 is connected to the optical fiber 10 by an external control signal. it can.
  • the separation unit and the selection unit are integrated with each other as the optical switch 2, but each may have a separate configuration.
  • the connection destination with the optical fiber 10 selected by the optical switch 2 is an optical fiber 11.
  • the output light from the distance sensor 0 is guided to the optical switch 2 by the optical fiber 10.
  • the optical switch 2 guides the light to the optical fiber 11, passes through the lens 31, and irradiates the inner surface of the tube body 80.
  • the reflected light from the tube 80 passes through the lens 31, the optical fiber 11, the optical switch 2, and the optical fiber 10, is detected by the distance sensor 0, converted into an electrical signal, and then converted by the signal transmission line 91c by the signal processing circuit 91d. , OA distance a is calculated.
  • the distance detected by the distance sensor 0 is the distance between the measurement point A and the lens 31 as the interference system, but the lens 31 is disposed at substantially the same position as the distance sensor 0. In the following description, it is assumed that the distance sensor 0 detects the OA distance.
  • the distance b of the OB is calculated using the optical fiber 12 as the connection destination with the optical fiber 10 selected by the optical switch 2.
  • the OC distance c is calculated with the optical fiber 13 selected as the connection destination of the optical fiber 10 selected by the optical switch 2.
  • the inner diameter of the tube can be calculated from the measurement results a, b, and c using the sine and cosine theorems.
  • the processing machine 70 includes a base 71 for fixing the tube body 80, a support column 72, an elevating unit 73, a beam 74, and an attachment chuck 75.
  • the elevating unit 73 moves up and down, so that the shape measuring device 100 on the inner surface of the tube body is operated. It moves in the axial direction of the tube body 80, and an inner diameter change in the axial direction of the tube body can be observed.
  • the inner surface shape can be measured without rotating the tube body 80 or the tubular body inner surface shape measuring apparatus 100. Therefore, the accuracy due to the rotation of the runout is accurate. No deterioration occurs and the durability is excellent.
  • the lenses 31 to 33 can be replaced with lenses having different focal lengths, and the focus position can be adjusted to the tube.
  • the focus positions of a plurality of lenses can be changed simultaneously, so that the focus position can be adjusted to the tube without replacement.
  • the number of measurement points can be easily increased by increasing the number of branches of the optical switch, optical fiber, collimating lens adapter, and collimating lens.
  • FIG. 6 is an example of a processing flow using the shape measuring device 100 for the inner surface of the tubular body.
  • the tubular body 80 is fixed to the base 71, the range of the target inner diameter is input (S101), processed (S102), the processing tool is removed (S103), the measuring head 100a is attached (S104), and the optical switch 2 is used.
  • the connection destination with the selected optical fiber 10 is set to one of the optical fibers 11 to 13 (S105), the distance is measured (S106), and it is determined whether the number of measurement points is equal to 3 (S107). Sets the connection destination of the optical fiber 10 selected by the optical switch 2 to any of the optical fibers 11 to 13 that have not been set so far (S105).
  • the inner diameter is calculated (S108), and it is determined whether the inner diameter is within the range of the nominal inner diameter (S109). If not, the measuring head unit 100a is removed and the machining tool is used. Install and process.
  • the tube body 80 can be processed without being removed from the base 71.
  • the adapter 60 for connecting the measuring head 50 and the processing machine 70 is used for mounting on the processing machine.
  • the tube body 80 or the base 71 using a tripod 100c is used. It may be installed to measure the shape of the tube inner surface.
  • the distance sensor 0 is rotated by one distance sensor 0 by providing the distance sensor 0 with the collimating lens mounter adapters 21 to 23 as the separation unit and the optical switch 2 as the selection unit.
  • the distance to a plurality of measurement points can be detected without doing so.
  • the inner diameter of the tube can be calculated by measuring the distance to the three measurement points.
  • FIG. 8 is an example of a configuration diagram illustrating the inner surface shape measuring apparatus 200 according to the second embodiment.
  • FIG. 9 shows a cross-sectional view in the plane 40 of FIG. The description of the components having the same functions as those already described with reference to FIGS. 1 to 2 is omitted.
  • the collimating lens mounter adapters 21 to 25 equipped with the lenses 31 to 35 are arranged in different directions.
  • the centers of the collimating lens mounter adapters 21 to 25 are O, and the points where the output lights 41 to 45 of the optical fibers 11 to 15 hit the tube are A, B, C, D, and E, respectively.
  • the optical switch 202 plays a role of determining which of the optical fibers 11 to 15 the optical fiber 10 is connected to.
  • the connection destination with the optical fiber 10 selected by the optical switch 2 is an optical fiber 11.
  • the output light from the distance sensor 0 is guided to the optical switch 2 by the optical fiber 10.
  • the optical switch 2 guides the light to the optical fiber 11, passes through the lens 31, and irradiates the inner surface of the tube body 80.
  • the reflected light from the tube 80 passes through the lens 31, the optical fiber 11, the optical switch 2, and the optical fiber 10, is detected by the distance sensor 0, converted into an electrical signal, and then converted by the signal transmission line 91c by the signal processing circuit 91d. , OA distance a is calculated.
  • the distance b of the OB is calculated using the optical fiber 12 as the connection destination with the optical fiber 10 selected by the optical switch 2.
  • the OC distance c is calculated with the optical fiber 13 selected as the connection destination of the optical fiber 10 selected by the optical switch 2.
  • the distance d of the OD is calculated with the connection destination of the optical fiber 10 selected by the optical switch 2 as the optical fiber 14.
  • the OE distance e is calculated using the optical fiber 15 as the connection destination with the optical fiber 10 selected by the optical switch 2.
  • the measurement results a, b, c, d, and e are converted into orthogonal coordinates on the plane 40, and the coefficient of the general formula of the ellipse Can be determined.
  • Ax 2 + Bxy + Cy 2 + Dx + Ey + 1 0 (1)
  • the minor axis and major axis of the ellipse can be measured by measuring the distances to five measurement points.
  • FIG. 10 is an example of a configuration diagram illustrating the inner surface shape measuring apparatus 300 according to the third embodiment.
  • FIG. 11 shows a cross-sectional view in the plane 340 of FIG. The description of the components having the same functions as those already described with reference to FIGS. 1 to 9 will be omitted.
  • the collimating lens mounter adapters 321 to 325 equipped with the lenses 331 to 335 are arranged in different directions.
  • the centers of the collimating lens mounter adapters 321 to 325 are denoted by P, and the points where the output lights 341 to 345 of the optical fibers 311 to 315 strike the tube are denoted by F, G, H, I, and J, respectively.
  • the optical switch 302 plays a role of determining which of the optical fibers 11 to 15 or the optical fibers 311 to 315 is connected to the optical fiber 10.
  • the connection destination with the optical fiber 10 selected by the optical switch 302 is an optical fiber 311.
  • the output light from the distance sensor 0 is guided to the optical switch 302 by the optical fiber 10.
  • the optical switch 2 guides the light to the optical fiber 311, passes through the lens 331, and irradiates the inner surface of the tube body 80.
  • the reflected light from the tube 80 passes through the lens 331, passes through the optical fiber 311, passes through the optical switch 302, passes through the optical fiber 10, is detected by the distance sensor 0, and is converted into an electric signal, and then the signal transmission line 91c.
  • the signal processing circuit 91d calculates the PF distance f.
  • the distance g of PG is calculated with the connection destination of the optical fiber 10 selected by the optical switch 302 as the optical fiber 312.
  • the PH distance h is calculated with the connection destination of the optical fiber 10 selected by the optical switch 2 as the optical fiber 313.
  • the PI distance i is calculated with the optical fiber 314 as the connection destination with the optical fiber 10 selected by the optical switch 2.
  • the distance j of the PJ is calculated with the connection destination of the optical fiber 10 selected by the optical switch 2 as the optical fiber 315.
  • the measurement results f, g, h, i, and j are converted into orthogonal coordinates on the plane 340, and the general formula (1 ) Coefficient.
  • FIG. 12 is an example of a schematic diagram showing the relationship between the inner surface shape measuring device and the tube body 80 when the central axis is tilted.
  • the measurement result becomes an ellipse even when the tubular body 80 is a perfect circle.
  • the center point O1 of the ellipse E1 on the plane 40 and the center O2 of the ellipse E2 on the plane 340 are at different positions.
  • the inclination of the central axis can be expressed by the following equation (2) from the distance ⁇ C between O1 and O2. Can be sought.
  • ⁇ arcsin ( ⁇ C / L) (2)
  • the measurement object is the inner surface of a circular tubular body, and even when the central axis of the measurement head and the central axis of the tubular body are inclined, the distance to five measurement points is measured,
  • the inner diameter of the tube can be calculated by obtaining the inclination of the central axis and correcting the elliptic equation.
  • FIG. 14 is an example of a configuration diagram illustrating an inner surface shape measuring apparatus 400 according to the fourth embodiment. The description of the components having the same functions as those already described with reference to FIGS. 1 to 10 is omitted.
  • the distance sensor 410 irradiates a laser and calculates the distance from the reflected light.
  • the distance sensor 410 can measure light with different wavelengths by using an AWG 402 that outputs light separated by wavelength and a wavelength tunable filter 403 that selects a transmission wavelength.
  • the irradiation and detection light can be measured with the same optical fiber. It can be guided.
  • the distance measurement method is not limited.
  • FIG. 15 is an example of a schematic diagram of the operation of AWG (Array Waveguide Gratings).
  • the AWG 402 outputs light of a plurality of wavelengths passing through the optical fiber 10 to the optical fibers 11 to 13 separately for each wavelength band, and integrates light of different wavelength bands input from the optical fibers 11 to 13. Output to.
  • the optical fiber 10 a connects the distance sensor 0 and the wavelength tunable filter 403, and the optical fiber 10 b connects the wavelength tunable filter 403 and the AWG 402.
  • the wavelength tunable filter 403 can select the wavelength band of the transmitted light.
  • a separation unit that separates measurement light into a plurality of measurement points exists in the AWG 402.
  • the AWG 402 functions as a selection unit that selects whether to irradiate the measurement point with any one of a plurality of measurement lights corresponding to the wavelength band selected by the wavelength tunable filter 403.
  • the transmission wavelength band of the wavelength tunable filter 403 is a band that can be divided into the optical fibers 11.
  • the output light from the distance sensor 0 is input to the wavelength tunable filter 403 through the optical fiber 10a, guided to the AWG 402 through the optical fiber 10b, passes through the lens 31, and irradiates the inner surface of the tube body 80.
  • the reflected light from the tube 80 passes through the lens 31, passes through the optical fiber 11, passes through the AWG 402, passes through the wavelength tunable filter 403, passes through the optical fiber 10, and is detected by the distance sensor 410, and calculates the distance a of OA. To do.
  • the OB distance b is calculated using the transmission wavelength band of the wavelength tunable filter 403 as a band that can be divided into the optical fibers 12.
  • the OC distance c is calculated using the transmission wavelength band of the wavelength tunable filter 403 as a band that can be divided into the optical fibers 13.
  • the AWG 402 and the wavelength tunable filter 403 can automatically select the measurement light to be separated into a plurality of measurement points and select which measurement point is irradiated with the measurement light, thereby facilitating the control. Become.
  • FIG. 16 is an example of a configuration diagram illustrating the inner surface shape measuring apparatus 500 according to the fifth embodiment. The description of the components having the same functions as those already described with reference to FIGS. 1 to 14 will be omitted.
  • FIG. 17 shows a cross-sectional view at 540 in FIG.
  • the distance sensor 510 irradiates a laser and calculates the distance from the reflected light.
  • the distance measurement method is not limited as long as signals from different distances can be observed simultaneously. For example, there are a TOF method and an FMC method.
  • signals at different distances can be separated by time
  • signals at different distances can be separated by frequency
  • the optical fiber coupler 502 outputs the light passing through the optical fiber 10 separately to the optical fibers 11 to 13, integrates the lights input from the optical fibers 11 to 13, and outputs them to the optical fiber 10.
  • Collimating lens mounter adapters 521 to 523 mounted with lenses 531 to 533 as interference systems for causing the measurement light and reflected light to interfere with each other are arranged in different directions so that the respective distances from the point O are different by about 1 cm. .
  • the inner surface shape measuring device 500 is arranged so that the distance between the center of the inner surface shape measuring device 500 and the center of the tubular body 80 is about 1 cm or less.
  • the distance from the lens 531 to 533 to the measurement points A, B, and C is made different from each other by changing the distance from the point O (or the separation unit) to the lenses 531 to 533 as interference systems that cause the measurement light and the reflected light to interfere with each other.
  • Distances a, b, and c can be intentionally varied by a sufficiently large amount (about 1 cm).
  • the measurement points A, B, and C can be associated with the measurement results a, b, and c.
  • the number of components can be reduced and the device price can be reduced.
  • this invention is not limited to the above-mentioned Example, Various modifications are included.
  • the above-described embodiments have been described in detail for easy understanding of the present invention, and are not necessarily limited to those having all the configurations described.
  • a part of the configuration of one embodiment can be replaced with the configuration of another embodiment, and the configuration of another embodiment can be added to the configuration of one embodiment.
  • Tube shape measuring device 0 Distance sensor 2 Optical switch 50 Measuring head 70 Processing machine 80 Tube

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Abstract

　本発明は、一つの距離センサで多数の点を測定することにより、装置を大型化せず、耐久性・測定精度を向上させた形状検査装置を提供することを目的とする。　本発明は、測定対象へ測定光を照射し、前記測定対象からの反射光を検出し、前記測定対象までの距離を算出する距離センサと、前記距離センサからの測定光が複数の測定点へ照射される複数の測定光に分離される分離部と、前記分離部で分離された複数の測定光から前記測定対象へ照射する測定光を選択する選択部とを備え、前記測定対象の形状を計測する形状計測装置を提供する。

Description

形状計測方法及び装置
　本発明は、形状計測方法と装置に関する。
　ものづくりにおける加工中の製品の品質確保に加え、作業時間の短縮のために管体の内面形状計測が求められている。従来から、測定対象物が有する内面にレーザ光を照射し、その反射光から測定対象物の内面形状もしくは内径を計測する内面形状計測装置が知られている。
　本技術分野の背景技術として、特開２００８－３０４４０７号公報（特許文献１）がある。この公報には、「プリズムの反射面を、レーザ変位計から発せられるレーザ光の軸線上に固設したことによって、測定対象物を変更したり、測定する内周面の形状が変化した場合であっても、レーザ変位計およびプリズムの配置を調整するという操作が不要となり、簡単な操作で内径Ｄを測定することができる。また、プリズムの反射面は、支持体から突出するように配設されているので、測定対象物の内周面の径が小さく、内周面の中に測定部全体を案内できない場合でも、プリズムの反射面を案内して、内周面の内径を測定することができる」と記載されている。
　また、特開２０１１－１９６８９９号公報（特許文献２）がある。この公報には、「先端側が管体に挿入されるアームの基端側に、周方向の３箇所でレーザ光を管体の軸方向に管体内へ向けて発射する発光部と、管体内から戻る反射光を受光する受光部を備えたレーザ変位センサを取り付け、アームの先端側に、各レーザ変位センサと同じ周方向で、各発光部から発射されたレーザ光を、外方の管体の内径面に向けて直角に方向転換し、外方に向けられたレーザ光の管体の内径面での反射光の一部をアームの基端側へ向けて方向転換するプリズムを取り付け、各レーザ変位センサの検出値から管体の内径面でのレーザ光の反射位置を求め、求めた３点の反射位置から管体の内径を演算する演算手段を設けたものとした」と記載されている。
特開２００８－３０４４０７号公報 特開２０１１－１９６８９９号公報
　特許文献１の内径測定装置においては、内径計測装置が回転し内径を測定するため、結果が回転の精度に依存すること、可動部があるため耐久性が低い、測定対象の中心軸と測定装置の中心軸とが傾いたか測定対象が変形したかを区別ができないため、中心軸が傾かないように調整するため設置が容易でないといった問題がある。
　特許文献２の内径測定装置においては３つの変位計を用いて３点の距離を測定し、三角形の正弦定理と余弦定理に基づいて、管体の内径寸法を演算するようにしている。この内径測定装置は、回転部がないため結果が回転の精度に依存すること、可動部があるため耐久性が低いことや、測定に時間がかかるといった問題はない。この内径測定装置は、測定箇所の数だけ変位計を用いるため、装置が大型になる上、多点を測定するためには更に変位計を用意しなければならないため、多点測定による内径測定精度の向上、真円度の測定、円形でない管体の形状を測定することが容易でない。また、測定対象の中心軸と測定装置の中心軸とが傾いたか測定対象が変形したかを区別ができないため、中心軸が傾かないように調整するため設置が容易でないといった問題がある。
　上記問題点に鑑み、本発明は、一つの距離センサで多数の点を測定することにより、装置を大型化せず、耐久性・測定精度を向上させた形状検査装置を提供することを目的とする。
　上記課題を解決するために、本発明は、測定対象へ測定光を照射し、前記測定対象からの反射光を検出し、前記測定対象までの距離を算出する距離センサと、前記距離センサからの測定光が複数の測定点へ照射される複数の測定光に分離される分離部と、前記分離部で分離された複数の測定光のうち、前記測定対象へ照射する測定光を選択する選択部とを備え、前記測定対象の形状を計測する形状計測装置を提供する。
　また、他の観点における本発明は、距離センサから照射された測定光を複数の測定光に分離し、前記複数の測定光のうち、いずれかの測定光を選択し、選択された測定光を対応する測定点に照射し、前記測定点からの反射光を測定点ごとに前記距離センサによって検出し、前記反射光から測定点までの距離をそれぞれ算出して前記測定対象の形状を計測する形状計測方法を提供する。
　本発明によれば、一つの距離センサで多数の点を測定することにより、装置を大型化せず、耐久性を向上させた形状検査装置を提供することができる。
実施例１の管体内面の形状計測装置１００の構成図の例である。 図１の平面４０における断面図を示す。 計測ヘッド５０の詳細図である。 図２の計測ヘッド５０の詳細図である。 計測ヘッド５０の一部と、制御部１００ｂと、中継ケーブル９１の模式図の例である。 管体内面の形状計測装置１００を用いた加工フローの例を示す。 三脚１００ｃを用いた計測ヘッド５０の据付の例を示す。 実施例２における内面形状計測装置２００を示す構成図の例である。 図８の平面４０における断面図を示す。 実施例３における内面形状計測装置３００を示す構成図の例である。 図１０の平面３４０における断面図を示す。 中心軸が傾いた場合の内面形状計測装置と、管体８０の関係を示した模式図の例である。 計測結果を図１２の平面Ｈ３へ射影した場合の模式図の例である。 実施例４における内面形状計測装置４００を示す構成図の例である。 ＡＷＧ（Ａｒｒａｙ　Ｗａｖｅｇｕｉｄｅ　Ｇｒａｔｉｎｇｓ）の動作の模式図の例である。 実施例５における内面形状計測装置５００を示す構成図の例である。 図１６の５４０における断面図を示す。
　以下、実施例を図面を用いて説明する。
　本実施例では、例えば、測定対象としての管体内面の形状計測装置の例と、管体内面の形状計測装置を用いた管体の加工方法の例を説明する。
　図１は、本実施例の管体内面の形状計測装置１００の構成図の例である。
　図２は、図１の平面４０における断面図を示す。
　図３は、計測ヘッド５０の詳細図である。
　図４は、図２の計測ヘッド５０の詳細図である。
　管体内面の形状計測装置１００は、計測ヘッド５０と計測ヘッド５０と加工機７０を接続するためのアダプタ６０とから成る計測ヘッド部１００ａと、中継ケーブル９１と、制御・データ処理・電源回路を含む回路ユニット９２と表示画面９４から成る制御部１００ｂとから成る。
　回路ユニット９２は中継ケーブル９１を通して、計測ヘッドへ制御信号を送信する、計測ヘッドへの電源供給、計測ヘッドから送信された信号を収録し、データ処理する役割を果たす。表示画面は測定条件、測定結果を表示する。
　計測ヘッド５０は、距離センサ０、光スイッチ２と、光ファイバ１０～１３と、コリメートレンズマウンタアダプタ２１～２３と、レンズ３１～３３と、光スイッチ２を固定し距離センサ０に取り付け可能なケース１と、コリメートレンズマウンタアダプタ２１～２３を固定しケース１に取付可能なケース２０から成る。
　距離センサ０は、レーザを照射しその反射光から距離を算出する。距離センサ０は、照射及び検出光を同じ光ファイバで導光することができる。距離測定方式は限定されない。例えば、Ｐｈａｓｅ－Ｓｈｉｆｔ法、ＴＯＦ（Ｔｉｍｅ－ｏｆ－Ｆｌｉｇｈｔ）法、ＦＭＣＷ（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙーｍｏｄｕｌａｔｅｄ Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ－ｗａｖｅ）法などがある。
　光ファイバ１０は距離センサ０の入力及び検出光を導光する役割を果たす。測定光は、光ファイバ１０から光スイッチ２内にある分離部（分岐点）を通り、複数の測定点へ向かう測定光（それぞれ光ファイバ１０～１３を通る測定光）に分離される。
　測定光と反射光とを干渉させる干渉系としてのレンズ３１～３３を搭載した、コリメートレンズマウンタアダプタ２１～２３はそれぞれ異なる方向に配置する。コリメートレンズマウンタアダプタ２１～２３の中心をＯ、光ファイバ１１～１３の出力光４１～４３が管体に当たる点をそれぞれ、Ａ、Ｂ、Ｃとする。
　図５は、計測ヘッド５０の一部と、制御部１００ｂと、中継ケーブル９１の模式図の例である。回路ユニット９２は、電源９２ａ、配線９２ｂ、制御回路９２ｃ、距離センサ０によって算出された各測定点と干渉系としての各レンズ３１～３３の距離から管体内面の形状データを計算する計算部としての信号処理回路９２ｄ、光源９２ｅからなり、中継ケーブル９１は、電源線９１ａ、制御線９１ｂ、信号伝送線９１ｃ、光源を距離センサ０に送る送信用光ファイバ９１ｄからなる。
　電源９２ａは、配線９２ｂを介して表示画面９４、制御回路９２ｃ、信号処理回路９２ｄ、光源９２ｅに電源を供給し、配線９１ａを介して、距離センサ０と光スイッチ２に電源を供給する役割を果たす。
　制御回路９２ｃは、制御線９１ｂを介して、光スイッチ２に制御信号を送る役割を果たす。複数の測定光のいずれかを測定点に照射するかを選択する選択部としての光スイッチ２は外部制御信号により、光ファイバ１０を光ファイバ１１～１３の何れと接続するかを選択することができる。なお、本実施例では、分離部および選択部を光スイッチ２として一体の構成としたがそれぞれが別々の構成であってもよい。
　ＯＡ、ＯＢ、ＯＣの距離ａ、ｂ、ｃを算出する方法について説明する。光スイッチ２で選択する光ファイバ１０との接続先を光ファイバ１１とする。距離センサ０からの出力光を光ファイバ１０で光スイッチ２に導光する。その光を光スイッチ２は光ファイバ１１に導光し、レンズ３１を通り、管体８０の内面に照射する。管体８０からの反射光は、レンズ３１、光ファイバ１１、光スイッチ２、光ファイバ１０を通り、距離センサ０で検出し、電気信号に変換した後、信号伝送線９１ｃで信号処理回路９１ｄで、ＯＡの距離ａを算出する。なお、厳密には距離センサ０で検出される距離は、測定点Ａと干渉系としてのレンズ３１との距離であるが、レンズ３１は距離センサ０とほぼ同じ位置に配置されているため、ここでは、距離センサ０でＯＡの距離が検出されるものとして説明する。
　同様にして、光スイッチ２で選択する光ファイバ１０との接続先を光ファイバ１２として、ＯＢの距離ｂを算出する。また、光スイッチ２で選択する光ファイバ１０との接続先を光ファイバ１３として、ＯＣの距離ｃを算出する。
　∠ＡＯＢ、∠ＢＯＣ、∠ＣＯＡは既定値であるため、測定結果ａ、ｂ、ｃから正弦定理と余弦定理を用いて、管体の内径を算出することができる。
　加工機７０は管体８０を固定するベース７１と、支柱７２と、昇降部７３、梁７４と、取り付けチャック７５からなり、昇降部７３が昇降することにより、管体内面の形状計測装置１００が管体８０の軸方向に移動し、管体の軸方向の内径変化を観測することができる。
　本実施例による管体内面の形状計測装置１００では、管体８０もしくは、管体内面の形状計測装置１００を回転させることなく、内面の形状を計測することができるため、回転の芯ぶれによる精度の低下が起きず、かつ耐久性に優れている。
　管体８０の大きさが大きく変わり、管体にフォーカスがあわない場合には、レンズ３１～３３を焦点距離が異なるレンズに取り替え、フォーカス位置を管体にあわせることができる。また、レンズ３１～３３を電気式焦点可変レンズに変えることにより、複数のレンズの焦点位置を同時に変えることができるため、取り替えることなくフォーカス位置を管体にあわせることができる。
　一つの距離センサ０で計測するため、光スイッチの分岐数、光ファイバ、コリメートレンズアダプタ、コリメートレンズを増やすことで、容易に測定点を増やすことができる。
　本実施例による管体内面の形状計測装置１００を用いた、管体の加工方法の例を説明する。
　図６は、管体内面の形状計測装置１００を用いた加工フローの例である。
　加工機にツールを取り付けておく。管体８０を、ベース７１に固定し、目標内径の範囲を入力し（Ｓ１０１）、加工し（Ｓ１０２）、加工ツールを取り外し（Ｓ１０３）、計測ヘッド部１００ａを取り付け（Ｓ１０４）、光スイッチ２で選択する光ファイバ１０との接続先を光ファイバ１１～１３の何れかに設定し（Ｓ１０５）、距離を測定し（Ｓ１０６）、測定点数が３に等しいか判定し（Ｓ１０７）、等しくない場合には光スイッチ２で選択する光ファイバ１０との接続先を光ファイバ１１～１３のこれまでに設定していない光ファイバの何れかに設定する（Ｓ１０５）。
　測定点が３に等しくなったら、内径を算出し（Ｓ１０８）、内径が標内径の範囲に入っているかを判定し（Ｓ１０９）入っていない場合には、計測ヘッド部１００ａを取り外し、加工ツールを取り付け、加工を行う。
　内径が目標内径の範囲に入ったら、加工を終了する（Ｓ１１０）。
　管体８０を、ベース７１から取り外すことなく加工することができる。
　本実施例では、加工機に搭載するために計測ヘッド５０と加工機７０を接続するためのアダプタ６０を用いたが、図７に示すように、三脚１００ｃを用いて管体８０もしくは、ベース７１に設置し管体内面の形状を計測してもよい。
　以上より、本実施例によれば、距離センサ０に分離部としてのコリメートレンズマウンタアダプタ２１～２３と選択部としての光スイッチ２を設けたことにより、一つの距離センサ０によって距離センサ０を回転させずに複数の測定点までの距離を検出することができる。これにより、距離センサ０の回転させる必要がないため、測定精度・耐久性を向上させることができ、距離センサ０を複数配置する必要がないため、装置を小型化することができる。
　また、３つの測定点までの距離を測定することにより、管体の内径を算出することができる。
　本実施例では、断面形状が円状の管体だけでなく、楕円状の管体の内面形状管体内面形状計測装置の例を説明する。
　図８は、実施例２における内面形状計測装置２００を示す構成図の例である。
　図９は、図８の平面４０における断面図を示す。
既に説明した図１から図２に示された同一の符号を付された構成と、同一の機能を有する部分については、説明を省略する。
　レンズ３１～３５を搭載した、コリメートレンズマウンタアダプタ２１～２５はそれぞれ異なる方向に配置する。コリメートレンズマウンタアダプタ２１～２５の中心をＯ、光ファイバ１１～１５の出力光４１～４５が管体に当たる点をそれぞれ、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅとする。
　光スイッチ２０２は光ファイバ１０を、光ファイバ１１～１５の何れに接続するか決定する役割を果たす。
　ＯＡ、ＯＢ、ＯＣ、ＯＤ、ＯＥの距離ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅを算出する方法について説明する。実施例１と同様に光スイッチ２で選択する光ファイバ１０との接続先を光ファイバ１１とする。距離センサ０からの出力光を光ファイバ１０で光スイッチ２に導光する。その光を光スイッチ２は光ファイバ１１に導光し、レンズ３１を通り、管体８０の内面に照射する。管体８０からの反射光は、レンズ３１、光ファイバ１１、光スイッチ２、光ファイバ１０を通り、距離センサ０で検出し、電気信号に変換した後、信号伝送線９１ｃで信号処理回路９１ｄで、ＯＡの距離ａを算出する。
　同様にして、光スイッチ２で選択する光ファイバ１０との接続先を光ファイバ１２として、ＯＢの距離ｂを算出する。また、光スイッチ２で選択する光ファイバ１０との接続先を光ファイバ１３として、ＯＣの距離ｃを算出する。また、光スイッチ２で選択する光ファイバ１０との接続先を光ファイバ１４としてＯＤの距離ｄを算出する。また、光スイッチ２で選択する光ファイバ１０との接続先を光ファイバ１５としてＯＥの距離ｅを算出する。
　∠ＡＯＢ、∠ＢＯＣ、∠ＣＯＤ、∠ＤＯＥ、∠ＥＯＡは既定値であるため、測定結果ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅを、平面４０上の直交座標に変換し、楕円の一般式の係数を決めることができる。
Ａｘ２＋Ｂｘｙ＋Ｃｙ２＋Ｄｘ＋Ｅｙ＋1＝０　　　　（１）
　本実施例によれば、測定対象が楕円形状の管体の内面である場合、５つの測定点までの距離を測定することにより、楕円の短径・長径を計測することができる。
　本実施例では、管体８０と内面形状計測装置の中心軸の傾きによる誤差を低減した、内面形状計測措置の例を説明する。
　図１０は、実施例３における内面形状計測装置３００を示す構成図の例である。図１１は、図１０の平面３４０における断面図を示す。既に説明した図１から図９に示された同一の符号を付された構成と、同一の機能を有する部分については、説明を省略する。
　レンズ３３１～３３５を搭載した、コリメートレンズマウンタアダプタ３２１～３２５はそれぞれ異なる方向に配置する。コリメートレンズマウンタアダプタ３２１～３２５の中心をＰ、光ファイバ３１１～３１５の出力光３４１～３４５が管体に当たる点をそれぞれ、Ｆ、Ｇ、Ｈ、Ｉ、Ｊとする。
　光スイッチ３０２は光ファイバ１０を、光ファイバ１１～１５もしくは光ファイバ３１１～３１５の何れに接続するか決定する役割を果たす。
　ＰＦ、ＰＧ、ＰＨ、ＰＩ、ＰＪの距離ｆ、ｇ、ｈ、ｉ、ｊを算出する方法について説明する。実施例１、２と同様に光スイッチ３０２で選択する光ファイバ１０との接続先を光ファイバ３１１とする。距離センサ０からの出力光を光ファイバ１０で光スイッチ３０２に導光する。その光を光スイッチ２は光ファイバ３１１に導光し、レンズ３３１を通り、管体８０の内面に照射する。管体８０からの反射光は、レンズ３３１を通り、光ファイバ３１１を通り、光スイッチ３０２を通り、光ファイバ１０を通り、距離センサ０で検出し、電気信号に変換した後、信号伝送線９１ｃで信号処理回路９１ｄで、ＰＦの距離ｆを算出する。
　同様にして、光スイッチ３０２で選択する光ファイバ１０との接続先を光ファイバ３１２として、ＰＧの距離ｇを算出する。また、光スイッチ２で選択する光ファイバ１０との接続先を光ファイバ３１３として、ＰＨの距離ｈを算出する。また、光スイッチ２で選択する光ファイバ１０との接続先を光ファイバ３１４としてＰＩの距離ｉを算出する。また、光スイッチ２で選択する光ファイバ１０との接続先を光ファイバ３１５としてＰＪの距離ｊを算出する。
　∠ＦＯＧ、∠ＧＯＨ、∠ＨＯＩ、∠ＩＯＪ、∠ＪＯＦは既定値であるため、測定結果ｆ、ｇ、ｈ、ｉ、ｊを、平面３４０上の直交座標に変換し、楕円の一般式（１）の係数を求めることができる。
　図１２は、中心軸が傾いた場合の内面形状計測装置と、管体８０の関係を示した模式図の例である。
　既に説明した図１から図１０に示された同一の符号を付された構成と、同一の機能を有する部分については、説明を省略する。
　管体８０の中心軸Ｃ１と内面形状計測装置の中心軸Ｃ２が傾いていると、管体８０が真円である場合にも、計測結果は楕円となる。このとき、計測結果を平面Ｈ３へ射影した場合、図１３に示すように、平面４０上の楕円Ｅ１の中心点Ｏ１と、平面３４０上の楕円Ｅ２の中心Ｏ２は異なる位置にある。
　平面４０と中心軸Ｃ２の交点Ｎ１と、平面３４０と中心軸Ｃ２の交点Ｎ２の距離Ｌは既定値であるため、Ｏ１とＯ２の距離ΔＣから、中心軸の傾きを、次式（２）で求めることができる。
θ＝ａｒｃｓｉｎ（ΔＣ／Ｌ）　　　　　　　（２）
　平面４０と平面３４０の位置関係と、Ｏ１とＯ２の位置関係と、中心軸間の傾きθを用いて、楕円の方程式を補正することにより、中心軸の傾きの影響を低減した、管体の内面形状求めることができるため、内径計測装置３００と、管体８０の中心軸の傾きを調整することなく、高精度に管体８０の内面形状を計測することができ、設置が容易となる。
　本実施例によれば、測定対象が円形状の管体の内面であり、計測ヘッドの中心軸と管体の中心軸が傾いて設置した場合でも、５つの測定点までの距離を測定し、中心軸の傾きを求めて、楕円の方程式を補正することより、管体の内径を算出することができる。
　本実施例では、管体内面の形状計測装置の例を説明する。
　図１４は、実施例４における内面形状計測装置４００を示す構成図の例である。
既に説明した図１から図１０に示された同一の符号を付された構成と、同一の機能を有する部分については、説明を省略する。
　距離センサ４１０は、レーザを照射しその反射光から距離を算出する。距離センサ４１０は、光を波長ごとに分離して出力するＡＷＧ４０２と透過する波長を選択する波長可変フィルタ４０３を用いることにより、波長の異なる光で測定可能となり、照射及び検出光を同じ光ファイバで導光することができる。距離測定方式は限定されない。
　図１５は、ＡＷＧ（Ａｒｒａｙ　Ｗａｖｅｇｕｉｄｅ　Ｇｒａｔｉｎｇｓ）の動作の模式図の例である。ＡＷＧ４０２は光ファイバ１０を通る複数波長の光を、光ファイバ１１～１３に波長帯域ごとにわけて出力し、光ファイバ１１～１３から入力されたそれぞれ異なる波長帯域の光を統合し、光ファイバ１０に出力する。
　光ファイバ１０ａは距離センサ０と波長可変フィルタ４０３を接続し、光ファイバ１０ｂは波長可変フィルタ４０３とＡＷＧ４０２を接続する。波長可変フィルタ４０３は、透過する光の波長帯域を選択することができる。ここで、ＡＷＧ４０２内に複数の測定点へ測定光を分離する分離部（分岐点）が存在する。また、ＡＷＧ４０２は波長可変フィルタ４０３で選択された波長帯域に対応して、複数の測定光のいずれかを測定点に照射するかを選択する選択部として機能する。
　ＯＡ、ＯＢ、ＯＣの距離ａ、ｂ、ｃを算出する方法について説明する。波長可変フィルタ４０３の透過波長帯域を光ファイバ１１に分けられる帯域とする。距離センサ０からの出力光を光ファイバ１０ａで波長可変フィルタ４０３に入力し、光ファイバ１０ｂでＡＷＧ４０２に導光し、レンズ３１を通り、管体８０の内面に照射する。管体８０からの反射光は、レンズ３１を通り、光ファイバ１１を通り、ＡＷＧ４０２を通り、波長可変フィルタ４０３を通り、光ファイバ１０を通り、距離センサ４１０で検出し、ＯＡの距離ａを算出する。
　同様にして、波長可変フィルタ４０３の透過波長帯域を光ファイバ１２に分けられる帯域として、ＯＢの距離ｂを算出する。また、波長可変フィルタ４０３の透過波長帯域を光ファイバ１３に分けられる帯域として、ＯＣの距離ｃを算出する。
　本実施例によれば、ＡＷＧ４０２と波長可変フィルタ４０３により自動的に複数の測定点への測定光の分離とどの測定点へ測定光を照射するかの選択ができるようになり、制御が容易になる。
　本実施例では、距離測定結果から測定箇所を対応つけることにより、構成部品の数を減らし、装置価格を安くすることができる、管体内面の形状計測装置の例を説明する。
　図１６は、実施例５における内面形状計測装置５００を示す構成図の例である。
既に説明した図１から図１４に示された同一の符号を付された構成と、同一の機能を有する部分については、説明を省略する。
　図１７は、図１６の５４０における断面図を示す。
　距離センサ５１０は、レーザを照射しその反射光から距離を算出する。距離測定方式は異なる距離からの信号を同時に観測することができる方式であれば限定されない。例えば、ＴＯＦ法、ＦＭＣ法などがある。
　ＴＯＦ法では、異なる距離の信号を時間で分離することができ、ＦＭＣＷ法では、異なる距離の信号を周波数で分離することができる。
　光ファイバカプラ５０２は光ファイバ１０を通る光を、光ファイバ１１～１３にわけて出力し、光ファイバ１１～１３から入力され光を統合し、光ファイバ１０に出力する。
　測定光と反射光とを干渉させる干渉系としてのレンズ５３１～５３３を搭載した、コリメートレンズマウンタアダプタ５２１～５２３はそれぞれ異なる方向に、点Ｏからのそれぞれの距離が１ｃｍ程度づつ異なるように配置する。内面形状計測装置５００の中心が、管体８０の中心との距離が１ｃｍ程度以下になるように内面形状計測装置５００を配置する。
　即ち、点Ｏ（または分離部）から測定光と反射光とを干渉させる干渉系としてのレンズ５３１～５３３までの距離をそれぞれ異ならせることにより、レンズ５３１～５３３から測定点Ａ、Ｂ、Ｃまでの距離a、b、ｃを意図的に十分な大きな量（１ｃｍ程度）だけ異ならせることができる。これにより、測定点Ａ、Ｂ、Ｃと測定結果a、b、ｃの対応付けが可能となる。
　本実施例によれば、距離測定結果から測定箇所を対応つけるため、構成部品の数を減らし、装置価格を安くすることができる。
　なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である
１００　管体内面の形状計測装置
０　距離センサ
２　光スイッチ
５０　計測ヘッド
７０　加工機
８０　管体

Claims (13)

  1. 　測定対象へ測定光を照射し、前記測定対象からの反射光を検出し、前記測定対象までの距離を算出する距離センサと、
    　前記距離センサからの測定光が複数の測定点へ照射される複数の測定光に分離される分離部と、
    　前記分離部で分離された複数の測定光のうち前記測定対象へ照射する測定光を選択する選択部とを備え、前記測定対象の形状を計測する形状計測装置。
  2. 　前記距離センサは、前記分離部によって分離された複数の測定光に対応する前記測定対象からの複数の反射光をそれぞれ検出し、複数の測定点までの距離をそれぞれ算出することを特徴とする請求項１に記載の形状計測装置。
  3. 　前記距離センサにより算出された複数の測定点までの距離から前記測定対象の形状データを計算する計算部を備えることを特徴とする請求項１に記載の形状計測装置。
  4. 　前記分離部と前記測定対象との間に焦点位置を変更可能な電気式焦点可変レンズを設けることを特徴とする請求項１に記載の形状検査装置。
  5. 　前記分離部は前記距離センサからの前記測定光を３つの光に分離することを特徴とする請求項１に記載の形状計測装置。
  6. 　前記分離部は前記距離センサからの前記測定光を５つの光に分離することを特徴とする請求項１に記載の形状計測装置。
  7. 　前記選択部として透過する光の波長帯域を選択する波長可変フィルタを設け、
    　前記分離部として波長帯域によって前記複数の測定光を分離するＡＷＧ（Ａｒｒａｙ　Ｗａｖｅｇｕｉｄｅ　Ｇｒａｔｉｎｇｓ）用いることを特徴とする請求項１記載の形状計測装置。
  8. 　測定光と反射光が干渉する干渉系を測定点に対応して複数設け、
    　前記複数の干渉系と前記分離部との距離をそれぞれ異ならせることを特徴とする請求項１に記載の形状計測装置。
  9. 　距離センサから照射された測定光を複数の測定光に分離し、
    　前記複数の測定光のうち、いずれかの測定光を選択し、
    　選択された測定光を対応する測定点に照射し、
    　前記測定点からの反射光を測定点ごとに前記距離センサによって検出し、
    　前記反射光から測定点までの距離をそれぞれ算出して前記測定対象の形状を計測する形状計測方法。
  10. 　それぞれの測定点までの距離から前記測定対象の形状データを計算することを特徴とする請求項９に記載の形状計測方法。
  11. 　前記距離センサから照射された測定光を３つの光に分離することを特徴とする請求項９に記載の形状計測方法。
  12. 　前記距離センサから照射された測定光を５つの光に分離することを特徴とする請求項９に記載の形状計測方法。
  13. 　前記距離センサから照射された測定光の波長帯域によって、前記複数の測定光のいずれかを選択することを特徴とする請求項９に記載の形状計測方法。
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