WO2021199744A1

WO2021199744A1 - 計測装置、計測方法及びプログラム

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Publication number: WO2021199744A1
Application number: PCT/JP2021/005742
Authority: WO
Inventors: 洋介村木
Original assignee: 株式会社Ｘｔｉａ
Priority date: 2020-04-03
Filing date: 2021-02-16
Publication date: 2021-10-07
Also published as: CN115335657A; EP4130652A1; EP4130652A4; US20230107896A1; JPWO2021199744A1

Abstract

本発明の一態様によれば、計測装置が提供される。この計測装置は、ガイド光源部と、撮像部と、計測部とを備える。ガイド光源部は、ガイド光を出力し、これを複数の計測基準点の計測面に対して連続的に照射するように構成される。計測基準点は、計測面までの２点間の距離の一端である。撮像部は、第１計測基準点の計測面におけるガイド光のスポットを撮像するように構成される。計測部は、撮像されたスポットの形状に基づいて計測面の傾きを算出し、これに基づいて第１計測基準点の次の回次にあたる第２計測基準点の深さを算出するように構成される。

Description

計測装置、計測方法及びプログラム

　本発明は、計測装置、計測方法及びプログラムに関する。

　被計測物の表面形状を非接触で計測するために、光計測装置が用いられている。

　特許文献１には、複雑な表面形状を非接触で計測するために、三角測量方式が用いて、表面形状に対して垂直方向にレーザー光源を移動させて各測定点までの距離を測定し、表面形状の三次元座標データを求める技術が開示されている。

特開平０５－２３１８３２号公報

　ところが、特許文献１に開示されている計測装置では、被計測物に表面形状に凹凸や、不連続面がある場合、表面形状の正確な傾斜角を求めるのは困難である。そのため十分な計測をすることができない。

　このような計測装置によれば、複雑の形状を有する被計測物を精度良く計測することができる。

計測装置１の全体構成図である。ガイド光のスポットの形状ＳＰの一例である。被計測物の計測基準点ＭＢと計測面７である。Ｙ軸周りに傾きθｙを有する被計測物の態様であり、図４Ａ～図４Ｃは、それぞれ平面図、正面図及び側面図である。Ｘ軸周りに傾きθｘ、Ｙ軸周りに傾きθｙを有する被計測物の態様であり、図５Ａ～図５Ｃは、それぞれ平面図、正面図及び側面図である。計測装置１のハードウェア構成を示すブロック図である。情報処理装置３のハードウェア構成を示すブロック図である。情報処理装置３における制御部３３が担う機能を示す機能ブロック図である。撮像したガイド光のスポットの形状ＳＰの一例である。スポットの形状ＳＰに係る参照データでの一例である。射影変換の逆変換式に基づいて計測面７の傾きを算出する方法である。実施形態に係る計測面７の傾きを算出する方法のアクティビティ図である。実施形態に係る計測面７までの距離の計測方法のアクティビティ図である。第２実施形態に係る計測装置１の全体構成図である。第２実施形態に係る計測装置１のハードウェア構成を示すブロック図である。第２実施形態に係る情報処理装置３における制御部３３が担う機能を示す機能ブロック図である。第２実施形態に係る計測光の光度設定に用いられる二次元のルックアップテーブルＴＬの一例を示す概略図である。

　以下、図面を用いて本発明の実施形態について説明する。以下に示す実施形態中で示した各種特徴事項は、互いに組み合わせ可能である。

　ところで、本実施形態に登場するソフトウェアを実現するためのプログラムは、コンピュータが読み取り可能な非一時的な記録媒体（Ｎｏｎ－Ｔｒａｎｓｉｔｏｒｙ　Ｃｏｍｐｕｔｅｒ－Ｒｅａｄａｂｌｅ　Ｍｅｄｉｕｍ）として提供されてもよいし、外部のサーバからダウンロード可能に提供されてもよいし、外部のコンピュータで当該プログラムを起動させてクライアント端末でその機能を実現（いわゆるクラウドコンピューティング）するように提供されてもよい。

　また、本実施形態において「部」とは、例えば、広義の回路によって実施されるハードウェア資源と、これらのハードウェア資源によって具体的に実現されうるソフトウェアの情報処理とを合わせたものも含みうる。また、本実施形態においては様々な情報を取り扱うが、これら情報は、電圧・電流といった信号値の物理的な値、０又は１で構成される２進数のビット集合体としての信号値の高低、又は量子的な重ね合わせ（いわゆる量子ビット）によって表され、広義の回路上で通信・演算が実行されうる。

　また、広義の回路とは、回路（Ｃｉｒｃｕｉｔ）、回路類（Ｃｉｒｃｕｉｔｒｙ）、プロセッサ（Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）、及びメモリ（Ｍｅｍｏｒｙ）等を少なくとも適当に組み合わせることによって実現される回路である。すなわち、特定用途向け集積回路（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　Ｓｐｅｃｉｆｉｃ　Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ　Ｃｉｒｃｕｉｔ：ＡＳＩＣ）、プログラマブル論理デバイス（例えば、単純プログラマブル論理デバイス（Ｓｉｍｐｌｅ　Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ　Ｌｏｇｉｃ　Ｄｅｖｉｃｅ：ＳＰＬＤ）、複合プログラマブル論理デバイス（Ｃｏｍｐｌｅｘ　Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ　Ｌｏｇｉｃ　Ｄｅｖｉｃｅ：ＣＰＬＤ）、及びフィールドプログラマブルゲートアレイ（Ｆｉｅｌｄ　Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ　Ｇａｔｅ　Ａｒｒａｙ：ＦＰＧＡ））等を含むものである。

１．第１実施形態の全体構成
　第１章では、第１実施形態の全体構成について順に説明する。

１．１　計測装置１
　本節では、第１実施形態に係る計測装置について説明する。図１は、計測装置１の全体構成図である。図１に示されるように、計測装置１は、計測ユニット２と、情報処理装置３と、表示装置８とを備える。計測装置１は、被計測物の計測面７を非接触で三次元計測する。情報処理装置３は、光検出部２４の検出信号を入力可能に計測ユニット２に電気的に接続されている。以下各構成要素についてさらに詳述する。

１．２　計測ユニット２
　計測ユニット２は、ガイド光源部２１と、計測光源部２２と、撮像部２３と、光検出部２４と、ビームスプリッタ２５と、を有する。計測ユニット２は、ＸＹステージ（不図示）、直行座標型ロボットのハンド（不図示）等に備え付けられ、被計測物を非接触で三次元計測する。

（ガイド光源部２１）
　ガイド光源部２１は、ガイド光を出力する。図２は、ガイド光のスポットの形状ＳＰの一例である。ガイド光源部２１は、このような形状を有するガイド光を複数の計測基準点ＭＢ（ＭＢ１、ＭＢ２、・・・、ＭＢｎ－２、ＭＢｎ－１、ＭＢｎ）の計測面７に対して連続的に照射するように構成される。図３は、被計測物の計測基準点ＭＢと計測面７である。計測基準点ＭＢは、計測面７までの２点間の距離の一端である。計測基準点ＭＢは、被計測物を三次元的に計測する基準となる点である。そのため計測基準点ＭＢは、絶対座標系の座標点である。ガイド光源部２１は、ガイド光を各計測基準点ＭＢの垂直に位置する被計測物の計測面７に照射する。計測基準点ＭＢの高さ方向の座標点は、同一であり、被計測物とは干渉しない位置に設定される。計測基準点ＭＢの配列は、直線上にあっても格子点状にあってもよい。ガイド光は、可視光であり、所定のスポット形状で計測面７に対して照射される。スポット形状は、円形状であってもよいし、矩形であってもよい。

　ガイド光は、可視光、赤外光、又は紫外光であればよい。後述する撮像部２３が、ガイド光を検知できればよい。例えば、ガイド光の波長は、６００ｎｍ～１２００ｎｍとすることができる。ガイド光の波長は、具体的には例えば、６００，６２０，６４０，６６０，６８０，７００，７２０，７４０，７６０，７８０，８００，８２０，８４０，８６０，８８０，９００，９２０，９４０，９６０，９８０，１０００，１０２０，１０４０，１０６０，１０８０，１１００，１１２０，１１４０，１１６０，１１８０，１２００ｎｍであり、ここで例示した数値の何れか２つの間の範囲内であってもよい。

（計測光源部２２）
　計測光源部２２は、計測光を出力し、これを複数の計測基準点ＭＢの計測面７に照射するように構成される。計測光は、可視光、赤外光、又は紫外光であればよい。ここで計測光は、例えば、レーザー光であり、さらに好ましくは、計測光源部２２は、光コム光源である。

（撮像部２３）
　撮像部２３は、第１計測基準点ＭＢ１の計測面７におけるガイド光のスポットを撮像するように構成される。即ち、撮像部２３は、計測面７で反射されたガイド光の反射成分を検出し、そのスポットを撮像する。そのため撮像部２３は、例えば、光撮像素子であり、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ　Ｃｏｕｐｌｅ　Ｄｅｖｉｃｅｓ）イメージセンサーでもＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｔｅｌｙ　Ｍｅｔａｌ　Ｏｘｉｄｅ　Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）イメージセンサーであってもよい。ガイド光の波長に対応したセンサーを有する撮像部２３が選択される。

（光検出部２４）
　光検出部２４は、参照光検出部２４１と、計測光検出部２４２とを有する。参照光検出部２４１は、後述するビームスプリッタ２５で反射した計測光の一部を検出して、参照データを抽出する。計測光検出部２４２は、計測光の、計測面７における散乱光反射成分を検出するように構成される。光検出部２４は、光などの電磁気的エネルギーを検出し、電気に変換する計測用デバイスである。ここでは、光検出部２４は、電気的データに変換可能に構成される。

（ビームスプリッタ２５）
　ビームスプリッタ２５は、計測ユニット２内に配置される。ビームスプリッタ２５は、計測光源部２２から照射した計測光の一部を参照光検出部２４１に向けて反射させる。ビームスプリッタ２５は、残りの光を計測光として透過させ、反射経路から進入した計測光を計測光検出部２４２に向けて反射させる。

１．３　計測面７
　計測面７は、計測光及びガイド光が照射される被計測物の表面である。計測装置１は、計測基準点ＭＢから計測面７までの距離を三次元計測する。図４は、Ｙ軸周りに傾きθｙを有する被計測物の態様であり、図４Ａ～図４Ｃは、それぞれ平面図、正面図及び側面図である。図５は、Ｘ軸周りに傾きθｘ、Ｙ軸周りに傾きθｙを有する被計測物の態様であり、図５Ａ～図５Ｃは、それぞれ平面図、正面図及び側面図である。両図は、ともに計測装置１が、計測開始点ＭＳから計測面７までの第１距離Ｌを計測している状態を表している。計測装置１は、後述する手法に基づいて計測面７の傾きを算出する。傾きは、Ｘ軸又はＹ軸に限定されず、両軸同時に傾いてもよい。計測面７の傾きを算出することで精度の高い距離を三次元計測することができる。

１．４　情報処理装置３
　図６は、計測装置１のハードウェア構成を示すブロック図である。情報処理装置３は、計測装置１の構成要素である。図７は、情報処理装置３のハードウェア構成を示すブロック図である。図８は、情報処理装置３における制御部３３が担う機能を示す機能ブロック図である。情報処理装置３は、通信部３１と、記憶部３２と、制御部３３（取得部３３１、計測部３３２、撮像制御部３３３、モード切替部３３４、結果保存部３３５、表示制御部３３６）とを有し、これらの構成要素が情報処理装置３の内部において通信バス３０を介して電気的に接続されている。以下、各構成要素についてさらに説明する。

（通信部３１）
　通信部３１は、ＵＳＢ、ＩＥＥＥ１３９４、Ｔｈｕｎｄｅｒｂｏｌｔ、有線ＬＡＮネットワーク通信等といった有線型の通信手段が好ましいものの、無線ＬＡＮネットワーク通信、ＬＴＥ／３Ｇ等のモバイル通信、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）通信等を必要に応じて含めてもよい。即ち、これら複数の通信手段の集合として実施することがより好ましい。特に、ガイド光源部２１と、計測光源部２２と、撮像部２３と、光検出部２４とは、所定の通信規格において通信可能に構成されることが好ましい。

　通信部３１は、光検出部２４が検出したデータを受信するように構成される。また、通信部３１は、ガイド光源部２１及び計測光源部２２が光を出力するためのデータを送信可能に構成される。このような構成により、計測装置１が、計測基準点ＭＢから計測面７までの距離を三次元計測する制御が可能となる。

（記憶部３２）
　記憶部３２は、前述の記載により定義される様々な情報を記憶する。これは、例えばソリッドステートドライブ（Ｓｏｌｉｄ　Ｓｔａｔｅ　Ｄｒｉｖｅ：ＳＳＤ）等のストレージデバイスとして、あるいは、プログラムの演算に係る一時的に必要な情報（引数、配列等）を記憶するランダムアクセスメモリ（Ｒａｎｄｏｍ　Ａｃｃｅｓｓ　Ｍｅｍｏｒｙ：ＲＡＭ）等のメモリとして実施されうる。また、これらの組合せであってもよい。特に、記憶部３２は、撮像部２３及び光検出部２４が検出したデータを記憶する。また、記憶部３２は、取得プログラム、計測プログラム、結果保存プログラム、及び表示制御プログラムを記憶する。また、記憶部３２は、これ以外にも制御部３３によって実行される情報処理装置３に係る種々のプログラム等を記憶している。

（制御部３３）
　制御部３３は、情報処理装置３に関連する全体動作の処理・制御を行う。制御部３３は、例えば不図示の中央処理装置（Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ：ＣＰＵ）である。制御部３３は、記憶部３２に記憶された所定のプログラムを読み出すことによって、情報処理装置３に係る種々の機能を実現する。具体的には取得機能、計測機能、結果保存機能、及び表示制御機能が該当する。即ち、ソフトウェア（記憶部３２に記憶されている）による情報処理がハードウェア（制御部３３）によって具体的に実現されることで、取得部３３１、計測部３３２、撮像制御部３３３、モード切替部３３４、結果保存部３３５、及び表示制御部３３６として実行されうる。なお、図６においては、単一の制御部３３として表記されているが、実際はこれに限るものではなく、機能ごとに複数の制御部３３を有するように実施してもよい。またそれらの組合せであってもよい。以下、取得部３３１、計測部３３２、撮像制御部３３３、モード切替部３３４、結果保存部３３５、及び表示制御部３３６についてさらに詳述する。

（取得部３３１）
　取得部３３１は、ソフトウェア（記憶部３２に記憶されている）による情報処理がハードウェア（制御部３３）によって具体的に実現されているものである。取得部３３１は、撮像部２３及び光検出部２４が検出した電気的データを、通信部３１を介して取得するように構成されている。

（計測部３３２）
　計測部３３２は、撮像部２３が撮像したガイド光のスポットの形状ＳＰに基づいて計測面７の傾きを算出する。図２では、スポットの形状ＳＰは正方形であるが、円形でも矩形でもよく、一定の面積があれば特に限定されない。図９は、撮像したガイド光のスポットの形状ＳＰの一例である。被計測物の形状は複雑で、凹凸や段差もあるため、図９に示したように、ガイド光のスポットの形状ＳＰは様々である。図９に示されているスポットの形状ＳＰは、Ｘ軸周りに３０°、Ｙ軸周りに３０°傾いた計測面７で撮像した形状である。スポットの形状ＳＰ１は、平滑な計測面７で撮像した形状である。スポットの形状ＳＰ２は、撮像部２３から計測面７までの距離が離れた場合の形状である。スポットの形状ＳＰ３は、計測面７に凸部がある場合の形状である。スポットの形状ＳＰ４は、計測面７に凹部がある場合の形状である。スポットの形状ＳＰ５及びスポットの形状ＳＰ６は、計測面７に不連続面がある場合の形状である。計測部３３２は、このような複雑なスポットの形状ＳＰを基づいて、三次元空間での計測面７のＸ方向及びＹ方向の傾きを算出することができる。

　計測装置１の記憶部３２は、ガイド光のスポットの形状ＳＰに係る参照データを記憶している。ここで参照データとは、ガイド光の照射方向に垂直な面に対する勾配と、各勾配におけるスポットの形状ＳＰとを紐付けたデータである。図１０は、スポットの形状ＳＰに係る参照データでの一例である。参照データは、スポットの形状ＳＰを予め、Ｘ軸周り及びＹ軸周りに回転させた白黒画像である。計測部３３２は、撮像したスポットの形状ＳＰを前処理し、所定の閾値で二値化し、白黒画像化して、これを参照データの各画像とパターンマッチングを行い、最も照合度が高い参照データに基づいて、計測面７の傾きを算出する。図１０では、平面座標の第４象限のみの参照データが示されているが、第１象限、第２象限及び第３象限の参照データを用意してもよい。また、Ｘ軸周り及びＹ軸周りの回転角度を細かく刻んで、参照データを用意してもよい。また、本処理を行うにあたり、撮像したスポットの形状ＳＰの大きさを適宜変えて、パターンマッチングを行うと、さらに精度の高い結果が得られる。

　ガイド光のスポットの形状ＳＰに係る参照データは、勾配と、各勾配におけるスポットの形状ＳＰとの相関を学習させた学習済みモデルであってもよい。学習済みモデルは、スポットの形状ＳＰをＸ軸周り及びＹ軸周りに回転させて作成した各勾配とスポットの形状ＳＰに係る参照データとを紐付けて、作成される。学習済みモデルは、予め記憶部３２に記憶される。図１０に示されているように多くのガイド光のスポットの形状ＳＰを、Ｘ軸周り及びＹ軸周りに種々回転させることで、学習済みモデルを作成することができる。

　計測部３３２は、学習済みモデルに基づいて、計測面７の傾きを算出するように構成される。そのため、撮像部２３が撮像したガイド光のスポットの形状ＳＰを、学習済みモデルに入力すると、計測部３３２は、最も相関関係の強い参照データを特定し、計測面７の傾きを算出する。多くの参照データを用いて学習済みモデルを作成することで、計測部３３２は、計測面７の傾きを精確に算出することができる。

　また、計測部３３２は、幾何学的変換を用いて、計測面７の傾きを算出してもよい。例えば、幾何学的変換の１つである射影変換が用いられる。任意の座標（ｘ，ｙ）が数１の射影変換によって（ｘ’，ｙ’）に移る。ここで、ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆ，ｇ，ｈは、パラメータである。

　数１の逆変換式を用いて、座標（ｘ’，ｙ’）をＸ軸周り及びＹ軸周りに所定の角度で回転させ、座標（ｘ，ｙ）が得られる。これを、撮像したスポットの形状ＳＰが、正方形のスポットの形状ＳＰになるまで繰り返す。図１１は、射影変換の逆変換式に基づいて計測面７の傾きを算出する方法である。図１１に示されるように、撮像したスポットの形状ＳＰ８の各頂点Ａ’、Ｂ’、Ｃ’、Ｄ’を傾きθｘ、θｙで逆変換行う。換言すると、逆変換したスポットの形状ＳＰ７の各頂点Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄから得られるＡＢ、ＢＣ、ＣＤ、ＤＡ各辺の長さが等しくなるまで、傾きθｘ、θｙを変化させて、この逆変換を繰り返し続ける。各辺の長さが略同一になったとき、逆変換を停止し、θｘ、θｙを計測面７の傾きとする。

　計測部３３２は、算出された計測面７の傾きに基づいて第１計測基準点ＭＢ１の次の回次にあたる第２計測基準点ＭＢ２の深さを算出するように構成される。この深さに基づいて、計測部３３２は、次の計測基準点ＭＢで、計測光源部２２がワーキングディスタンス内に入るかどうかを判断する。ワーキングディスタンス内である場合、計測光源部２２は、高さ方向へは移動しない。ワーキングディスタンス外である場合、ワーキングディスタンス内に入るように、計測光源部２２は、計測開始点ＭＳに移動する。被計測物の形状が複雑で、計測基準点ＭＢから計測面７までの距離が焦点距離を外れた場合、精度の高い計測ができない。そのため、計測面７の傾きに基づいて計測面７の深さを算出し、ワーキングディスタンス内に入るように、計測光源部２２を計測開始点ＭＳまで移動させることで、精度の高い計測をすることができる。計測開始点ＭＳは、ワーキングディスタンス内の位置であるため、計測基準点ＭＢとの関係では上下両方に位置する。なお、図３～図５では、計測ユニット２の先端が、計測基準点ＭＢ及び計測開始点ＭＳになるようにしている。計測光源部２２が、ワーキングディスタンス内に入る限り、支障はない。

　計測部３３２は、計測面７が反射した計測光の散乱光反射成分に基づいて、計測開始点ＭＳから計測面７における計測光の反射点までの距離である第１距離Ｌを連続的に計測する。計測開始点ＭＳは、ワーキングディスタンス内の位置にある。第１距離Ｌは、計測装置１が物理的に計測した距離である。計測部３３２は、この第１距離Ｌと、計測基準点ＭＢから計測開始点ＭＳまでの距離である第２距離Ｍとを加算して計測距離を算出する。第２距離Ｍは、予め、ワーキングディスタンス内に入るように計測光源部２２を移動させた距離であり、計測基準点ＭＢから計測開始点ＭＳまでの距離であり、計測部３３２が算出した値である。第２距離Ｍは、計測面７の深さによって変動する。計測装置１は、このように計測面７の形状を計測するように構成される。なお、計測装置１が物理的に計測する距離は、計測光源部２２から計測面７までの距離であるが、計測ユニット２の先端からの距離であってもよい。計測した距離を計測装置１の設計データを基に変換すればよく、計測の基準位置は特定しない。

　非接触で距離を計測する方法は、数多くある。ここでは、光パルス法の原理を用いて計測方法を説明する。計測部３３２は、計測光源部２２に光を出力させ、参照光検出部２４１が検出した参照信号データ及び計測光検出部２４２が検出した計測信号データから、光の往復時間τを測定する。被計測物の計測面７までの第１距離Ｌは、数２のように求まる。

　ただし、ｎは光路の平均屈折率、ｃは真空中の光速である。

　計測光源部２２が光コム光源である場合、光コムによる干渉計測で距離を計測することができる。計測ユニット２にバンドパスフィルタ（不図示）を設け、高周波成分を切り出し、モード間隔周波数の電気的位相差を求めることで、距離が計測される。

（撮像制御部３３３）
　撮像制御部３３３は、前回の計測で算出された計測基準点ＭＢから計測面７までの深さが撮像部２３の被写界深度内に入るように、撮像部２３の位置又はその焦点位置を調節するように構成される。計測基準点ＭＢにおいて、常にガイド光のスポットの形状ＳＰの焦点が合うように、撮像制御部３３３が撮像部２３の位置を調節する。調節にあたり、撮像部２３の位置又はその焦点位置を直接調節してもよいし、撮像部２３を有する計測ユニット２の位置を調節してもよい。調節方法は限定されない。

　撮像制御部３３３は、調節された撮像部２３の位置又はその焦点位置に基づいて、計測光源部２２を計測基準点ＭＢから計測開始点ＭＳまで移動させるように構成される。即ち、計測光源部２２がワーキングディスタンスから外れている場合、撮像制御部３３３は、計測面７に焦点が合うように、計測光源部２２を計測開始点ＭＳまで高さ方向に移動させる。既にワーキングディスタンス内である場合は、計測光源部２２は移動しない。このように、計測基準点ＭＢで、ワーキングディスタンス内に入るように計測光源部２２を移動させることで安定した計測が可能となる。計測する毎に、計測面７の傾きを算出するため、次の計測基準点ＭＢから計測面７までの深さを算出することができる。その深さより、撮像制御部３３３は、ガイド光のスポットの形状ＳＰの焦点が合うように撮像部２３の位置を調整し、さらに、計測光源部２２がワーキングディスタンス内に入るように計測光源部２２を移動させる。移動にあたり、計測光源部２２のみを直接移動させてもよいし、計測光源部２２を有する計測ユニット２を移動させてもよい。移動方法は限定されない。

（モード切替部３３４）
　モード切替部３３４は、ガイド光モードと計測光モードとを切り替えるように構成される。ここで、ガイド光モードとは、ガイド光源部２１がガイド光を出力するモードであり、計測光モードとは、計測光源部２２が計測光を出力するモードである。計測装置１が被計測物の計測面７を三次元的に計測する方法の一例として、最初にガイド光モードで、各計測基準点ＭＢでの計測面７の傾き、及び各計測基準点ＭＢから計測面７までの深さを算出し、次に計測光モードに切り替えて、各計測基準点ＭＢから計測面７までの計測距離を算出する方法がある。本方法では、予め、ガイド光モードにおいて、各計測基準点ＭＢの傾き、及び各計測基準点ＭＢから計測面７までの深さを記憶部３２に記憶させる。次に、計測光モードで、撮像制御部３３３が、これらのデータを記憶部３２から読込み、これらのデータに基づいて、計測光源部２２がワーキングディスタンス内に入るように、計測光源部２２を移動させて、計測開始点ＭＳから精確な距離を計測する。

（結果保存部３３５）
　結果保存部３３５は、ソフトウェア（記憶部３２に記憶されている）による情報処理がハードウェア（制御部３３）によって具体的に実現されているものである。結果保存部３３５は、各計測基準点ＭＢの座標点、ガイド光モードで算出した、各計測基準点ＭＢにおける計測面７の傾き、各計測基準点ＭＢから計測面７までの深さ等の計測に係るデータを記憶部３２に記憶させる。

（表示制御部３３６）
　表示制御部３３６は、ソフトウェア（記憶部３２に記憶されている）による情報処理がハードウェア（制御部３３）によって具体的に実現されているものである。表示制御部３３６は、計測中又は計測終了後に、各計測基準点ＭＢの座標点、各計測基準点ＭＢにおける計測面７の傾き、各計測基準点ＭＢから計測面７までの深さ等の計測に係るデータを表示装置８に表示させる。これらのデータは、生産現場での計測状況をリアルタイムで表示しているため、被計測物の計測面７の問題点を迅速に把握、特定することができる。その結果、素早い対策等に役立てられる。

２．計測方法
　第２節では、第１節で説明した計測装置１を用いた計測方法について説明する。計測方法は、ガイド光出力ステップと、撮像ステップと、傾き計測ステップと、撮像制御ステップと、計測光制御ステップと、計測光出力ステップと、計測光検出ステップと、距離計測ステップとを備える。ガイド光出力ステップでは、ガイド光を出力する。これを複数の計測基準点ＭＢの計測面７に対して連続的に照射する。ここで計測基準点ＭＢは、計測面７までの２点間の距離の一端である。撮像ステップでは、第１計測基準点ＭＢ１の計測面７におけるガイド光のスポットを撮像する。傾き計測ステップでは、撮像されたスポットの形状ＳＰに基づいて計測面７の傾きを算出する。これに基づいて第１計測基準点ＭＢ１の次の回次にあたる第２計測基準点ＭＢ２の深さを算出する。撮像制御ステップでは、深さが撮像部２３の被写界深度内に入るように、撮像部２３の位置又はその焦点位置を調節する。計測光制御ステップでは、撮像部２３の位置又はその焦点位置に基づいて、計測光源部２２を計測基準点ＭＢから計測開始点ＭＳまで移動させる。計測光出力ステップでは、計測光を出力する。これを計測面７に照射する。計測光検出ステップでは、計測光の、計測面７における散乱光反射成分を検出する。距離計測ステップでは、散乱光反射成分に基づいて、計測開始点ＭＳから計測面７における計測光の反射点までの距離である第１距離Ｌを連続的に計測し、第１距離Ｌと、計測基準点ＭＢから計測開始点ＭＳまでの距離である第２距離Ｍとを加算して計測距離を算出する。これにより計測面７の形状を計測する。具体的に、この計測方法を２つに分けて説明する。

２．１　計測基準点ＭＢにおける計測面７の傾きの算出方法
　本節では、計測面７の傾きを算出する方法の一例を説明する。図１２は、実施形態に係る計測面７の傾きを算出する方法のアクティビティ図である。以下、本図に沿って説明する。

（アクティビティＡ０１）
　ユーザーは、モード切替部３３４でガイド光モードに切替える。
（アクティビティＡ０２）
　ガイド光源部２１は、ガイド光を出力する。
（アクティビティＡ０３）
　計測部３３２は、最後の計測基準点ＭＢかどうか確認する。
（アクティビティＡ０４）
　最後の計測基準点ＭＢでない場合、ガイド光源部２１はガイド光を計測面７に照射する。最後の場合はアクティビティＡ１４を実行する。
（アクティビティＡ０５）
　計測部３３２は、最初の計測基準点ＭＢかどうか確認する。
（アクティビティＡ０６）
　最初の計測基準点ＭＢでない場合、撮像制御部３３３は、計測基準点ＭＢから計測面７までの深さを記憶部３２から読み込む。
（アクティビティＡ０７）
　撮像制御部３３３は、記憶部３２から読み込んだ深さに基づいて、撮像部２３を被写界深度内に入るように調整する。
（アクティビティＡ０８）
　撮像部２３は、被写界深度内に移動する。
（アクティビティＡ０９）
　撮像部２３は、ガイド光のスポットの形状ＳＰを撮像する。
（アクティビティＡ１０）
　取得部３３１は、ガイド光のスポットの形状ＳＰの画像データを取得する。
（アクティビティＡ１１）
　計測部３３２は、ガイド光のスポットの形状ＳＰの画像データに基づいて、計測面７の傾きを算出する。
（アクティビティＡ１２）
　計測部３３２は、計測面７の傾きに基づいて、次の計測基準点ＭＢにおける計測面７までの深さを算出する。
（アクティビティＡ１３）
　結果保存部３３５は、計測面７の傾きと次の計測基準点ＭＢにおける計測面７までの深さを記憶部３２に記憶させる。
（アクティビティＡ１４）
　ガイド光源部２１は、ガイド光の出力を停止し、処理を終了する。

２．２　計測基準点ＭＢにおける計測面７までの距離の計測方法
　本節では、被計測物の計測面７までの距離を三次元計測する方法の一例について説明する。図１３は、実施形態に係る計測面７までの距離の計測方法のアクティビティ図である。

（アクティビティＡ２１）
　ユーザーは、モード切替部３３４で計測光モードに切替える。
（アクティビティＡ２２）
　計測部３３２は、最後の計測基準点ＭＢかどうかを確認する。
（アクティビティＡ２３）
　最後の計測基準点ＭＢでない場合、計測光源部２２は、次の計測基準点ＭＢに移動する。最後の場合は終了する。
（アクティビティＡ２４）
　撮像制御部３３３は、最初の計測基準点ＭＢかどうか確認する。
（アクティビティＡ２５）
　最初の計測基準点ＭＢでない場合、撮像制御部３３３は、記憶部３２から計測基準点ＭＢの深さを読み込む。
（アクティビティＡ２６）
　撮像制御部３３３は、計測基準点ＭＢの深さに基づいて、計測光源部２２がワーキングディスタンスに入るように、計測開始点ＭＳを算出する。
（アクティビティＡ２７）
　計測光源部２２は、計測開始点ＭＳに移動する。
（アクティビティＡ２８）
　計測光源部２２は、計測光を出力する。
（アクティビティＡ２９）
　参照光検出部２４１は、参照光を検出する。計測光検出部２４２は、計測光を検出する。
（アクティビティＡ３０）
　取得部３３１は、参照信号データ及び計測信号データを取得する。
（アクティビティＡ３１）
　計測部３３２は、参照信号データ及び計測信号データに基づき、計測開始点ＭＳから計測面７までの第１距離Ｌを計測する。
（アクティビティＡ３２）
　計測部３３２は、第１距離Ｌと計測基準点ＭＢから計測開始点ＭＳまでの第２距離Ｍとを加算し、計測基準点ＭＢから計測面７までの距離を計測する。
（アクティビティＡ３３）
　結果保存部３３５は、計測基準点ＭＢから計測面７までの距離を記憶部３２に記憶させる。
（アクティビティＡ３４）
　計測光源部２２は、計測光の出力を停止する。

３．第２実施形態の全体構成
　第３章では、第２実施形態の全体構成について順に説明する。前記の第１実施形態と重複する部分の説明は適宜省略する。

３．１　計測装置１
　本節では、第２実施形態に係る計測装置について説明する。図１４は、第２実施形態に係る計測装置１の全体構成図である。図１５は、第２実施形態に係る計測装置１のハードウェア構成を示すブロック図である。図１４に示されるように、計測装置１は、第１実施形態と同様、計測ユニット２と、情報処理装置３と、表示装置８とを備える。計測装置１は、被計測物の計測面７を非接触で三次元計測する。情報処理装置３は、光検出部２４及び照度計２７の検出信号を入力可能に計測ユニット２に電気的に接続されている。以下、第１実施形態で説明された計測ユニット２及び情報処理装置３に追加された構成要素についてさらに詳述する。

３．２　計測ユニット２
　第２実施形態では、計測ユニット２は、ガイド光源部２１と、計測光源部２２と、撮像部２３と、光検出部２４と、ビームスプリッタ２５と、第２ビームスプリッタ２６と、照度計２７とを有する。計測ユニット２は、ＸＹステージ（不図示）、直行座標型ロボットのハンド（不図示）等に備え付けられ、被計測物を非接触で三次元計測する。これらの構成要素のうち、第２実施形態に加えられた第２ビームスプリッタ２６と照度計２７について説明する。

（第２ビームスプリッタ２６）
　第２ビームスプリッタ２６は、計測ユニット２内に配置される。第２ビームスプリッタ２６は、計測光源部２２から照射した計測光を計測面７に向けて透過させ、反射経路から進入した計測面７で反射した散乱光の一部を所定の分割比で後述する照度計２７に向けて反射させ、残りの散乱光をビームスプリッタ２５に向けて透過させる。

（照度計２７）
　照度計２７は、光度計ともよばれ、照度や放射照度を測定する光度測定機器であり、散乱光、吸光、蛍光等の光の強さを測定する。ここでは、照度計２７は、計測ユニット２に取り付けられ、計測面７で反射した散乱光の一部の強さを測定する。

３．３　情報処理装置３
　情報処理装置３は、計測装置１の構成要素である。図１６は、第２実施形態に係る情報処理装置３における制御部３３が担う機能を示す機能ブロック図である。情報処理装置３は、通信部３１と、記憶部３２と、制御部３３（取得部３３１、計測部３３２、撮像制御部３３３、モード切替部３３４、結果保存部３３５、表示制御部３３６及び光度設定部３３７）とを有し、これらの構成要素が情報処理装置３の内部において通信バス３０を介して電気的に接続されている。以下、第１実施形態の構成要素に追加された光度設定部３３７についてさらに説明する。

（光度設定部３３７）
　光度設定部３３７は、計測面７の傾きに基づいて、計測光源部２２から出力される計測光の光度を設定してもよい。計測面７の傾きは、前述したように計測部３３２が計測した計測面７のＸ軸周りの傾きθｘ、及びＹ軸周りの傾きθｙの傾きである。具体的には、各軸の傾きであるθｘ及びθｙの平均値、２つの角度のうち最小値、２つの角度のうち最大値等の両傾きの算出結果に基づいて、光度設定部３３７は、計測光の光度を設定する。これらの両傾きの算出結果の値が小さいときは、計測面７で反射した散乱光の輝度が大きいため、光度設定部３３７は、計測光の光度を小さく設定する。また、逆にこれらの両傾きの算出結果の値が大きいときは、計測面７で反射した散乱光の輝度が小さいため、光度設定部３３７は、計測光の光度を大きく設定する。

　図１７は、第２実施形態に係る計測光の光度設定に用いられる二次元のルックアップテーブルＴＬの一例を示す概略図である。図１７に示したように、光度設定部３３７は、二次元のルックアップテーブルＴＬを用いて、計測光の光度を設定してもよい。即ち、二次元のルックアップテーブルＴＬの横軸をＸ軸周りの傾きθｘとし、縦軸をＹ軸周りの傾きθｙとし、各配列には、計測光の光度の値が設定される。ここで値は、計測面７のＸ軸周りの傾きθｘ及びＹ軸周りの傾きθｙが１０°以下の計測光の光量に対する比率である。このような二次元のルックアップテーブルＴＬを記憶部３２に記憶させておくことで、光度設定部３３７は、Ｘ軸周りの傾きθｘ及び横軸をＹ軸周りの傾きθｙから、二次元のルックアップテーブルＴＬの配列を特定し、記憶部３２から読み込まれた値を用いて、計測光の光度を設定する。なお、ルックアップテーブルＴＬの縦軸、横軸の各傾きの設定値及び各配列の値は、計測光の波長、計測面７の材質、表面処理の状態等の計測条件によって決定される。

　光度設定部３３７は、計測面７で反射した散乱光に基づいて、計測光源部２２から出力される計測光の光度を設定してもよい。ここでは、散乱光の強さに基づいて、光度設定部３３７が計測光源部２２から出力される計測光の光度を設定する例を取り上げて説明する。図１５に表されたように、散乱光の強さを測定する照度計２７は計測ユニット２に取り付けられる。計測ユニット２内に配置された第２ビームスプリッタ２６が、計測面７で反射した散乱光の一部を照度計２７に向けて反射させる。このような構成により、照度計２７は、計測面７で反射した散乱光の強さを測定する。具体的には、照度計２７が測定した散乱光の強さが小さいとき、光度設定部３３７は、計測光源部２２から出力される計測光の光度を大きく設定する。また、逆に照度計２７が測定した散乱光の強さが大きいとき、光度設定部３３７は、計測光源部２２から出力される計測光の光度を小さく設定する。

　なお、照度計２７の代わりに、計測光検出部２４２から変換された電気信号に基づいて、計測装置１は、散乱光の強さを測定してもよい。さらに、撮像部２３が撮像した計測面７におけるガイド光のスポットに基づいて散乱光の強さを測定してもよい。例えば、具体的には、撮像されたスポットの輝度画像を画像処理することで散乱光の強さを測定する。

　このように、光度設定部３３７が計測面７で反射した散乱光の強さに基づいて計測光源部２２から出力される計測光の光度することで、常に安定した計測ができ、かつ適切な光量で計測光源部２２から計測光を出力させることができる。散乱光の強さに基づいて計測光の光量を設定する機構によって、三次元計測の安定性と省エネが実現される。

４．その他
　下記のような態様によって前述の実施形態を実施してもよい。

（１）撮像制御部３３３が、計測中に次の計測基準点ＭＢで被写界深度に入るように撮像部２３を調整し、併せてワーキングディスタンス内に入るように計測光源部２２を計測開始点に移動させてもよい。移動後に、計測部３３２が計測面７までの距離を計測する。
（２）ガイド光のスポットの形状ＳＰは、実施形態の正方形に限定されない。スポットの形状ＳＰは、円形でも他の矩形でもよい。
（３）距離の計測は、前述の方法に限定されず、光変調法、合致法、光コム干渉計測法等を適宜採用してもよい。
（４）計測光がガイド光の機能を有してもよい。即ち、計測装置１は、１つの光源から出力される光を用いて、計測面７の傾き、深さを算出し、さらに計測面７までの距離を計測してもよい。
（５）プログラムであって、コンピュータに前述の計測方法を実行させるものが提供されてもよい。

　さらに、次に記載の各態様で提供されてもよい。
　前記計測装置において、計測光源部と、計測光検出部とをさらに備え、前記計測光源部は、計測光を出力し、これを前記計測面に照射するように構成され、前記計測光検出部は、前記計測光の、前記計測面における散乱光反射成分を検出するように構成され、前記計測部は、前記散乱光反射成分に基づいて、計測開始点から前記計測面における前記計測光の反射点までの距離である第１距離を連続的に計測し、前記第１距離と、前記計測基準点から前記計測開始点までの距離である第２距離とを加算して計測距離を算出し、これにより前記計測面の形状を計測するように構成される、もの。
　前記計測装置において、撮像制御部をさらに備え、前記撮像制御部は、前記深さが前記撮像部の被写界深度内に入るように、前記撮像部の位置又はその焦点位置を調節するように構成される、もの。
　前記計測装置において、前記撮像制御部は、前記撮像部の位置又はその焦点位置に基づいて、前記計測光源部を前記計測基準点から計測開始点まで移動させるように構成される、もの。
　前記計測装置において、モード切替部をさらに備え、前記モード切替部は、ガイド光モードと計測光モードとを切り替えるように構成され、ここで、前記ガイド光モードとは、前記ガイド光源部が前記ガイド光を出力するモードであり、前記計測光モードとは、前記計測光源部が前記計測光を出力するモードである、もの。
　前記計測装置において、記憶部をさらに備え、前記記憶部は、参照データを記憶しており、ここで前記参照データとは、前記ガイド光の照射方向に垂直な面に対する勾配と、各勾配における前記スポットの形状とを紐付けたデータで、前記計測部は、前記参照データに基づいて、前記計測面の傾きを算出するように構成される、もの。
　前記計測装置において、前記参照データは、前記勾配と、各勾配における前記スポットの形状との相関を学習させた学習済みモデルであり、前記計測部は、前記学習済みモデルに基づいて、前記計測面の傾きを算出するように構成される、もの。
　前記計測装置において、前記計測光源部は、光コム光源である、もの。
　前記計測装置において、前記スポットの形状は、矩形である、もの。
　前記計測装置において、光度設定部をさらに備え、前記光度設定部は、前記計測面の傾き又は前記計測面で反射した散乱光に基づいて、前記計測光源部から出力される前記計測光の光度を設定する、もの。
　計測方法であって、ガイド光出力ステップと、撮像ステップと、傾き計測ステップと、撮像制御ステップと、計測光制御ステップと、計測光出力ステップと、計測光検出ステップと、距離計測ステップとを備え、前記ガイド光出力ステップでは、ガイド光を出力し、これを複数の計測基準点の計測面に対して連続的に照射し、ここで前記計測基準点は、前記計測面までの２点間の距離の一端であり、前記撮像ステップでは、第１計測基準点の前記計測面における前記ガイド光のスポットを撮像し、前記傾き計測ステップでは、撮像された前記スポットの形状に基づいて前記計測面の傾きを算出し、これに基づいて前記第１計測基準点の次の回次にあたる第２計測基準点の深さを算出し、前記撮像制御ステップでは、前記深さが撮像部の被写界深度内に入るように、前記撮像部の位置又はその焦点位置を調節し、前記計測光制御ステップでは、前記撮像部の位置又はその焦点位置に基づいて、計測光源部を前記計測基準点から計測開始点まで移動させ、前記計測光出力ステップでは、計測光を出力し、これを前記計測面に照射し、前記計測光検出ステップでは、前記計測光の、前記計測面における散乱光反射成分を検出し、前記距離計測ステップでは、前記散乱光反射成分に基づいて、前記計測開始点から前記計測面における前記計測光の反射点までの距離である第１距離を連続的に計測し、前記第１距離と、前記計測基準点から前記計測開始点までの距離である第２距離とを加算して計測距離を算出し、これにより前記計測面の形状を計測する、方法。
　プログラムであって、コンピュータに前記計測方法を実行させる、もの。
　もちろん、この限りではない。

　最後に、本発明に係る種々の実施形態を説明したが、これらは、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。当該新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。当該実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

１　　　：計測装置
２　　　：計測ユニット
２１　　：ガイド光源部
２２　　：計測光源部
２３　　：撮像部
２４　　：光検出部
２４１　：参照光検出部
２４２　：計測光検出部
２５　　：ビームスプリッタ
２６　　：第２ビームスプリッタ
２７　　：照度計
３　　　：情報処理装置
３０　　：通信バス
３１　　：通信部
３２　　：記憶部
３３　　：制御部
３３１　：取得部
３３２　：計測部
３３３　：撮像制御部
３３４　：モード切替部
３３５　：結果保存部
３３６　：表示制御部
３３７　：光度設定部
７　　　：計測面
８　　　：表示装置
Ｌ　　　：第１距離
Ｍ　　　：第２距離
ＭＢ　　：計測基準点
ＭＢ１　：第１計測基準点
ＭＢ２　：第２計測基準点
ＭＢ３　：第３計測基準点
ＭＢｎ－２　：第ｎ－２計測基準点
ＭＢｎ－１　：第ｎ－１計測基準点
ＭＢｎ　：第ｎ計測基準点
ＭＳ　　：計測開始点
ＳＰ　　：スポットの形状
ＳＰ１　：スポットの形状
ＳＰ２　：スポットの形状
ＳＰ３　：スポットの形状
ＳＰ４　：スポットの形状
ＳＰ５　：スポットの形状
ＳＰ６　：スポットの形状
ＳＰ７　：スポットの形状
ＳＰ８　：スポットの形状
ＴＬ　　：ルックアップテーブル
θｘ　　：傾き
θｙ　　：傾き

Claims

計測装置であって、
　ガイド光源部と、撮像部と、計測部とを備え、
　前記ガイド光源部は、ガイド光を出力し、これを複数の計測基準点の計測面に対して連続的に照射するように構成され、ここで前記計測基準点は、前記計測面までの２点間の距離の一端であり、
　前記撮像部は、第１計測基準点の前記計測面における前記ガイド光のスポットを撮像するように構成され、
　前記計測部は、撮像された前記スポットの形状に基づいて前記計測面の傾きを算出し、これに基づいて前記第１計測基準点の次の回次にあたる第２計測基準点の深さを算出するように構成される、
もの。
請求項１に記載の計測装置において、
　計測光源部と、計測光検出部とをさらに備え、
　前記計測光源部は、計測光を出力し、これを前記計測面に照射するように構成され、
　前記計測光検出部は、前記計測光の、前記計測面における散乱光反射成分を検出するように構成され、
　前記計測部は、
　　前記散乱光反射成分に基づいて、計測開始点から前記計測面における前記計測光の反射点までの距離である第１距離を連続的に計測し、
　　前記第１距離と、前記計測基準点から前記計測開始点までの距離である第２距離とを加算して計測距離を算出し、これにより前記計測面の形状を計測するように構成される、
もの。
請求項２に記載の計測装置において、
　撮像制御部をさらに備え、
　前記撮像制御部は、前記深さが前記撮像部の被写界深度内に入るように、前記撮像部の位置又はその焦点位置を調節するように構成される、
もの。
請求項３に記載の計測装置において、
　前記撮像制御部は、前記撮像部の位置又はその焦点位置に基づいて、前記計測光源部を前記計測基準点から計測開始点まで移動させるように構成される、
もの。
請求項２～請求項４の何れか１つに記載の計測装置において、
　モード切替部をさらに備え、
　前記モード切替部は、ガイド光モードと計測光モードとを切り替えるように構成され、ここで、前記ガイド光モードとは、前記ガイド光源部が前記ガイド光を出力するモードであり、前記計測光モードとは、前記計測光源部が前記計測光を出力するモードである、
もの。
請求項２～請求項５の何れか１つに記載の計測装置において、
　記憶部をさらに備え、
　前記記憶部は、参照データを記憶しており、ここで前記参照データとは、前記ガイド光の照射方向に垂直な面に対する勾配と、各勾配における前記スポットの形状とを紐付けたデータで、
　前記計測部は、前記参照データに基づいて、前記計測面の傾きを算出するように構成される、
もの。
請求項６に記載の計測装置において、
　前記参照データは、前記勾配と、各勾配における前記スポットの形状との相関を学習させた学習済みモデルであり、
　前記計測部は、前記学習済みモデルに基づいて、前記計測面の傾きを算出するように構成される、
もの。
請求項２～請求項７の何れか１つに記載の計測装置において、
　前記計測光源部は、光コム光源である、
もの。
請求項１～請求項８の何れか１つに記載の計測装置において、
　前記スポットの形状は、矩形である、
もの。
請求項２～請求項８の何れか１つに記載の計測装置において、
　光度設定部をさらに備え、
　前記光度設定部は、前記計測面の傾き又は前記計測面で反射した散乱光に基づいて、前記計測光源部から出力される前記計測光の光度を設定する、
もの。
計測方法であって、
　ガイド光出力ステップと、撮像ステップと、傾き計測ステップと、撮像制御ステップと、計測光制御ステップと、計測光出力ステップと、計測光検出ステップと、距離計測ステップとを備え、
　前記ガイド光出力ステップでは、ガイド光を出力し、これを複数の計測基準点の計測面に対して連続的に照射し、ここで前記計測基準点は、前記計測面までの２点間の距離の一端であり、
　前記撮像ステップでは、第１計測基準点の前記計測面における前記ガイド光のスポットを撮像し、
　前記傾き計測ステップでは、撮像された前記スポットの形状に基づいて前記計測面の傾きを算出し、これに基づいて前記第１計測基準点の次の回次にあたる第２計測基準点の深さを算出し、
　前記撮像制御ステップでは、前記深さが撮像部の被写界深度内に入るように、前記撮像部の位置又はその焦点位置を調節し、
　前記計測光制御ステップでは、前記撮像部の位置又はその焦点位置に基づいて、計測光源部を前記計測基準点から計測開始点まで移動させ、
　前記計測光出力ステップでは、計測光を出力し、これを前記計測面に照射し、
　前記計測光検出ステップでは、前記計測光の、前記計測面における散乱光反射成分を検出し、
　前記距離計測ステップでは、
　　前記散乱光反射成分に基づいて、前記計測開始点から前記計測面における前記計測光の反射点までの距離である第１距離を連続的に計測し、
　　前記第１距離と、前記計測基準点から前記計測開始点までの距離である第２距離とを加算して計測距離を算出し、これにより前記計測面の形状を計測する、
方法。
プログラムであって、
　コンピュータに請求項１１に記載の計測方法を実行させる、
もの。