JPH0769152B2 - 形状測定装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ＜本発明の産業上の利用分野＞ 本発明は、被測定物に照射したビーム光の照射点位置を
受光検出する光変位センサを、被測定物に対して相対移
動して、被測定物の形状を測定する形状測定装置に関す
る。

＜従来技術＞ 物体の形状を測定する装置として、物体表面に直接セン
サを接触させて物体表面に傷を付ける恐れのある接触式
の装置に代わって、光ビームを物体の表面に照射してそ
の照射点の位置変化を受光検出する非接触式の装置が近
年多く用いられている。

第10図はこの形状測定装置の構成を示す概略図である。

第10図において、１は第１の基台、２は第１の基台１上
を矢印Ｙ方向に移動可能なＹステージ、３はＹステージ
２の移動量を検出するＹ移動量検出器、４はＹステージ
２を移動するための駆動装置である。

５はＹステージ２上を矢印Ｙと直交する矢印Ｘ方向に移
動可能なＸステージ、６はＸステージ５の移動量を検出
するＸ移動量検出器、７はＸステージ５を移動するため
の駆動装置である。

８は第１の基台１上に立設された第２の基台であり、第
１の基台１と直交する面8aには、矢印Ｘ、Ｙと直交する
矢印Ｚ方向に移動可能なＺステージ９が設けられてい
る。

10はＺステージ９の移動量を検出するＺ移動量検出器、
11はＺステージ９を移動するための駆動装置である。

このＺステージ９には光変位センサ20が取付けられてい
る。

この光変位センサ20はＸステージ５上に載置された被測
定物Ｗの表面Waに光ビームを照射し、照射点からの反射
光を受光することにより照射点の変位を検出する。

第11図はこの光変位センサ20の変位検出の原理を示す図
である。

光源21から放射された光ビームは投光レンズ22で絞られ
て光変位センサ20の端部20aから所定距離l₀の被測定物
表面に照射され、基準位置Ｐで照射点をつくる。

この照射点から反射または散乱した光ビームは結像レン
ズ23で集光され、光検出素子24上の位置Ｋに照射点の像
をつくる。

この像は被測定物が上下に移動すると光検出素子24上を
移動し、この移動量に対応した変位信号が光検出素子24
から出力される。

即ち、光ビームの照射点位置が基準位置ＰよりΔｌだけ
高い位置Ｑにあるときはこの変位距離（＋Δｌ）に対応
した信号を出力し、照射点位置が基準位置ＰよりΔｌだ
け低い位置Ｒにあるときはこの変位距離（−Δｌ）に対
応した信号を出力する。

したがって、光変位センサ20の変位出力が所定値（例え
ばゼロ）となるある位置を、Ｙステージ２、Ｘステージ
５およびＺステージ９の原点座標に設定すれば、Ｘ、Ｙ
ステージの移動にともなう被測定物の表面Waの照射点の
位置変化を各移動量検出器３、６、10および光変位セン
サ20の変位出力から座標データとして求めることがき
る。

なお第11図において、25は光変位センサ20内に設けられ
たテレビカメラであり、照射点を含む測定表面の所定領
域をモニタテレビに表示させて実際の照射点位置を視認
できるようにしている。

また、第10図において26は照射点近傍を通り、Ｚ軸に沿
った回転軸で光変位センサ20を回転させる回転装置、27
はその回転角を検出する角度検出器である。

第12図はこの形状測定装置の制御部の構成を示してい
る。

第12図において30は測定制御手段であり、予め測定ルー
ト、測定ピッチや測定移動速度等の測定条件を設定し
て、その設定した条件に対応した制御信号を出力する。

31は測定制御手段30からの制御信号に応じてXYステージ
の移動制御を行なうステージ制御手段、32、33はステー
ジ制御手段31からの信号によってそれぞれＸステージ
５、Ｙステージ２を駆動する駆動回路である。

34は光変位センサ20からの変位出力Δｌが所定範囲内か
ら逸脱したとき、駆動回路35によって変位出力Δｌがゼ
ロに近づく方向にＺステージ９を駆動させるオートフォ
ーカス回路である。

37はＺ移動量検出器10の出力と光変位センサ20からの変
位出力とを加算する演算器、38は、Ｙ移動量検出器３、
Ｘ移動量検出器６および演算器37からの出力を１つの３
次元座標データとして順次記憶する形状データ記憶手段
である。

39は、記憶された形状データから、被測定物の表面Wa全
体の形状や、測定表面Waの輪郭形状等を演算抽出するデ
ータ処理手段であり、測定された座標データや演算抽出
された輪郭形状等を表示装置40にグラフィック表示させ
る。

41はXYステージを手動キー操作でそれぞれ移動させるた
めの手動ステージ操作手段、42は回転駆動回路43を介し
て光変位センサ20を任意に手動回転させる手動回転操作
手段である。

44は光変位センサ20内のテレビカメラ25からの影像信号
を受けて、照射点近傍の測定表面を表示するモニタテレ
ビである。

したがって、例えば第13図に示すように測定表面Waを平
行に走る測定ルートを予め設定すれば、この測定ルート
に沿った照射点の座標データが順次記憶され、このデー
タから表面Waの平坦度等を知ることができる。

また、第14図に示すように測定表面Waのエッジを横切る
ように測定すれば、この測定表面Waの輪郭形状を知るこ
とができる。

なお、この輪郭測定の場合、測定表面Waからステージ面
に移動した照射点の反射光を確実に受光するために、測
定表面Waの端辺に光変位センサ20の投光軸と受光軸とで
形成される面（以下、投受光面と記す）がほぼ平行にな
るように光変位センサ20を手動回転させて測定する。

＜解決しようとする課題＞ しかしながら、このような構成の従来装置では次のよう
な解決すべき課題があった。

（１）モニタテレビ44の画面を見ながら手動操作によっ
てXYステージを動かし、照射点の位置を所望する位置
（例えば画面上で上方の位置）に移動しようとしても、
光変位センサ20が基準の回転位置（第10図の回転位置）
に対して所定角度回転していると、照射点の測定表面に
対する相対移動方向は画面上でその所定角度分だけ異な
る方向へずれてしまう。

このため、光変位センサ20の角度を基準角に一度戻して
から照射点の位置決めを行なうか、Ｘ方向およびＹ方向
の手動操作を小刻みに行なって所望する位置に照射点を
移動するという非常に煩雑な作業が必要となる。

（２）測定ルートのXY座標は、光変位センサ20の変位出
力がゼロとなる照射点の基準位置で設定されるが、前述
した光変位センサ20の検出原理（第11図）から所定の測
定範囲内では、測定ルート上のXY座標に対して照射点の
XY座標が僅かながらずれることになる。

このずれ量は、非常に小さいため、測定に要求される精
度によっては無視することもできるが、光変位センサ20
の回転軸が基準位置Ｐより離れていると、光変位センサ
20が回転したときに照射点の位置は設定された座標に対
して無視できない程大きな回転半径で移動してしまい、
測定精度が著しく低下してしまう。

このため、光変位センサ20および回転装置26の回転に対
する機械精度を非常に高くしなければならず高価でまた
困難な調整が必要となる。

（３）また、前述のように光変位センサ20の回転操作を
手動で行なっていたのでは、曲線状の輪郭を有する被測
定物の輪郭測定の際に何度も回転操作を行なわければな
らず非常に非能率的であった。

（４）照射点のＺ軸方向の変位が光変位センサ20の所定
の測定範囲を越えようとすると、Ｚステージ９がこれに
追従して照射点と光変位センサ20との距離を所定距離に
戻すようにオートフォーカス回路34が作動するが、この
戻し動作には一定の時間が必要であるため、XYステージ
の移動速度が高速でその測定ルートのＺ方向の変位が大
きい場合、オートフォーカスの動作が追従できなくなる
恐れがある。

このため、オートフォーカス回路34にはXYステージの考
えられる最高移動速度に対して追従可能な最大幅のしき
い値が設定されており、このしきい値の範囲を越えると
オートフォーカス動作が行なわれている。

ところが、精密な測定を行なう場合、前記のように大き
なしきい値でXYステージを移動させると、前述した測定
ルートと実際の照射点とのXY座標のずれ量が無視できな
くなる。このずれ量は光変位センサ20の投光軸の角度と
変位出力から得られ、そのXY座標を補正することも可能
であるが、得られた結果は所望する測定ルート座標から
離れたものとなってしまう。

（５）前述した外表面の輪郭測定において、測定表面の
コーナＲを測定する場合、従来は、ステージ上の位置決
めガイドに合わせて載置した被測定物のコーナを横切る
３つの測定ルートによりコーナ線上の３点の座標を求
め、その座標からコーナＲの中心座標を得る３点測定方
法で行なっていた。

ところが、コーナＲが非常に小さい場合、前記３点測定
では誤差が大きくなり、しかも物品の位置の僅かなずれ
や、物品個々の外形寸法の違いによって予め設定した３
つの測定ルートのうちのいずれかあるいは全てが物品の
コーナ部分を横切らず、正しい測定が行なえなかった。

本発明はこれらの課題を解決した形状測定装置を提供す
ることを目的としている。

＜課題を解決するための手段＞ 前記課題を解決するために本発明の形状測定装置は、 （１）所定の測定座標空間に置かれた被測定物の表面に
光ビームを照射し、該照射点からの光を受光するように
一体に形成され、前記照射点の所定座標軸方向の変位を
受光位置によって検出する光変位センサと、 前記光変位センサと被測定物との相対位置を前記所定座
標軸に直交する方向に沿って可変させる移動手段と、 手動キー操作を受けて、前記移動手段に移動信号を送出
する手動操作手段と、 モニタテレビと、 前記光変位センサに固定され、該光変位センサの照射点
を含む測定表面の画像を前記モニタテレビに表示させる
テレビカメラと、 前記光変位センサを、その変位出力が所定値となる測定
基準点の近傍を通り前記所定座標軸に平行な回転軸で回
転させる回転手段と、 前記手動操作手段からの移動信号を、前記回転手段によ
る前記光変位センサの回転角で座標変換して前記移動手
段に送出し、前記モニタテレビの画像の移動方向と前記
手動操作手段による操作方向とを一致させる座標変換手
段とを備えている。

（２）所定の測定座標空間に置かれた被測定物の表面に
光ビームを照射し、該照射点からの光を受光するように
一体に形成され、前記照射点の所定座標軸方向の変位を
受光位置によって検出する光変位センサと、 前記光変位センサと被測定物との相対位置を前記所定座
標軸に直交する方向に沿って可変する移動手段と、 前記光変位センサを、その変位出力が所定値となる測定
基準点の近傍を通り前記所定座標軸に平行な回転軸で回
転させる回転手段と、 前記光変位センサの測定基準点の座標で規定される測定
ルート座標に対して、測定表面の照射点が、前記回転手
段により前記光変位センサの回転軸を中心にして移動し
たとき、該移動量分だけ前記測定ルート座標を補正する
回転補正手段とを備えている。

（３）所定の測定座標空間に置かれた被測定物の表面に
光ビームを照射し、該照射点からの光を受光するように
一体に形成され、前記照射点の所定座標軸方向の変位を
受光位置によって検出する光変位センサと、 前記光変位センサと被測定物との相対位置を前記所定座
標軸に直交する方向に沿って可変する移動手段と、 前記光変位センサを、その変位出力が所定値となる測定
基準点の近傍を通り前記所定座標軸に平行な回転軸で回
転させる回転手段と、 前記光変位センサと被測定物の最新の相対移動方向を検
知し、前記光変位センサの投光軸と受光軸とで形成され
る面が前記最新の相対移動方向に対して直交するように
前記回転手段を制御する回転制御手段とを備えている。

（４）所定の測定座標空間に置かれた被測定物の表面に
光ビームを照射し、該照射点からの光を受光するように
一体に形成され、前記照射点の所定座標軸方向の変位を
受光位置によって検出する光変位センサと、 前記光変位センサと被測定物との相対位置を前記所定座
標軸に直交する方向に沿って可変する第１の移動手段
と、 前記光変位センサと被測定物との距離を前記所定座標軸
に沿った方向で可変する第２の移動手段と、 前記光変位センサからの変位出力が所定しきい値範囲を
越えるとき、該変位出力が前記しきい値範囲内になる方
向に前記第２の移動手段を常に制御するオートフォーカ
ス手段と、 前記第１の移動手段による前記光変位センサと被測定物
との相対移動速度を検知し、前記オートフォーカス手段
のしきい値を前記相対移動速度に応じて可変するしきい
値可変手段とを備えている。

（５）所定の測定座標空間に置かれた被測定物の表面に
光ビームを照射し、該照射点からの光を受光するように
一体に形成され、前記照射点の所定座標軸方向の変位を
受光位置によって検出する光変位センサと、 前記光変位センサと被測定物との相対位置を前記所定座
標軸に直交する方向に沿って可変する移動手段と、 図形表示手段と、 少なくとも前記光変位センサの変位出力と前記移動手段
の移動量に基づいて得られる測定表面の座標データから
前記光変位センサ側から見た測定表面の輪郭を前記図形
表示手段に表示させる輪郭表示手段と、 前記輪郭の図形データと被測定物の設計値に基づいて、
該輪郭のコーナの中心を通り該コーナを横切る測定ルー
トを算出するコーナ測定ルート算出手段と、 前記コーナ測定ルート算出手段によって算出された測定
ルートに沿って前記移動手段を制御し、この移動によっ
て得られる照射点の座標データから該コーナの曲率半径
を算出する曲率半径算出手段とを備えている。

＜作用＞ したがって、（１）モニタテレビの画像は、光変位セン
サの回転角と無関係にその画面上で任意の方向に手動移
動することができる。

（２）光変位センサの回転による照射点の位置ずれは、
測定基準点に対して補正される。

（３）光変位センサの投受光面は測定ルート方向に対し
て直交するように常に制御される。

（４）オートフォーカスのしきい値は、ステージの移動
速度に追従して可変される。

（５）測定データから測定表面の輪郭線が図形表示さ
れ、入力設定値とこの図形データによりコーナの中心を
通る測定ルート座標が算出される。

＜本発明の実施例＞（第１〜９図） 以下、図面に基づいて本発明の一実施例を説明する。

第１図は一実施例の制御部の構成を示すブロック図であ
り、前述（第12図）した従来装置と同一のものには同一
図番を付して説明を省略する。

第１図において、50は光変位センサ20の回転によるXY座
標の補正を行なう回転補正手段であり、予め測定された
光変位センサ20の投光角αおよび回転中心から光変位セ
ンサ20の基準位置までの距離ΔＬに基づいて、回転角θ
に対するXY座標の補正を行なう。

第２図は回転によるXY座標の位置ずれを示す図であり、
点線で示した測定ルートに対して、実際の照射点の位置
ＮがＸ軸方向にΔｒだけずれた状態で、光変位センサ20
がＺ軸に平行で基準位置ＰよりΔＬだけ離れた点Ｃを通
り線を回転軸としてθだけ回転して照射点の位置がＳに
移動したとする。

回転補正手段50はＸ移動量検出器６およびＹ移動量検出
器３から得られる測定すべき測定ルート上の点Ｍの座標
（X₀、Y₀）即ち、光変位センサ20の基準位置ＰのXY座標
を、Ｓ点の座標（Ｘ′、Ｙ′）に次式の演算で補正す
る。

Ｘ′＝X₀−ΔＬ＋R cosθ Ｙ′＝Y₀＋R sinθ ただしＲ＝ΔＬ＋Δｒであり、Δｒは変位出力Δｌと投
光角αからΔｌ・tanαで得られるが、前述したように
Δｒが測定精度に影響を与えない程小さいとすればΔｒ
を無視してＲ＝ΔＬとする。

このようにして補正された照射点のXY座標と加算器37か
らのＺ座標とは１組の３次元座標データとして形状デー
タ記憶手段38に記憶される。

51はスイッチ52のオン操作あるいは測定制御手段30から
の指令信号を受けて、形状データ記憶手段38に記憶され
た最も新しい２つの座標データより、測定ルートのXY座
標上の向きを検出し、光変位センサ20の投受光面がこの
向きと直交するために必要な駆動角Δθを算出して、こ
のΔθに対応した信号を出力する回転制御手段である。

第３図はこの回転制御手段51によって光変位センサ20の
回転角が変化する様子を示す図であり、最新の連続する
２つの測定点S_n、S_n+1のXY座標からその実際の測定ルー
トの方向角βが算出され、このときの光変位センサ20の
回転角θ（角度検出器25からの出力）と方向角βとによ
ってΔθを次式 Δθ＝（π/2）−θ−β で求め、このΔθに対応した信号を回転駆動回路43に出
力して、測定ルートの方向角βと光変位センサ20の投受
光面とが直交するように回転させる。

したがって、例えば手動操作によって曲線状の輪郭を測
定する場合に、測定したい方向に照射点を僅かに移動す
るだけで、光変位センサ20はこの方向に対応した向きに
自動的に回転して測定ルートに投受光面が直交する。

53は手動ステージ操作手段41からのXY移動信号を光変位
センサ20の回転角によって座標変換して、XYステージを
駆動させ、モニタテレビ44の画像の動きを、光変位セン
サ20の回転角に無関係に手動キーに対応させる座標変換
手段である。

この座標変換手段53は、例えば第４図に示すようにテレ
ビモニタ44の画面に測定表面Waがθだけ傾いて表示され
ているとき、照射点Ｓの位置を画面上でＳ′（ｘ、ｙ）
に移動させるための移動信号（ｘ、ｙ）を手動ステージ
操作手段41から受けると、次式の座標変換 Ｘ＝x cosθ−y sinθ Ｙ＝x sinθ＋y cosθ を行なってステージ制御手段31に出力する。これによっ
て、照射点の位置Ｓはテレビモニタ44の画面上でＳ′に
向って一直線に相対移動することになる。

54は、測定制御手段30からステージ制御手段31に対して
指定されるXYステージの移動速度を検出し、オートフォ
ーカス回路34のしきい値を速度に応じて可変させるしき
い値可変手段である。

このしきい値可変手段54は、オートフォーカス回路34に
対してXYステージの移動速度が速い場合は、大きな幅の
しきい値を自動設定し、移動速度が遅い場合には、小さ
な幅のしきい値を自動設定する。

したがって、例えば第５図のようにXYステージに対して
一定の傾きを有する測定表面Waを点線で示す測定ルート
に従って測定する場合、高速測定のときは、第６図の
（ａ）に示すように、測定ルートに対して実線で示した
実際の照射点のルートは大きな蛇行幅で移動する。これ
に対して低速測定のときは、第６図の（ｂ）に示すよう
に、小さな蛇行幅で照射点のルートが移動することにな
り、高精度な測定が行なえる。

データ処理手段55は前記同様に測定によって得られる形
状データの判定や予め指定された他の処理を測定制御手
段30の指示によって行ないその結果を表示装置40に表示
する。

ここで、このデータ処理手段55の輪郭測定の処理につい
て説明する。

例えば第７図のように４辺ａ、ｂ、ｃ、ｄで構成される
ほぼ長方形の輪郭を有する被測定物の場合、各辺を横切
る複数の測定ルートを指示すれば測定ルートと交わる被
測定物表面Waのエッジの点（例えばa₁、a₂、……）が得
られ、この座標から各辺の輪郭データを求めることがで
きる。

コーナＲを測定する場合は、第８図に示すフローチャー
トに従って測定が行なわれる。

予め各辺ａ、ｂ、ｃ、ｄの輪郭データが得られていると
し、コーナＲの測定が指示されるとこの輪郭データから
各辺の輪郭線の式が演算され、表示装置40に図形表示さ
れる（ステップ１、２）。

ここで測定したいコーナをはさむ２辺（例えばａ、ｂ）
が指示され、設計上のコーナＲの値Ｊと測定ルート長Ｕ
とが入力指示されると、第９図に示すように、辺ａ、ｂ
ではさまれる角を２等分する直線Ｅが算出される（ステ
ップ３〜７）。

次に線Ｅ上に中心を有し、半径Ｊで辺ａ、ｂに内接する
円弧と線Ｅとの交点Ｆ（即ち、設計上のコーナ中央のエ
ッジ点）の座標が算出され、この点Ｆによって測定ルー
ト長Ｕが２分される測定ルートの測定開始点U₁と測定終
了点U₂の座標が算出される（ステップ８、９）。

この測定ルートの座標データはステージ制御手段31に送
出され、照射点が点U₁から点U₂へ移動するようにXYステ
ージの駆動がなされ、この測定データは形状データ記憶
手段38に記憶される（ステップ10、11）。

記憶された測定データから、コーナ中央の実際のエッジ
点の座標が得られ、実際のコーナＲが算出される（ステ
ップ12）。

＜本発明の効果＞ 本発明の形状測定装置は以上のように構成されているた
め、以下に述べる効果がある。

（１）光変位センサが基準角に対して任意の角度回転し
ていても、座標変換手段により光変位センサに固定され
たテレビカメラからテレビモニタに表示される照射点近
傍の映像画面上で所望する任意の位置に照射点を相対移
動することができ、照射点の位置決め作業が格段に容易
になる。

（２）光変位センサの回転による照射点の位置ずれは、
回転補正手段によって座標補正されるため、測定された
座標データの誤差を格段に小さくすることができる。

（３）回転制御手段により、測定ルートの方向に対して
最も有利な回転角（光変位センサの投受光面が測定ルー
トに直交する角度）で光変位センサを自動的に回転駆動
することができ、曲線状の輪郭測定等の作業が格段に能
率的になる。

（４）しきい値可変手段によりオートフォーカス回路の
しきい値をステージ移動速度に対応した値に自動可変で
きるようにしているため、低速時に測定ルートと実際の
照射点の移動座標との差の少ない精密な測定を行なうこ
とができる。

（５）測定座標データから測定表面の輪郭線を表示装置
に図形表示し、その図形データと入力設定値からコーナ
の中心を通る測定ルート座標を算出するコーナ測定ルー
ト算出手段を備えているため、被測定物の位置ずれや個
々の外形差によらず、容易に輪郭測定を行なえる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の制御部の構成を示すブロッ
ク図、第２図、第３図および第４図は一実施例の要部の
動作の説明図、第５図は被測定物と測定ルートの一例を
示す斜視図、第６図は第５図の測定ルートに対する一実
施例の動作を説明する平面図である。 第７図は一実施例の要部の動作の説明図、第８図は一実
施例の要部の処理手順を示すフローチャート図、第９図
は第８図の処理手順の説明図である。 第10図は従来装置の機構部を示す斜視図、第11図は従来
装置の要部の変位検出原理を説明するための図、第12図
は従来装置の制御部の構成を示すブロック図、第13図お
よび第14図は従来装置の測定動作を説明するための図で
ある。 ２……Ｙステージ、５……Ｘステージ、９……Ｚステー
ジ、20……光変位センサ、25……テレビカメラ、26……
回転装置、27……角度検出器、30……測定制御手段、31
……ステージ制御手段、34……オートフォーカス回路、
38……形状データ記憶手段、40……表示装置、41……手
動ステージ操作手段、42……手動回転操作手段、44……
モニタテレビ、50……回転補正手段、51……回転制御手
段、53……座標変換手段、54……しきい値可変手段、55
……データ処理手段。

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭58−47209（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−218007（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−67807（ＪＰ，Ａ)

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】所定の測定座標空間に置かれた被測定物の
   表面に光ビームを照射し、該照射点からの光を受光する
   ように一体に形成され、該照射点の所定座標軸方向の変
   位を受光位置によって検出する光変位センサと、 前記光変位センサと被測定物との相対位置を前記所定座
   標軸に直交する方向に沿って可変させる移動手段と、 手動キー操作を受けて、前記移動手段に移動信号を送出
   する手動操作手段と、 モニタテレビと、 前記光変位センサに固定され、該光変位センサの照射点
   を含む測定表面の画像を前記モニタテレビに表示させる
   テレビカメラと、 前記光変位センサを、その変位出力が所定値となる測定
   基準点の近傍を通り前記所定座標軸に平行な回転軸で回
   転させる回転手段と、 前記手動操作手段からの移動信号を、前記回転手段によ
   る前記光変位センサの回転角で座標変換して前記移動手
   段に送出し、前記モニタテレビの画像の移動方向と前記
   手動操作手段による操作方向とを一致させる座標変換手
   段とを備えた形状測定装置。
2. 【請求項２】所定の測定座標空間に置かれた被測定物の
   表面に光ビームを照射し、該照射点からの光を受光する
   ように一体に形成され、該照射点の所定座標軸方向の変
   位を受光位置によって検出する光変位センサと、 前記光変位センサと被測定物との相対位置を前記所定座
   標軸に直交する方向に沿って可変させる移動手段と、 前記光変位センサを、その変位出力が所定値となる測定
   基準点の近傍を通り前記所定座標軸に平行な回転軸で回
   転させる回転手段と、 前記光変位センサの測定基準点の座標で規定される測定
   ルート座標に対して、測定表面の照射点が、前記回転手
   段により前記光変位センサの回転軸を中心にして移動し
   たとき、該移動量分だけ前記測定ルート座標を補正する
   回転補正手段とを備えた形状測定装置。
3. 【請求項３】所定の測定座標空間に置かれた被測定物の
   表面に光ビームを照射し、該照射点からの光を受光する
   ように一体に形成され、該照射点の所定座標軸方向の変
   位を受光位置によって検出する光変位センサと、 前記光変位センサと被測定物との相対位置を前記所定座
   標軸に直交する方向に沿って可変させる移動手段と、 前記光変位センサを、その変位出力が所定値となる測定
   基準点の近傍を通り前記所定座標軸に平行な回転軸で回
   転させる回転手段と、 前記光変位センサと被測定物の最新の相対移動方向を検
   知し、前記光変位センサの投光軸と受光軸とで形成され
   る面が前記最新の相対移動方向に対して直交するように
   前記回転手段を制御する回転制御手段とを備えた形状測
   定装置。
4. 【請求項４】所定の測定座標空間に置かれた被測定物の
   表面に光ビームを照射し、該照射点からの光を受光する
   ように一体に形成され、該照射点の所定座標軸方向の変
   位を受光位置によって検出する光変位センサと、 前記光変位センサと被測定物との相対位置を前記所定座
   標軸に直交する方向に沿って可変させる第１の移動手段
   と、 前記光変位センサと被測定物との距離を前記所定座標軸
   に沿った方向で可変する第２の移動手段と、 前記光変位センサからの変位出力が所定しきい値範囲を
   越えるとき、該変位出力が前記しきい値範囲内になる方
   向に前記第２の移動手段を常に制御するオートフォーカ
   ス手段と、 前記第１の移動手段による前記光変位センサと被測定物
   との相対移動速度を検知し、前記オートフォーカス手段
   のしきい値を前記相対移動速度に応じて可変するしきい
   値可変手段とを備えた形状測定装置。
5. 【請求項５】所定の測定座標空間に置かれた被測定物の
   表面に光ビームを照射し、該照射点からの光を受光する
   ように一体に形成され、該照射点の所定座標軸方向の変
   位を受光位置によって検出する光変位センサと、 前記光変位センサと被測定物との相対位置を前記所定座
   標軸に直交する方向に沿って可変させる移動手段と、 図形表示手段と、 少なくとも前記光変位センサの変位出力と前記移動手段
   の移動量に基づいて得られる測定表面の座標データから
   前記光変位センサ側から見た測定表面の輪郭を前記図形
   表示手段に表示させる輪郭表示手段と、 前記輪郭の図形データと被測定物の設計値に基づいて、
   該輪郭のコーナの中心を通り該コーナを横切る測定ルー
   トを算出するコーナ測定ルート算出手段と、 前記コーナ測定ルート算出手段によって算出された測定
   ルートに沿って前記移動手段を制御し、この移動によっ
   て得られる照射点の座標データから該コーナの曲率半径
   を算出する曲率半径算出手段とを備えた形状測定装置。