JP2014153343A - Shape measurement device - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a shape measurement device that can attain reduction in manufacturing costs, miniaturization of the device, and highly accurate measurement resolving power.SOLUTION: As a focus position is variably controlled by a focus variable lens 4, a conical mirror 5 causes laser light from a light source 1 to irradiate a specimen in a ring shape, and since an image analysis device 10 analyzes a photographing image to be obtained by receiving reflection light upon the specimen with an optical detector 7, a position of a plurality of points on the specimen illuminated in the ring shape is enabled to be measured by a single measurement. Further, the image analysis device 10 calculates a distance from the conical mirror 5 to the specimen on the basis of a light intensity distribution indicative of a pixel area where light intensity equal to or more than a predetermined value is obtained in an image-formation plane of the optical detector 7, and thereby a measurement resolving power is adapted to depend on pixel density, not on the number of gradations of the optical detector 7, and highly accurate measurement resolving power is adapted to be obtained without using the expensive optical detector having the large number of gradations.

Description

本発明は形状測定装置に関し、特に、プローブ式の形状測定装置に用いて好適なものである。   The present invention relates to a shape measuring apparatus, and is particularly suitable for use in a probe type shape measuring apparatus.

近年、自動車、航空宇宙、重工業、エネルギー、土木建築などの各産業分野から医療分野に至るまで、製品や人体（例えば、骨）の寸法測定から傷検査、位置決めなどに関して、３次元形状測定装置は幅広い応用が期待されている。このように、３次元形状測定装置の必要性は幅広い分野に浸透する一方で、測定に対する要求はさらに高まっている。近年では、測定精度や価格といった点にも議論が及んでいる。   In recent years, from various industrial fields such as automobiles, aerospace, heavy industry, energy, civil engineering and construction to medical fields, 3D shape measuring devices are related to product and human body (for example, bone) dimension measurement, wound inspection, positioning, etc. Wide application is expected. As described above, the need for a three-dimensional shape measuring apparatus penetrates a wide range of fields, while the demand for measurement is further increased. In recent years, there have been discussions on measurement accuracy and price.

従来、円筒状物体の３次元形状を測定することが可能なプローブ式の３次元形状測定装置が提案されている（例えば、特許文献１〜３参照）。特許文献１，２はプローブ式の３次元形状測定装置について開示したものである。具体的には、下向き（Ｚ軸方向）に照射されたレーザ光をプリズムにより横向き（Ｘ軸方向）へ反射させて物体に照射し、物体での反射光をフォトセンサに結像させることにより、コリメータレンズのフォーカス位置から円筒部材の中心孔の内面形状を測定できるようにしている。   Conventionally, a probe type three-dimensional shape measuring apparatus capable of measuring a three-dimensional shape of a cylindrical object has been proposed (for example, see Patent Documents 1 to 3). Patent Documents 1 and 2 disclose a probe-type three-dimensional shape measuring apparatus. Specifically, the laser light irradiated downward (Z-axis direction) is reflected laterally (X-axis direction) by the prism and irradiated to the object, and the reflected light from the object is imaged on the photosensor, The inner surface shape of the central hole of the cylindrical member can be measured from the focus position of the collimator lens.

また、特許文献１，２では、円筒部材を所定の回転中心を中心に水平方向でθ方向へ相対的に回転させることにより、円筒部材の内面形状を円周方向に沿って測定することが可能となる。さらに、Ｚ軸方向での位置を変化させて円周方向の測定を繰り返すことにより、内面の３次元形状の測定も可能となる。なお、特許文献１では、Ｚ軸で移動するコリメータレンズによりオートフォーカスするため、プローブを細い径のまま長く形成することが可能である。   In Patent Documents 1 and 2, it is possible to measure the shape of the inner surface of the cylindrical member along the circumferential direction by rotating the cylindrical member relative to the θ direction in the horizontal direction around a predetermined rotation center. It becomes. Furthermore, the measurement of the three-dimensional shape of the inner surface is also possible by changing the position in the Z-axis direction and repeating the measurement in the circumferential direction. In Patent Document 1, since autofocus is performed by a collimator lens that moves on the Z axis, the probe can be formed long with a small diameter.

また、特許文献３に記載の形状測定装置は、対物レンズの合焦位置にある円筒状被検物から反射して戻ってくる光量を測定する２次元検出器と、円筒状被検物を軸周りに駆動回転させる回転駆動機構と、円筒状被検物の回転と共に２次元検出器で逐次得られる共焦点画像の画素と画素ごとの信号が得られた時刻とを選択し、円筒状被検物の形状を測定する形状演算手段とを備えている。ここで、形状演算手段は、各時刻において２次元検出器上に結像される円筒状被検物の領域について、連続する３点の画素のうちどの画素で受光強度がピークとなるかを検出することにより、円筒状被検物の形状を測定している。   In addition, the shape measuring device described in Patent Document 3 includes a two-dimensional detector that measures the amount of light reflected and returned from a cylindrical test object at the focal position of the objective lens, and a cylindrical test object. A cylindrical drive is selected by selecting a rotation drive mechanism for driving and rotating around, a pixel of the confocal image sequentially obtained by the two-dimensional detector along with the rotation of the cylindrical test object, and a time when a signal for each pixel is obtained. And shape calculating means for measuring the shape of the object. Here, the shape calculating means detects which of the three consecutive pixels the light reception intensity reaches a peak for the area of the cylindrical specimen imaged on the two-dimensional detector at each time. By doing so, the shape of the cylindrical specimen is measured.

特開２０１０−１４６５６号公報JP 2010-14656 A 特開２００８−２６８１２２号公報JP 2008-268122 A 特開２００８−５１５７６号公報JP 2008-51576 A

しかしながら、上記特許文献１〜３に記載の技術は何れも、１回の測定で円筒状物体上の１点の位置しか測定できない。そのため、円筒状物体の形状を円周方向に沿って測定するためには、円筒状物体を回転させて測定を繰り返し行わなければならなかった。そのため、測定に時間がかかるという問題があった。また、円筒状物体を回転させるための回転機構を設ける必要があるため、装置の小型化が困難であるばかりでなく、製造コストもかかるという問題もあった。   However, any of the techniques described in Patent Documents 1 to 3 can measure only the position of one point on the cylindrical object in one measurement. Therefore, in order to measure the shape of the cylindrical object along the circumferential direction, the measurement must be repeated by rotating the cylindrical object. For this reason, there is a problem that the measurement takes time. In addition, since it is necessary to provide a rotation mechanism for rotating the cylindrical object, it is difficult not only to reduce the size of the apparatus but also to increase the manufacturing cost.

また、特許文献１，２では、フォトセンサの結像点における出力バランスのずれを是正するようにコリメータレンズのオートフォーカス動作を行い、そのフォーカス位置から物体の形状を測定している。また、特許文献３では、２次元検出器上の結像領域において連続する３画素の中から受光強度のピークを示す位置を検出することによって物体の形状を測定している。何れの場合も受光強度のピークを検出する方式のため、形状の測定分解能（測定精度）を高めるためには、光検出器の受光感度（階調数）を上げる必要がある。例えばナノメータオーダの高精度な測定分解能を得ようとする場合、それに必要となる大きな階調数を持った光検出器として極めて高価なものが必要となり、製造コストが増大するという問題があった。   In Patent Documents 1 and 2, an autofocus operation of a collimator lens is performed so as to correct an output balance shift at an image forming point of a photosensor, and the shape of an object is measured from the focus position. In Patent Document 3, the shape of an object is measured by detecting a position indicating a peak of received light intensity from three consecutive pixels in an imaging region on a two-dimensional detector. In any case, since the peak of the received light intensity is detected, it is necessary to increase the light receiving sensitivity (the number of gradations) of the photodetector in order to increase the shape measurement resolution (measurement accuracy). For example, in order to obtain a highly accurate measurement resolution on the order of nanometers, there is a problem that an extremely expensive photo detector having a large number of gradations required for it is required, resulting in an increase in manufacturing cost.

本発明は、このような問題を解決するために成されたものであり、製造コストの低減、装置の小型化および高精度な測定分解能を実現可能な形状測定装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve such a problem, and an object of the present invention is to provide a shape measuring device capable of realizing a reduction in manufacturing cost, downsizing of the device, and high-precision measurement resolution. .

上記した課題を解決するために、本発明では、所定の可変パラメータの値を変えることによって被検物に照射させるレーザ光の焦点位置を可変制御しながら、光源からのレーザ光を円錐ミラーによってリング状に反射させて被検物に照射させる。そして、被検物での反射光を光検出器の受光面に結像させ、それによって得られる画像を解析して被検物の形状を測定する。画像解析処理は、具体的には以下のようにして行う。   In order to solve the above-mentioned problems, in the present invention, the laser beam from the light source is ringed by the conical mirror while the focal position of the laser beam irradiated onto the test object is variably controlled by changing the value of a predetermined variable parameter. The sample is reflected and irradiated on the test object. Then, the reflected light from the test object is imaged on the light receiving surface of the photodetector, and the shape of the test object is measured by analyzing the image obtained thereby. Specifically, the image analysis process is performed as follows.

すなわち、光検出器にて撮像された画像の中心位置から放射状に伸びる複数の直線状領域毎に、可変パラメータの各値に対して所定値以上の光強度が得られた画素の分布を示す光強度分布を求め、当該光強度分布に基づいて、所定値以上の光強度が得られた光検出領域について画像の中心位置から当該光検出領域の端部までの画素数が最も大きくなるときの可変パラメータの値をピーク時パラメータとして取得する。そして、当該取得したピーク時パラメータの値と、可変パラメータに対する焦点距離の関係を示した関数とに基づいて、円錐ミラーの中心から被検物上の合焦点までの距離を複数の直線状領域毎に取得する。   That is, for each of a plurality of linear regions extending radially from the center position of the image captured by the photodetector, light indicating a distribution of pixels from which a light intensity equal to or greater than a predetermined value is obtained for each value of the variable parameter An intensity distribution is obtained, and based on the light intensity distribution, a variable when the number of pixels from the center position of the image to the end of the light detection area becomes the largest for a light detection area where a light intensity of a predetermined value or more is obtained Get the value of the parameter as a peak parameter. Then, the distance from the center of the conical mirror to the focal point on the test object is determined for each of the plurality of linear regions based on the acquired value of the peak parameter and a function indicating the relationship of the focal length to the variable parameter. To get to.

上記のように構成した本発明によれば、円錐ミラーによってリング状に反射されたレーザ光が円錐ミラーの周囲にある被検物に照射され、被検物での反射光が光検出器に結像して画像が生成される。そして、当該画像の中心位置から放射状に伸びる複数の直線状領域毎に画像解析が行われ、円錐ミラーの中心から複数の直線状領域方向に対する合焦点までの距離が一度に取得される。これにより、１回の測定でリング状に照らされた被検物上の複数点の位置を測定することができるので、測定時間を大幅に短縮することができる。また、被検物を回転させなくても被検物上の複数点の位置を測定することができるので、被検物を回転させるための回転機構が不要となり、装置の小型化および製造コストの削減を実現することができる。   According to the present invention configured as described above, the laser beam reflected in a ring shape by the conical mirror is irradiated to the test object around the conical mirror, and the reflected light from the test object is coupled to the photodetector. An image is generated. Then, image analysis is performed for each of the plurality of linear regions extending radially from the center position of the image, and the distances from the center of the conical mirror to the focal point in the directions of the plurality of linear regions are acquired at a time. Thereby, since the position of the several point on the test object illuminated by the ring shape by one measurement can be measured, measurement time can be shortened significantly. In addition, since the position of a plurality of points on the test object can be measured without rotating the test object, a rotating mechanism for rotating the test object becomes unnecessary, and the downsizing of the apparatus and the manufacturing cost can be reduced. Reduction can be realized.

また、本発明によれば、光検出器にて受光するレーザ光の受光強度がピークとなる画素位置を検出する方式ではなく、光検出器の結像面の画素空間における光強度分布に基づいて、所定値以上の光強度が得られた光検出領域における画像中心位置からの画素数が最も大きくなるときの可変パラメータが検出されて、円錐ミラーから被検物までの距離に換算される。そのため、測定分解能は、光検出器の受光感度（階調数）ではなく画素密度に依存することになる。これにより、大きな階調数を持った高価な光検出器を用いることなく、ナノメータオーダの高精度な測定分解能を得ることができる。   Further, according to the present invention, it is not based on a method of detecting a pixel position where the light reception intensity of the laser beam received by the photodetector reaches a peak, but based on the light intensity distribution in the pixel space on the imaging plane of the photodetector. The variable parameter when the number of pixels from the image center position in the light detection region where the light intensity equal to or greater than the predetermined value is the largest is detected and converted to the distance from the conical mirror to the test object. Therefore, the measurement resolution depends on the pixel density rather than the light receiving sensitivity (number of gradations) of the photodetector. Thereby, it is possible to obtain a highly accurate measurement resolution on the order of nanometers without using an expensive photodetector having a large number of gradations.

以上により、本発明によれば、製造コストの低減、装置の小型化および高精度な測定分解能を実現可能な形状測定装置を提供することができる。   As described above, according to the present invention, it is possible to provide a shape measuring apparatus capable of realizing a reduction in manufacturing cost, a reduction in size of the apparatus, and high-precision measurement resolution.

本実施形態による形状測定装置の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the shape measuring apparatus by this embodiment. 本実施形態の画像解析装置が備える機能構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the function structural example with which the image analysis apparatus of this embodiment is provided. 焦点可変レンズに供給する電流値を変えることによりレーザ光の焦点位置が変わる様子を示す図である。It is a figure which shows a mode that the focus position of a laser beam changes by changing the electric current value supplied to a focus variable lens. 円筒状被検物の中に本実施形態の形状測定装置を挿入して内面形状を測定する状態を示す図である。It is a figure which shows the state which inserts the shape measuring apparatus of this embodiment in a cylindrical test object, and measures an inner surface shape. 本実施形態による第１のパラメータ取得部の処理内容を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the processing content of the 1st parameter acquisition part by this embodiment. 画素数のピークを取ることができない場合の光強度分布を示す図である。It is a figure which shows light intensity distribution when the peak of a pixel count cannot be taken. 本実施形態による第２のパラメータ取得部の処理内容を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the processing content of the 2nd parameter acquisition part by this embodiment. 焦点可変レンズの電流値と焦点距離との相関を示す図である。It is a figure which shows the correlation with the electric current value of a focus variable lens, and a focal distance.

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、本実施形態による形状測定装置の構成例を示す図である。図１に示すように、本実施形態の形状測定装置は、光源１、コリメータレンズ２、ビームスプリッタ３、焦点可変レンズ４、円錐ミラー５、結像レンズ６、ピンホール７、光検出器８、鏡筒９および画像解析装置１０を備えて構成されている。   Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration example of the shape measuring apparatus according to the present embodiment. As shown in FIG. 1, the shape measuring apparatus of this embodiment includes a light source 1, a collimator lens 2, a beam splitter 3, a variable focus lens 4, a conical mirror 5, an imaging lens 6, a pinhole 7, a photodetector 8, A lens barrel 9 and an image analysis device 10 are provided.

図２は、画像解析装置１０が備える機能構成例を示すブロック図である。図２に示すように、画像解析装置１０は、その機能構成として、第１のパラメータ取得部１１、第２のパラメータ取得部１２および距離取得部１３を備えている。   FIG. 2 is a block diagram illustrating a functional configuration example provided in the image analysis apparatus 10. As shown in FIG. 2, the image analysis apparatus 10 includes a first parameter acquisition unit 11, a second parameter acquisition unit 12, and a distance acquisition unit 13 as its functional configuration.

まず、図１を用いて形状測定装置の全体構成を説明する。光源１は、本実施形態ではレーザ光を放射するレーザ光源であり、例えば、Ｈｅ−Ｎｅレーザを用いる。コリメータレンズ２は、光源１から放射状に照射されたレーザ光を平行光にコリメートする。ビームスプリッタ３は、コリメータレンズ２により平行光に変換されたレーザ光を９０度の角度をもって反射させるとともに、被検物からの反射光を通過させる。   First, the overall configuration of the shape measuring apparatus will be described with reference to FIG. In the present embodiment, the light source 1 is a laser light source that emits laser light, and uses, for example, a He—Ne laser. The collimator lens 2 collimates the laser light emitted radially from the light source 1 into parallel light. The beam splitter 3 reflects the laser light converted into parallel light by the collimator lens 2 at an angle of 90 degrees and allows the reflected light from the object to pass through.

焦点可変レンズ４は、本発明の焦点可変手段に相当するものであり、供給する可変パラメータ（電流）の値を変えることにより、被検物に照射させるレーザ光の焦点位置を可変制御する。供給する電流の制御は、例えば、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭなどを備えて構成されたマイクロコンピュータ（図示せず）により行う。図３は、焦点可変レンズ４に供給する電流値を変えることにより、レーザ光の焦点位置（円錐ミラー５の中心位置からの距離Ｒ）が変わる様子を示している。   The variable focus lens 4 corresponds to the focus variable means of the present invention, and variably controls the focal position of the laser light irradiated to the object by changing the value of the supplied variable parameter (current). The supplied current is controlled by, for example, a microcomputer (not shown) configured with a CPU, RAM, ROM, and the like. FIG. 3 shows how the focal position of the laser beam (distance R from the center position of the conical mirror 5) is changed by changing the current value supplied to the variable focus lens 4.

円錐ミラー５は、光源１から照射されコリメータレンズ２、ビームスプリッタ３および焦点可変レンズ４を介して入射されるレーザ光をリング状に反射させ、円錐ミラー５の周囲にある被検物に照射させる。例えば、図４に示すように、被検物として円筒状被検物１００を用い、その円筒状被検物１００の中に本実施形態の形状測定装置を挿入して円筒状被検物１００の内面形状を測定する場合、円錐ミラー５で反射したレーザ光により、円筒状被検物１００の内面がリング状に照らされる。   The conical mirror 5 reflects the laser beam irradiated from the light source 1 and incident through the collimator lens 2, the beam splitter 3, and the variable focus lens 4 in a ring shape, and irradiates the object around the conical mirror 5. . For example, as shown in FIG. 4, a cylindrical test object 100 is used as the test object, and the shape measuring apparatus of the present embodiment is inserted into the cylindrical test object 100, so that the cylindrical test object 100 is When measuring the inner surface shape, the inner surface of the cylindrical specimen 100 is illuminated in a ring shape by the laser light reflected by the conical mirror 5.

結像レンズ６は、被検物で反射され円錐ミラー５、焦点可変レンズ４、ビームスプリッタ３を介して入射される反射光を光検出器８に結像させるためのレンズである。ピンホール７は、被検物からの反射光が結像レンズ６を通過して結像する位置に配置された微小孔である。光検出器８は、ピンホール７を通過した被検物からの反射光を受光素子アレイからなる受光面において受光して電気信号に光電変換するものであり、例えばＣＣＤセンサにより構成される。この光検出器８により、被検物での反射光が共焦点画像として撮像される。   The imaging lens 6 is a lens for causing the photodetector 8 to form an image of the reflected light that is reflected by the test object and incident through the conical mirror 5, the variable focus lens 4, and the beam splitter 3. The pinhole 7 is a minute hole arranged at a position where the reflected light from the test object passes through the imaging lens 6 and forms an image. The photodetector 8 receives reflected light from the test object that has passed through the pinhole 7 on a light receiving surface formed of a light receiving element array and photoelectrically converts it into an electrical signal, and is configured by a CCD sensor, for example. By this photodetector 8, the reflected light from the test object is captured as a confocal image.

鏡筒９は、上述したコリメータレンズ２、ビームスプリッタ３、焦点可変レンズ４、円錐ミラー５、結像レンズ６、ピンホール７および光検出器８を収容する円筒状の筒である。この鏡筒９は、被検物で反射した散乱光が鏡筒９内に入射してこないように、透光性を有しない材質のもので構成するのが好ましい。ただし、円錐ミラー５でリング状に反射したレーザ光を被検物に向けて鏡筒９外へ出射し、被検物での反射光を鏡筒９内に入射できるように、円錐ミラー５の周囲の部分９ａだけは、透光性を有するガラス等の材質で構成する。   The lens barrel 9 is a cylindrical tube that houses the collimator lens 2, the beam splitter 3, the variable focus lens 4, the conical mirror 5, the imaging lens 6, the pinhole 7, and the photodetector 8. The lens barrel 9 is preferably made of a material having no translucency so that scattered light reflected by the test object does not enter the lens barrel 9. However, the conical mirror 5 is configured so that the laser beam reflected in a ring shape by the conical mirror 5 is emitted to the outside of the lens barrel 9 toward the test object, and the reflected light from the test object can enter the lens barrel 9. Only the surrounding portion 9a is made of a material such as glass having translucency.

画像解析装置１０は、本発明の画像解析手段に相当するものであり、光検出器８による光電変換により生成された画像（被検物の撮像画像）を解析することにより、被検物の形状を測定する。なお、画像解析装置１０は、例えばマイクロコンピュータ（図示せず）により構成される。このマイクロコンピュータは、焦点可変レンズ４に供給する電流の制御を行うマイクロコンピュータと同じものであってもよい。   The image analysis apparatus 10 corresponds to the image analysis means of the present invention, and analyzes the image (captured image of the test object) generated by the photoelectric conversion by the photodetector 8 to thereby determine the shape of the test object. Measure. Note that the image analysis apparatus 10 is configured by, for example, a microcomputer (not shown). This microcomputer may be the same as the microcomputer that controls the current supplied to the variable focus lens 4.

本実施形態では、画像解析装置１０は、円錐ミラー５の中心位置から被検物までの距離を測定する。被検物が円筒状被検物１００の場合、画像解析装置１０は、円錐ミラー５から放射状に伸びる複数の方向毎に、円錐ミラー５の中心位置から被検物までの距離を測定する。これにより、円筒状被検物１００の内面形状を円周方向に沿って測定することが可能となる。さらに、円筒状被検物１００の深さ方向に対する形状測定装置の位置を変化させて円周方向の測定を繰り返すことにより、内面の３次元形状の測定も可能となる。   In the present embodiment, the image analysis apparatus 10 measures the distance from the center position of the conical mirror 5 to the test object. When the test object is a cylindrical test object 100, the image analysis apparatus 10 measures the distance from the center position of the conical mirror 5 to the test object for each of a plurality of directions extending radially from the conical mirror 5. Thereby, it becomes possible to measure the inner surface shape of the cylindrical test object 100 along the circumferential direction. Furthermore, the three-dimensional shape of the inner surface can be measured by changing the position of the shape measuring device with respect to the depth direction of the cylindrical test object 100 and repeating the measurement in the circumferential direction.

以上のような構成において、光源１からの照射光は、コリメータレンズ２により平行光となって射出される。ビームスプリッタ３で反射した照射光は、焦点可変レンズ４を介して円錐ミラー５に入射し、リング状に反射して被検物に照射される。被検物からの反射光は、再び円錐ミラー５で反射した後、焦点可変レンズ４およびビームスプリッタ３を介して結像レンズ６に入射し、さらにピンホール７を通過して光検出器８に到達する。この構成により、光検出器８上には被検物の撮像画像が得られ、この撮像画像が画像解析装置１０に出力される。   In the configuration as described above, the irradiation light from the light source 1 is emitted as parallel light by the collimator lens 2. The irradiation light reflected by the beam splitter 3 is incident on the conical mirror 5 through the variable focus lens 4, is reflected in a ring shape, and is irradiated on the test object. The reflected light from the test object is reflected again by the conical mirror 5, then enters the imaging lens 6 through the variable focus lens 4 and the beam splitter 3, and further passes through the pinhole 7 to the photodetector 8. To reach. With this configuration, a captured image of the test object is obtained on the photodetector 8, and this captured image is output to the image analysis device 10.

被検物の形状を測定するときは、焦点可変レンズ４に供給する電流を可変制御することによって、円錐ミラー５でリング状に反射されるレーザ光の焦点位置を可変させる。そして、各電流値に設定したときの被検物での反射光をそれぞれ光検出器８により撮像する。これにより、光検出器８から複数枚（可変制御した電流値の数）の撮像画像が画像解析装置１０に出力される。画像解析装置１０は、この複数枚の撮像画像を解析することにより、被検物の形状を測定する。   When measuring the shape of the test object, the focal position of the laser beam reflected in a ring shape by the conical mirror 5 is varied by variably controlling the current supplied to the variable focus lens 4. Then, the reflected light from the test object when set to each current value is imaged by the photodetector 8. As a result, a plurality of captured images (the number of current values variably controlled) are output from the photodetector 8 to the image analysis apparatus 10. The image analysis apparatus 10 measures the shape of the test object by analyzing the plurality of captured images.

次に、図２を用いて画像解析装置１０の機能構成を説明する。第１のパラメータ取得部１１は、本発明のパラメータ取得部に相当するものであり、光検出器８にて撮像された画像の中心位置から放射状に伸びる複数の直線状領域毎に、焦点可変レンズ４に可変制御しながら供給した電流の各値に対して所定値以上の光強度が得られた画素の分布を示す光強度分布を求める。そして、当該光強度分布に基づいて、所定値以上の光強度が得られた領域について画像の中心位置から領域端部までの画素数が最も大きくなるときの電流値をピーク時電流（本発明のピーク時パラメータに相当）として取得する。   Next, the functional configuration of the image analysis apparatus 10 will be described with reference to FIG. The first parameter acquisition unit 11 corresponds to the parameter acquisition unit of the present invention, and is a focus variable lens for each of a plurality of linear regions extending radially from the center position of the image captured by the photodetector 8. A light intensity distribution indicating a distribution of pixels in which a light intensity of a predetermined value or more is obtained for each value of the supplied current while being variably controlled to 4 is obtained. Then, based on the light intensity distribution, the current value at the time when the number of pixels from the center position of the image to the edge of the area becomes the largest for the region where the light intensity of a predetermined value or more is obtained is the peak current (in the present invention As the peak parameter).

図５は、第１のパラメータ取得部１１の処理内容を説明するための図である。図５（ａ）〜（ｃ）は、焦点可変レンズ４に供給する電流を可変とし、光検出器８により撮像した３０枚の画像のうち代表的な３枚の画像を示す図である。なお、この画像は、円錐ミラー５の真横に紙面を配置したときの撮像画像である。図５（ａ）〜（ｃ）において、点線で描いた円５１は、円錐ミラー５の領域を示している。また、網掛けをした領域５２〜５４は、所定値以上の光強度が得られた画素の領域（以下、光検出領域という）を示している。   FIG. 5 is a diagram for explaining the processing contents of the first parameter acquisition unit 11. FIGS. 5A to 5C are diagrams showing three representative images among the 30 images captured by the photodetector 8 with the current supplied to the variable focus lens 4 being variable. Note that this image is a captured image when a paper surface is arranged beside the conical mirror 5. 5A to 5C, a circle 51 drawn with a dotted line indicates the region of the conical mirror 5. The shaded areas 52 to 54 indicate pixel areas (hereinafter referred to as light detection areas) in which light intensity equal to or higher than a predetermined value is obtained.

図５（ａ）〜（ｃ）に示すように、光検出領域５２〜５４は、焦点可変レンズ４に供給する電流の値によって変化する。すなわち、焦点可変レンズ４に供給する電流の値を可変制御して焦点位置を変えたときに、被検物の表面の位置にレーザ光が焦点を結んでいれば、光検出器８により検出される光強度は大きくなる。一方、レーザ光の焦点位置が被検物の表面の位置以外にあれば、光検出器８により検出される光強度は小さくなる。そのため、焦点可変レンズ４に供給する電流の値を変えると、所定値以上の光強度が得られる光検出領域５２〜５４の大きさが図５（ａ）〜（ｃ）のように変化する。   As shown in FIGS. 5A to 5C, the light detection regions 52 to 54 change depending on the value of the current supplied to the variable focus lens 4. That is, when the focus position is changed by variably controlling the value of the current supplied to the variable focus lens 4, if the laser beam is focused on the position of the surface of the test object, it is detected by the photodetector 8. The light intensity increases. On the other hand, if the focal position of the laser beam is other than the position on the surface of the test object, the light intensity detected by the photodetector 8 becomes small. Therefore, when the value of the current supplied to the variable focus lens 4 is changed, the sizes of the light detection regions 52 to 54 where the light intensity equal to or higher than a predetermined value is changed as shown in FIGS.

図５（ｄ）は、撮像画像の中心位置から放射状に伸びる複数の直線状領域のうち、矢印Ａで示す方向の直線状領域における光強度分布を示している。図５（ｄ）において、横軸は、焦点可変レンズ４に供給する可変電流値である。また、縦軸は、所定値以上の光強度が得られた光検出領域５２〜５４において、画像の中心位置から矢印Ａの方向を見た場合の光検出領域５２〜５４の端部までの画素の数を示している。なお、縦軸の最大値は、図５（ａ）〜（ｃ）に示した円５１の半径に相当する画素数となっている。   FIG. 5D shows the light intensity distribution in the linear region in the direction indicated by the arrow A among a plurality of linear regions extending radially from the center position of the captured image. In FIG. 5D, the horizontal axis represents the variable current value supplied to the variable focus lens 4. The vertical axis represents pixels from the center position of the image to the edge of the light detection areas 52 to 54 when viewed in the direction of the arrow A in the light detection areas 52 to 54 where the light intensity of a predetermined value or more is obtained. Indicates the number of The maximum value on the vertical axis is the number of pixels corresponding to the radius of the circle 51 shown in FIGS.

図５（ｄ）に示すように、光強度分布はガウス分布に近い形状となる。上述のように、焦点可変レンズ４の電流値を変えて可変制御したレーザ光の焦点位置が被検物の表面位置と合致している場合に、被検物での反射光の光強度が最も強くなる。そのため、被検物の表面に焦点が合っているときの電流値において、ガウス分布は山の頂点部分を有することになる。第１のパラメータ取得部１１は、ガウス分布において山の頂点部分となる（すなわち、画素数がピークとなる）ときの電流値をピーク時電流として取得する。   As shown in FIG. 5D, the light intensity distribution has a shape close to a Gaussian distribution. As described above, when the focal position of the laser beam variably controlled by changing the current value of the variable focus lens 4 matches the surface position of the test object, the light intensity of the reflected light from the test object is the highest. Become stronger. Therefore, in the current value when the surface of the test object is in focus, the Gaussian distribution has a peak portion of the mountain. The first parameter acquisition unit 11 acquires a current value at the peak of the Gaussian distribution (that is, when the number of pixels reaches a peak) as a peak current.

なお、図５（ａ）〜（ｃ）に示すように、電流値の大きさによらず、円５１の中心付近に光検出領域５２〜５４が常に存在している。これは、被検物ではなく円錐ミラー５の頂部で反射した光が光検出器８に結像するからである。これはいわゆるノイズに相当する。ただし、このノイズがあっても、ガウス分布の山の頂点部分は検出可能であるから、ノイズの存在は問題とならない。   As shown in FIGS. 5A to 5C, the light detection regions 52 to 54 are always present near the center of the circle 51 regardless of the magnitude of the current value. This is because the light reflected from the top of the conical mirror 5 instead of the test object forms an image on the photodetector 8. This corresponds to so-called noise. However, even if this noise is present, the peak portion of the Gaussian distribution peak can be detected, so the presence of noise does not matter.

図５では、矢印Ａの方向に対する直線状領域における光強度分布からピーク時電流を取得する状態を説明したが、実際には、撮像画像の中心位置から放射状に伸びる複数の直線状領域毎に、光強度分布からピーク時電流を取得する。すなわち、所定の中心角θの間隔毎に設定した複数の直線状領域毎にピーク時電流を取得する。例えば、θ＝１度とすれば、第１のパラメータ取得部１１は、３６０個の光強度分布を生成して、それぞれの光強度分布から３６０個のピーク時電流を取得することになる。   In FIG. 5, the state in which the peak current is obtained from the light intensity distribution in the linear region with respect to the direction of the arrow A has been described, but actually, for each of the plurality of linear regions extending radially from the center position of the captured image, The peak current is obtained from the light intensity distribution. That is, the peak current is acquired for each of a plurality of linear regions set at intervals of a predetermined center angle θ. For example, if θ = 1 degree, the first parameter acquisition unit 11 generates 360 light intensity distributions and acquires 360 peak currents from the respective light intensity distributions.

第２のパラメータ取得部１２は、上述した複数の直線状領域のうち、光強度分布において画素数のピークを検出することができない直線状領域について、光強度が最も大きくなるときの電流値をピーク時電流として取得する。画素数のピークを検出することができない場合とは、図６に示すように、ガウス分布の山の頂点部分を光強度分布から取ることができない場合をいう。   The second parameter acquisition unit 12 peaks the current value at the time when the light intensity becomes maximum for a linear region in which the peak of the number of pixels cannot be detected in the light intensity distribution among the plurality of linear regions described above. Get as hour current. The case where the peak of the number of pixels cannot be detected means the case where the peak portion of the Gaussian distribution peak cannot be taken from the light intensity distribution as shown in FIG.

この場合、光源１から照射するレーザ光の強度を下げることによってガウス分布の軌跡を図６の下側にシフトさせ、山の頂点部分が光強度分布に現れるようにすることも可能ではある。しかしながら、本実施形態では、レーザ光の強度を下げるのではなく、第２のパラメータ取得部１２を動作させる。すなわち、第２のパラメータ取得部１２は、図７に示すように、可変制御した電流の各値ごとに、光検出器８が受光した被検物での反射光について光強度を求める。そして、その光強度が最も大きくなるときの電流値をピーク時電流として取得する。   In this case, by reducing the intensity of the laser light emitted from the light source 1, the locus of the Gaussian distribution can be shifted downward in FIG. 6 so that the peak portion of the mountain appears in the light intensity distribution. However, in the present embodiment, the second parameter acquisition unit 12 is operated instead of reducing the intensity of the laser light. That is, as shown in FIG. 7, the second parameter acquisition unit 12 obtains the light intensity of the reflected light from the test object received by the photodetector 8 for each value of the variably controlled current. Then, the current value at the time when the light intensity becomes maximum is acquired as the peak current.

距離取得部１３は、電流に対する焦点距離の関係を示した関数と、第１のパラメータ取得部１１または第２のパラメータ取得部１２により取得されたピーク時電流の値とに基づいて、円錐ミラー５の中心から被検物上の合焦点（共焦点）までの距離を複数の直線状領域毎に取得する。   The distance acquisition unit 13 is based on the function indicating the relationship of the focal length with respect to the current and the value of the peak current acquired by the first parameter acquisition unit 11 or the second parameter acquisition unit 12. The distance from the center to the focal point (confocal) on the object is acquired for each of the plurality of linear regions.

上述したように、焦点可変レンズ４に供給する電流の値を変えることによってレーザ光の焦点位置は変わり、電流値と焦点距離との間には一定の相関がある。図８は、電流値と焦点距離との相関を示す図である。この図８に示す相関は、次の式１により表すことができる。
Ｒ＝−α＊ｌｎ（Ｉ）＋β・・・（式１）
ここで、Ｒは焦点距離、Ｉは電流値、α，βは係数である。係数α，βは焦点可変レンズ４や円錐ミラー５の仕様等により一意に定まる値であり、例えば事前の測定により求めることができる。 As described above, the focal position of the laser beam is changed by changing the value of the current supplied to the variable focus lens 4, and there is a certain correlation between the current value and the focal length. FIG. 8 is a diagram showing the correlation between the current value and the focal length. The correlation shown in FIG. 8 can be expressed by the following equation 1.
R = −α * ln (I) + β (Formula 1)
Here, R is a focal length, I is a current value, and α and β are coefficients. The coefficients α and β are values uniquely determined depending on the specifications of the variable focus lens 4 and the conical mirror 5, and can be obtained by, for example, prior measurement.

距離取得部１３は、第１のパラメータ取得部１１によりピーク時電流が取得できている直線状領域については、当該第１のパラメータ取得部１１により取得されたピーク時電流の値を（式１）の関数に代入することにより、円錐ミラー５の中心から被検物上の合焦点までの距離Ｒを取得する。一方、光強度分布において画素数のピークを検出することができない直線状領域については、距離取得部１３は、第２のパラメータ取得部１２により取得されたピーク時電流の値を（式１）の関数に代入することにより、円錐ミラー５の中心から被検物上の合焦点までの距離Ｒを取得する。   For the linear region where the peak current can be acquired by the first parameter acquisition unit 11, the distance acquisition unit 13 sets the value of the peak current acquired by the first parameter acquisition unit 11 (Equation 1). By substituting into this function, the distance R from the center of the conical mirror 5 to the focal point on the object is obtained. On the other hand, for a linear region where the peak of the number of pixels cannot be detected in the light intensity distribution, the distance acquisition unit 13 sets the peak current value acquired by the second parameter acquisition unit 12 to (Expression 1). By substituting into the function, the distance R from the center of the conical mirror 5 to the focal point on the object is acquired.

以上詳しく説明したように、本実施形態では、焦点可変レンズ４に供給する電流の値を変えることによって被検物に照射させるレーザ光の焦点位置を可変制御しながら、光源１からのレーザ光を円錐ミラー５によってリング状に反射させて被検物に照射させる。そして、被検物での反射光を光検出器７の受光面に結像させ、それによって得られる画像を解析して被検物の形状を測定するようにしている。   As described above in detail, in the present embodiment, the laser beam from the light source 1 is controlled while variably controlling the focal position of the laser beam irradiated onto the object by changing the value of the current supplied to the variable focus lens 4. The sample is reflected in a ring shape by the conical mirror 5 to irradiate the test object. Then, the reflected light from the test object is imaged on the light receiving surface of the photodetector 7, and an image obtained thereby is analyzed to measure the shape of the test object.

具体的には、光検出器７にて撮像された画像の中心位置から放射状に伸びる複数の直線状領域毎に光強度分布を求め、所定値以上の光強度が得られた光検出領域における画像中心から領域端部までの画素数が最も大きくなるときの電流値をピーク時電流として取得する。そして、当該取得したピーク時電流の値と、電流に対する焦点距離の関係を示した関数の（式１）とに基づいて、円錐ミラー５の中心から被検物上の合焦点までの距離を複数の直線状領域毎に取得するようにしている。   Specifically, the light intensity distribution is obtained for each of a plurality of linear regions extending radially from the center position of the image picked up by the light detector 7, and the image in the light detection region where a light intensity equal to or greater than a predetermined value is obtained. The current value at the time when the number of pixels from the center to the end of the region is the largest is acquired as the peak current. A plurality of distances from the center of the conical mirror 5 to the focal point on the test object are determined based on the obtained peak current value and (Equation 1) of the function indicating the relationship between the focal length and the current. Each linear area is acquired.

このように構成した本実施形態によれば、円錐ミラー５の中心から複数の直線状領域方向に対する合焦点までの距離を１回の測定で一度に取得することができる。すなわち、１回の測定でリング状に照らされた被検物上の複数点の位置を測定することができる。これにより、測定時間を大幅に短縮することができる。また、被検物を回転させなくても被検物上の複数点の位置を測定することができるので、被検物を回転させるための回転機構が不要となり、装置の小型化および製造コストの削減を実現することができる。   According to the present embodiment configured as described above, the distance from the center of the conical mirror 5 to the focal point with respect to a plurality of linear region directions can be acquired at a time by one measurement. That is, the positions of a plurality of points on the test object illuminated in a ring shape can be measured by one measurement. Thereby, the measurement time can be greatly shortened. In addition, since the position of a plurality of points on the test object can be measured without rotating the test object, a rotating mechanism for rotating the test object becomes unnecessary, and the downsizing of the apparatus and the manufacturing cost can be reduced. Reduction can be realized.

また、本実施形態によれば、光検出器７の結像面の画素空間において所定値以上の光強度が得られた画素領域を示す光強度分布に基づいて、円錐ミラー５から被検物までの距離が求められる。そのため、測定分解能は、光検出器７の受光感度（階調数）ではなく画素密度に依存することになる。これにより、大きな階調数を持った高価な光検出器を用いることなく、ナノメータオーダの高精度な測定分解能を得ることができる。   Further, according to the present embodiment, from the conical mirror 5 to the test object based on the light intensity distribution indicating the pixel area in which the light intensity of a predetermined value or more is obtained in the pixel space of the image forming plane of the photodetector 7. Is required. Therefore, the measurement resolution depends on the pixel density rather than the light receiving sensitivity (the number of gradations) of the photodetector 7. Thereby, it is possible to obtain a highly accurate measurement resolution on the order of nanometers without using an expensive photodetector having a large number of gradations.

以上により、本実施形態によれば、製造コストの低減、装置の小型化および高精度な測定分解能を実現可能な形状測定装置を提供することができる。   As described above, according to the present embodiment, it is possible to provide a shape measuring apparatus that can reduce the manufacturing cost, downsize the apparatus, and realize high-precision measurement resolution.

なお、上記実施形態では、焦点可変手段の一例として焦点可変レンズ４を挙げて説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、焦点可変手段は、可変パラメータとして波長の値を変えることにより、被検物に照射させる光の焦点位置を可変制御する波長可変レーザを備えて構成するようにしてもよい。この場合、距離取得部１３は、上述した（式１）の代わりに、以下に示す（式２）を用いて焦点距離Ｒを算出する。
Ｒ＝−α’＊ｌｎ（λ）＋β’・・・（式２）
ここで、Ｒは焦点距離、λはレーザ光の波長、α’，β’は係数である。 In the above embodiment, the variable focus lens 4 has been described as an example of the variable focus unit, but the present invention is not limited to this. For example, the focus varying means may be configured to include a wavelength tunable laser that variably controls the focal position of the light irradiated on the test object by changing the wavelength value as a variable parameter. In this case, the distance acquisition unit 13 calculates the focal length R using (Expression 2) shown below instead of (Expression 1) described above.
R = −α ′ * ln (λ) + β ′ (Formula 2)
Here, R is the focal length, λ is the wavelength of the laser beam, and α ′ and β ′ are coefficients.

あるいは、焦点可変手段は、可変パラメータとして位相の値を変えることにより、被検物に照射させる光の焦点位置を可変制御する位相可変レーザを備えて構成するようにしてもよい。この場合、距離取得部１３は、上述した（式１）の代わりに、以下に示す（式３）を用いて焦点距離Ｒを算出する。
Ｒ＝−α”＊ｌｎ（φ）＋β”・・・（式３）
ここで、Ｒは焦点距離、φはレーザ光の波長、α”，β”は係数である。 Alternatively, the focus varying means may be configured to include a phase variable laser that variably controls the focal position of the light irradiated to the object by changing the phase value as a variable parameter. In this case, the distance acquisition unit 13 calculates the focal length R using (Expression 3) shown below instead of (Expression 1) described above.
R = −α ″ * ln (φ) + β ″ (Formula 3)
Here, R is the focal length, φ is the wavelength of the laser beam, and α ″ and β ″ are coefficients.

また、上記実施形態では、光源１としてＨｅ−Ｎｅレーザを用いる例について説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、超短パルスレーザを光源１として用いるようにしてもよい。超短パルスレーザを用いると、２光子吸収という現象が起きやすくなり、被検物に照射するレーザ光の光強度を強くすることができる。また、ハロゲンランプ、ＬＥＤなどレーザ以外の光源を用いてもよい。   Moreover, although the said embodiment demonstrated the example using a He-Ne laser as the light source 1, this invention is not limited to this. For example, an ultrashort pulse laser may be used as the light source 1. When an ultrashort pulse laser is used, the phenomenon of two-photon absorption is likely to occur, and the light intensity of the laser light applied to the test object can be increased. A light source other than a laser such as a halogen lamp or LED may be used.

また、上記実施形態では、第１のパラメータ取得部１１により求めた光強度分布において画素数のピークを検出することができない直線状領域については、第２のパラメータ取得部１２により、光強度が最も大きくなるときの電流値をピーク時電流として取得する例について説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、図６のように部分的に取得できているガウス分布の形状から、当該ガウス分布の山の頂点部分を演算により推定するようにしてもよい。   Further, in the above embodiment, for the linear region where the peak of the number of pixels cannot be detected in the light intensity distribution obtained by the first parameter acquisition unit 11, the second parameter acquisition unit 12 has the highest light intensity. Although the example which acquires the electric current value when it becomes large as a peak current was demonstrated, this invention is not limited to this. For example, the peak portion of the Gaussian distribution peak may be estimated by calculation from the Gaussian distribution shape partially acquired as shown in FIG.

また、上記実施形態において、光源１およびコリメータレンズ２の位置と、結像レンズ６、ピンホール７および光検出器８の位置とを逆に構成してもよい。   Moreover, in the said embodiment, you may comprise the position of the light source 1 and the collimator lens 2, and the position of the imaging lens 6, the pinhole 7, and the photodetector 8 reversely.

その他、上記実施形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の一例を示したものに過ぎず、これによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその要旨、またはその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。   In addition, each of the above-described embodiments is merely an example of implementation in carrying out the present invention, and the technical scope of the present invention should not be construed in a limited manner. That is, the present invention can be implemented in various forms without departing from the gist or the main features thereof.

１ 光源
４ 焦点可変レンズ（焦点可変手段）
５ 円錐ミラー
８ 光検出器
１０ 画像解析装置（画像解析手段）
１１ 第１のパラメータ取得部
１２ 第２のパラメータ取得部
１３ 距離取得部 1 Light source 4 Focus variable lens (Focus variable means)
5 Conical mirror 8 Photodetector 10 Image analysis device (image analysis means)
11 First parameter acquisition unit 12 Second parameter acquisition unit 13 Distance acquisition unit

Claims (6)

光を放射する光源と、
上記光源からの光をリング状に反射させて被検物に照射させる円錐ミラーと、
上記被検物からの反射光を受光素子アレイからなる受光面において受光して光電変換する光検出器と、
所定の可変パラメータの値を変えることにより、上記被検物に照射させる光の焦点位置を可変制御する焦点可変手段と、
上記光検出器による光電変換により生成された画像を解析することによって上記被検物の形状を測定する画像解析手段とを備え、
上記画像解析手段は、上記光検出器にて撮像された画像の中心位置から放射状に伸びる複数の直線状領域毎に、上記焦点可変手段により変更した上記可変パラメータの各値に対して所定値以上の光強度が得られた画素の分布を示す光強度分布を求め、当該光強度分布に基づいて、上記所定値以上の光強度が得られた光検出領域について上記画像の中心位置から上記光検出領域の端部までの画素数が最も大きくなるときの上記可変パラメータの値をピーク時パラメータとして取得するパラメータ取得部と、
上記可変パラメータに対する焦点距離の関係を示した関数と、上記パラメータ取得部により取得された上記ピーク時パラメータの値とに基づいて、上記円錐ミラーの中心から上記被検物上の合焦点までの距離を上記複数の直線状領域毎に取得する距離取得部とを備えたことを特徴とする形状測定装置。 A light source that emits light;
A conical mirror that reflects the light from the light source in a ring shape and irradiates the test object;
A photodetector that receives and photoelectrically converts reflected light from the test object on a light receiving surface including a light receiving element array;
Focus variable means for variably controlling the focus position of the light irradiated on the test object by changing the value of a predetermined variable parameter;
Image analysis means for measuring the shape of the test object by analyzing an image generated by photoelectric conversion by the photodetector,
The image analysis means has a predetermined value or more with respect to each value of the variable parameter changed by the focus variable means for each of a plurality of linear regions extending radially from the center position of the image captured by the photodetector. A light intensity distribution indicating a distribution of pixels from which the light intensity of a predetermined value is obtained, and based on the light intensity distribution, the light detection region where the light intensity equal to or greater than the predetermined value is obtained from the center position of the image. A parameter acquisition unit that acquires the value of the variable parameter when the number of pixels to the end of the region is the largest, as a peak parameter;
The distance from the center of the conical mirror to the focal point on the specimen based on the function indicating the relationship of the focal length to the variable parameter and the value of the peak parameter acquired by the parameter acquisition unit And a distance acquisition unit that acquires the information for each of the plurality of linear regions. 上記画像解析手段は、上記複数の直線状領域のうち、上記光強度分布において上記画素数のピークを検出することができない直線状領域について、光強度が最も大きくなるときの上記可変パラメータの値をピーク時パラメータとして取得する第２のパラメータ取得部を更に備え、
上記距離取得部は、上記光強度分布において上記画素数のピークを検出することができない直線状領域については、上記パラメータ取得部に代えて上記第２のパラメータ取得部により取得された上記ピーク時パラメータの値を用いて、上記円錐ミラーの中心から上記被検物上の合焦点までの距離を取得することを特徴とする請求項１に記載の形状測定装置。 The image analysis means calculates the value of the variable parameter when the light intensity becomes maximum for a linear region in which the peak of the number of pixels cannot be detected in the light intensity distribution among the plurality of linear regions. A second parameter acquisition unit for acquiring the peak parameter;
For the linear region in which the peak of the number of pixels cannot be detected in the light intensity distribution, the distance acquisition unit replaces the parameter acquisition unit with the peak parameter acquired by the second parameter acquisition unit. The shape measuring apparatus according to claim 1, wherein a distance from a center of the conical mirror to a focal point on the test object is acquired using a value of 上記可変パラメータは電流であり、上記焦点可変手段は、上記電流の値を変えることにより、上記被検物に照射させる光の焦点位置を可変制御する可変焦点レンズを備えて構成されることを特徴とする請求項１に記載の形状測定装置。 The variable parameter is an electric current, and the focus variable means is configured to include a variable focus lens that variably controls the focal position of light irradiated on the object by changing the value of the current. The shape measuring apparatus according to claim 1. 上記可変パラメータは上記光の波長であり、上記焦点可変手段は、上記波長の値を変えることにより、上記被検物に照射させる光の焦点位置を可変制御することを特徴とする請求項１に記載の形状測定装置。 The variable parameter is a wavelength of the light, and the focus variable unit variably controls a focus position of light irradiated on the test object by changing a value of the wavelength. The shape measuring apparatus described. 上記可変パラメータは上記光の位相であり、上記焦点可変手段は、上記位相の値を変えることにより、上記被検物に照射させる光の焦点位置を可変制御することを特徴とする請求項１に記載の形状測定装置。 The variable parameter is a phase of the light, and the focus changing unit variably controls a focus position of light irradiated on the test object by changing a value of the phase. The shape measuring apparatus described. 上記光源は、超短パルスレーザであることを特徴とする請求項１に記載の形状測定装置。 The shape measuring apparatus according to claim 1, wherein the light source is an ultrashort pulse laser.
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