JP2532922B2 - 物体形状の測定法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 光ビームあるいは板状光を用いて三角測量法により、
物体の形あるいは物体までの距離を測定する場合、従来
の測定法では、光沢表面の、凸凹のある物体の測定が困
難であった。本発明は前期測定を可能にする方法を提供
するもので、物体の形状測定、物体までの距離測定等に
広く使用され、工場における部品、製品の形状測定、検
査、物流工程における物品の仕分け等の自動化に用いら
れる。

〔従来の技術の問題点〕

物体の形を、光を用いて非接触で測定するために従来
から用いられている方法として （ｉ）外部照明下の物体を複数個のテレビカメラで撮影
し、その画像を解析して物体の形状を求める方法、（i
i）物体表面に平行な多数のスリット光を投射して物体
表面にモアレ縞を生ぜしめ、それをテレビカメラで撮影
し、その映像を解析して物体形状を求める方法、（ii
i）物体表面に光ビームまたは板状光（スリット光）を
投射して、表面に輝点または輝線を生ぜしめ、その反射
光を受光器で捉えて、三角測量法により、その位置を求
める方法、等が用いられてきたが、何れの方法において
も、被測定物の光沢凹形部分で測定用信号光が複数回反
射されるために、真測定値の他に虚測定値が得られ、そ
の識別が困難なため、測定不能になる。つまり、従来の
測定法では光沢表面をもつ物体の形状測定ができない。

本発明者は、この問題を解決する方法として、投光器
と受光器との組合せないしは受光器と受光器との組合せ
を用いて各測定点の座標点を算出し、真測定値の有する
特性及び虚測定値の特性を活用して真測定値と虚測定値
とを区分する方法を提案した（特願昭（63−
）。

測定値の真虚識別法について、前発明（特願昭63−
）と本発明を比較する。何れの発明においても物
体表面の測定点を次のようにして求める。

（イ） 測定時、現れる１次輝線（点）、２次輝線
（点）、および鏡像反射線（点）の受光器R_nの受光セン
サS_n上の像位置にある点状受光子κ_ij ⁽ⁿ⁾のi⁽ⁿ⁾,j⁽ⁿ⁾を
求める。（ｎ＝1,2,‥） （ロ） 上記i⁽ⁿ⁾,j⁽ⁿ⁾を用いて、投光器・受光器の組
〔L,R_n〕あるいは受光器・受光器の組〔R_n1,R_n2〕につ
いて、物体表面上の測定点の座標を計算して求める
（n₁,n₂＝1,2,‥,n₁≠n₂）。

通常の場合、算出値には真測定値、虚測定値が混在
し、その識別をしなければ測定不能である。

前発明においては、上記（ロ）において組〔L,R_n〕、
組〔R_n1,R_n2〕の複数個より得られる測定点の座標算出
値で等しい値をもつものを真測定値、他を虚測定値とす
る識別法を用いた。

これに対して、本発明においては、前記（イ）におい
て組〔L,R_n〕、組〔R_n1,R_n2〕より得られるi,jの組を複
数組とって、それらのｊが真測定値であれば、満足しな
ければならぬｊの１次の等式（本発明の式（４）あるい
は（５））を満足すれば、それらｊの組を真測定値に関
するものとし、満足しなければ虚測定値に関するｊを含
むものとして棄却し、真測定値に関するｊの組に属する
ｊを用いて上記（ロ）の測定点の座標算出を行う。

上記説明からわかるように、本発明の識別法では、測
定の初期段階（上記（イ））で不要な虚測定値を捨て、
真測定値に関するijを選んで測定点の座標を計算するか
ら、前発明の識別法による場合に比して、計算機の処理
時間が短くなり、測定時間が短くなる。これは測定器を
工場等の工程中で用いる場合重要なことである。

〔本発明が解決しようとする課題〕

投光器より測定用信号光（光ビーム、または板状光）
を物体表面に投射し、投射点からの反射散乱光を受光器
で捉えて、三角測量法により物体までの距離を測定する
場合、物体表面に光沢面凹部があると、信号光が凹部表
面で複数回反射され、その反射光の一部が受光器に入射
するため、１次反射光による真測定値と２次以上の反射
光による虚測定値を生ずる。本発明は、この真測定値と
虚測定値の識別を測定値処理の初期段階で行うことを可
能ならしめる方法を提供するものである。

〔課題を解決するための本発明の方法〕

（Ｉ）真測定値と虚測定値 本発明の方法の説明に入る前に、三角測量における真
測定値と虚測定値について説明する。

第１図に示すように測定器に固定された座標軸xyのｙ
軸の点O₁（O,d₁）、点O_L（O,d_L）にそれぞれ受光器R₁,
投光器Ｌを設け、投光器Ｌより光ビームｌを物体の表面
Ｊに投射し、入射点に輝点Ａを生ぜしめ、Ａからの反射
散乱光r_Aを受光器R₁で捉えて輝点Ａの位置を測定するも
のとする。光ビームｌの方向をθ_Ｌ、受光器R₁に入る反
射光r_Aの方向をθ_１とする。θ_L,θ_１は光がｘ軸となす
角を反時計方向に測定して示すものとする。O_L,O₁にお
いてｘ軸に平行に設けた軸をx_L,x₁とする。

受光器R₁は結像レンズ£_１と受光センサS₁よりなり、
結像レンズ£_１は、レンズ中心をO₁におき、光軸をx₁軸
に重ねて設けられ、受光センサS₁は結像レンズ£_１の結
像面上で、ｙ軸に平行な直線上に点状受光子κ_ｊ（ｊ＝
0,±1,‥‥）を等間隔δで配置して形成される。点状受
光子κ_ｊは微小受光面を有し、光入力を受けると電気出
力を生ずる素子で、例えばホトダイオード、あるいはC,
C,D（チャージカップルドデバイス）等であり、κ_ｊの
ｊはx₁軸と受光センサS₁との交点O₁′にある点状受光子
に対してｊ＝０とし、ｊの正負はｙ軸の正負方向と同じ
にとる。受光器R₁が輝点Ａの像Ａ′を受光センサS₁上に
結ぶと、受光センサS₁より電気出力が得られ、その電気
出力を生じた点状受光子の順番ｊを検知することができ
る回路が設けられている。また、光ビームｌ、結像レン
ズの中心O₁、受光センサS₁は同一平面すなわちxy面内に
あるように構成されている。

今、投光器Ｌより物体表面Ｊに光ビームを投射し、生
じた輝点Ａが受光器R₁で捉えられ、輝点像Ａ′が受光セ
ンサS₁の点状受光子κ_ｊ上に結ばれるとすると、輝点Ａ
の座標は次により求められる。

被測定物の表面Ｊが平坦な場合は上記のようにして測
定点の座標が求められるが、表面Ｊが凹部をもち、かつ
平滑な光沢面になると、光ビームの反射光が再び表面Ｊ
の他の部分に入射して、そこからの反射光すなわち２次
反射光が受光器R₁に入射し、受光センサS₁に電気出力を
生ぜしめ、それが誤測定値を生ずる。その様子を第１図
のＶ溝の場合を例にとって説明する。図においてＶ溝の
表面Ｊがxy面に垂直であるとする。投光器Ｌより投射さ
れた光ビームは表面Ｊ上に輝点Ａを生じ、Ａでは光ビー
ムのエネルギの大部分が正反射方向に反射されて、対向
斜面に入射して２次輝点Ｂを生じ、Ｂからの反射光が受
光センサS₁上に２次輝点Ｂの像Ｂ′を結ぶ。さらにま
た、１次輝点Ａから反射されて対向斜面へ入射して２次
反射される反射光のうち、対向斜面で正反射された光成
分が受光器R₁に入射する場合には受光センサS₁に検知可
能な電気出力を生ぜしめ誤測定値を生ずる。図の点C₁が
その正反射点である。これは受光器R₁の位置O₁に目をお
いて、図の斜面VWを鏡とし、斜面UV上の１次輝点Ａを見
る光路に相当している。この故に、点C₁を鏡像反射点と
称することとする。

三角測定では光ビームと反射光との交点が求める測定
値になるから、図のA,I_BおよびI_Cが測定値として得られ
ることになる。Ａは明らかに斜面の上にあるがI_B,I_Cは
斜面上にない誤測定値である。ここではＡを真測定値,I
_B,I_Cを虚測定値と称することとし、特に必要な場合は、
I_Bを２次輝点虚測定値、I_Cを鏡像虚測定値と称すること
とする。上記の測定では測定値の真虚の識別はできな
い。

第２図に示すように、ｙ軸上の第３の点O₂（O,d₂）
に、受光器R₁と同構造の受光器R₂を設け、受光器R₁とR₂
の組について、それぞれの受光器の受光方向を求めて、
その交点として物体表面上の点を求めることができる。
この場合、融点Ａの像が、受光器R₁の受光センサS₁の点
状受光子κ_ｊ′、および受光器R₂の受光センサS₂の点状
受光子κ_ｊ″の位置に結ばれるとすると、輝点Ａの位置
は次により与えられる。

被測定物がＶ溝のような場合は、１次輝点、２次輝点
が真測定値として得られるが、その他に７個の虚測定値
を生ずる場合があり、真測定値と虚測定値の識別が必要
である。

（II）測定値の真虚識別可能な測定法と識別法 第２図に示すように、ｙ軸上の点O_L（O,d_L）に投光器
Ｌ、点O₁（O,d₁）、点O₂（O,d₂）にそれぞれ全く同じ構
造をもつ受光器R₁,R₂を設置して測定器を構成し、投光
器Ｌより光ビームｌを物体表面に投射して輝点Ａを生ぜ
しめ、輝点Ａからの反射散乱光を受光器R₁およびR₂で捉
えて、輝点Ａの位置を測定するものとする。

輝点Ａの像が、受光器R₂では点状受光子κ_ｊ′上に、
受光器R₂では点状受光子κ_ｊ″上に結ばれるとすると、
式（１）により したがって 式（４）におけるG_L,H_Lは測定器の構造定数であり、t
anθは測定の時与えられる既知の値である。式（４）は
受光センサS₁,S₂上で、輝点像の位置ｊ′,j″が満足す
べき必要条件であり、また、充分条件にもなっている。

例えば、第２図のようなＶ溝の測定においては、受光
センサS₁上には、１次輝点像Ａ′、２次輝点像Ｂ′、鏡
像反射点像▲Ｃ^′ _１▼が得られ、受光センサS₂上には１
次輝点像Ａ″、２次輝点像Ｂ″、鏡像反射点像▲Ｃ^″ _２
▼が得られるから、これらに応じて３個のｊ′と３個の
ｊ″が測定される。これらのｊ′とｊ″について式
（４）を満足するかどうかを調べ、満足するｊ′とｊ″
の組を真測定値とし、これを用いて式（１）によりx_A,y
_Aを計算し、その他のｊ′,j″を虚測定値として棄却す
る。

次に、ｙ軸上の点O₃（O,d₃）に、受光器R₁と同構造を
もつ受光器R₃を設け、同様の測定を行い、受光センサS_n
（ｎ＝1,2,3）上の輝点像位置にある点状受光子κ_j ⁽ⁿ⁾
を検出すれば式（２）により したがって 上式におけるG_R,H_R,δ/hは測定器の構造定数であり、
θ_３は受光器R₃の受光方向を示す角である。上式は式
（４）において、θ_Ｌ→θ₃,d_L→d₃なる置換によって得
られ、本質的には全く同じ意味をもっている。式（５）
は、点状受光子κｊ′，κｊ″，κｊが１次輝点Ａあ
るいは２次輝点Ｂの結像により電気出力を生じていると
すれば、必ず満足されなければならぬ必要条件である。
したがって凹部の測定などで、線状受光素子上に２個以
上のｊが得られる場合には式（５）を満足するｊ′,
j″,jを真測定値として採用し、満足しないものを虚
測定値として棄却する。この場合の識別法は、式（４）
の場合がｊ′,j″であったのに比して、式（５）の場合
はｊ′,j″,jになるので識別の計算量が多くなり面倒
である。

〔実施例〕

（Ｉ）物体の断面形状の測定法 第２図の測定器において、受光器R₁,R₂はそのままと
し、投光器Ｌとして光ビームを発射する光源LSと、光ビ
ームの方向をxy面において揺動するための回転鏡Ｍとで
構成し、測定においては、光ビームを物体表面に投射し
て、輝点で物体表面を走査し、輝点からの反射光を受光
器R₁およびR₂で捉え、その受光センサS₁,S₂の電気出力
からｊ′,j″を求め、このｊ′,j″が複数個得られる場
合には、式（４）を満足するｊ′,j″をとり、式（２）
によりx_A,y_Aを算出する。この測定を輝点の走査にとも
なって行っていけば、測定点を結んで、物体をxy面で切
断した場合の断面形状が求められる。

（II）板状光を用いた物体形状の測定法 第３図は測定用信号光として板状光を用いて、物体形
状の測定を行う測定器の構成を示す。図において、x,y,
zは測定器に固定された座標軸である。ｙ軸の点O_L（O,d
_L,O）に投光器Ｌを、点O_n（O,d_n,O）（ｎ＝1,2）に受光
器R_nを設け、点O_L,O_nにそれぞれｘ軸、ｚ軸に平行な軸x
_L,z_Lおよびx_n,z_nを設ける。

投光器Ｌは板状光Λを発射する光源LSと、板状光Λの
方向をz_L軸を軸として回転揺動させる回転鏡Ｍよりな
り、板状光Λは回転揺動にともない物体の表面Ｊを輝点
ε_Ａで走査する。受光器R_nはレンズ中心をO_nに、中心面
をyz_n面内にもつ結像レンズ£_ｎと、結像レンズ£_ｎの
結像面に一致する受光面（yz面に平行で、結像距離ｈを
へだてた平面）をもつ受光センサS_nとからなり、受光セ
ンサS_nは受光面に、ｙ軸に平行な複数個の線状受光素子
T_i（ｉ＝0,±1,±2,‥‥）を等間隔Δで並べて形成さ
れ、線状受光素子T_iは複数個の点状受光素子κ_ij（ｊ＝
0,±1,±2,‥‥）を直線上に等間隔δで並べて形成され
ている。点状受光素子は微小受光面をもち、光入力に対
応する電気出力を生ずる素子、例えばシリコンホトダイ
オード、CCD素子の如き素子である。受光センサS_nには
その電気出力から、それを出力したκ_ijのi,jすなわちS
_nの受光面における光の入射位置を検知できる電気回路
が接続されている。受光センサS_nの設置方法は、その受
光面が結像レンズ£_ｎの結像距離ｈにおいてyz面に平行
で、線状受光素子T_oがxy面と受光面との交線上にあるよ
うに設置される。κ_ijのｊは受光面とx_nz_n面の交換上の
点状受光子のｊをＯとし、i,jの正方向を座標軸の正方
向と同じにとる。

受光器R_nはｎ＝1,2,‥について全く同じ構造をもって
おり、線状受光素子T_i、あるいは点状受光素子κ_ijがど
の受光器に属するかを示す必要がある場合には、▲Ｔ^′
_ｉ▼，▲Ｔ^″ _ｉ▼‥‥T_i ⁽ⁿ⁾あるいは▲κ^′ _ij▼，▲κ
^″ _ij▼‥‥κ_ij ⁽ⁿ⁾のように示し、i,jについても同様に
示すこととする。

上記測定器により第３図のようにして物体表面形状を
測定すると、物体表面の輝線ε_Ａは受光器R_nの受光セン
サS_n上に像ε_A ⁽ⁿ⁾を生ずる。ε_A ⁽ⁿ⁾と線状受光子T_i ⁽ⁿ⁾
との交点をA⁽ⁿ⁾とすれば、A⁽ⁿ⁾はA⁽ⁿ⁾O_nとε_Ａとの交点
Ａの像である。Ａの座標は次の３平面の会する点として
もとめられる。

（ｉ）板状光Λ、すなわちz_L軸を含み面x_L z_Lと角θ_Ｌ
をなす平面：角θ_Ｌは回転鏡の駆動機構に関連して求め
られる。

（ii）軸z_nと点A⁽ⁿ⁾を含む平面：この平面と面x_n z_nと
のなす角θ_ｎはtanθ_ｎ＝−ｊδ/h,h＞０、により求め
られる。

（iii）軸ｙと点A⁽ⁿ⁾を含む平面：この平面と面xyとの
なす角φはtanφ＝−ｉΔ/h,h＞０により求められる。
この平面はｉで決まる面で、ｎの全てに対して同じ平面
になる。

上記３平面の会する点Ａの座標は、 輝点像A⁽ⁿ⁾にある点状受光子κ_ij ⁽ⁿ⁾のi,jは受光セン
サS_nの電気出力から求められる。上式x_Aの右辺でｎ＝1,
2とおいたx_Aが等しいとおいて、式（４）と全く同じ形
の式を得る。

第３図の測定器により、例えばＶ溝を測定する場合の
１次輝線ε_Ａ、２次輝線ε_Ｂ、鏡像反射線ε_C1,ε_C2の
様子を第４図に示す。受光センサS_n上には、ε_A,ε_B,ε
_Cnの像ε_A ⁽ⁿ⁾,ε_B ⁽ⁿ⁾,ε_Cn ⁽ⁿ⁾が結ばれ、ε_A ⁽ⁿ⁾は真測
定値に関する像、ε_B ⁽ⁿ⁾,ε_Cn ⁽ⁿ⁾は虚測定値に関する像
であるから、ε_A ⁽ⁿ⁾をとってε_B ⁽ⁿ⁾,ε_Cn ⁽ⁿ⁾を棄却すべ
きであるが、実測においては、これらの識別ができない
ので、得られたij⁽ⁿ⁾について式（４）を満足するj⁽ⁿ⁾
（ｎ＝1,2）の組をとって真測定値に関するものとし、
式（６）により、x_A,y_A,z_Aを求める。三角測量法により
求められる測定値は、O_nとε_α（αはA,B,C₁,あるいはC
₂）上の点を結ぶ直線を母線とする曲面と板状光Λの交
線であるから、Ｖ溝表面上にあるのは真測定値ε_Ａのみ
で、その他の交線はＶ溝表面上にない虚測定値である。

次に、前に示した第３図において、さらに第３の受光
器R₃をｙ軸上の点O₃（O,d₃,O）に設けて測定する場合に
つき説明する。R₃の構造は、R₁,R₂と全く同じであると
する。２個の受光器R_n1,R_n2（n1＝1,2,3,n2＝1,2,3,n₁
≠n₂）を用いて物体表面Ｊ上の１次輝線ε_Ａを測定する
場合、ε_Ａ上の点Ａの像が受光センサS_n1およびS_n2上で
それぞれκ_ij ⁽ⁿ¹⁾,κ_ij ⁽ⁿ²⁾上に結ばれるとすると、i
⁽ⁿ¹⁾＝i⁽ⁿ²⁾＝i,j⁽ⁿ¹⁾≠j⁽ⁿ²⁾となり、点Ａの座標は、
前と類似の方法により、次のごとく求められる。

受光器が３個の場合はn1とn2との組合せは₃C₂＝３個
であるから、上式と同様の式が、さらに２組得られる。
その１つをとり、そのx_Aを等置すると、式（５）と全く
同形の式が得られる。この式（５）は受光センサS₁上の
κ_ij′,S₂上のκ_ij″,S₃上κ_ijが同じ点に対応するた
めの必要条件であり、そのためにはその点は物体Ｊ上に
なければならない。例えば第４図に示すＶ溝の場合に
は、１次輝線ε_Ａおよび２次輝線ε_Ｂ上の点に関するｊ
は式（５）を満足し、真測定値に関する測定値になる。

以上の説明をまとめると次のようになる。

上記は、１個の投光器と２個の受光器あるいは１個の
投光器と３個の受光器をｙ軸上に設置した場合である
が、受光器の数を増せば、測定値の真虚の識別を多重に
行なえるので識別の確度はよくなる。さらにまた、投光
器、受光器が全てｙ軸上に設けられた場合であったが、
投光器・受光器のうちでｙ軸上にないものがある場合で
も、i,j,θが満足すべき関係式を求めることができる。
しかし、その関係式は式（４）、式（５）のような簡単
な式にはならないので、実用的測定器としては、前に説
明した場合に比して使用不利になる。

測定用信号光として光ビームを用いる場合と板状光を
用いる場合とで、測定値の真・虚の識別法が全く同じで
あることは、光ビームが板状光の巾を極度に小さくした
特殊の場合として含まれることを考えれば当然のことで
ある。

実測においては１次輝線（点）、２次輝線（点）、鏡
像反射線（点）の現れ方は、測定用信号光の方向、比測
定物の形、表面の平滑光沢度等により異なっており、２
次輝線（点）、鏡像反射線（点）は現れない場合も少な
くない。

上記においては測定用信号光の２次反射光までをとっ
て述べたが、３次の反射光が存在する場合でも前記識別
法が適用できる。しかし、実験の結果によれば、通常の
測定では３次反射光が問題になることはなかった。

〔発明の効果〕

測定用信号光として、板状光または光ビームを物体表
面に投射し、物体表面の輝線または輝点を受光器で捉
え、三角測量法により、輝線あるいは輝点の位置を測定
して、物体形状を求める測定器は、しばしば用いられて
いるが、物体の表面に光沢があり、かつ凹部をもつ場合
には、測定用信号光の再反射のために、真測定値の他に
虚測定値が得られ、真測定値と虚測定値の識別が問題で
あった。この測定値の真虚の識別については、特別な場
合については識別法が開発されている（特願昭61−0134
65）。しかし、光の反射現象が複雑なため、複雑な物体
形状の場合にも適用方法は開発されていない。

本発明の方法は１個の投光器と複数個の受光器を用
い、測定で得られた測定値が真測定値に関するものか否
かを識別するので、特に測定値の処理の初期段階で、比
較的簡単な関係式を用いて行われるので、リアルタイム
での測定にも適用可能であり、また、被測定物の形がど
んな形であっても適用できる利点を持っている。

従来不可能であった光沢表面をもつ物体形状測定器の
実現を可能にし、この方法による測定器は、工場の製造
工程における工程の自動化、その他の分野における物体
の形の自動測定等に広く用いられる。

【図面の簡単な説明】

第１図は真測定値と虚測定値を示す図、第２図は投光器
と２個の受光器をもつ測定系を示す図、第３図は板状光
を用いる測定系を示す図、第４図は板状光によるＶ溝の
測定を示す図である。 図において、Ｌは投光器、R_n（ｎ＝1,2,‥）は受光器、
Ｊは被測定物の表面、x,y,zは座標、Ｏは座標原点、O_L
は投光器設置点、O_n（ｎ＝1,2,‥）は受光器R_n（ｎ＝1,
2,‥）の設置点、x_L,y,z_Lおよびx_n,y,z_nはそれぞれO_Lお
よびO_nにおいて、座標軸x,y,zに平行に設けた軸、LSは
測定用信号光の光源、Ｍは回転鏡、£_ｎ（ｎ＝1,2,‥）
は受光器R_nの結像レンズ、S_n（ｎ＝1,2,‥）は受光器R_n
の受光センサ、T_i ⁽ⁿ⁾（ｉ＝0,±1,±2,‥‥）は受光セ
ンサS_nの線状受光素子、Δは線状受光素子の配列間隔、
κ_ij（ｊ＝0,±1,±2,‥‥）は点状受光子、δは点状受
光子の配置間隔、Λは板状光、ε_Ａは１次輝線、ε_A ⁽ⁿ⁾
はその像、ε_Ｂは２次輝線、ε_B ⁽ⁿ⁾はその像、ε_Cnは受
光器R_nに関する鏡像反射線、ε_Cn ⁽ⁿ⁾はその像、Ａは次
輝点、A⁽ⁿ⁾はその像、Ｂは２次輝点、B⁽ⁿ⁾はその像、C_n
は受光器R_nに関する鏡像反射点、▲Ｃ^′ _ｎ▼はその像、
UVWはＶ溝である。

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】測定器に固定された座標軸x,y,zのｙ軸上
   の点O_Lに投光器Ｌ、点O_n（ｎ＝1,2,‥,n≧２）に同じ構
   造定数をもつ受光器R_nを設け、（点O_L,O_nにそれぞれｘ
   軸、ｚ軸に平行な軸をx_L,z_Lおよびx_n,z_nとする。） 投光器Ｌは被測定物表面に測定用信号光すなわち板状光
   または光ビームを投射して被測定物表面に輝線または輝
   点を生ぜしめ、 受光器R_nは結像レンズ£_ｎと受光センサS_nよりなり、結
   像レンズ£_ｎはレンズ中心をO_nに、光軸を軸x_nに重ねて
   設けられ、受光センサS_nは受光面上に１個以上の線状受
   光素子T_i ⁽ⁿ⁾（ｉ＝0,±1,±2,‥‥）を一定間隔Δをへ
   だてて平行に配列して形成され、線状受光素子T_i ⁽ⁿ⁾は
   光入力に対して電気出力を生ずる点状受光子κ
   _ij ⁽ⁿ⁾（ｊ＝0,±1,‥‥）を直線上に複数個等間隔δで
   並べて形成され、 受光センサS_nは、その受光面を結像レンズの結像面に一
   致させ、線状受光素子T_O ⁽ⁿ⁾がxy面と受光面との交線上
   にあり、かつ点状受光子κ_oo ⁽ⁿ⁾が軸x_nと受光センサS_n
   の受光面との交点に位置するように設置し、 測定用信号光が面x_n z_nとなす角θ_ｎを検知する手段、
   受光センサS_nの受光対応電気出力からそれを出力した点
   状受光個κ_ij ⁽ⁿ⁾のi⁽ⁿ⁾,j⁽ⁿ⁾を検知する手段、および投
   光器の投光方向θ_ｎと受光器の受光センサS_nの受光対応
   電気出力を生じたκ_ij ⁽ⁿ⁾のi⁽ⁿ⁾,j⁽ⁿ⁾から、物体表面の
   輝線上の対応点あるいは輝点の位置座標を計算する手段
   を具えた測定器を用い、 投光器Ｌより測定用信号光を被測定物表面に投射し、物
   体表面からの反射光を受光器R_nで捉え、受光センサS_nの
   電気出力から、それを生じた点状受光子κ_ij ⁽ⁿ⁾のi,j
   ⁽ⁿ⁾を検知し、測定用信号光の方向θ_ｎ、およびκ_ij ⁽ⁿ⁾
   のj⁽ⁿ⁾（ｎ＝1,2,・・）が、測定器の構造定数を係数と
   する所定の１次の等式を満足する場合、j⁽ⁿ⁾を真測定値
   に関するj⁽ⁿ⁾とし、満足しない場合、j⁽ⁿ⁾を虚測定値に
   関するj⁽ⁿ⁾とすることを特徴とする物体形状の測定法。
2. 【請求項２】測定器に固定された表軸x,y,zのｙ軸上の
   点O_n（ｎ＝1,2,‥,n≧３）に同じ構造定数をもつ受光器
   R_nを設け（O_nにｘ軸、ｚ軸に平行な軸を軸x_n,軸z_nとす
   る。）、 任意の定点に投光器Ｌを設け、 投光器Ｌは被測定物表面に測定用信号光すなわち板状光
   または光ビームを投射して被測定物表面に輝線または輝
   点を生ぜしめ、 受光器R_nは結像レンズ£_ｎと受光センサS_nよりなり、結
   像レンズ£_ｎはレンズ中心をO_nに、光軸を軸x_nに重ねて
   設けられ、受光センサS_nは受光面上に１個以上の線状受
   光素子T_i ⁽ⁿ⁾（ｉ＝0,±1,±2,‥‥）を一定間隔Δをへ
   だてて平行に配列して形成され、線状受光素子T_i ⁽ⁿ⁾は
   光入力に対して電気出力を生ずる点状受光子κ
   _ij ⁽ⁿ⁾（ｊ＝0,±1,±2,‥‥）を直線上に複数個等間隔
   δで並べて形成され、 受光センサS_nはその受光面を結像レンズの結像面に一致
   させ、線状受光素子T_o ⁽ⁿ⁾がxy面と受光面との交線上に
   あり、かつ点状受光個κ_oo ⁽ⁿ⁾が軸x_nと受光センサS_nの
   受光面との交点に位置するように設置し、 受光センサS_nの受光対応電気出力からそれを出力した点
   状受光子κ_ij ⁽ⁿ⁾のi⁽ⁿ⁾,j⁽ⁿ⁾を検知する手段、および、
   受光センサS_n1（n1＝1,2,‥）およびS_n2（n2＝1,2,‥,n
   1≠n2）の受光対応電気出力を生じた点状受光子κ_ij
   ⁽ⁿ¹⁾,κ_ij ⁽ⁿ²⁾のi,j⁽ⁿ¹⁾,j⁽ⁿ²⁾から物体表面の輝線上の
   対応点あるいは輝点の位置座標を計算する手段を具えた
   測定器を用い、 投光器Ｌより測定用信号光を被測定物表面に投射し、物
   体表面からの反射光を受光器R_nで捉え、受光センサS_nの
   電気出力から、それを生じた点状受光子κ_ij ⁽ⁿ⁾のi,j
   ⁽ⁿ⁾を検知し、検知されたｊ′,j″,jが測定器の構造
   定数を係数とする所定の１次の等式を満足する場合、
   ｊ′,j″,jを真測定値に関するj⁽ⁿ⁾とし、満足しない
   場合、虚測定値に関するj⁽ⁿ⁾とすることを特徴とする物
   体形状の測定法。