JPH08233518A - 三次元形状測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 煩雑な作業を完全に又はほとんど行わずに、
被測定物によってそれぞれ異なる三次元形状を測定す
る。 【構成】 演算・制御部２０は、レーザー変位計１６と
被測定物１７との間の相対位置が所定の複数の位置にな
るように制御しながら、レーザー変位計１６の出力を取
り込んで、予備測定を行う。次に、演算・制御部２０
は、予備測定により得た三次元形状データに基づいて、
被測定物１７の所望の複数の箇所の形状データを得るの
に必要な、レーザー変位計１６と被測定物１７との間の
複数の相対位置を示す位置情報を得る。最後に、演算・
制御部２０は、レーザー変位計１６と被測定物１７との
間の相対位置が前記位置情報により示される相対位置と
なるように制御しながら、レーザー変位計１６の出力を
取り込んで、本測定を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、レーザー変位計等の光
距離センサを用いて、被測定物の三次元形状を測定する
三次元形状測定装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】被測定物に対して照射光を照射する照射
部と被測定物からの反射光を受光する受光部とを備えた
光距離センサを用いて、非接触で被測定物の三次元形状
を測定することが、従来から広く行われている。この方
法は、接触式プローブによる測定に必ず付随するプロー
ブの接触圧による被測定物の変形、プローブ先端の接触
球の半径の補正等がなく、簡易で、精度も比較的良い方
法として広く知られている。

【０００３】このような光距離センサの一つとして、三
角測量の原理を利用するとともにレーザー光を用いた三
角測距式レーザー変位計がある。

【０００４】図７は、一般的な三角測距式レーザー変位
計１の測定原理を示す説明図である。

【０００５】図７に示すように、このレーザー変位計１
は、被測定物６に対してスポット状のレーザー光（拡が
りのないレーザービーム）を照射する照射部２と、被測
定物６からの反射光を受光する受光部３とを備えてい
る。受光部３は、受光位置に応じた信号を出力するＰＳ
Ｄ（position sensitive device、半導***置検出器）
やＣＣＤなどの１次元受光センサ４と、前記反射光（被
測定物６上の照射光による像）を前記１次元受光センサ
４の受光面上に投影させる受光レンズ５とから構成され
ている。

【０００６】このレーザー変位計１によれば、照射部２
から発したレーザー光は、被測定物６に照射され、その
反射光が受光レンズ５を介し受光センサ４により受光さ
れる。このとき、図７に示すように、被測定物６の面の
位置に応じて、受光センサ４に入る反射光の位置が変化
する。したがって、受光センサ４から、被測定物６上の
レーザー光照射位置までの距離を示す出力が得られる。

【０００７】なお、前記レーザー変位計１において、前
記照射部２としてスリット状のレーザー光を照射するも
のを用いるとともに、前記受光センサとして２次元受光
センサを用いたレーザー変位計も、知られている。この
レーザー変位計は、前記レーザー変位計１と同一の原理
に基づくものであるが、スリット状のレーザー光により
照射された被測定物６上の線状の照射位置（光切断線の
位置）の距離が、一括して前記２次元受光センサの出力
として得られるものである。

【０００８】そして、前述したようなレーザー変位計等
の光距離センサを用いた従来の三次元形状測定装置で
は、被測定物の形状に関わらず、光距離センサと被測定
物との間の相対位置を常に予め定めた所定の複数の相対
位置となるように変更しながら、光距離センサと被測定
物との間の前記所定の複数の相対位置に応じた光距離セ
ンサの出力に基づいて、被測定物の三次元形状データを
作製していた。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来の三次元形状測定装置においては、被測定物の面の傾
斜によっては測定不能の箇所（形状データを得ることが
できない箇所）が出てくる場合が多かった。

【００１０】これは、光距離センサにおいては、光の照
射方向及び被測定物からの反射光の受光方向と、被測定
物の測定点の面の傾きとの関係によっては、測定不能の
場合があるからである。

【００１１】例えば、図７に示すレーザー変位計１を用
いた場合、図７に示すように、レーザー変位計１の照射
光軸及び受光光軸に対して被測定物６の面の法線の傾斜
が小さいときには、レーザー変位計１の受光部３は、被
測定物６から十分な量の反射光を受けることができ、そ
の測定点（照射部２からの光が照射された点）の測定が
可能である。

【００１２】一方、図８に示すように、レーザー変位計
１の照射光軸及び受光光軸に対して被測定物６の面の法
線の傾斜が大きいときには、レーザー変位計１の受光部
３は、被測定物６から十分な量の反射光を受けることが
できず、その測定点（照射部２からの光が照射された
点）の測定が不可能となる。具体的には、図８に示すよ
うに、受光部３が照射部２に対して右側に位置し、被測
定物６の面が左側に大きく傾いている場合、被測定物６
からの反射光は照射部２に対してほとんど左側に片寄っ
てしまい、受光部３は形状データを取得するのに十分な
量の反射光を受けることができない。

【００１３】そのため、従来の三次元形状測定装置で
は、測定不能の箇所が生じた場合には、被測定物を載物
台等に載せる時に被測定物を載せる位置、角度等を変化
させて、測定をやり直し、正確に測定できるまでこの作
業を繰り返すということが行われていた。あるいは、そ
れでも測定が不能の箇所がある場合には、測定を断念し
なければならなかった。

【００１４】本発明は、このような従来の問題点に鑑み
てなされたもので、煩雑な作業を完全に又はほとんど行
わずに、被測定物によってそれぞれ異なる三次元形状を
測定できる三次元形状測定装置を提供することを目的と
する。

【００１５】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するた
め、本発明の第１の態様による三次元形状測定装置は、
光距離センサと、前記光距離センサと前記被測定物との
間の相対位置を変更させる位置変更手段と、前記光距離
センサと前記被測定物との間の相対位置が、所定の複数
の相対位置となるように、前記位置変更手段を制御する
第１の制御手段と、前記光距離センサと前記被測定物と
の間の前記所定の複数の相対位置に応じた前記光距離セ
ンサの出力に基づいて、前記被測定物の第１の三次元形
状データを作製する第１の三次元形状データ作製手段
と、前記第１の三次元形状データに基づいて、前記被測
定物の所望の複数の箇所の形状データを得るのに必要
な、前記光距離センサと前記被測定物との間の複数の相
対位置を示す位置情報を得る手段と、前記位置情報に基
づいて、前記光距離センサと前記被測定物との間の相対
位置が前記位置情報により示される複数の相対位置とな
るように、前記位置変更手段を制御する第２の制御手段
と、前記位置情報により示される複数の相対位置に応じ
た前記光距離センサの出力に基づいて、第２の三次元形
状データを作製する第２の三次元形状データ作製手段
と、を備えたものである。

【００１６】また、本発明の第２の態様による三次元形
状測定装置は、前記第１の態様による三次元形状測定装
置において、前記所定の複数の相対位置の密度を、前記
位置情報により示される複数の相対位置の密度より粗く
したものである。

【００１７】本発明の第３の態様による三次元形状測定
装置は、光距離センサと、前記光距離センサと前記被測
定物との間の相対位置を変更させる位置変更手段と、前
記光距離センサと前記被測定物との間の相対位置が、所
定の複数の相対位置となるように、前記位置変更手段を
制御する第１の制御手段と、前記光距離センサと前記被
測定物との間の前記所定の複数の相対位置に応じた前記
光距離センサの出力に基づいて、前記被測定物の第１の
三次元形状データを作製する第１の三次元形状データ作
製手段と、前記第１の三次元形状データに関して、前記
被測定物における形状データを得るべきであった箇所の
うちに形状データを得ることができなかった箇所があっ
たか否かを判定する判定手段と、前記判定手段により、
前記被測定物における形状データを得るべきであった箇
所のうちに形状データを得ることができなかった箇所が
あったと判定された場合に、前記第１の三次元形状デー
タに基づいて、当該箇所の形状データを得るのに必要
な、前記光距離センサと前記被測定物との間の相対位置
を示す位置情報を得る手段と、前記位置情報に基づい
て、前記光距離センサと前記被測定物との間の相対位置
が前記位置情報により示される相対位置となるように、
前記位置変更手段を制御する第２の制御手段と、前記位
置情報により示される相対位置に応じた前記光距離セン
サの出力に基づく形状データと前記第１の三次元形状デ
ータとを合成して、第２の三次元形状データを作製する
第２の三次元形状データ作製手段と、を備えたものであ
る。

【００１８】

【作用】前記第１の態様によれば、第１の制御手段及び
第１の三次元形状データ作製手段により、いわば被測定
物の三次元形状の予備測定が行われることになる。

【００１９】この予備測定中は、被測定物の形状に関わ
らず、前記第１の制御手段により、光距離センサと被測
定物との間の相対位置が所定の複数の相対位置となるよ
うに変更されるので、従来の三次元形状測定装置により
得られた三次元形状データと同様に、測定不能の箇所が
出てくる場合がある。しかし、測定不能点が被測定物全
体に及ぶことはなく、通常は被測定物の一部のみが測定
不能となるに留まる。したがって、測定不能点があって
も、予備測定により得られた三次元形状データにより、
測定不能点近傍の形状は判っており、測定不能点近傍の
面の傾き方向を知ることができる。ある点での測定を不
能としている原因は、既に説明したようにその点の面の
傾きであるから、光距離センサによる光の照射及び受光
の被測定物の当該測定点の面に対する角度を変化させる
ように、光距離センサと被測定物との相対位置を変えれ
ば、測定不能点の測定を可能にすることができる。この
ため、予備測定により得られた第１の三次元形状データ
に基づいて、被測定物の所望の複数の箇所の形状データ
を得るのに必要な、光距離センサと被測定物との間の複
数の相対位置を示す位置情報を得ることができるのであ
る。

【００２０】そして、前記第１の態様によれば、このよ
うな位置情報を得て、該位置情報に基づいて、第２の制
御手段及び第２の三次元形状データ作製手段により、い
わば被測定物の三次元形状の本測定が行われることにな
る。

【００２１】したがって、前記第１の態様によれば、被
測定物の三次元形状の本測定時には測定不能点が全く出
てこないか、あるいは測定不能点が出てくる可能性があ
るにしても、その原因は予備測定により得られた第１の
三次元形状データに基づく被測定物の面の傾きの推定の
誤差によるものであるから、測定不能点が出てくる可能
性は極めて低い。このため、前記従来の三次元形状測定
装置においては頻繁に必要であった、被測定物を位置や
角度を変えて載物台に載せ直して再度測定するという煩
雑な作業を完全に排除するか又は極めて少なくすること
ができる。

【００２２】ところで、前記第１の態様においては、前
記予備測定は前記位置情報を得るためにのみ行われるの
で、前記予備測定においては、前記本測定と同じ密度で
測定点を測定する必要はない。そして、前記予備測定に
おいて、前記本測定と同じ密度で測定点を測定すると、
測定時間が長くなってしまう。そこで、前記第２の態様
のように、第１の三次元形状データの作製に関連した所
定の複数の相対位置の密度は前記位置情報により示され
る複数の相対位置の密度より粗くすること、すなわち、
予備測定における測定点の密度を本測定における測定点
の密度より粗くすることが、測定時間を短縮する上で、
好ましい。しかし、予備測定における測定点の密度をあ
まり粗くしてしまうと、被測定物の面の傾きの推定の誤
差があまりに大きくなって本測定時に測定不能点が出て
くる可能性が大きくなってしまうので、被測定物の面の
傾きの推定の誤差が大きくならない程度に、予備測定に
おける測定点の密度を粗くすることが好ましい。

【００２３】また、前記第３の態様によれば、第１の制
御手段及び第１の三次元形状データ作製手段により、い
わば被測定物の三次元形状の最初の本測定が行われるこ
とになる。この最初の本測定自体は、前記第１の態様に
よる予備測定と同一であるが、その測定結果である第１
の三次元形状データが、最終的な測定結果の全部又は一
部として用いられるので、最初の本測定と言える。

【００２４】そして、判定手段により前記最初の本測定
中に測定不能箇所があったか否かが判定され、測定不能
箇所がなかった場合には、前記最初の本測定により得ら
れた第１の三次元形状データが最終的な測定結果とな
る。

【００２５】一方、最初の本測定中に測定不能箇所があ
った場合には、前記第１の三次元形状データに基づい
て、当該測定不能箇所を得るのに必要な、光距離センサ
と被測定物との間の相対位置を示す位置情報を得る。こ
のような位置情報が得られる理由は、前記第１の態様に
おいて位置情報を得ることができた理由と同様である。
そして、得られた位置情報に基づいて、第２の制御手段
及び第２の三次元形状データ作製手段により、前記測定
不能箇所の形状データを得るいわば補足的な本測定が行
われ、この形状データと前記第１の形状データとが第２
の三次元形状データ作製手段により合成され、最終的な
測定結果である第２の三次元形状データが作製される。

【００２６】したがって、前記第３の態様によっても、
被測定物を位置や角度を変えて載物台に載せ直して再度
測定するという煩雑な作業を完全に排除するか又は極め
て少なくすることができる。

【００２７】

【実施例】以下、本発明の種々の実施例による三次元形
状測定装置について、図面を参照して説明する。なお、
以下の本実施例では、被測定物は、歯科用作業模型とす
る。もっとも、被測定物はこれに限定されるものではな
く、本発明による三次元形状測定装置は他の任意のもの
も測定することができる。

【００２８】まず、本発明の第１の実施例による三次元
形状測定装置について、図１及び図２を参照して説明す
る。

【００２９】図１は、本発明の第１の実施例による三次
元形状測定装置の全体構成を模式的に示す図である。

【００３０】本実施例による三次元形状測定装置は、図
１に示すように、本体基盤（図示せず）の上に取り付け
られＸ方向に移動可能なＸステージ１１と、Ｘステージ
１１上に取り付けられＸ方向と垂直なＹ方向に移動可能
なＹステージ１２と、Ｙステージ１２上に取り付けられ
Ｘ方向に延びる回転軸１３ｃの回りに回動可能な回転ス
テージ１３と、回転ステージ１３の上方において前記本
体基盤に取り付けられＸ−Ｙ平面に垂直なＺ方向に移動
可能なＺステージ１４と、Ｚステージ１４に取り付けら
れＹ方向に延びる回転軸１５ｃの回りに回動可能な回転
ステージ１５と、回転ステージ１５に取り付けられた光
距離センサとしてのレーザー変位計１６とを備えてい
る。被測定物１７は回転ステージ１３の上に置かれる。
本実施例では、これらのステージ１１〜１５が、レーザ
ー変位計１６と被測定物１７との間の相対位置を変更さ
せる位置変更手段を構成している。

【００３１】なお、図１において、各ステージ１１〜１
５の動きの理解を容易にするため、Ｘステージ１１の固
定部を１１ａ、Ｘステージ１１の可動部を１１ｂ、Ｙス
テージ１２の固定部を１２ａ、Ｙステージ１２の可動部
を１２ｂ、回転ステージ１３の固定部を１３ａ、回転ス
テージ１３の可動部を１３ｂ、Ｚステージ１４の固定部
を１４ａ、Ｚステージ１４の可動部を１４ｂ、回転ステ
ージ１５の固定部を１５ａ、回転ステージ１５の可動部
を１５ｂで、それぞれ示している。

【００３２】レーザー変位計１６は、図７に示した変位
計１と同様の構成を有している。すなわち、レーザー変
位計１６は、被測定物１７に対してスポット状のレーザ
光を照射する照射部１６ａと、被測定物１７からの反射
光を受光する受光部１６ｂと、を有している。

【００３３】また、本実施例による三次元形状測定装置
は、図１に示すように、各ステージ１１〜１５の駆動モ
ータ（図示せず）を駆動するモータ駆動回路１８と、レ
ーザー変位計１６を駆動するセンサ駆動回路１９と、各
種の演算及び制御を行う演算・制御部２０と、測定者が
演算・制御部２０に各種の指令を与えるためのキーボー
ド等の入力装置２１と、各ステージ１１〜１５の位置
（又は駆動量）を検出するエンコーダ等の位置検出器
（図示せず）と、を備えている。

【００３４】演算・制御部２０は、図示しない記憶装置
やＣＰＵ等を内臓したマイクロコンピュータ等から構成
され、モータ駆動回路１８及びセンサ駆動回路１９の動
作を制御する駆動制御部としての機能や、レーザー変位
計１６からの出力及び前記位置検出器からの出力（各ス
テージの位置検出信号）に基づいて三次元形状データを
作製する三次元形状データ作製部としての機能や、後述
する各種の機能を担う。

【００３５】なお、本実施例では、演算・制御部２０で
最終的に作製された三次元形状データは、これを利用す
るＣＡＤ装置２２に供給されるようになっている。

【００３６】次に、本実施例による三次元形状測定装置
の動作の一例について、図１及び図２を参照して説明す
る。図２は、演算・制御部２０の主要な動作を示すフロ
ーチャートである。

【００３７】まず、被測定物１７である歯科用の模型の
測定に必要な測定箇所は歯の交合面及び側面であるか
ら、測定不要な面が下になるように、測定者が被測定物
１７を接着剤（図示せず）で回転ステージ１３に仮止め
する。

【００３８】次に、測定者は、入力装置２１により演算
・制御部２０に指令を与えることにより、初期設定を行
う。すなわち、演算・制御部２０は、入力装置２１から
の指令に従って、モータ駆動回路１８を介して各ステー
ジ１１〜１５を制御し、回転ステージ１３は水平位置の
まま、回転ステージ１５はレーザー変位計１６の照射部
１６ａからのレーザ照射光がＸ−Ｙ平面に垂直となる原
点位置、Ｚステージ１４は、標準的な被測定物がレーザ
ー変位計１６の受光部１６ｂの受光レンズ（図示せず）
の焦点深度の中に収まる原点位置にセットする。また、
レーザー変位計１６の照射部１６ａからのレーザ照射光
が被測定物１７に照射される範囲に来るように、Ｘステ
ージ１１、Ｙステージ１２を用いて、被測定物１７を移
動させる。

【００３９】次に、測定者は、入力装置２１により、演
算・制御部２０に測定開始指令を与える。

【００４０】演算・制御部２０は、測定開始指令に応答
して、まず、図２中のステップ３１で予備測定を行う。
すなわち、演算・制御部２０は、モータ駆動回路１８に
駆動制御信号を与えて、レーザー変位計１６と被測定物
１７（本実施例では、被測定物１７が載置される回転ス
テージ１３の可動部１３ｂ）との間の相対位置が所定の
複数の相対位置となるように、各ステージ１１〜１５を
制御（第１の制御）しながら、前記所定の複数の相対位
置に応じたレーザー変位計１６の出力を取り込んで被測
定物１７の第１の三次元形状データを作製する。なお、
演算・制御部２０は、測定開始指令に応答して、センサ
駆動回路１９に駆動制御信号を与えて、測定が終了する
まで、レーザー変位計１６の照射部１６ａからレーザー
光が照射されるようにする。

【００４１】具体的には、例えば、以下のようにして予
備測定が行われる。

【００４２】まず、前記初期設定状態において、被測定
物１７の上面を測定する。すなわち、前記初期設定状態
からＸステージ１１、Ｙステージ１２を１ｍｍ程度の幅
で動かしながら被測定物１７の上面を全域にわたって格
子状に測定する。次に、被測定物１７の前面を測定する
ために、回転ステージ１３を所定量回転させ、被測定物
１７の前面が上方に来るようにする。その後、同様に、
Ｘステージ１１、Ｙステージ１２を動かしながら測定
し、被測定物１７の前面の全域の測定が終了したら、被
測定物１７の背面の測定に移る。回転ステージ１３を所
定量回転させ、背面が上方になるようにし、この状態
で、同様にＸステージ１１、Ｙステージ１２を動かしな
がら測定する。次に、被測定物１７の右側面を測定する
ため、まず、回転ステージ１５を回転させ、照射レーザ
光が被測定物１７の右側面に垂直に近い角度で当たるよ
うな角度に設定する。この状態で、Ｘステージ１１、Ｙ
ステージ１２、Ｚステージ１４をレーザ光が被測定物１
７に当たるように動かし、Ｚステージ１４、Ｙステージ
１２を１ｍｍ程度の幅で動かしながら測定する。最後
に、被測定物１７の左側面を測定するため、まず、回転
ステージ１５を回転させ、照射レーザ光が被測定物１７
の左側面に垂直に近い角度で当たるような角度に設定す
る。この状態で、Ｘステージ１１、Ｙステージ１２、Ｚ
ステージ１４をレーザ光が被測定物１７に当たるように
動かし、Ｚステージ１４、Ｙステージ１２を１ｍｍ程度
の幅で動かしながら測定する。これにより、被測定物１
７の予備測定が終了する。

【００４３】これで、被測定物１７の予備測定は終了
し、被測定物１７の第１の三次元形状データが得られ、
被測定物１７の形状が判ったことになる。

【００４４】次に、演算・制御部２０は、図２中のステ
ップ３２で、前記予備測定により得られた第１の三次元
形状データに基づいて、被測定物１７の所望の複数の箇
所の形状データを得るのに必要な、レーザー変位計１６
と被測定物１７との間の複数の相対位置を示す位置情報
を得る。

【００４５】前記予備測定では、被測定物１７の形状に
よっては、測定点の面の傾きにより、反射光がレーザ変
位計１６の受光部１６ｂに測定に十分な量返ってこない
場合があり、受光量が大幅に低下するため、その測定点
は測定不能となる。しかし、測定不能点が被測定物１７
全体に及ぶことはなく、通常は被測定物の一部のみが測
定不能となるに留まる。したがって、測定不能点があっ
ても、その近傍の形状は判っており、当然、測定不能点
近傍の面の傾き方向も判っており、測定不能点近傍の面
の傾きを知ることができる。ある点での測定を不能とし
ている原因は、その点の面の傾きであるから、レーザー
変位計１６によるレーザー光の照射及び受光の被測定物
１７の当該測定点の面に対する角度を変化させれば、測
定不能点の測定を可能にすることができる。このため、
予備測定により得られた第１の三次元形状データに基づ
いて、被測定物１７の所望の複数の箇所の形状データを
得るのに必要な、レーザー変位計１６と被測定物１７と
の間の複数の相対位置を示す位置情報を得ることができ
るのである。

【００４６】具体的には、例えば、演算・制御部２０
は、次のようにして前記位置情報を得ることができる。

【００４７】まず、前記予備測定における測定不能点
（必要であれば、その周囲の本測定しようとする点も含
む）の面の角度を、当該測定不能点近傍の測定可能であ
った測定点の形状データから算出し、この角度に応じて
当該測定不能点の面の法線に対してレーザー変位計１６
の照射光軸及び受光光軸の傾斜が小さくなるような各ス
テージ１１〜１５の位置を演算する。この測定不能点
（必要であれば、その周囲の本測定しようとする点も含
む）以外については、予備測定において測定可能であっ
たことから、後述する本測定においても、予備測定と同
様に各ステージ１１〜１５を移動させることにより、測
定可能である。そして、このような移動パターンを示す
情報（これは、レーザー変位計１６と被測定物１７との
間の相対位置を示す情報に相当することになる。）は、
演算・制御部２０内の記憶装置に予め記憶されている。
そこで、本実施例では、前述のようにして演算した各ス
テージ１１〜１５の位置と、前記測定不能点以外に関す
る前記移動パターンを、前記位置情報とする。なお、予
備測定時に測定不能点がない場合には、演算・制御部２
０内の記憶装置に予め記憶されていた移動パターンを前
記位置情報とする。

【００４８】もっとも、前記予備測定により得られた第
１の三次元形状データに基づいて、被測定物の所望の測
定点の全てに関して、当該測定点の面の角度を算出し、
この角度に応じて当該測定点の面の法線に対してレーザ
ー変位計１６の照射光軸及び受光光軸の傾斜が可能な限
り小さくなるような各ステージ１１〜１５の位置を演算
し、これらの演算結果を前記位置情報としてもよい。こ
の場合には、後述する本測定時に、被測定物の所望の測
定点の全てに関して、当該測定不能点の面に対するレー
ザー変位計１６の照射光軸及び受光光軸の角度の最適化
を図り、レーザー変位計１６の受光部１６ａによる反射
光の受光光量を大きくすることができるので、計測精度
を向上することができるという利点がある。

【００４９】次に、演算・制御部２０は、図２中のステ
ップ３３で本測定を行う。すなわち、演算・制御部２０
は、ステップ３２で得た位置情報に基づいて、モータ駆
動回路１８に駆動制御信号を与えて、レーザー変位計１
６と被測定物１７との間の相対位置が前記位置情報によ
り示される複数の相対位置となるように、各ステージ１
１〜１５を制御（第２の制御）しながら、前記複数の相
対位置に応じたレーザー変位計１６の出力を取り込んで
被測定物１７の第２の三次元形状データを作製する。

【００５０】具体的には、例えば、以下のようにして本
測定が行われる。

【００５１】本測定では、前記予備測定で測定不能とな
った点を除いて、所定の細かいピッチ（例えば、０．２
ｍｍピッチ）でＸステージ１１、Ｙステージ１２、Ｚス
テージ１４を動かしながら前記予備測定の時と同じ手順
で測定を行う。予備測定における測定不能点では、レー
ザ変位計１６の受光部１６ｂの受光量が大きくなるよう
に各ステージ１１〜１５を動かして測定することにな
る。

【００５２】この本測定により得られた前記第２の三次
元形状データが最終的な測定結果となり、本測定が終了
すると、被測定物１７の三次元形状の測定が完了する。

【００５３】以上説明した本実施例によれば、予め予備
測定が行われ、予備測定により得られた三次元形状デー
タに基づいて本測定が行われるので、本測定時には測定
不能点が全く出てこないか、あるいは測定不能点が出て
くる可能性があるにしても、その原因は予備測定により
得られた第１の三次元形状データに基づく被測定物１７
の面の傾きの推定の誤差によるものであるから、測定不
能点が出てくる可能性は極めて低い。このため、被測定
物１７を位置や角度を変えて回転ステージ１３に載せ直
して再度測定するという煩雑な作業を完全に排除するか
又は極めて少なくすることができる。

【００５４】また、本実施例では、予備測定における測
定点の密度（ピッチ約１ｍｍ）が本測定における測定点
の密度（ピッチ０．２ｍｍ）より粗くされているので、
予備測定における測定点の密度を本測定における密度と
同一にする場合に比べて、測定時間を短縮することがで
きる。

【００５５】次に、本発明の第２の実施例による三次元
形状測定装置について、図１及び図３を参照して説明す
る。

【００５６】本実施例による三次元形状測定装置は、演
算・制御部２０の動作を除いて、前記第１の実施例によ
る三次元形状測定装置と同一である。したがって、図１
は、第２の実施例による三次元形状測定装置の全体構成
を模式的に示す図でもあり、重複した説明は省略する。

【００５７】本実施例では、演算・制御部２０は、図３
に示すような動作を行う。図３は本実施例おける演算・
制御部２０の主要な動作を示すフローチャートである。

【００５８】次に、本実施例による三次元形状測定装置
の動作の一例について、図１及び図３を参照して説明す
る。

【００５９】まず、測定者は、前記第１の実施例の場合
と同様に、被測定物１７を回転ステージ１３に仮止め
し、初期設定を行う。

【００６０】次に、測定者は、入力装置２１により、演
算・制御部２０に測定開始指令を与える。

【００６１】演算・制御部２０は、測定開始指令に応答
して、まず、図３中のステップ４１で最初の本測定を行
う。すなわち、演算・制御部２０は、モータ駆動回路１
８に駆動制御信号を与えて、レーザー変位計１６と被測
定物１７（本実施例では、被測定物１７が載置される回
転ステージ１３の可動部１３ｂ）との間の相対位置が所
定の複数の相対位置となるように、各ステージ１１〜１
５を制御（第１の制御）しながら、前記所定の複数の相
対位置に応じたレーザー変位計１６の出力を取り込んで
被測定物１７の第１の三次元形状データを作製する。

【００６２】具体的には、例えば、この最初の本測定
は、前記第１の実施例における予備測定と同様にして行
われる。ただし、本実施例では、前記第１の三次元形状
データは最終測定結果として用いられるので、測定ピッ
チは約１ｍｍではなく例えば０．２ｍｍとされる。

【００６３】次に、演算・制御部２０は、図３中のステ
ップ４２で、前記最初の本測定により得られた第１の三
次元形状データに関して、被測定物１７における形状デ
ータを得るべきであった箇所のうちに形状データを得る
ことができなかった箇所があったか否か、すなわち、最
初の本測定において測定不能点があったか否かを判定す
る。なお、測定不能点であるか否かは、レーザー変位計
１６の出力が所定量以上の反射光を受けないことを示し
たか否かによって、判別することができる。

【００６４】そして、ステップ４２で測定不能点がなか
ったと判定されると、前記第１の三次元形状データが最
終の測定結果とされ、被測定物１７の三次元形状の測定
が完了する。

【００６５】一方、ステップ４２で測定不能点があった
と判定されると、演算・制御部２０は、図３中のステッ
プ４３で、前記最初の本測定により得られた第１の三次
元形状データに基づいて、当該測定不能点の形状データ
を得るのに必要な、レーザー変位計１６と被測定物１７
との間の複数の相対位置を示す位置情報を得る。

【００６６】具体的には、例えば、前記最初の測定にお
ける測定不能点の面の角度を、当該測定不能点近傍の測
定可能であった測定点の形状データから算出し、この角
度に応じて当該測定不能点の面の法線に対してレーザー
変位計１６の照射光軸及び受光光軸の傾斜が小さくなる
ような各ステージ１１〜１５の位置を演算する。この演
算により得た位置が前記位置情報に相当する。

【００６７】次に、演算・制御部２０は、図３中のステ
ップ４４で補足的な本測定を行う。すなわち、演算・制
御部２０は、ステップ４３で得た位置情報に基づいて、
モータ駆動回路１８に駆動制御信号を与えて、レーザー
変位計１６と被測定物１７との間の相対位置が前記位置
情報により示される複数の相対位置となるように、各ス
テージ１１〜１５を制御（第２の制御）しながら、前記
位置情報が示す相対位置に応じたレーザー変位計１６の
出力を取り込むことによって、最初の本測定における測
定不能点の形状データを補足的に得る。引き続いて、演
算・制御部２０は、このステップ４４において、この補
足的に得た形状データと前記最初の本測定により得た第
１の三次元形状データとを合成して、被測定物１７の第
２の三次元形状データを作製し、被測定物１７の三次元
形状の測定を完了する。

【００６８】ステップ４２で測定不能点があったと判定
された場合には、このようにして得られた第２の三次元
形状データが最終的な測定結果となる。

【００６９】したがって、本実施例によっても、前記第
１の実施例と同様に、被測定物１７を位置や角度を変え
て回転ステージ１３に載せ直して再度測定するという煩
雑な作業を完全に排除するか又は極めて少なくすること
ができる。

【００７０】次に、本発明の第３の実施例による三次元
形状測定装置について、図４及び図５を参照して説明す
る。

【００７１】図４は、本発明の第３の実施例による三次
元形状測定装置の全体構成を模式的に示す図である。

【００７２】本実施例による三次元形状測定装置は、図
４に示すように、本体基盤（図示せず）の上に取り付け
られＸ方向に移動可能なＸステージ５１と、Ｘステージ
５１上に取り付けられＸ方向に延びる回転軸５３ｃの回
りに回動可能な回転ステージ５３と、回転ステージ５３
の上方において前記本体基盤に取り付けられＸステージ
５１表面に垂直なＺ方向に移動可能なＺステージ５４
と、Ｚステージ５４に取り付けられＹ方向に延びる回転
軸５５ｃの回りに回動可能な回転ステージ５５と、回転
ステージ５５に取り付けられた光距離センサとしてのレ
ーザー変位計５６とを備えている。被測定物５７は回転
ステージ５３の上に置かれる。本実施例では、これらの
ステージ５１，５３〜５５が、レーザー変位計５６と被
測定物５７との間の相対位置を変更させる位置変更手段
を構成している。

【００７３】なお、図４において、各ステージ５１，５
３〜５５の動きの理解を容易にするため、Ｘステージ５
１の固定部を５１ａ、Ｘステージ５１の可動部を５１
ｂ、回転ステージ５３の固定部を５３ａ、回転ステージ
５３の可動部を５３ｂ、Ｚステージ５４の固定部を５４
ａ、Ｚステージ５４の可動部を５４ｂ、回転ステージ５
５の固定部を５５ａ、回転ステージ５５の可動部を５５
ｂで、それぞれ示している。

【００７４】レーザー変位計５６は、図７に示した変位
計１と基本的には同様の構成を有しているが、被測定物
５７に対して回転軸５５ｃの延びる方向に拡がったスリ
ット状のレーザ光を照射する照射部５６ａと、被測定物
５７からの反射光を受光する受光部５６ｂと、を有して
いる。受光部５６ｂは、図面には示していないが、２次
元受光センサを有しており、受光部５６ｂとして例えば
ＣＣＤカメラを用いることができる。

【００７５】また、本実施例による三次元形状測定装置
は、図４に示すように、各ステージ５１，５３〜５５の
駆動モータ（図示せず）を駆動するモータ駆動回路５８
と、レーザー変位計５６を駆動するセンサ駆動回路５９
と、各種の演算及び制御を行う演算・制御部６０と、測
定者が演算・制御部６０に各種の指令を与えるためのキ
ーボード等の入力装置６１と、各ステージ５１，５３〜
５５の位置（又は駆動量）を検出するエンコーダ等の位
置検出器（図示せず）と、を備えている。

【００７６】演算・制御部６０は、図示しない記憶装置
やＣＰＵ等を内臓したマイクロコンピュータ等から構成
され、モータ駆動回路５８及びセンサ駆動回路５９の動
作を制御する駆動制御部としての機能や、レーザー変位
計５６からの出力及び前記位置検出器からの出力（各ス
テージの位置検出信号）に基づいて三次元形状データを
作製する三次元形状データ作製部としての機能や、後述
する各種の機能を担う。

【００７７】なお、本実施例では、演算・制御部６０で
最終的に作製された三次元形状データは、これを利用す
るＣＡＤ装置６２に供給されるようになっている。

【００７８】次に、本実施例による三次元形状測定装置
の動作の一例について、図４及び図５を参照して説明す
る。図５は、演算・制御部６０の主要な動作を示すフロ
ーチャートである。

【００７９】まず、被測定物５７である歯科用の模型の
測定に必要な測定箇所は歯の交合面及び側面であるか
ら、測定不要な面が下になるように、測定者が被測定物
５７を接着剤（図示せず）で回転ステージ５３に仮止め
する。

【００８０】次に、測定者は、入力装置６１により演算
・制御部６０に指令を与えることにより、初期設定を行
う。すなわち、演算・制御部６０は、入力装置６１から
の指令に従って、モータ駆動回路５８を介して各ステー
ジ５１，５３〜５５を制御し、回転ステージ５３は水平
位置のまま、回転ステージ５５はレーザー変位計５６の
照射部５６ａからのレーザ照射光がＸステージ５１表面
に垂直となる原点位置、Ｚステージ５４は、標準的な被
測定物がレーザー変位計５６の受光部５６ｂの受光レン
ズ（図示せず）の焦点深度の中に収まる原点位置にセッ
トする。また、レーザー変位計５６の照射部５６ａから
のスリット状のレーザ照射光が被測定物５７に照射され
る範囲に来るように、Ｘステージ５１を用いて、被測定
物５７を移動させる。

【００８１】次に、測定者は、入力装置６１により、演
算・制御部６０に測定開始指令を与える。

【００８２】演算・制御部６０は、測定開始指令に応答
して、まず、図５中のステップ７１で予備測定を行う。
すなわち、演算・制御部６０は、モータ駆動回路５８に
駆動制御信号を与えて、レーザー変位計５６と被測定物
５７（本実施例では、被測定物５７が載置される回転ス
テージ５３の可動部５３ｂ）との間の相対位置が所定の
複数の相対位置となるように、各ステージ５１，５３〜
５５を制御（第１の制御）しながら、前記所定の複数の
相対位置に応じたレーザー変位計５６の出力を取り込ん
で被測定物５７の第１の三次元形状データを作製する。
なお、演算・制御部６０は、測定開始指令に応答して、
センサ駆動回路５９に駆動制御信号を与えて、測定が終
了するまで、レーザー変位計５６の照射部５６ａからレ
ーザー光が照射されるようにする。

【００８３】具体的には、例えば、以下のようにして予
備測定が行われる。

【００８４】まず、前記初期設定状態において、被測定
物５７の上面を測定する。すなわち、前記初期設定状態
からＸステージ５１を１ｍｍ程度の幅で動かしながら被
測定物５７の上面を全域にわたって測定する。次に、被
測定物５７の前面を測定するために、回転ステージ５３
を所定量回転させ、被測定物５７の前面が上方に来るよ
うにする。その後、同様に、Ｘステージ５１を動かしな
がら測定し、被測定物５７の前面の全域の測定が終了し
たら、被測定物５７の背面の測定に移る。回転ステージ
５３を所定量回転させ、背面が上方になるようにし、こ
の状態で、同様にＸステージ５１を動かしながら測定す
る。次に、被測定物５７の右側面を測定するため、ま
ず、回転ステージ５５を回転させ、スリット状の照射レ
ーザ光が被測定物５７の右側面に垂直に近い角度で当た
るような角度に設定する。この状態で、Ｘステージ５
１、Ｚステージ５４をレーザ光が被測定物５７に当たる
ように動かし、Ｚステージ５４を１ｍｍ程度の幅で動か
しながら測定する。最後に、被測定物５７の左側面を測
定するため、まず、回転ステージ５５を回転させ、スリ
ット状の照射レーザ光が被測定物５７の左側面に垂直に
近い角度で当たるような角度に設定する。この状態で、
Ｘステージ５１、Ｚステージ５４をレーザ光が被測定物
５７に当たるように動かし、Ｚステージ５４を１ｍｍ程
度の幅で動かしながら測定する。これにより、被測定物
５７の予備測定が終了する。

【００８５】これで、被測定物５７の予備測定は終了
し、被測定物５７の第１の三次元形状データが得られ、
被測定物５７の形状が判ったことになる。

【００８６】次に、演算・制御部６０は、図５中のステ
ップ７２で、前記予備測定により得られた第１の三次元
形状データに基づいて、被測定物５７の所望の複数の箇
所の形状データを得るのに必要な、レーザー変位計５６
と被測定物５７との間の複数の相対位置を示す位置情報
を得る。演算・制御部６０は、具体的には、前記第１の
実施例において演算・制御６０がステップ３２で位置情
報を得たのと同様にして、前記位置情報を得る。

【００８７】次に、演算・制御部６０は、図５中のステ
ップ７３で本測定を行う。すなわち、演算・制御部６０
は、ステップ７２で得た位置情報に基づいて、モータ駆
動回路５８に駆動制御信号を与えて、レーザー変位計５
６と被測定物５７との間の相対位置が前記位置情報によ
り示される複数の相対位置となるように、各ステージ５
１，５３〜５５を制御（第２の制御）しながら、前記複
数の相対位置に応じたレーザー変位計５６の出力を取り
込んで被測定物５７の第２の三次元形状データを作製す
る。

【００８８】具体的には、例えば、以下のようにして本
測定が行われる。

【００８９】本測定では、前記予備測定で測定不能とな
った点を除いて、所定の細かいピッチ（例えば、０．２
ｍｍピッチ）でＸステージ５１、Ｚステージ５４を動か
しながら前記予備測定の時と同じ手順で測定を行う。予
備測定における測定不能点では、レーザ変位計５６の受
光部５６ｂの受光量が大きくなるように各ステージ５
１，５３〜５５を動かして測定することになる。

【００９０】この本測定により得られた前記第２の三次
元形状データが最終的な測定結果となり、本測定が終了
すると、被測定物５７の三次元形状の測定が完了する。

【００９１】以上説明した本実施例によれば、スリット
状のレーザー光を用いて測定しているが、前記第１の実
施例と同様に、被測定物５７を位置や角度を変えて回転
ステージ５３に載せ直して再度測定するという煩雑な作
業を完全に排除するか又は極めて少なくすることができ
る。

【００９２】また、本実施例では、前記第１の実施例と
同様に、予備測定における測定点の密度（ピッチ約１ｍ
ｍ）が本測定における測定点の密度（ピッチ０．２ｍ
ｍ）より粗くされているので、予備測定における測定点
の密度を本測定における密度と同一にする場合に比べ
て、測定時間を短縮することができる。

【００９３】次に、本発明の第４の実施例による三次元
形状測定装置について、図４及び図６を参照して説明す
る。

【００９４】本実施例による三次元形状測定装置は、演
算・制御部６０の動作を除いて、前記第３の実施例によ
る三次元形状測定装置と同一である。したがって、図４
は、第４の実施例による三次元形状測定装置の全体構成
を模式的に示す図でもあり、重複した説明は省略する。

【００９５】本実施例では、演算・制御部６０は、図６
に示すような動作を行う。図６は本実施例おける演算・
制御部６０の主要な動作を示すフローチャートである。

【００９６】次に、本実施例による三次元形状測定装置
の動作の一例について、図４及び図６を参照して説明す
る。

【００９７】まず、測定者は、前記第１の実施例の場合
と同様に、被測定物５７を回転ステージ５３に仮止め
し、初期設定を行う。

【００９８】次に、測定者は、入力装置６１により、演
算・制御部６０に測定開始指令を与える。

【００９９】演算・制御部６０は、測定開始指令に応答
して、まず、図６中のステップ８１で最初の本測定を行
う。すなわち、演算・制御部６０は、モータ駆動回路５
８に駆動制御信号を与えて、レーザー変位計５６と被測
定物５７（本実施例では、被測定物５７が載置される回
転ステージ５３の可動部５３ｂ）との間の相対位置が所
定の複数の相対位置となるように、各ステージ５１，５
３〜５５を制御（第１の制御）しながら、前記所定の複
数の相対位置に応じたレーザー変位計５６の出力を取り
込んで被測定物５７の第１の三次元形状データを作製す
る。

【０１００】具体的には、例えば、この最初の本測定
は、前記第３の実施例における予備測定と同様にして行
われる。ただし、本実施例では、前記第１の三次元形状
データは最終測定結果として用いられるので、測定ピッ
チは約１ｍｍではなく例えば０．２ｍｍとされる。

【０１０１】次に、演算・制御部６０は、図６中のステ
ップ８２で、前記最初の本測定により得られた第１の三
次元形状データに関して、被測定物５７における形状デ
ータを得るべきであった箇所のうちに形状データを得る
ことができなかった箇所があったか否か、すなわち、最
初の本測定において測定不能点があったか否かを判定す
る。なお、測定不能点であるか否かは、レーザー変位計
５６の出力が所定量以上の反射光を受けないことを示し
たか否かによって、判別することができる。

【０１０２】そして、ステップ８２で測定不能点がなか
ったと判定されると、前記第１の三次元形状データが最
終の測定結果とされ、被測定物５７の三次元形状の測定
が完了する。

【０１０３】一方、ステップ８２で測定不能点があった
と判定されると、演算・制御部６０は、図６中のステッ
プ８３で、前記最初の本測定により得られた第１の三次
元形状データに基づいて、当該測定不能点の形状データ
を得るのに必要な、レーザー変位計５６と被測定物５７
との間の複数の相対位置を示す位置情報を得る。

【０１０４】具体的には、例えば、前記最初の測定にお
ける測定不能点の面の角度を、当該測定不能点近傍の測
定可能であった測定点の形状データから算出し、この角
度に応じて当該測定不能点の面の法線に対してレーザー
変位計５６の照射光軸及び受光光軸の傾斜が小さくなる
ような各ステージ５１，５３〜５５の位置を演算する。
この演算により得た位置が前記位置情報に相当する。

【０１０５】次に、演算・制御部６０は、図６中のステ
ップ８４で補足的な本測定を行う。すなわち、演算・制
御部６０は、ステップ８３で得た位置情報に基づいて、
モータ駆動回路５８に駆動制御信号を与えて、レーザー
変位計５６と被測定物５７との間の相対位置が前記位置
情報により示される複数の相対位置となるように、各ス
テージ５１，５３〜５５を制御（第２の制御）しなが
ら、前記位置情報が示す相対位置に応じたレーザー変位
計５６の出力を取り込むことによって、最初の本測定に
おける測定不能点の形状データを補足的に得る。引き続
いて、演算・制御部６０は、このステップ８４におい
て、この補足的に得た形状データと前記最初の本測定に
より得た第１の三次元形状データとを合成して、被測定
物５７の第２の三次元形状データを作製し、被測定物５
７の三次元形状の測定を完了する。

【０１０６】ステップ８２で測定不能点があったと判定
された場合には、このようにして得られた第２の三次元
形状データが最終的な測定結果となる。

【０１０７】したがって、本実施例によっても、前記第
３の実施例と同様に、被測定物５７を位置や角度を変え
て回転ステージ５３に載せ直して再度測定するという煩
雑な作業を完全に排除するか又は極めて少なくすること
ができる。

【０１０８】以上、本発明の各実施例について説明した
が、本発明はこれらの実施例に限定されるものではな
い。

【０１０９】例えば、前記各実施例では、単一の光距離
センサが用いられていたが、複数の光距離センサを用い
てもよい。

【０１１０】また、前記各実施例では、光距離センサと
被測定物との間の相対位置を変更させる位置変更手段と
してステージ１１〜１５又は５１，５３〜５５が採用さ
れていたが、その相対位置を所望の三次元形状を得るの
に必要な位置にすることができれば、位置変更手段とし
て任意の構成を採用することができる。

【０１１１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
被測定物を位置や角度を変えて載物台等に載せ直して再
度測定するという煩雑な作業を完全に又はほとんど行わ
ずに、被測定物の三次元形状を測定することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１及び第２の実施例による三次元形
状測定装置の全体構成を模式的に示す図である。

【図２】本発明の第１の実施例における演算・制御部の
主要な動作を示すフローチャートである。

【図３】本発明の第２の実施例における演算・制御部の
主要な動作を示すフローチャートである。

【図４】本発明の第３及び第４の実施例による三次元形
状測定装置の全体構成を模式的に示す図である。

【図５】本発明の第３の実施例における演算・制御部の
主要な動作を示すフローチャートである。

【図６】本発明の第４の実施例における演算・制御部の
主要な動作を示すフローチャートである。

【図７】一般的な三角測距式レーザー変位計の測定原理
を示す説明図である。

【図８】被測定物からの反射光の片寄りによる測定不能
の状況を示す説明図である。

【符号の説明】

１１，５１ Ｘステージ １２ Ｙステージ １３，５３ 回転ステージ １３ｃ，５３ｃ 回転軸 １４，５４ Ｚステージ １５，５５ 回転ステージ １５ｃ，５５ｃ 回転軸 １６，５６ レーザ変位計 １６ａ，５６ａ 照射部 １６ｂ，５６ｂ 受光部 １７，５７ 被測定物 １８，５８ モータ駆動回路 １９，５９ センサ駆動回路 ２０，６０ 演算・制御部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光距離センサと、 前記光距離センサと前記被測定物との間の相対位置を変
   更させる位置変更手段と、 前記光距離センサと前記被測定物との間の相対位置が、
   所定の複数の相対位置となるように、前記位置変更手段
   を制御する第１の制御手段と、 前記光距離センサと前記被測定物との間の前記所定の複
   数の相対位置に応じた前記光距離センサの出力に基づい
   て、前記被測定物の第１の三次元形状データを作製する
   第１の三次元形状データ作製手段と、 前記第１の三次元形状データに基づいて、前記被測定物
   の所望の複数の箇所の形状データを得るのに必要な、前
   記光距離センサと前記被測定物との間の複数の相対位置
   を示す位置情報を得る手段と、 前記位置情報に基づいて、前記光距離センサと前記被測
   定物との間の相対位置が前記位置情報により示される複
   数の相対位置となるように、前記位置変更手段を制御す
   る第２の制御手段と、 前記位置情報により示される複数の相対位置に応じた前
   記光距離センサの出力に基づいて、第２の三次元形状デ
   ータを作製する第２の三次元形状データ作製手段と、 を備えたことを特徴とする三次元形状測定装置。
2. 【請求項２】 前記所定の複数の相対位置の密度は前記
   位置情報により示される複数の相対位置の密度より粗い
   ことを特徴とする請求項１記載の三次元形状測定装置。
3. 【請求項３】 光距離センサと、 前記光距離センサと前記被測定物との間の相対位置を変
   更させる位置変更手段と、 前記光距離センサと前記被測定物との間の相対位置が、
   所定の複数の相対位置となるように、前記位置変更手段
   を制御する第１の制御手段と、 前記光距離センサと前記被測定物との間の前記所定の複
   数の相対位置に応じた前記光距離センサの出力に基づい
   て、前記被測定物の第１の三次元形状データを作製する
   第１の三次元形状データ作製手段と、 前記第１の三次元形状データに関して、前記被測定物に
   おける形状データを得るべきであった箇所のうちに形状
   データを得ることができなかった箇所があったか否かを
   判定する判定手段と、 前記判定手段により、前記被測定物における形状データ
   を得るべきであった箇所のうちに形状データを得ること
   ができなかった箇所があったと判定された場合に、前記
   第１の三次元形状データに基づいて、当該箇所の形状デ
   ータを得るのに必要な、前記光距離センサと前記被測定
   物との間の相対位置を示す位置情報を得る手段と、 前記位置情報に基づいて、前記光距離センサと前記被測
   定物との間の相対位置が前記位置情報により示される相
   対位置となるように、前記位置変更手段を制御する第２
   の制御手段と、 前記位置情報により示される相対位置に応じた前記光距
   離センサの出力に基づく形状データと前記第１の三次元
   形状データとを合成して、第２の三次元形状データを作
   製する第２の三次元形状データ作製手段と、 を備えたことを特徴とする三次元形状測定装置。