张拍摄图像的合成图像（例如，逻辑和图像），将多张拍摄图像的抽出区域Ap在一 张合成图像上加以显示，而能简单的辨识测定光的像位于最外侧时的图像。又，亦可以是抽 出距离图像中心点最远位置的图像数据。
[0080] 如前所述，本发明的形状测定装置100,由于能将拍摄图像的抽出区域Ap就多张 一次加以设定，因此与针对多张拍摄图像一张一张设定抽出区域Ap的情形相较，能降低抽 出区域Ap的设定时间。
[0081] [第1实施形态]
[0082] (形状测定装置100的构成）
[0083] 图3是显示本发明第1实施形态的形状测定装置100的概略构成的一例的构成 图。形状测定装置100具备测定机本体1与控制单元40 (参照图4)。
[0084] 如图3所示，测定机本体1，具备：具有水平上面（基准面）的基台2、设在此基台 2上并支承测定头13使其移动的移动部10、以及设在基台2上载置测定对象3的支承装置 30。此处，本实施形态的形状测定装置100,例如是测定齿轮及涡轮等具有周期性排列于圆 周方向、且延伸于与圆周方向不同的方向的凹凸形状表面的测定对象3的表面形状。
[0085] 此处，定义以此基台2的基准面为基准的正交坐标系。相对基准面平行设定彼此 正交的X轴与Y轴，Z轴设定为相对基准面正交的方向。又，于基台2设有延伸于Y方向 (与纸面垂直的方向，设此为前后方向）的导轨（未图示）。
[0086] 移动部10被设置成能在该导轨上于Y方向移动自如，具备支柱10a、以及架在与支 柱IOa成对的支柱IOb之间水平延伸的水平架10c，形成门型的构造体。又，移动部10,具 备于水平架IOc设置成能于X方向（左右方向）移动自如的载架（carriage、未图示），并 具备相对该载架于Z方向（上下方向）设置成移动自如的测定头13。
[0087] 于测定头13下部，设有检测测定对象3的形状的检测部20。此检测部20被支承 在测定头13,而能检测配置在检测部20下方的测定对象3与检测部20的相对位置。通过 控制测定头13的位置，可使检测部20的位置移动。又，在检测部20与测定头13之间，具 有使检测部20相对与Z轴方向平行的轴旋转的头旋转机构13a。
[0088] 又，在移动部10内部，设有根据输入的驱动信号使测定头13以电动方式移动于3 方向（X、Y、Z方向）的头驱动部14(参照图4)、以及检测测定头13的坐标以输出显示测定 头13的坐标值的信号的头位置检测部15 (参照图4)。
[0089] 于基台2上设有支承装置30。支承装置30具备载台31、与支承台32。载台31载 置并把持测定对象3。
[0090] 支承台32,通过将载台31支承为可绕正交的2方向的旋转轴旋转，据以使载台31 相对基准面倾斜或水平旋转。本实施形态的支承台32,例如将载台31支承为能以垂直（Z 轴方向）延伸的旋转轴Θ为中心于水平面内旋转于图3所示的A方向，且能以水平（X轴 方向）延伸的旋转轴Φ为中心旋转于图3所示的B方向。
[0091] 又，支承装置30,设有根据输入的驱动信号使载台31绕旋转轴Θ及旋转轴φ以电 动方式分别旋转驱动的载台驱动部33(参照图4)、以及检测载台31的坐标并输出显示载台 坐标值的信号的载台位置检测部34(参照图4)。
[0092] 控制单元40,具备输入装置41 (鼠标42及键盘43)、操纵杆44、显示装置45及控 制部51。控制部51控制测定机本体1。详留后述。输入装置41是输入各种指示信息的鼠 标42及键盘43等。显示装置45,于显示画面46上显示测量画面、指示画面、测量结果、点 群数据的抽出区域Ap等。接着，参照图4说明测定机本体1的构成。
[0093] 图4是显示本实施形态的测定机本体的一构成例的构成图。测定机本体1，具备驱 动部16、位置检测部17及检测部20。驱动部16,具备前述头驱动部14及载台驱动部33。
[0094] 头驱动部14,具备将支柱10a、IOb驱动于Y方向的Y轴用电机、将载架驱动于X方 向的X轴用电机、将测定头13驱动于Z方向的Z轴用电机、以及使检测部20绕与Z轴方向 平行的轴旋转的头旋转用电机。头驱动部14接收从后述驱动控制部54供应的驱动信号。 头驱动部14根据该驱动信号使测定头13以电动方式移动于3方向（X、Y、Z方向）。
[0095] 载台驱动部33,具备驱动载台31使其绕旋转轴Θ旋转的旋转（rotary)轴用电 机、及绕旋转轴Φ旋转驱动的倾斜（tilt)轴用电机。又，载台驱动部33接收从驱动控制部 54供应的驱动信号，根据所接收的驱动信号以电动方式使载台31分别绕旋转轴Θ及旋转 轴Φ旋转。此外，载台驱动部33使测定光La照射的测定对象3的位置，于对应圆周方向设 定的检测部20的移动方向DR3相对移动。又，载台驱动部33使检测部20相对测定对象3 于检测部20的移动方向DR3移动。又，载台驱动部33使测定对象3的中心轴AX与旋转移 动的旋转轴Θ -致后，使测定对象3旋转移动。
[0096] 此处，例如，测定作为测定对象3的齿轮的形状时，载台驱动部33使测定光La照 射的测定对象3的位置，于对应齿宽方向设定的检测部20的移动方向DR3相对移动。
[0097] 位置检测部17,具备头位置检测部15及前述载台位置检测部34。
[0098] 头位置检测部15,具备分别检测测定头13的X轴、Y轴及Z轴方向的位置及头的 设置角度的X轴用编码器、Y轴用编码器、Z轴用编码器、及头旋转用编码器。又，头位置检 测部15以该等编码器检测测定头13的坐标，将显示测定头13的坐标值的信号供应至后述 坐标检测部52。
[0099] 载台位置检测部34,具备分别检测载台31绕旋转轴Θ及旋转轴φ的旋转位置的 旋转轴用编码器及倾斜轴用编码器。又，载台位置检测部34使用该等编码器检测载台31 绕旋转轴Θ及旋转轴φ的旋转位置，将显示检测的旋转位置的信号供应至坐标检测部52。
[0100] 检测部20,具备具有投影部21与摄影部22的光探头20Α，以光切断方式检测测定 对象3的表面形状。也就是说，检测部20是以投影部21与摄影部22间的相对位置不会变 化的方式，保持投影部21与摄影部22。
[0101] 投影部21根据后述间隔调整部53供应的控制光的照射的控制信号，将具有既定 光量分布的测定光La，以对应测定对象3表面的法线方向所定的照射方向DRl照射于测定 对象的测定区域（测定对象表面）。此测定光La，例如，具有照射于平面时形成为线状的光 量分布。此场合，照射于测定对象3的测定光La，是将因应测定对象3的凹凸形状设定长边 方向的线状投影图案投影于测定对象3而形成。通过头旋转机构13a的驱动控制，使此长 边方向成为前述般的方向。此测定光La，例如，亦可以是从点光源发出的光经折射或扫描而 形成为线状。通过此形成为线状的测定光La，于测定对象3的表面形成光切断线PCL。亦 即，投影部21从与摄影部22拍摄的方向不同的方向将图案投影于测定对象3,以使摄影部 22拍摄的拍摄图像为图案投影在测定对象3的测定区域的图像。
[0102] 此处，例如，是测定作为测定对象3的齿轮的形状时，投影部21即对测定对象3的 齿轮具有的齿沿齿面的法线方向照射测定光La。此时，光切断线PCL即对应测定对象3的 表面形状（例如，齿轮的齿面形状）形成。
[0103] 摄影部22,生成拍摄测定对象3的测定区域的像的拍摄图像。具体而言，摄影部22 将被测定光La照射的表面从与照射方向DRl不同的方向（测定对象3为齿轮时，是与该齿 轮的圆周方向不同的方向）的拍摄方向DR2拍摄，生成测定用图像。例如，本实施形态的摄 影部22,是以测定对象3的凹凸形状延伸方向为拍摄方向DR2,生成拍摄测定光La的拍摄 图像。此处，当测定对象3为齿轮的情形时，测定对象3的凹凸形状（即齿轮的齿）延伸的 方向，是例如齿轮的齿形方向。此场合，摄影部22是将从作为测定对象3的齿轮的齿形方 向投影测定光La的齿面的像作为拍摄图像加以生成。如上所述，摄影部22拍摄通过来自 投影部21的照射光而在测定对象3表面形成的光切断线PCL。又，虽是对应测定对象3的 凹凸形状延伸的方向射定拍摄方向DR2,但不一定必须与凹凸形状的延伸方向一致，只要是 以延伸方向为中心，从摄影部22看时测定部位的凸部或凹部不会被相邻凸部遮蔽的方向 即可。
[0104] 又，摄影部22拍摄将测定光La投影于测定对象3表面所形成的阴影图案，将所拍 摄的图像信息供应至间隔调整部53。据此，控制单元40取得形状测定数据。摄影部22,具 备 CCD (Charge Coupled Device)、C -MOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) 感测器等的固态摄影元件。
[0105] 例如，测定作为测定对象3的齿轮的形状时，摄影部22生成从对应被测定光La照 射的齿面的齿形的方向所定的拍摄方向DR2拍摄光切断线的拍摄图像。又，投影部21与摄 影部22被固定在同一筐体，即使测定位置改变，投影部21的投影方向与摄影部22的拍摄 方向、及投影部21与摄影部22间的位置亦不会改变。
[0106] 接着，说明控制单元40。如上所述，控制单元40具备控制部51、输入装置41、操纵 杆44、以及显示装置45。
[0107] 输入装置41具备使用者输入各种指示信息的鼠标42及键盘43,例如，检测以鼠标 42及键盘43输入的指示信息，将经检测的指示信息写入后述记忆部60并加以储存。本实 施形态的输入装置41，例如，作为指示信息是输入测定对象3的种类。例如，当测定对象3 为齿轮时，于输入装置41，作为测定对象3的种类，是输入齿轮种类（例如，正齿轮SG、螺旋 齿轮HG、戟齿轮BG、蜗线伞齿轮SBG、蜗轮WG等）作为指示信息。
[0108] 又，输入装置41，如后所述，是用于从显示于显示装置45的拍摄图像（投影于测定 对象3的光切断线PCL的拍摄图像），设定使用于3维形状测定的点群数据的抽出区域Ap 的设定。关于此抽出区域Ap的设定，留待后叙。
[0109] 显示装置45接收从数据输出部57供应的测定数据（全测定点的坐标值）等。显 示装置45显示接收的测定数据（全测定点的坐标值）等。此外，显示装置45显示测量画 面、指示画面等。
[0110] 控制部51，具备坐标检测部52、间隔调整部53、驱动控制部54、移动指令部55、位 置算出部56、点群数据生成部56A、数据输出部57、记忆部60、以及抽出区域设定部70。
[0111] 于记忆部60,针对测定对象3的各种类，以相关联的方式预先储存有测定对象3的 凹凸形状延伸方向的位置、与就每一凹凸形状延伸方向的位置显示凹凸形状延伸方向的信 息。于记忆部60,亦预先以相关的方式，储存有例如就每一种齿轮的齿轮的齿形方向位置、 与就每一齿形方向位置显示齿形方向的信息。也就是说，于记忆部60,以和齿轮种类相关联 的方式预先储存有测定点的移动方向。
[0112] 又，于记忆部60,针对测定对象3的各种类，以和测定对象3的种类相关联的方式 预先储存有测定对象3的测定开始位置（最初的测定点）的坐标值与测定结束位置（最后 的测定点）的坐标值、及各测定点的距离间隔。此外，于记忆部60中保持有从位置算出部 56供应的3维坐标值的点群数据作为测定数据。又，于记忆部60中保持有从坐标检测部 52供应的各测定点的坐标信息。
[0113] 又，于记忆部60中保持有设计数据（CAD数据）61。又，于记忆部60中，亦储存有 设定以后述抽出区域设定部70设定生成点群数据的抽出区域Ap时所使用的形状数据62。 关于此形状数据62的详情，留待后叙。
[0114] 坐标检测部52,通过从头位置检测部15输出的坐标信号，检测被头位置检测部15 支承的光探头20A的位置、亦即检测水平方向的观察位置与上下方向的观察位置、以及光 探头20A的拍摄方向。又，坐标检测部52,通过从载台位置检测部34输出的显示旋转位置 的信号，检测载台31的旋转轴Θ及绕旋转轴φ的旋转位置。
[0115] 坐标检测部52,从分别检测出的于水平方向的观察位置与于上下方向的观察位置 的信息、与从载台位置检测部34输出的显示旋转位置的信息（载台31的旋转位置信息）， 检测坐标信息。坐标检测部52,并将光探头20Α的坐标信息、拍摄方向与载台31的旋转位 置信息供应至位置算出部56。又，坐标检测部52,根据光探头20Α的坐标信息、拍摄方向与 载台31的旋转位置信息，检测光探头2