CN117053678A - 图像测量设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种图像测量设备。提供了便于工件的各部(立壁或孔)的状态的视觉识别的图像测量设备。该图像测量设备包括：支撑部，用于将第一摄像部以摄像方向是台架的法线方向的姿势支撑在台架上方；第二摄像部，其设置在支撑部中，并且用于在台架上方以摄像方向不同于台架的法线方向的姿势拍摄工件的图像，以生成鸟瞰图图像；图像测量部，用于使用第一摄像部所生成的工件图像来测量工件的尺寸；以及显示部，用于将图像测量部的测量结果显示在第二摄像部所生成的鸟瞰图图像上。

Description

图像测量设备

技术领域

本发明涉及用于基于工件图像来测量工件的尺寸等的图像测量设备。

背景技术

例如，如JP 2020-153683 A中所公开的，已知有如下的图像测量设备，该图像测量设备用于拍摄工件的图像以获取工件图像，并且基于该工件图像来测量工件的尺寸等。

JP 2020-153683 A中的图像测量设备被配置为配备有用于拍摄工件的一部分的图像的多个照相机，使得可以将各个照相机所获取到的工件的部分图像进行连接以创建分布图图像(map image)。

另一方面，在图像测量设备中，需要在窄视场中以高倍率拍摄工件的图像以实现高度精确的尺寸测量，因而难以以鸟瞰图的方式拍摄整个工件的图像。因此，如JP 2020-153683 A中所公开的，可想到通过将多个照相机所获取到的工件的部分图像进行连接来进行测量。

然而，JP 2020-153683 A中的多个照相机全部具有被设置成垂直向下(台架的法线方向)的摄像方向，以便于部分图像的连接。因而，工件的立壁仅被看作直线等，并且深孔仅被看作圆形等，使得难以从视觉上识别立壁或孔的状态。由于上述的分布图图像也是从正上方看到的工件的图像，因此发生类似的问题。

发明内容

本发明是有鉴于这一点而做出的，并且其目的是提供便于工件的各部(立壁或孔)的状态的视觉识别的图像测量设备。

根据本发明的一个实施例，一种图像测量设备包括：台架，用于放置工件；基座，其能够移动地支撑所述台架；光投射部，其设置在所述基座上，并且用于用检测光照射所述台架上的工件；第一摄像部，用于接收所述光投射部所发射的检测光，以生成工件图像；支撑部，其连接到所述基座，并且用于将所述第一摄像部以摄像方向是所述台架的法线方向的姿势支撑在所述台架上方；第二摄像部，其设置在所述支撑部中，并且用于在所述台架上方以摄像方向不同于所述台架的法线方向的姿势拍摄所述工件的图像，以生成鸟瞰图图像；图像测量部，用于使用所述第一摄像部所生成的工件图像来测量所述工件的尺寸；以及显示部，用于将所述图像测量部的测量结果和与所述测量结果相对应的几何元素中的至少一个显示在所述第二摄像部所生成的鸟瞰图图像上。

根据该配置，第一摄像部所生成的工件图像是从台架的法线方向看到的图像，因而图像测量部可以使用第一摄像部所生成的工件图像来进行高度精确的尺寸测量。另一方面，第二摄像部具有与台架的法线方向不同的姿势，因而在第二摄像部所生成的鸟瞰图图像中，立壁和孔以容易理解的方式分别被显示为立壁和孔。由于在鸟瞰图图像上显示图像测量部的测量结果和/或与测量结果相对应的几何元素，因此例如，诸如立壁和立壁之间的距离或孔径等的测量结果被显示成容易从视觉上识别。

此外，显示部还可以将与图像测量部的测量结果相对应的几何元素显示在鸟瞰图图像上。例如，在孔径是测量结果的情况下，在鸟瞰图图像上显示圆形，并且在正方形表面的倾斜角度是测量结果的情况下，在鸟瞰图图像上显示正方形，使得更容易从视觉上识别测量结果。还可以连同几何元素一起显示测量值。

此外，可以在第一摄像部所生成的工件图像上设置图像测量所使用的边缘测量元素。在这种情况下，可以将被设置为边缘测量元素的几何元素显示在鸟瞰图图像上。

此外，还可以执行在测量之前校正几何元素相对于鸟瞰图图像的偏离的校正处理。也就是说，存在如下的情况：由于第一摄像部和第二摄像部中所包括的光学系统的特性而导致发生几何元素相对于鸟瞰图图像的偏离。在这种情况下，可以通过在用户使用图像测量设备之前或在用户开始使用图像测量设备之后执行校正处理，来校正几何元素相对于鸟瞰图图像的偏离。

此外，第二摄像部的摄像方向可以被设置为从前指向后。结果，第二摄像部的摄像方向变为接近用户的视线的方向，因而可以更容易地从视觉上识别在所生成的鸟瞰图图像上的测量结果。

此外，可以基于第一摄像部所生成的工件图像来检测台架上的工件的位置，并且可以基于所检测到的工件的位置和第二摄像部的视场范围来判断台架上的工件是否位于第二摄像部的视场范围内。在台架上的工件位于第二摄像部的视场范围外的情况下，可以通过使台架移动以使得台架上的工件位于第二摄像部的视场范围内，来利用第二摄像部生成鸟瞰图图像。

此外，将在利用第二摄像部拍摄鸟瞰图图像时的台架的位置信息与鸟瞰图图像相关联地存储，使得可以将测量结果显示在鸟瞰图图像的准确位置处。

此外，可以将第二摄像部所拍摄到的多个鸟瞰图图像作为缩略图进行显示。结果，可以例如以列表格式显示多个鸟瞰图图像。此外，第二摄像部可以被配置为能够实时地拍摄运动图像。在这种情况下，显示部可以将图像测量部的测量结果显示在第二摄像部所获取到的运动图像上。

如上所述，与以台架的法线方向的姿势支撑的第一摄像部分开地设置有以与台架的法线方向不同的姿势拍摄工件的图像的第二摄像部，并且可以将使用第一摄像部所生成的工件图像所获得的测量结果和/或与该测量结果相对应的几何元素显示在第二摄像部所生成的鸟瞰图图像上。因此，例如，可以容易地从视觉上识别工件的立壁或孔的状态。

附图说明

图1是示出根据本发明实施例的图像测量设备的全体结构的图；

图2是从上方观看到的设备本体的立体图；

图3是从前侧观看到的设备本体的示意图；

图4是从侧面侧观看到的设备本体的示意图；

图5是从斜下方观看到的受光透镜及其附近的立体图；

图6是图像测量设备的框图；

图7是触摸探测器的纵向截面图；

图8是支点形成用弹性构件的平面图；

图9是沿着图7中的线IX-IX所截取的截面图；

图10是与图7相对应并且示出触摸探测器的另一示例的图；

图11是触针的变换器机构的立体图；

图12是触针保持部的立体图；

图13是示出触针安装过程的示例的流程图；

图14A是示出外壳布置在可附接位置处的触针保持部的上方的状态的立体图；

图14B是示出外壳下降并且安装了触针的状态的立体图；

图15是示出触针拆卸过程的示例的流程图；

图16是示出图像测量设备的测量设置时的过程的示例的流程图；

图17是示出图像生成过程的示例的流程图；

图18是示出图像测量的测量设置时的过程的示例的流程图；

图19是示出坐标测量的测量设置时的过程的示例的流程图；

图20是台架上的工件的立体图；

图21是放置有工件的台架的平面图像；

图22是台架上的工件沿着Y方向的纵向截面图；

图23是示出用于设置接触目标位置的用户界面画面的示例的图；

图24是示出用于设置相对于倾斜表面的接触目标位置的用户界面画面的示例的图；

图25是示出使用非接触位移计的测量的过程的示例的流程图；

图26是示出用于显示几何元素的用户界面画面的示例的图；

图27是示出用于将几何元素叠加并显示在三维图像上的用户界面画面的示例的图；

图28是示出触摸探测器的测量操作的详细过程的示例的流程图；

图29A是示出在图像测量设备的测量执行期间的前半部分的过程的示例的流程图；

图29B是示出在图像测量设备的测量执行期间的后半部分的过程的示例的流程图；

图30是示出测量执行时的非接触测量的过程的示例的流程图；

图31是根据包括三通道摄像元件的第一变形例的与图6相对应的图；以及

图32是根据包括单通道摄像元件和三通道摄像元件的第二变形例的与图6相对应的图。

具体实施方式

在下文，将参考附图来详细说明本发明的实施例。注意，以下的优选实施例本质上仅仅作为示例进行说明，并且无意限制本发明、其应用或其用途。

图1是示出根据本发明实施例的图像测量设备1的全体结构的图。图像测量设备1包括设备本体2、使用个人计算机等构成的控制单元3、以及显示部4，并且被配置为能够在控制单元3中对设备本体2所获取到的数据进行算术处理以测量工件W的各部分的尺寸，并且还根据需要执行测量结果的质量确定等。控制单元3可以并入在设备本体2中并且与设备本体2一体化。尽管后面将说明详情，但设备本体2所获取到的数据除了包括工件W的图像数据之外，还包括与在后面将说明的触摸探测器80与工件W接触时的接触点有关的数据、以及由(图3所示的)非接触位移计70测量到的数据等。

显示部4例如显示各种设置画面、图像数据和测量结果等。显示部4例如包括液晶显示器或有机EL显示器等。显示部4在本示例中被示出为与设备本体2和控制单元3分开的构件，但显示部4不限于此，可以被并入在设备本体2或控制单元3中。

图像测量设备1还包括键盘5和鼠标6等作为用户的操作装置。操作装置不限于键盘5和鼠标6，并且可以是触摸面板操作装置等。例如，控制单元3也可以使用膝上型个人计算机构成，并且在这种情况下，键盘5和鼠标6连同显示部4一起是以与控制单元3一体化的方式提供的。

图像测量设备1还包括存储部7。存储部7例如可以使用硬盘驱动器或固态驱动器等构成，并且是用于存储由设备本体2获取到的各种类型的数据、由用户设置的信息、图像、测量结果、以及质量确定结果等的部分。存储部7可以内置在控制单元3中，或者可以设置在控制单元3的外部。在存储部7设置在控制单元3的外部的情况下，存储部7例如可以是经由诸如因特网等的通信线路连接的云存储等。

(设备本体2的结构)

如图2所示，设备本体2包括基座20和相对于基座20可水平移动的台架21。注意，台架21可上下移动。在台架21的中央部附近，设置有由诸如玻璃等的使光透射的构件制成的放置台21a，并且工件W可以放置在放置台21a上。台架21由基座20支撑以使得台架21在水平方向(作为设备本体2的宽度方向的X方向和作为设备本体2的深度方向的Y方向)上可移动。也就是说，设备本体2包括用于驱动台架21的(图3和图4中示意性示出的)XY方向驱动部23，并且XY方向驱动部23可以使台架21在X方向上的预定范围内和Y方向上的预定范围内移动。不仅使台架21在X方向上直线地移动和在Y方向上直线地移动，而且可以使台架21以使得移动轨迹在平面图中相对于X轴和Y轴倾斜的方式移动，或者可以使台架21以绘制任意曲线的方式移动。

XY方向驱动部23包括被配置为检测X方向上的移动距离的X方向线性标尺23a和被配置为检测Y方向上的移动距离的Y方向线性标尺23b。X方向线性标尺23a使得能够检测台架21在左右方向上的位置和移动距离。Y方向线性标尺23b使得能够检测台架21在深度方向上的位置和移动距离。

XY方向驱动部23由控制单元3控制。基于从控制单元3输出的控制信号来控制XY方向驱动部23，基于X方向线性标尺23a和Y方向线性标尺23b的检测信号来确定台架21的当前位置，使台架21移动到期望位置，并且使台架21以绘制期望的移动轨迹的方式移动。

尽管在本实施例的说明中，Z方向被称为上下方向或高度方向，X方向被称为左右方向，并且Y方向被称为前后方向，但这是为了便于说明，并且不限制设备本体2在使用期间的姿势。此外，在很多情况下，用户通常在设备本体2的前侧，设备本体2的离用户更近的一侧被简称为“前”，与用户相对的一侧被简称为“后”，从用户观看到的右侧被简称为“右侧”，并且从用户观看到的左侧被简称为“左侧”。

如图3和图4所示，在台架21下方的基座20的下侧部分设置有作为光投射部的透射照明30。如图4所示，透射照明30包括：透射照明用发光器31，其例如具有发光二极管等；狭缝32，其中从透射照明用发光器31发射的光透射穿过狭缝32；镜33，其被配置为将透射穿过狭缝32的光向上指引；以及透镜34，其中被镜33向上指引的光入射到透镜34。透镜34是能够使入射光作为平行光出射的透镜。从透镜34出射的光被指引到台架21的放置台21a，透射穿过放置台21a，并且从下方发射到放置台21a上所放置的工件W。

如图2所示，在设备本体2的基座20的前侧设置有测量开始按钮2a。测量开始按钮2a是被配置为由用户在开始工件W的测量时操作的按钮。在执行测量时，仅通过按压一次测量开始按钮2a来执行测量操作。

设备本体2包括支撑部22和测量执行部24。如图3和图4所示，支撑部22连接到基座20的后侧部分并从基座20的后侧部分向上延伸。测量执行部24由支撑部22的上侧部分支撑。测量执行部24设置有同轴落射照明40、环形照明45、摄像部50、非接触位移计70、以及触摸探测器80的外壳81等。

测量执行部24是与支撑部22分开地构成的，并且相对于支撑部22在Z方向上可移动。也就是说，设备本体2包括用于驱动测量执行部24的Z方向驱动部25，并且通过Z方向驱动部25，使测量执行部24可从上升端位置直线地移动到下降端位置。摄像部50的摄像轴与Z轴一致，因而摄像轴在Z方向上延伸。测量执行部24是沿着摄像部50的摄像轴移动的可移动单元的示例。

Z方向驱动部25包括被配置为检测Z方向上的移动距离的Z方向线性标尺25a，并且Z方向线性标尺25a可以检测测量执行部24的高度、以及高度方向的移动距离等。Z方向驱动部25由控制单元3中所包括的控制部3d控制。控制部3d通过控制信号来控制Z方向驱动部25，基于Z方向线性标尺25a的检测信号来确定测量执行部24的当前位置，并且使测量执行部24移动到期望位置。测量执行部24的移动速度可以按多个阶段或连续地改变。

同轴落射照明40是光投射部，并且如图4所示，包括例如具有发光二极管等的同轴落射照明用发光器41、从同轴落射照明用发光器41发射的光所入射到的透镜42、以及用于将从透镜42出射的光向下指引的方向转换构件43。方向转换构件43是使用能够在上下方向上透射光的透光构件构成的。从方向转换构件43出射的光是检测光。从方向转换构件43出射的检测光被指引到台架21的放置台21a，并且从上方发射到放置台21a上所放置的工件W(即，台架21上的工件W)。

摄像部50包括受光透镜51、分束器52、高倍率侧成像透镜53、低倍率侧成像透镜54、高倍率侧摄像元件55和低倍率侧摄像元件56，并且这些构成第一摄像部。摄像部50由支撑部22以摄像方向是台架21的法线方向(Z方向)的姿势支撑在台架21的上方。

具体地，同样如图5所示，摄像部50的受光透镜51布置在测量执行部24的下表面上，并且以使得受光面面向台架21的放置台21a的上表面的方式进行定位。因此，从同轴落射照明40发射并被工件W的表面反射的检测光可以由受光透镜51接收，并且从透射照明30发射的光也可以由受光透镜51接收。

受光透镜51的光轴与Z方向一致。在本示例中，同轴落射照明40的方向转换构件43位于受光透镜51的正上方，因而从同轴落射照明40发射的检测光透射穿过受光透镜51并发射到台架21上的工件W。

分束器52布置在方向转换构件43的上方，并且是使用使得从受光透镜51向上出射的光在两个方向上分支的棱镜构成的。作为分束器52，例如可以使用立方体分束器或平板分束器。立方体分束器是优选的，这是因为与平板分束器相比，通过立方体分束器的光不会被折射，使得光轴不会偏离，并且分支角度的对准调整是容易的。在本示例中，经由受光透镜51入射到分束器52上的光分支到上侧和后侧。因而，在分束器52的上侧布置有高倍率侧成像透镜53，并且在分束器52的后侧布置有低倍率侧成像透镜54。此外，在高倍率侧成像透镜53的上侧布置有高倍率侧摄像元件55，并且入射到高倍率侧成像透镜53上的光在高倍率侧摄像元件55的受光面上成像。此外，在低倍率侧成像透镜54的后侧布置有低倍率侧摄像元件56，并且入射到低倍率侧成像透镜54上的光在低倍率侧摄像元件56的受光面上成像。

高倍率侧摄像元件55和低倍率侧摄像元件56是使用电荷耦合器件(CCD)图像传感器和互补MOS(CMOS)图像传感器等构成的。由低倍率侧摄像元件56获取到的工件图像是低倍率图像，并且由高倍率侧摄像元件55获取到的工件图像是与低倍率图像相比具有更高倍率的高倍率图像。在本示例中，高倍率侧摄像元件55和低倍率侧摄像元件56各自是使用单通道摄像元件构成的，以获取高分辨率的工件图像，从而提高测量精度。因此，从高倍率侧摄像元件55和低倍率侧摄像元件56输出的工件图像变为单色图像(灰度图像)。

摄像部50的焦点位置由Z方向驱动部25调整。也就是说，控制部3d可以通过控制Z方向驱动部25使测量执行部24在Z方向上移动，但由于Z方向与摄像部50的摄像轴的方向一致，因此可以使摄像部50沿着摄像轴移动。也就是说，Z方向驱动部25是用于调整摄像部50的焦点位置的焦点调整机构，并且可以通过测量执行部24在沿着摄像轴的方向上的移动来调整摄像部50的焦点。在焦点调整时，不仅可以进行使用诸如传统上已知的对比度方案或相位差方案等的算法的自动调焦，而且还可以进行用户进行预定操作以供调整的手动调焦。

包括受光透镜51和分束器52的分叉光学系统的上述配置使得能够在无需机械地切换光学系统的情况下，同时获取高倍率图像和低倍率图像。注意，可以省略使用分束器52的分叉光学系统的配置，并且可以机械地切换高倍率透镜和低倍率透镜以获取高倍率图像和低倍率图像。

环形照明45是用单色光(白色光)或具有多个不同波长的检测光照射台架21上的工件W的光投射部。具有多个不同波长的检测光的示例包括红色光、绿色光和蓝色光。环形照明45具有包围受光透镜51的外周的圆形形状，并且与受光透镜51同轴地布置在受光透镜51的下方。

如图6所示，环形照明45包括用于发射红色光的红色光源45a、用于发射绿色光的绿色光源45b和用于发射蓝色光的蓝色光源45c。红色光源45a、绿色光源45b和蓝色光源45c各自是使用发光二极管等构成的，并且可以单独地点亮和熄灭。也就是说，通过仅使红色光源45a点亮来用红色光对工件W进行照明，通过仅使绿色光源45b点亮来用绿色光对工件W进行照明，通过仅使蓝色光源45c点亮来用蓝色光对工件W进行照明，并且通过使红色光源45a、绿色光源45b和蓝色光源45c全部点亮来用白色光对工件W进行照明。

环形照明45包括照明用Z方向驱动部45d，并且通过照明用Z方向驱动部45d，使得环形照明45可从上升端位置直线地移动到下降端位置。在环形照明45根据工件W的高度而移动时，可以从靠近工件W的场所发射检测光。照明用Z方向驱动部45d包括被配置为检测Z方向上的移动距离的Z方向线性标尺45e，并且Z方向线性标尺45e可以检测环形照明45的高度以及高度方向上的移动距离等。注意，在本实施例中，环形照明45布置在测量执行部24的壳体外部，但本发明不限于此，并且环形照明45可以布置在测量执行部24的壳体内部。

如图3所示，用于将透射照明30引导到台架21的镜33、环形照明45、用于将同轴落射照明40引导到台架21的方向转换构件43、以及摄像部50(例如，高倍率侧摄像元件55)在垂直方向上基本直线地布置。然后，环形照明45、方向转换构件43和摄像部50被固定到可上下移动的测量执行部24的壳体，以可在Z方向上一体地移动。另外，在本实施例中，后面将说明的触摸探测器80的外壳81也被固定到测量执行部24的壳体，使得外壳81也可在Z方向上一体地移动。

测量执行部24包括第一台架照相机46、第二台架照相机47和前置照相机48。由于测量执行部24设置在支撑部22的上侧部分，因此第一台架照相机46、第二台架照相机47和前置照相机48也设置在支撑部22的上侧部分。第一台架照相机46、第二台架照相机47和前置照相机48各自包括能够获取彩色图像的摄像元件。此外，第一台架照相机46、第二台架照相机47和前置照相机48与高倍率侧摄像元件55和低倍率侧摄像元件56相比具有更少的像素，但不限于此，第一台架照相机46、第二台架照相机47和前置照相机48可以具有基本相同的像素数量。

如图4所示，第一台架照相机46和第二台架照相机47布置在受光透镜51的前侧，并且被设置成在左右方向上彼此间隔开。第一台架照相机46和第二台架照相机47的摄像方向(光轴方向)与摄像部50的摄像方向相同。第一台架照相机46和第二台架照相机47的摄像视场位于摄像部50的摄像视场的前侧，并且可以拍摄台架21的前侧部分的图像。注意，第一台架照相机46或第二台架照相机47从正上方以鸟瞰图方式拍摄整个台架21的图像以生成鸟瞰图图像(平面图像)，并且可以被称为鸟瞰图图像生成部。

前置照相机48是用于在台架21上方以摄像方向与台架21的法线方向不同的姿势拍摄工件W的图像以生成鸟瞰图图像的第二摄像部，并且也可以被称为鸟瞰图图像生成部。前置照相机48布置在受光透镜51的前侧，并且在前后方向上的位置关系方面定位在第一台架照相机46和第二台架照相机47的前侧。因此，可以说，前置照相机48是布置得离用户最近的照相机。前置照相机48的摄像视场被设置为比高倍率侧摄像元件55和低倍率侧摄像元件56的摄像视场宽，包括高倍率侧摄像元件55和低倍率侧摄像元件56的摄像视场，并且还可以拍摄高倍率侧摄像元件55和低倍率侧摄像元件56的摄像视场外部的图像。在本示例中，前置照相机48可以拍摄台架21的整个上表面的图像。此外，前置照相机48是被配置为能够实时地拍摄图像并且可以获取实时取景图像的照相机。

前置照相机48的摄像方向(光轴方向)从台架21的前侧的斜上方被指引到台架21的上表面，也就是说，在从用户观看时从正面被指引到背面。这是为了使在测量执行时从用户观看台架21时的视线方向与前置照相机48的摄像方向基本一致。结果，由前置照相机48生成的鸟瞰图图像与用户在以自然的测量姿势以鸟瞰图方式观看工件W时可以看到的内容相对应。

(非接触位移计70的结构)

非接触位移计70是如下的非接触测量部，该非接触测量部用于沿着台架21的法线方向发射测量光，并且接收来自台架21上的工件W的反射光，从而以非接触方式测量台架21上的工件W的高度。非接触位移计70是激光同轴位移计(更具体地，白色共焦位移计)，并且如图3所示包括透镜单元71、光投射和接收单元72、以及将这两个单元71和72相连接的光纤部73。光投射和接收单元72内置在基座20中，并且包括激光光源72a、光源光学构件72b、荧光体72c和受光元件72d。

激光光源72a被配置为发射具有单一波长的光，并且优选地发射具有450nm或更小的波长的蓝色光或紫外光。特别地，在发射蓝色光时，可以将如下的光投射到工件W上，在该光中，混合了已用于激发荧光体72c且经过了波长转换的光和尚未用于激发荧光体72c但仍为蓝色的光。

荧光体72c由来自激光光源72a的光激发，并且发射被转换成具有不同波长的光。荧光体72c包括一个或多于一个种类的荧光体72c，并且例如可以由蓝色光激发并发射被转换成黄色光的光，或者可以使用由蓝色光激发并发射被转换成绿色的光、以及由蓝色光激发并发射被转换成红色的光的两个种类的荧光体72c。

光纤部73包括一个或多于一个光纤。为了便于处理，可以在光纤的端部使用套圈(ferrule)73a。作为光纤部73在透镜单元71侧的端部的出射端的芯径由于对工件W上所形成的光斑的直径的影响而可以被设置为200μm或更小的直径，并且可以被设置为50μm或更小的直径。

荧光体72c固定到光纤部73的入射端侧。荧光体72c可以固定在用于使来自激光光源72a的光和荧光体72c所发射的光透射的诸如树脂或玻璃等的透光介质中，并且该透光介质可以固定在光纤部73的入射端。此时，透光介质的折射率被设置为等于或低于光纤部73的入射端侧的纤芯的折射率，以使得来自激光光源72a的光和来自荧光体72c的光高效地入射到光纤部73上。

受光元件72d是使用摄像元件(诸如多分割光电二极管(PD)、CCD或CMOS等)构成的，并且经由使用衍射光栅或棱镜等构成的分光器72e、或颜色选择光学滤波器等根据波长选择性地接收来自工件W的光。受光元件72d可以经由光纤部73接收来自工件W的光，或可以经由其他光路接收光。

透镜单元71附接到测量执行部24，因而与摄像部50一起在Z方向上可移动。透镜单元71是被配置为收集从光纤部73的出射端朝向工件W出射的光的构件，并且包括上侧透镜71a和下侧透镜71b。透镜单元71布置在摄像部50的右侧，并且具有在Z方向上延伸的光轴。

在透镜单元71被配置为与光纤部73的出射端具有共焦位置的情况下，来自工件W的光由使用衍射光栅或棱镜等构成的分光器72e根据波长进行分离，并且基于受光元件72d中的受光位置来检测来自工件W的光的波长-亮度分布。与受光元件72d的受光位置和受光量相关的信号被发送到控制单元3中所设置的位移测量部3c。

例如，在使用色像差透镜作为透镜单元71的情况下，图6所示的位移测量部3c评估为在检测到具有更短波长的光时工件W存在于更近距离处，并且在检测到具有更长波长的光时工件W存在于更远距离处。此外，在使用衍射透镜作为透镜单元71的情况下，位移测量部3c通过评估为在检测到具有更短波长的光时工件W存在于更远距离、并且在检测到具有更长波长的光时工件W存在于更近距离处，来测量工件W的位移。

如图3所示，非接触位移计70的焦距被设置为比摄像部50的焦距长。此外，非接触位移计70的焦点高度被设置为与摄像部50的焦点高度基本相同。也就是说，可以任意设置非接触位移计70的透镜单元71相对于测量执行部24的附接高度以及摄像部50相对于测量执行部24的附接高度，但在本示例中，设置透镜单元71的高度和摄像部50的高度，使得非接触位移计70的焦点高度和摄像部50的焦点高度基本相同。例如，透镜单元71的下侧透镜71b布置在摄像部50的受光透镜51的上方。

由于在本示例中可以通过Z方向驱动部25来使非接触位移计70移动，因此例如在摄像部50的焦距和非接触位移计70的焦距匹配时，仅通过使台架21在水平方向上移动以使得非接触位移计70聚焦于摄像部50的焦距处的测量目标位置，可以执行利用非接触位移计70的高度测量。

(触摸探测器的结构)

图3所示的触摸探测器80是在与台架21上的工件W接触时输出接触信号的构件。在本示例中，触摸探测器80设置在测量执行部24中，因而Z方向驱动部25可以使触摸探测器80相对于台架21在Z方向上相对移动。此外，可以通过XY方向驱动部23使台架21相对于触摸探测器80在XY方向上相对移动。以这种方式，Z方向驱动部25和XY方向驱动部23使台架21和触摸探测器80中的至少一个相对于另一个移动，使得可以使触摸探测器80与台架21上所放置的工件W接触。注意，可以使台架21在Z方向上移动，或者可以使触摸探测器80在XY方向上移动。与Z轴正交且与设备本体2的左右方向一致的轴被定义为X轴。与Z轴正交且与同X轴正交的方向(设备本体2的前后方向)一致的轴被定义为Y轴。

从触摸探测器80输出的接触信号被发送到图6所示的控制单元3的坐标测量部3b。在接收到当通过Z方向驱动部25和XY方向驱动部23使触摸探测器80与工件W接触时输出的接触信号时，坐标测量部3b基于该接触信号来测量触摸探测器80与工件W接触的接触点的三维坐标。

例如，可以分别通过X方向线性标尺23a和Y方向线性标尺23b获取在输出触摸探测器80的接触信号时的台架12在X方向上的位置和在Y方向上的位置。此外，可以通过Z方向线性标尺25a获取在输出触摸探测器80的接触信号时的触摸探测器80在Z方向上的位置。此外，在预先设置了触摸探测器80和工件W之间的相对位置关系并且执行摄像部50等的校准时，可以基于线性标尺23a、23b和25a的检测结果来测量接触点的三维坐标。

如图7所示，触摸探测器80包括外壳81、探测器轴82、触针83、支点形成用弹性构件(第一弹性构件)84、原点恢复用弹性构件(第二弹性构件)85和位移检测机构86A、86B和86C。外壳81具有在Z方向上延伸的管状形状，如图5所示被固定到测量执行部24并且被布置在摄像部50的左侧。因此，摄像部50介于触摸探测器80与非接触位移计70的透镜单元71之间。

如图7所示，探测器轴82是设置在外壳81的内部的杆状构件，并且在Z方向上延伸。具有比探测器轴82的外径大的直径的上侧圆柱构件82a固定在探测器轴82的下端。触针83与探测器轴82类似地也是使用在Z方向上延伸的杆状构件构成的，但比探测器轴82细。在触针83的下端部处设置有具有球形形状且与工件W接触的接触部83b。

触针83的上端部可拆卸地附接到探测器轴82的圆柱构件82a的下表面。也就是说，具有比触针83的外径大的直径的下侧圆柱构件83a固定在触针83的上端部。上侧圆柱构件82a和下侧圆柱构件83a具有基本相同的直径，但上下方向上的尺寸被设置为在下侧圆柱构件83a中更长。注意，探测器轴82与外壳81一体化，因而可以说，探测器83可拆卸地附接到外壳81。

尽管没有特别限制触针83相对于探测器轴82的附接和拆卸结构，但例如可以使用运动安装件等。也就是说，具有相互吸附的极性的永磁体(未示出)被固定在上侧圆柱构件82a的下表面和下侧圆柱构件83a的上表面。例如，三个钢球83c在圆周方向上等间隔地固定在上侧圆柱构件82a的下表面和下侧圆柱构件83a的上表面中的一个表面上的磁体周围，并且在另一表面上的磁体周围以与钢球83c的位置相对应的方式形成装配钢球83c的装配槽(未示出)。结果，在使触针83从探测器轴82的下方更接近探测器轴82时，触针83以通过固定在上侧圆柱构件82a和下侧圆柱构件83a的磁体的吸附力而被吸附到探测器轴82的状态进行保持。可替代地，在使探测器轴82从触针83的上方更接近触针83时，触针83以通过固定在上侧圆柱构件82a和下侧圆柱构件83a的磁体的吸附力而被吸附到探测器轴82的状态进行保持。此时，在钢球83c装配在装配槽中时，触针83与探测器轴82同轴布置。

在将触针83从探测器轴82移除时，在探测器轴82被固定的状态下使触针83抵抗磁力而向下移动，或者在触针83被固定的状态下使探测器轴82抵抗磁力而向上移动。结果，下侧圆柱构件83a与上侧圆柱构件82a分离，并且移除了触针83。

支点形成用弹性构件84是连接到外壳81和探测器轴82以形成探测器轴82的偏转支点的构件，并且例如是使用板弹簧等构成的。具体地，支点形成用弹性构件84是使用板弹簧构成的，该板弹簧沿着探测器轴82的径向方向上的延伸线延伸，并且具有连接到外壳81的内表面的径向外端部。在图8中示出支点形成用弹性构件84的形状的示例，并且支点形成用弹性构件84的外形是沿着外壳81的内表面形成的圆形。在支点形成用弹性构件84的中央部中形成有探测器轴82可以插入的插入孔84a，并且探测器轴82以插入到插入孔84a中的状态固定。在支点形成用弹性构件84中，外侧部84b、形成有插入孔84a的内侧部84c、以及将外侧部84b和内侧部84c相连接的六个连接部84d是一体成型的。

支点形成用弹性构件84可以由具有轴线形状恢复性质的弹性材料制成。此外，以使得维持内侧部84c位于轴线中心的状态并抑制径向偏离的方式，设置支点形成用弹性构件84的材料和形状。结果，可以通过支点形成用弹性构件84保持探测器轴82的偏转支点。此外，当触针83与工件W接触时，支点形成用弹性构件84以不影响接触阻抗的小的力发生变形。此外，由于探测器轴82可以以小的力在Z方向上进行位移，因此支点形成用弹性构件84被配置成使得内侧部84c可以相对于外侧部84b以小的力在Z方向上进行位移。

如图7所示，在外壳81的内侧设置有被配置为从下方支撑支点形成用弹性构件84的(图8所示的)外侧部84b的支撑部81a。由于外侧部84b由支撑部81a支撑，因此探测器轴82被保持在预先设置的预定高度处且稳定，并且不太可能振动，使得提高了测量精度。

原点恢复用弹性构件85是在探测器轴82的轴线方向上远离支点形成用弹性构件84的部分处连接到外壳81和探测器轴82、以使探测器轴82恢复到原点的构件。以这种方式，被配置为形成偏转支点的支点形成用弹性构件84和被配置用于恢复到原点的原点恢复用弹性构件85是分开设置的，并且各个弹性构件84和85被设计为满足相互不同的功能。也就是说，与原点恢复用弹性构件85中相比，在支点形成用弹性构件84中，探测器轴82的径向方向上的位移抑制力被设置得更强，并且与支点形成用弹性构件84中相比，在原点恢复用弹性构件85中，用于使探测器轴82朝向原点偏置的偏置力被设置得更强。

原点恢复用弹性构件85被设置成比支点形成用弹性构件84离探测器轴82的末端侧(下侧)更近，如图9所示包括三个或多于三个拉伸弹簧85a、85b和85c(其沿着探测器轴82的径向方向上的延伸线从探测器轴82呈放射状地延伸，并且具有连接到外壳81的外端部)，并且被设置成使得三个或多于三个拉伸弹簧85a、85b和85c的弹簧力平衡。尽管在本示例中三个拉伸弹簧85a、85b和85c构成原点恢复用弹性构件85，但拉伸弹簧85a、85b和85c的数量不限于此。

拉伸弹簧85a、85b和85c的内端部固定在探测器轴82的外表面，并且这样的三个固定部分按等间隔(120°间隔)在圆周方向上布置。拉伸弹簧85a、85b和85c的轴与探测器轴82的轴正交，并且拉伸弹簧85a、85b和85c的轴的延伸线在探测器轴82的轴上相交。拉伸弹簧85a、85b和85c具有相同的弹簧常数。

这里，假定探测器轴82在三个拉伸弹簧85a、85b和85c的任意方向上发生位移。在拉伸弹簧85a收缩了ΔA的位置处达到平衡的情况下，其余的拉伸弹簧85b和拉伸弹簧85c基于向量分割(vector division)处于A/2位移的关系。其余的拉伸弹簧85b和拉伸弹簧85c各自的强度在拉伸弹簧85a的方向上作用一半，以最终具有加上了拉伸弹簧85a的弹簧强度的一半的关系，并且在总共施加1.5×ΔA的强度时达到平衡。由于三个拉伸弹簧85a、85b和85c具有相同的弹簧常数，因此仅弹簧常数×ΔA×1.5以及弹簧常数是设计参数。也就是说，在针对拉伸弹簧85a、85b和85c设置相同的弹簧常数时，即使用于维持平衡的长度变化，也可以获得进行低压接触的触摸探测器80。

此外，存在如下的可能性：由于使用进行低压接触的触摸探测器80，因此如果对探测器轴82施加大冲程，则可能超过弹性极限或可能使探测器轴82变形。由于该原因，有时期望提供保护所用的限制机构，并且采用在接收到更强的外力时可接受的结构。例如，在假定接触部83b在X方向上被强力推动的情况下，如果针对这种情况的限制机构位于上方，则探测器轴82接收到弯曲力，这可能引起探测器轴82的变形。也就是说，如果原点恢复用弹性构件85位于支点形成用弹性构件84的上方，则如上所述在X方向上接收到大的外力的探测器轴82可能接收到弯曲力。在本示例中，原点恢复用弹性构件85设置在支点形成用弹性构件84的下方，以使探测器轴82不太可能接收弯曲力。注意，上述问题并不适用于所有情况，因而原点恢复用弹性构件85也可以设置在支点形成用弹性构件84的上方。

此外，例如，探测器轴82由具有相同弹簧常数的三个拉伸弹簧85a、85b和85c呈放射状地拉动，因而相对于以预定伸长率达到平衡的原点，将通过杠杆原理相对于接触部83b的移动量按(图7所示的)H1/H2的比减少的量的位移施加到拉伸弹簧85a、85b和85c，并且可以仅通过位移和弹簧常数来计算与平衡的差。例如，在假定在以约2g的极低接触压力检测到与工件W的接触的情况下，逆向地导出弹簧常数，使得可以建立极简单的关系。由于该关系，即使拉伸弹簧85a、85b和85c是使用具有相对牢固的强度的弹簧构成的，接触部83b处的阻抗力也不会过度增加，并且可以获得进行低压接触的触摸探测器80。

如图7所示，位移检测机构86A、86B和86C是以非接触方式检测探测器轴82在三维方向上的位移的磁传感器，并且被设置成比支点形成用弹性构件84离探测器轴82的基端侧(上侧)更近。具体地，位移检测机构86A、86B和86C包括：Z方向位移检测机构86A(第一位移检测机构)，其检测沿着探测器轴82的轴线方向的Z方向(第一方向)上的位移；X方向位移检测机构86B(第二位移检测机构)，其检测沿着探测器轴82的径向方向的X方向(第二方向)上的位移；以及Y方向位移检测机构86C(第三位移检测机构)，其检测沿着探测器轴82的径向方向延伸且与Z方向正交的Y方向(第三方向)上的位移。

Z方向位移检测机构86A包括Z方向检测磁体86a(其中N极和S极在Z方向上并排布置)和Z方向磁传感器86b。Z方向检测磁体86a固定在探测器轴82，并且Z方向磁传感器86b固定在外壳81。Z方向磁传感器86b被布置成面向Z方向检测磁体86a的N极和S极之间的边界部分。因此，当探测器轴82在Z方向上即使轻微地发生位移时，Z方向磁传感器86b所检测到的磁场也改变，由此可以以非接触方式检测探测器轴82在Z方向上的位移。

在探测器轴82的上端部设置有磁体固定构件82b。X方向位移检测机构86B包括X方向检测磁体86c(其中N极和S极在X方向上并排布置)和X方向磁传感器86d。X方向检测磁体86c固定在磁体固定构件82b的上表面，并且X方向磁传感器86d固定在外壳81。X方向磁传感器86d被布置成面向X方向检测磁体86c的N极和S极之间的边界部分。因此，当探测器轴82围绕偏转支点在X方向上轻微地摆动并发生位移时，X方向磁传感器86d所检测到的磁场改变，由此可以以非接触方式检测探测器轴82在X方向上的位移。

Y方向位移检测机构86C包括Y方向检测磁体86e(其中N极和S极在Y方向上并排布置)和Y方向磁传感器86f。Y方向检测磁体86e固定在磁体固定构件82b的上表面上的远离X方向检测磁体86c的部位，并且Y方向磁传感器86f固定在外壳81。Y方向磁传感器86f被布置成面向Y方向检测磁体86e的N极和S极之间的边界部分。因此，当探测器轴82围绕偏转支点在Y方向上轻微地摆动并发生位移时，Y方向磁传感器86f所检测到的磁场改变，由此可以以非接触方式检测探测器轴82在Y方向上的位移。

位移检测机构86A、86B和86C可以是除磁传感器以外的传感器，并且例如可以是光学式或电容式检测传感器。

将用于产生阻尼力的阻尼脂施加到拉伸弹簧85a、85b和85c。阻尼脂具有高粘度和非挥发性膏状，并且被施加到拉伸弹簧85a、85b和85c以填充拉伸弹簧85a、85b和85c的线之间的间隙。结果，可以在拉伸弹簧85a、85b和85c伸长和收缩时在短时间内多次施加阻尼力，容易获得期望的阻尼，并且还不需要施加有可能导致噪声的过度阻尼。

注意，在对拉伸弹簧85a、85b和85c进行减幅时，可以基于杠杆原理在容易增强阻尼效果的远处使阻尼脂等有效。例如，可以用阻尼脂来填充Z方向检测磁体86a和Z方向磁传感器86b之间的间隙、X方向检测磁体86c和X方向磁传感器86d之间的间隙、以及Y方向检测磁体86e和Y方向磁传感器86f之间的间隙。此外，可以使用其他阻尼构件对拉伸弹簧85a、85b和85c进行减幅。

图10是示出触摸探测器80的另一示例的图。在本示例中，X方向位移检测机构86B的X方向磁传感器86d的朝向和Y方向位移检测机构86C的Y方向磁传感器86f的朝向不同于上述示例中的这两者。具体地，X方向磁传感器86d和X方向检测磁体86c被布置成在水平方向上面向彼此，并且Y方向磁传感器86f和Y方向检测磁体86e被布置成在水平方向上面向彼此。

(触针的变换器机构)

触针83的示例包括具有不同的整体形状的十字形触针、L字形触针和T字形触针等、具有不同直径的触针、以及前端处的接触部83b具有不同大小的触针等，并且根据工件W和测量应用等而选择性地使用。如图1和图2所示，设备本体2的支撑部22设置有变换器机构(更换器)100，该变换器机构(更换器)100保持不同的触针83A、83B和83C，并且在预定定时自动更换期望的触针。在本示例中，触摸探测器80设置在测量执行部24的左侧，因而变换器机构100以与触摸探测器80相对应的方式设置在支撑部22的左侧。注意，在触摸探测器80设置在测量执行部24的右侧的情况下，变换器机构100可以设置在支撑部22的右侧。

图11是触针的变换器机构100的立体图。该变换器机构100包括用于保持一个或多于一个触针的触针保持部101、用于支撑该触针保持部101的臂部102、用于使臂部102转动的变换器转动驱动部(转动部)103、以及用于使触针保持部101沿着臂部102移动的变换器进给驱动部(滑块部)104。

如图12所示，触针保持部101包括分别保持不同类型的触针83A、83B和83C的第一切口部至第三切口部101a、101b和101c。各个切口部101a、101b和101c在上下方向上开放且还向水平方向上的一侧开放，并且在所有的切口部101a、101b和101c中开放方向都是相同的。注意，图12为了说明内部结构的目的而示出用于形成上侧部分的构件已被移除的第三切口部101c，但第三切口部101c也具有与第一切口部101a和第二切口部101b相同的形状。注意，切口部的数量不限于三个，并且可以设置为任意数量。

在切口部101a、101b和101c在上下方向上的中间部处分别设置有被配置为保持触针的保持爪101d。保持爪101d由诸如树脂等的具有弹性的构件制成，并且具有在与切口部101a、101b和101c各自在水平方向上的开放部分相同的方向上开放的形状。保持爪101d的两个端部从切口部101a、101b和101c各自的内表面突出，并且保持爪101d的两个端部与触针83的下侧圆柱构件83a的外周面中所形成的槽83d接合。槽83d在上下方向上的尺寸被设置为比保持爪101d在上下方向上的尺寸长，并且尺寸之间的差使得由保持爪101d保持的触针能够相对于保持爪101d相对地上下移动。

保持爪101d的两个端部之间的间隔比下侧圆柱构件83a的形成有槽83d的部分的外径窄。在保持下侧圆柱构件83a时，从保持爪101d的开放侧将下侧圆柱构件83a的形成有槽83d的部分压抵于保持爪101d的两个端部，使得保持爪101d发生弹性变形以使这两个端部之间的间隔变宽。结果，下侧圆柱构件83a的形成有槽83d的部分可以从保持爪101d的两个端部之间的间隙插入到保持爪101d的内侧并与保持爪101d接合。在将移除保持爪101d所保持的下侧圆柱构件83a时，使下侧圆柱构件83a在保持爪101d的开放方向上相对移动，使得保持爪101d发生弹性变形以使这两个端部之间的间隔变宽，并且下侧圆柱构件83a从保持爪101d的开放侧脱离。

图11所示的臂部102是被配置为在可附接位置和从可附接位置缩回的缩回位置之间移动的构件，其中在该可附接位置处，由触针保持部101保持的触针83A、83B和83C(附图标记83B和83C在图2中示出)可以附接到外壳81。可附接位置也可被称为触针附接准备位置，并且缩回位置也可被称为触针储存位置。具体地，臂部102是使用在水平方向上延伸的构件构成的，并且具有经由变换器转动驱动部103附接到支撑部22的基端部。变换器转动驱动部103是使用具有在Z方向上延伸的旋转轴103a的电动马达构成的。旋转轴103a与摄像部50的摄像轴平行，并且臂部102的基端侧连接到旋转轴103a的下端部。

如图2的虚线所示，变换器转动驱动部103布置在台架21的上方。图2示出由触针保持部101保持的触针83A、83B和83C移动到缩回位置的状态。缩回位置处的触针保持部101以及触针83A、83B和83C被布置成在测量设置期间和在测量执行期间不发生干扰，具体地是使得触针保持部101以及触针83A、83B和83C不进入测量执行部24的可移动范围或摄像部50的摄像视场。

支撑部22包括覆盖缩回位置处的触针保持部101的上部的至少一部分的檐部22A。檐部22A被形成为从支撑部22的左壁部向左突出，并且触针保持部101可以布置在檐部22A的正下方。结果，可以防止周围的物品等与触针保持部101以及由触针保持部101保持的触针83A、83B和83C接触。檐部22A可以被形成为覆盖触针保持部101的整个上部。

如图11所示，臂部102设置有变换器进给驱动部104。变换器进给驱动部104包括进给电动马达104a、由进给电动马达104a转动驱动的螺旋杆104b、以及与螺旋杆104b螺纹连接的螺纹构件104c。进给电动马达104a固定到臂部102的基端部，并且其转动中心线被定向在臂部102的纵向方向上。螺旋杆104b与臂部102平行布置，并且被以相对于臂部102可转动的方式进行支撑。触针保持部101固定在螺纹构件104c。

臂部102设置有用于在臂部102的纵向方向上引导触针保持部101的导轨102a。触针保持部101在与导轨102a接合而不可转动的状态下仅在臂部102的纵向方向上可移动。也就是说，可以使由触针保持部101保持的触针83A、83B和83C在与摄像轴正交的方向上移动。

在通过进给电动马达104a使螺旋杆104b转动时，如图11所示，可以使触针保持部101移动到臂部102的末端侧，并且尽管未示出，但可以使触针保持部101移动到臂部102的基端侧或其附近。可以使触针保持部101相对于臂部102停止在任意位置处。触针保持部101的位置通过诸如旋转编码器等的位置检测器来检测并被输出到控制部3d。

图11示出如下的状态：使由触针保持部101保持的触针83A、83B和83C移动到可以附接到外壳81的可附接位置。设置变换器转动驱动部103的位置，使得变换器转动驱动部103的旋转轴103a位于可附接位置处的触针83A、83B和83C与缩回位置处的触针83A、83B和83C之间，并且在这样的位置处的变换器转动驱动部103附接到支撑部22。

变换器转动驱动部103在使触针保持部101从缩回位置移动到可附接位置以及从可附接位置移动到缩回位置时，使臂部102转动180°。也就是说，触针保持部101的位置可以从变换器转动驱动部103的前侧大幅切换到后侧以及从其后侧大幅切换到前侧。

接着，将说明触针更换的概述。图13是示出触针安装过程的示例的流程图。在开始之后的步骤SA1中，控制单元3的控制部3d控制Z方向驱动部25以使测量执行部24移动到上侧待机位置。在步骤SA2中，控制部3d控制变换器进给驱动部104以使触针保持部101在臂部102的纵向方向上移动，使得第一切口部至第三切口部101a、101b和101c中的(被设置为第一切口部101a的)期望切口部布置在预定位置处。结果，触针保持部101从檐部22A正下方的空间向外移动(例如，使触针保持部101移动到臂部102的中央附近并退出到檐部22A的外侧)。在步骤SA3中，控制部3d控制变换器转动驱动部103以使臂部102转动，使得触针保持部101布置在可附接位置处。在图14A中示出该状态。由于测量执行部24在上侧待机位置处，因此触针83A尚未安装到外壳81。注意，在步骤SA3之后，可以沿着臂部102的纵向方向精细地调整触针保持部101的位置。

之后，流程进入步骤SA4，并且控制部3d控制Z方向驱动部25以使测量执行部24下降而移动到安装高度。然后，触针83A的下侧圆柱构件83a通过磁力而吸附到探测器轴82的上侧圆柱构件82a。在图14B中示出吸附之后的状态。接着，流程进入步骤SA5，在步骤SA5中，控制部3d控制变换器转动驱动部103以使臂部102转动，使得触针保持部101布置在缩回位置处。此时，保持爪101d发生弹性变形，使得下侧圆柱构件83a从保持爪101d出来。

接着，在图15中示出用于拆卸附接到外壳81的触针的过程。在开始之后的步骤SB1中，与步骤SA4类似，控制单元3的控制部3d控制Z方向驱动部25以使测量执行部24移动到安装高度。在步骤SB2中，控制部3d控制变换器进给驱动部104以使触针保持部101在臂部102的纵向方向上移动，使得第一切口部至第三切口部101a、101b和101c中的(被设置为第一切口部101a的)期望切口部布置在预定位置处。此时，没有保持触针的切口部布置在预定位置处。此外，触针保持部101从檐部22A正下方的空间向外移动(例如，触针保持部101移动到臂部102的中央附近并退出到檐部22A的外侧)。

在步骤SB3中，控制部3d控制变换器转动驱动部103以使臂部102转动，使得触针保持部101布置在可附接位置处。该流程是拆卸期间的流程，因而不与“可附接”状态相对应，但触针保持部101在与图13所示的流程中的“可附接位置”相同的位置处，因而在该流程中也使用“可附接位置”。可以用“可拆卸位置”替换“可附接位置”。该状态与图14B所示的状态相同，并且保持爪101d与触针83A的下侧圆柱构件83a的形成有槽83d的部分接合。

之后，流程进入步骤SB4，并且控制部3d控制Z方向驱动部25以使测量执行部24上升而移动到上侧待机位置。然后，探测器轴82的上侧圆柱构件82a相对于触针83A的下侧圆柱构件83a向上相对地移动，并且触针83A的下侧圆柱构件83a抵抗磁力而从探测器轴82的上侧圆柱构件82a脱离。脱离之后的状态与图14A所示的状态相同。接着，流程进入步骤SB5，在该步骤SB5中，控制部3d控制变换器转动驱动部103以使臂部102转动，使得触针保持部101布置在缩回位置处。

如上所述，控制部3d控制变换器转动驱动部103和变换器进给驱动部104，使得由触针保持部101保持的触针从缩回位置布置到可附接位置，并且控制变换器转动驱动部103和变换器进给驱动部104，使得由触针保持部101保持的触针从可附接位置布置到缩回位置。此外，控制部3d控制变换器进给驱动部104，使得缩回位置处的触针保持部101被定位成比可附接位置处的触针保持部101离臂部102的基端侧更近。

注意，在本实施例中，保持爪101d被配置为与下侧圆柱构件83a的外周面上所形成的槽83d接合，但也可想到没有形成槽83d的变形例。例如，在各个切口部101a至101c的内侧可以设置有相对于下侧圆柱构件83a的外周面在径向方向上可相对地移动(抵接或分离)的可移动构件(优选是弹性构件)。该可移动构件可以由控制部3d移动。在这种情况下，在上述的步骤SA4中，在触针83A的下侧圆柱构件83a被吸附到探测器轴82的上侧圆柱构件82a之后，控制部3d控制可移动构件以从下侧圆柱构件83a的外周面分离。此外，在上述的步骤SB4中，在使测量执行部24上升并移动到上侧待机位置之前，控制部3d控制可移动构件以抵接于下侧圆柱构件83a的外周面。以这种方式，可以在无需在下侧圆柱构件83a的外周面上形成槽83d的情况下实现触针83a的附接和拆卸操作。

(控制单元的结构)

图6所示的控制单元3例如包括中央处理单元(CPU)、RAM、ROM和内部总线等(未示出)。CPU经由内部总线连接到显示部4、键盘5、鼠标6、存储部7和设备本体2。控制单元3获取键盘5、鼠标6、以及设备本体2的测量开始按钮2a等的操作状态。此外，控制单元3可以获取由设备本体2的摄像部50、第一台架照相机46、第二台架照相机47和前置照相机48获取到的图像数据。此外，可以将控制单元3中的计算的结果、以及由摄像部50、第一台架照相机46、第二台架照相机47和前置照相机48获取到的图像数据等显示在显示部4上。

此外，控制单元3控制设备本体2的Z方向驱动部25、XY方向驱动部23、同轴落射照明40、环形照明45、照明用Z方向驱动部45d、摄像部50、非接触位移计70、触摸探测器80、变换器转动驱动部103和变换器进给驱动部104等。具体地，控制单元3经由内部总线连接到各硬件，因而控制上述硬件的操作，并根据存储部7中所存储的计算机程序来执行各种软件功能。例如，控制单元3设置有：图像测量部3a，其基于摄像部50所生成的工件图像来测量工件W的尺寸；坐标测量部3b，其对触摸探测器80与工件W接触的接触点的三维坐标进行测量；以及位移测量部3c，其基于来自非接触位移计70的输出信号来测量台架21上的工件W的位移；等等。位移测量也被称为高度测量。

在下文，将针对工件W的测量之前的测量设置时和执行工件W的测量的测量执行时分别说明可以由控制单元3执行的功能的详情。

(在测量设置时)

图16是示出在图像测量设备1的测量设置时的过程的示例的流程图。在开始之后的步骤SC1中，生成平面图图像。也就是说，通过摄像部50拍摄台架21的图像。此时，在用户将工件W放置在台架21的放置台21a上的情况下，获取工件图像。例如，在通过Z方向驱动部25使测量执行部24移动以将摄像部50移动到测量位置之后，摄像部50可以用于拍摄台架21上的工件W的图像，并且还可以根据需要用于进行照明。

在步骤SC2中，生成鸟瞰图图像。在通过Z方向驱动部25使测量执行部24移动以将前置照相机48移动到测量位置之后，通过前置照相机48拍摄台架21上的工件W的图像。

在使用前置照相机48来拍摄工件W的图像时，可以进行以下的控制。也就是说，首先，控制部3d基于摄像部50所生成的工件图像来检测台架21上的工件W的位置。之后，控制部3d基于所检测到的台架21上的工件W的位置和前置照相机48的已知视场范围，来判断台架21上的工件W是否位于前置照相机48的视场范围内。接着，在台架21上的工件W位于前置照相机48的视场范围之外的情况下，控制部3d控制XY方向驱动部23以使台架21移动，使得台架21上的工件W位于前置照相机48的视场范围内。结果，前置照相机48可以可靠地拍摄台架21上的工件W的图像。

此外，在通过前置照相机48拍摄台架21上的工件W的图像之后，控制部3d还可以控制XY方向驱动部23以使台架21移动，使得前置照相机48可以拍摄台架21上的另一区域的图像。

在通过前置照相机48拍摄鸟瞰图图像时的台架21的位置信息可以由X方向线性标尺23a或Y方向线性标尺23b来获取。所获取到的台架21的位置信息与鸟瞰图图像可以彼此关联地存储在存储部7中。结果，可以掌握在拍摄鸟瞰图图像时的台架21的位置。

在步骤SC3中，基于用户所选择的结果来判断是否生成彩色工件图像(彩色图像)。如果用户期望生成彩色图像，则在显示部4上所显示的用户界面画面上选择彩色图像生成，并且如果用户不期望生成彩色图像，则不选择彩色图像生成。用户的选择操作通过键盘5或鼠标6等进行，并且由控制单元3的接收部3e接收。

如果用户不期望生成彩色图像(也就是说，如果在步骤SC3中判断为不生成彩色图像)，则流程进入步骤SC4，并且利用单色光的照明基于摄像部50所获取到的数据来生成灰度工件图像(灰度图像)。另一方面，如果用户期望生成彩色图像(也就是说，如果在步骤SC3中判断为生成彩色图像)，则流程进入步骤SC5，并且生成彩色图像。

将基于图17所示的流程图来详细说明步骤SC4和SC5各自中的图像生成。在图17的开始之后的步骤SD1中，由透射照明30对工件W进行照明。在步骤SD2中，控制XY方向驱动部23以使台架21在X方向或Y方向上移动，并且在使得摄像部50拍摄工件W的图像的同时，搜索工件W。例如，使台架21从X方向上的中心和Y方向上的中心以螺旋状移动。然后，在摄像部50所拍摄到的图像中的黑色像素(亮度值等于或小于预定值的像素)的比例变得等于或大于某个值的情况下，判断为在该区域中存在工件W。以这种方式，可以搜索到工件W，可以指定工件W在台架21上的位置，并且可以指定工件W的大小、以及工件W在台架21上所占用的部分等。

在步骤SD3中，摄像部50拍摄在步骤SD2中搜索到的工件W的图像。此时，在要生成灰度图像时，摄像部50在环形照明45的红色光源45a、绿色光源45b和蓝色光源45c全部点亮以用白色光对工件W进行照明的状态下拍摄图像。

另一方面，在要生成彩色图像时，获取上述的灰度工件图像，并且此外，控制单元3的颜色信息生成部3f基于每当从环形照明45发射具有多个不同波长的各检测光束时由摄像部50生成的多个工件图像，来生成工件W的颜色信息。具体地，生成了在仅红色光源45a点亮的状态下由摄像部50拍摄到的红色照明期间的工件图像、在仅绿色光源45b点亮的状态下由摄像部50拍摄到的绿色照明期间的工件图像、以及在仅蓝色光源45c点亮的状态下由摄像部50拍摄到的蓝色照明期间的工件图像。颜色信息生成部3f从这三个工件图像获取色相和饱和度作为颜色信息。

控制部3d生成通过将由颜色信息生成部3f生成的工件的颜色信息添加到灰度工件图像所获得的彩色图像。这里，可以将包括红色、绿色和蓝色这三个通道的RGB图像转换成包括色相(H)、饱和度(S)和明度值(V)的HSV图像。颜色信息与色相(H)和饱和度(S)相对应。为了将颜色信息添加到单通道图像，可以通过以单通道图像作为明度值(V)将期望的颜色信息指派到色相(H)和饱和度(S)来生成新的彩色图像。在本示例中，通过将颜色信息生成部3f所获取到的色相和饱和度与灰度工件图像的明度值组合来生成彩色图像。注意，颜色空间不限于HSV，并且也可以进行使用诸如HLS等的其他颜色空间的处理。

在要生成彩色图像时，灰度工件图像是直接用于测量的图像，因而使用由高倍率侧摄像元件55拍摄到的高倍率图像来获得，并且使用由低倍率侧摄像元件56拍摄到的低倍率图像来获得用于生成颜色信息的工件图像(即，红色照明期间的工件图像、绿色照明期间的工件图像和蓝色照明期间的工件图像)。因此，通过将基于低倍率图像所生成的颜色信息添加到作为高倍率图像的灰度工件图像，来获取彩色图像。由于在利用低倍率侧摄像元件56的摄像中深度变得更深，因此可以通过利用低倍率侧摄像元件56获取用于生成颜色信息的工件图像，来在短时间内获取范围宽且深度深的颜色信息。可以将所获取到的颜色信息添加到深度浅的由高倍率侧摄像元件55拍摄到的工件图像。

作为灰度工件图像，可以使用在与用于生成颜色信息的工件图像不同的拍摄条件(曝光、照明强度、照明类型和镜头倍率等)下拍摄到的图像。另外，可以将颜色信息添加到在不同的照明条件和聚焦条件等下获得的工件图像。此外，即使由摄像部50实时拍摄到的图像具有单通道，也可以添加由颜色信息生成部3f获取到的颜色信息。

接着，流程进入步骤SD4。在步骤SD4中，判断是否需要拍摄与在步骤SD3中拍摄图像的范围相邻的部分的图像。在该判断中使用步骤SD2中的搜索结果。当在步骤SD3中拍摄图像的范围之外也存在工件W并且需要拍摄该部分的图像时，在步骤SD4中判断为“是”，并且流程进入步骤SD5。在步骤SD5中，控制XY方向驱动部23以使台架21移动，使得工件W的另一部分进入摄像部50的摄像视场。之后，流程进入步骤SD3，并且利用摄像部50拍摄与第一次拍摄的部分不同的部分的图像。根据需要多次重复步骤SD5和SD3，并且执行将由此获取的多个工件图像进行连接的连接处理。也就是说，控制部3d控制XY方向驱动部23和摄像部50，生成针对工件的不同部位的多个工件图像，并且通过将所生成的多个工件图像进行连接来生成连接图像(其是比摄像部50的摄像视场更宽的区域的图像)。还将颜色信息生成部3f所生成的工件的颜色信息添加到连接图像。结果，可以获取彩色的连接图像。注意，如果在步骤SD4中判断为“否”，则不需要附加的摄像，因而该流程结束。

之后，流程进入图16所示的流程图中的步骤SC6。在步骤SC6中，控制部3d在步骤SC5中生成彩色图像的情况下使得显示部4显示彩色图像，并且在步骤SC4中生成灰度图像的情况下使得显示部4显示灰度图像。此外，在生成连接图像的情况下，控制部3d使得显示部4显示彩色连接图像或灰度连接图像。此外，在生成实时取景图像的情况下，控制部3d使得显示部4显示彩色实时取景图像或灰度实时取景图像。

在步骤SC6中，还可以将前置照相机48所拍摄的鸟瞰图图像显示在显示部4上。在前置照相机48拍摄到多个鸟瞰图图像的情况下，可以将这多个鸟瞰图图像作为缩略图显示在显示部4上。也就是说，使各个鸟瞰图图像在大小上缩小并在预定方向上并排显示。在用户选择任一缩小图像时，控制部3d使得显示部4显示与所选择的缩小图像相对应的鸟瞰图图像。

在步骤SC7中，判断测量仪器。测量仪器包括用于基于工件图像来测量工件W的尺寸的图像测量部3a、用于使用触摸探测器80来测量三维坐标的坐标测量部3b、以及用于使用非接触位移计70来测量位移的位移测量部3c。用户可以在图像测量部3a、坐标测量部3b和位移测量部3c中选择任意测量仪器。例如，在显示部4上所显示的用户界面画面上进行选择测量仪器的操作的情况下，这样的选择操作由接收部3e接收。

流程在步骤SC7中判断为选择了图像测量部3a的情况下进入步骤SC8，在判断为选择了坐标测量部3b的情况下进入步骤SC9，并且在判断为选择了位移测量部3c的情况下进入步骤SC10。

在图18所示的流程图中示出选择了图像测量的情况(步骤SC8)的详情。在开始之后的步骤SE1中，控制部3d将摄像条件改变为与工件W的图像测量相对应的摄像条件。摄像条件包括照明和曝光时间等。

在步骤SE2中，接收部3e接收由用户指定的形状类型。在步骤SE3中，接收部3e接收由用户进行的对边缘提取区域的指定。边缘提取区域可以被设置为在工件图像上作为边缘提取并用于测量的区域。在步骤SE4中，摄像部50拍摄台架21上的工件W的图像。在步骤SE5中，在步骤SE4中获取到的工件图像上检测到多个边缘点。可以基于工件图像上的亮度值的变化来检测边缘点。在步骤SE6中，计算通过多个边缘点的拟合线。之后，在步骤SE7中，图像测量部3a使用拟合线来计算尺寸。图像测量部3a基于高倍率侧摄像元件55所生成的高倍率图像来测量工件W的尺寸。

在图19所示的流程图中示出选择了坐标测量的情况(步骤SC9)的详情。在开始之后的步骤SF1至SF6与图18所示的流程图中的SE1至SE6相同。之后，在步骤SF7中，计算坐标测量所用的扫描线(即触摸探测器80的扫描线)。在步骤SF8中，进行使用触摸探测器80的测量操作。之后，在步骤SF9中再次计算拟合线，然后在步骤SF10中坐标测量部3b计算尺寸。

这里，将利用具体示例来说明坐标测量的详情。图20是示出工件W放置在台架21上的状态的立体图，并且图21是通过从上方拍摄工件W放置在台架21上的状态下的图像所获得的平面图像。在图20和图21中，由台架21、(图2等中所示的)支撑部22和摄像部50包围的三维空间中的绝对坐标由X、Y和Z表示。

工件W包括沿着Z方向延伸的侧表面S1、沿着XY方向延伸的上表面S2、相对于Z方向以预定倾斜角度倾斜的倾斜表面S3、以及在上表面S2上开放且沿着Z方向延伸的孔H1。此外，在上表面S2上设置有定位所用的对准标记M。

在测量设置时，将如图21所示的工件的平面图图像显示在显示部4上。在显示部4上所显示的工件图像上，用户将用作用于使触摸探测器80在XY方向上与工件W的侧表面S1接触的基准的第一接触目标位置P1、用作用于使触摸探测器80在Z方向上与工件W的上表面S2接触的基准的第二接触目标位置P2、以及用于在测量执行时指定工件W的位置和姿势的特征图案彼此关联地进行设置。上述设置可以由控制单元3的设置部3g进行。注意，这里提到的“第一接触目标位置P1”和“第二接触目标位置P2”是不仅包括使触摸探测器80与工件W接触的接触点、而且还包括后面要说明的操作开始位置和结束位置等的概念。

在本示例中，特征图案是对准标记M。在要设置特征图案时，用户操作鼠标6等以指定区域，使得如图21的矩形框线200所示特征图案包括在工件图像上。用于设置特征图案的方法不限于例示示例，并且可以使用自由曲线来指定区域，并且可以使用仅指定特征图案的方法。此外，可以通过设置部3g进行自动提取的方法来设置特征图案。

特征图案可以是工件W的一部分的形状、图案、颜色、符号或字符等，并且也可以被称为特征量信息。此外，特征图案仅需要是用于在显示部4上所显示的工件图像上指定在测量执行时工件W的位置和姿势的信息，并且可以是任何类型的信息。特征量信息可以包括多个特征图案。

在图21中，还设置了第三接触目标位置P3和第四接触目标位置P4。第三接触目标位置P3是用作用于使触摸探测器80在XY方向上与工件W的孔H1的内表面接触的基准的位置，并且第四接触目标位置P4是用作用于使触摸探测器80在倾斜表面S3的法线方向上与工件W的倾斜表面S3接触的基准的位置。设置部3g可以将第三接触目标位置P3、第四接触目标位置P4和特征图案彼此关联地进行设置。

多个第一接触目标位置P1可以基于绝对坐标进行设置，可以如图21所示被设置为在Y方向上彼此间隔开，并且可以如图22所示被设置为在Z方向上彼此间隔开。如图22和图23所示，显示部4可以显示工件W的纵向截面。也可以在工件W的纵向截面上进行各设置。

如由图21的框线201所包围的，设置部3g在工件图像上提取并设置工件W的侧表面S1作为第一边缘测量元素(直边元素)。第一边缘测量元素与工件W的外表面相对应，因而可以通过使用透射照明30的照明来精确且清晰地提取。设置部3g将第一边缘测量元素与所提取的第一接触目标位置P1相关联地进行设置。除上述的自动设置之外，用户可以通过操作鼠标6等来手动设置边缘。

例如，如图23所示的用于设置接触目标位置的用户界面画面210可以由控制部3d生成并显示在显示部4上。设置所用的用户界面画面210设置有显示工件W的截面的截面显示区域211、以及参数设置区域212。在参数设置区域212中，可以设置用于设置第一接触目标位置P1的多个参数。例如，可以设置XY方向上的测量点的数量作为水平方向参数。在本示例中，如图21所示，XY方向上的测量点的数量为两个，因而XY方向上的测量点的数量被设置为两个，但测量点的数量不限于此。在显示部4上显示与所设置的测量点的数量一样多的测量点。测量点的数量是要布置的触摸探测器80的接触目标位置的数量。

设置部3g可以在设置第一接触目标位置P1时在工件图像上设置XY方向上的位置。例如，通过使用鼠标6等使第一接触目标位置P1在工件图像上移动来设置第一接触目标位置P1在XY方向上的位置。此外，例如，可以通过使用键盘5等分别在X方向和Y方向各自上输入与基准位置的分离距离，来任意设置第一接触目标位置P1在XY方向上的位置。此外，可以以相同的方式设置第一接触目标位置P1在Z方向上的高度位置。

水平方向参数可以包括测量方向上的设置参数。测量方向是触摸探测器80朝向接触目标位置的接近方向。图23所示的测量方向是如箭头所示并且从右到左设置的，但存在期望根据工件W来设置相反方向的情况。在这种情况下，用户勾选“反方向”以选择反方向。该操作通过设置部3g来设置，然后作为接近方向存储在存储部7中。

此外，接近方向包括使触摸探测器80从上方移动以接近工件W的第一接近方向和使触摸探测器80在法线方向上接近工件W的倾斜表面S3的第二接近方向，并且接近方向可以由用户任意选择。

作为垂直方向参数，可以设置Z方向上的测量点的数量、开始余量和测量范围。在本示例中，Z方向上的测量点的数量为两个。开始余量是从工件W的上表面S2到上侧的第一接触目标位置P1的在Z方向上的尺寸。测量范围是从上侧的第一接触目标位置P1到下侧的第一接触目标位置P1的尺寸。

在参数设置区域212中，还可以设置与扫描线相关的参数。扫描线也可以被定义为用于使触摸探测器80从未与工件W接触的位置移动到与工件W接触的位置的路径。与扫描线相关的参数是在使得触摸探测器80接近工件W时的触摸探测器80的路径信息，并且触摸探测器80向接触目标位置的接近路径可以是扫描线。扫描线可以是笔直的或弯曲的。

扫描线的开始位置(开始点)是触摸探测器80的操作开始位置，并且该开始位置将具有的从工件W的侧表面S1的边缘位置起的水平方向上的任何距离可以被设置为具体尺寸。此外，扫描线的结束位置将具有的从工件W的侧表面S1的边缘位置朝向工件W的截面内部的任何距离可以被设置为具体尺寸。即使扫描线到达工件W的截面内部，在触摸探测器80与工件W接触时，扫描也自动停止。

多个第二接触目标位置P2也可以基于绝对坐标进行设置，并且可以如图21所示被设置为在X方向和Y方向上彼此间隔开。第二接触目标位置P2的参数不同于第一接触目标位置P1的参数，并且设置X方向上的测量点的数量和Y方向上的测量点的数量。省略了垂直方向参数的设置。设置部3g在工件图像上提取并设置作为工件W的上表面S2和倾斜表面S3之间的边界的线作为第二边缘测量元素(直边元素)，但第二边缘测量元素(由框线202包围的部分)和第二接触目标位置P2不是彼此关联的。

多个第三接触目标位置P3也可以基于绝对坐标进行设置，可以被设置为在孔H1的圆周方向上彼此间隔开，并且可以被设置为在Z方向上彼此间隔开。在孔H1的情况下，将在平面图中从孔H1的内表面接近中心轴的位置设置为开始位置。接近方向是从自孔H1的内表面接近中心轴的位置朝向孔H1的内表面的方向，并且该方向也可以通过如图23所示的用户界面进行设置。此外，在孔H1的情况下，测量点在圆周方向上并排布置，并且也可以设置测量点的数量。可以与第一接触目标位置P1的参数类似地设置第三接触目标位置P3的参数。

设置部3g在工件图像上提取并设置孔H1的周缘部作为第三边缘测量元素(圆边元素)。设置部3g将第三接触目标位置P3与所提取的第三边缘测量元素(由框线203包围的部分)相关联地进行设置。在工件W具有圆柱部的情况下，可以以相同的方式设置圆柱部的测量点。

多个第四接触目标位置P4也可以基于绝对坐标进行设置。图24示出用于设置相对于倾斜表面的接触目标位置的用户界面画面210。参数设置区域212的水平方向参数与设置第一接触目标位置P1时的水平方向参数类似，但在倾斜方向参数的设置方面存在差异。作为倾斜方向参数，可以设置倾斜方向上的测量点的数量、开始余量和测量范围。开始余量是在沿着图21所示的从第二边缘测量元素到上侧的第四接触目标位置P4为止的倾斜表面S3的方向上的尺寸。测量范围是从上侧的第四接触目标位置P4到下侧的第四接触目标位置P4的尺寸。此外，还可以设置倾斜表面S3的倾斜角度α。倾斜表面S3的倾斜角度α是触摸探测器80的接触目标位置附近的角度信息，并且设置部3g也可以接收倾斜角度α的输入。此外，设置部3g将第四接触目标位置P4与上述的第二边缘测量元素(由图21的框线202包围的部分)相关联地进行设置。如上所述设置的各种类型的设置信息被存储在存储部7中。

在测量设置时，还可以设置进行尺寸测量的测量范围。例如，在期望仅测量工件W的上表面S2的情况下，用户在显示部4上所显示的工件图像上设置测量范围以仅包围上表面S2。接收部3e被配置为能够接收由用户进行的测量范围的设置。接收部3e所接收到的测量范围的设置信息也存储在存储部7中。

接着，在图25所示的流程图中示出图16所示的流程图中的步骤SC10(使用非接触位移计70的测量)的详情。在开始之后的步骤SG1中，设置非接触位移测量所用的参数。之后，流程进入步骤SG2，并且控制部3d接收工件图像上的高度测量部位的指定。在步骤SG2中，指定XY方向上的位置。例如，用户可以在观看显示部4上所显示的工件图像的同时确认期望的测量部位并使用鼠标6等指定该测量部位，或者可以输入诸如坐标等的位置指定信息作为数值以指定测量部位。可以指定多个测量部位。

在测量部位的指定之后，流程进入步骤SG3，并且控制部3d控制台架21，使得用非接触位移计70的测量光照射步骤SG2中指定的测量部位。具体地，控制部3d控制Z方向驱动部25和XY方向驱动部23以使非接触位移计70的焦点与步骤SG2中指定的测量部位一致。然后，在步骤SG4中，发射测量光以执行测量。在步骤SG5中，位移测量部3c计算尺寸。此时，可以执行后面将说明的平均化处理。

在图16的流程图中的步骤SC10之后，流程进入步骤SC11。在步骤SC11中，设置测量工具。例如，可以在显示部4上以列表形式显示用于测量线之间的分离尺寸的工具、用于测量直径的工具、以及用于测量角度的工具等，使得用户可以选择期望的工具。保存用户所选择的测量工具。

在步骤SC12中，将利用步骤SC11中设置的测量工具的测量结果叠加并显示在显示部4上的工件图像上。在获取到彩色图像的情况下，将测量结果叠加并显示在彩色图像上。将测量结果以叠加方式显示的范围的设置也可以由接收部3e预先接收。在测量设置时，例如，如果用户指定了期望将测量结果叠加并显示在显示部4上所显示的彩色图像上的范围，则该范围由接收部3e接收，然后被存储在存储部7中。在测量执行时，从存储部7读取所指定的范围，并且仅在所指定的范围内以叠加方式显示测量结果。注意，在获取到实时取景图像的情况下，也可以在运动图像中显示测量结果。

此外，在步骤SC13中，例如，在获取到利用图像测量部3a的测量结果的情况下，将图像测量部3a的测量结果叠加并显示在前置照相机48所生成的鸟瞰图图像上。在步骤SC13中，例如，如图26所示，还可以将与图像测量部3a的测量结果相对应的几何元素221和222显示在鸟瞰图图像上。图26是用于将(粗线所示的)几何元素221和222显示在显示部4上的用户界面画面220的另一示例，并且工件图像以及与工件图像的测量元素的形状相对应的几何元素221和222是以叠加方式显示的。除直线和圆形以外，几何元素221和222可以具有矩形形状等，并且仅需具有与测量元素相对应的形状。几何元素221和222由设置部3g设置为边缘测量元素，并且包括直线边缘、圆形边缘和矩形边缘等。

可以使触摸探测器80的接触目标位置的布置位置和数量与各个测量元素相对应。例如，几何元素221和几何元素222可以作为布置有接触目标位置的位置分别与不同的位置相关联，并且可以分别与不同数量的接触目标位置相关联。测量元素的形状类型或大小与触摸探测器80相对于测量元素的接触目标位置的布置位置和数量之间的对应关系可以存储在存储部7中。注意，也可以在鸟瞰图图像上设置几何元素的形状类型和大小等。

鸟瞰图图像是由前置照相机48生成的图像，而提取出几何元素221和222的工件图像是由与前置照相机48不同的摄像部50生成的图像，因而存在如下的可能性：在将几何元素未经校正地叠加并显示在鸟瞰图图像上的情况下，发生偏离。然而，本示例被配置成使得可以执行在测量之前校正几何元素相对于鸟瞰图图像的偏离的校正处理。几何元素的偏离的示例包括由于照相机和镜头的光学特性而产生的偏离、以及照相机的偏离等。校正处理可以在图像测量设备1从工厂发货时进行，或者可以在发货之后进行。校正处理可以通过任何方法来进行，并且以下将说明其示例。

在校正处理中，例如，准备具有圆点图(dot chart)等的校正用工件(未示出)，并将该校正用工件放置在台架21上。由摄像部50拍摄台架21上的校正用工件的图像，并检测各个圆点的中心坐标。此外，前置照相机48也拍摄台架21上的校正用工件的图像，并检测各个圆点的中心坐标。生成校正表作为内部参数，以使得能够对基于摄像部50的图像所检测到的中心坐标和基于前置照相机48的图像所检测到的中心坐标进行变换。代替校正表，可以使用变换函数。之后，将校正表应用于摄像部50所拍摄到的图像以进行向投影坐标的变换。

校正处理例如包括外部参数检测处理。也就是说，由摄像部50拍摄台架21上的校正用工件的图像，并检测各个圆点的中心的三维坐标。使用内部参数来获得前置照相机48的图像的投影坐标中的各个圆点的中心坐标。获得这些相应图像的变换矩阵。此外，在三维空间中定义摄像部50和前置照相机48的位置和姿势。获得针对所检测到的圆点基于摄像部50的图像而检测到的中心坐标与基于前置照相机48的图像而检测到的中心坐标之间的变换矩阵。

在图16所示的流程图的步骤SC13中，如图27所示，可以将测量结果以及几何元素231和232叠加并显示在能够三维地显示工件W的用户界面画面230上。

在步骤SC14中，判断是否不存在其他测量元素。如果存在任何其他测量元素，则流程返回到步骤SC7。如果不存在其他测量元素，则流程进入步骤SC15。在步骤SC15中，设置图案搜索。例如，如图21所示，可以将作为特征图案的对准标记M设置为搜索对象。在这种情况下，用户可以生成包围对准标记M的框线200，并且可以指定框线200中的区域作为搜索区域。

在步骤SC16中，将本流程图所示的各个处理中所设置的设置信息存储在存储部7中。也就是说，存储设置部3g所设置的特征图案(特征量信息)、以及相对于特征图案的第一接触目标位置P1和第二接触目标位置P2之间的相对位置关系等。此外，例如，摄像部50和触摸探测器80之间的固定位置关系等也存储在存储部7中。固定位置关系是触摸探测器80相对于摄像部50的相对位置关系，并且例如可以是由坐标信息所指示的关系，或者由相对分离距离和分离方向等所指示的关系。

(触摸探测器的测量操作)

接着，将基于图28所示的流程图来说明触摸探测器80的测量操作的详情、即图19所示的流程图中的步骤SF8的详情。在开始之后，尽管在该流程中未示出，但控制部3d控制Z方向驱动部25以使测量执行部24向上移动到缩回位置，然后使用变换器机构100将期望的触针83安装到触摸探测器80。之后，流程进入步骤SH1，并且使触摸探测器80的接触部83b相对移动到图23所示的设置用用户界面画面210上所设置的扫描线的开始点。具体地，控制部3d控制XY方向驱动部23以使台架21在XY方向上移动，并且使得扫描线的开始点的XY坐标与触摸探测器80的接触部83b的XY坐标一致。之后，控制部3d控制Z方向驱动部25以使测量执行部24下降，并将触摸探测器80的接触部83b放置在扫描线的开始点处。

在步骤SH2中，控制部3d控制XY方向驱动部23和Z方向驱动部25，以使触摸探测器80的接触部83b在扫描线的方向(图23和图24中的箭头方向)上相对移动。在步骤SH3中，判断触摸探测器80是否检测到接触。如果触摸探测器80没有检测到任何接触，则使触摸探测器80的接触部83b保持在扫描线的方向上相对移动。在触摸探测器80的接触部83b与工件W接触时，使移动停止，并在步骤SH3中判断为“是”，并且流程进入步骤SH4。

在步骤SH4中，坐标测量部3b获取在触摸探测器80的接触部83b与工件W接触时的X、Y和Z坐标，并使用该X、Y和Z坐标作为测量值。在步骤SH5中，控制部3d控制XY方向驱动部23和Z方向驱动部25以使触摸探测器80的接触部83b返回到扫描线的开始点。在步骤SH6中，判断是否针对所有扫描线完成了测量。在针对所有扫描线完成了测量的情况下，流程进入步骤SH7，并且控制部3d控制Z方向驱动部25以使测量执行部24向上移动到缩回位置。之后，根据需要，触针83由变换器机构100拆卸并储存在缩回位置中。

在步骤SH6中判断为“否”并且存在测量尚未完成的扫描线的情况下，流程进入步骤SH8以判断缩回方法。在缩回方法是在Z方向上进行缩回的方法的情况下，流程进入步骤SH9，并且控制部3d控制Z方向驱动部25以使测量执行部24向上移动到缩回位置。在步骤SH10中，控制部3d控制XY方向驱动部23以使触摸探测器80的接触部83b相对移动到扫描线的开始点(X,Y)。之后，在步骤SH11中，控制部3d控制Z方向驱动部25以使触摸探测器80的接触部83b相对移动到扫描线的开始点(Z)。

在缩回方法是多边形缩回方法的情况下，流程进入步骤SH12。在步骤SH12中，控制部3d控制XY方向驱动部23以使触摸探测器80的接触部83b的中心相对移动到扫描线的开始点(X,Y)，使得沿着测量元素的圆周方向形成多边形。

在不进行缩回的情况下，流程进入步骤SH13，并且控制部3d控制XY方向驱动部23以使触摸探测器80的接触部83b相对移动到扫描线的开始点(X,Y)。

(在测量执行时)

图29A和图29B是示出在图像测量设备1的测量执行时的过程的示例的流程图。在开始之后的步骤SI1中，读取存储部7中所存储的设置信息。例如，读取特征图案、搜索区域、相对于特征图案的第一接触目标位置P1和第二接触目标位置P2之间的相对位置关系、以及摄像部50和触摸探测器80之间的固定位置关系等。由于提供了该步骤，因此用户不需要在每次将工件W放置在台架21上时都移动触摸探测器80以设置基准坐标，由此简化了测量作业。

此外，在步骤SI1中，从存储部7读取工件图像上的测量元素的位置以及测量元素的形状类型或大小。此外，还从存储部7读取测量元素的形状类型或大小与触摸探测器80相对于测量元素的接触目标位置的布置位置和数量之间的对应关系。

在步骤SI2中，通过使得摄像部50从上方拍摄台架21来获取平面图图像，并将该平面图图像显示在显示部4上。在步骤SI2中，可以显示连接图像，或者可以显示前置照相机48所拍摄到的鸟瞰图图像。此外，摄像部50可以使用高倍率侧摄像元件55和低倍率侧摄像元件56中的任一个摄像元件来获取连接图像，或者可以分别使用这两个摄像元件来获取连接图像。如上所述，由于在本实施例中采用使用分束器52的分叉光学系统的配置，因此可以同时获取高倍率图像和低倍率图像，并且可以获取通过连接高倍率图像所获得的第一连接图像、以及通过连接低倍率图像所获得的第二连接图像。

在步骤SI3中，判断是否执行重影显示。例如，如果在测量设置时用户选择“执行重影显示”，则在步骤SI3中判断为“是”，流程进入步骤SI4，并且控制部3d在显示部4上执行搜索区域的重影显示，以引导将工件W放置在台架21上的适当位置处。重影显示是将在测量设置时预先设置的搜索区域叠加显示在平面图图像上，并且例如将搜索区域显示得比平面图图像浅，从而不干扰平面图图像的识别。如果在测量设置时用户选择“不执行重影显示”，则在步骤SI3中判断为“否”，并且流程进入步骤SI5。可以在连接图像或鸟瞰图图像等上执行重影显示。

在步骤SI5中，判断是否指定搜索区域。也就是说，在测量执行时用户指定特征图案的搜索区域的情况下，在步骤SI5中判断为“是”，并且流程进入步骤SI6。另一方面，在用户不指定搜索区域的情况下，流程进入步骤SI7。当用户进行在例如平面图图像、连接图像和鸟瞰图图像等中的任意图像上通过操作鼠标6等来包围特定区域的操作时，指定了搜索区域。此时，例如在将通过使用摄像部50(其可以是台架照相机46和47或前置照相机48)拍摄整个工件W所获取到的鸟瞰图图像显示在显示部4上的情况下，可以接收到用户在显示部4上所显示的鸟瞰图图像上对搜索区域的指定。注意，与倾斜地拍摄图像的前置照相机48相比，通过使用从正上方拍摄图像的摄像部50或台架照相机46和47，可以更容易地指定搜索范围。

在步骤SI7中，判断是否按压了测量开始按钮2a。重复步骤SI2至SI7，直到按压测量开始按钮2a为止，并且在测量开始按钮2a被按压的定时，流程进入步骤SI8。在步骤SI8中，判断是否将鸟瞰图图像显示在显示部4上。如果在测量设置时用户选择“显示鸟瞰图图像”，则在步骤SI8中判断为“是”，流程进入步骤SI9，并且控制部3d使得显示部4显示前置照相机48所拍摄到的鸟瞰图图像。如果在测量设置时用户选择“不显示鸟瞰图图像”，则在步骤SI8中判断为“否”，并且流程进入步骤SI10。

在步骤SI10中，判断是否生成彩色图像。如果在测量设置时用户选择“生成彩色图像”，则在步骤SI10中判断为“是”，并且流程进入步骤SI12。在步骤SI12中，通过与图16所示的步骤SC5中的处理类似的处理来生成工件W的彩色图像(为了测量而新生成的工件图像)。另一方面，如果在测量设置时用户选择“不生成彩色图像”，则在步骤SI10中判断为“否”，并且流程进入步骤SI11。在步骤SI11中，通过与图16所示的步骤SC4中的处理类似的处理来生成工件W的灰度图像(为了测量而新生成的工件图像)。

接着，流程进入图29B的步骤SI13。在步骤SI13中，获取图案搜索对象图像。例如，控制部3d可以获取步骤SI11中为了测量而新生成的工件W的彩色图像或步骤SI12中为了测量而新生成的工件W的灰度图像作为图案搜索对象图像。在获取到图案搜索对象图像之后，流程进入步骤SI14，并且控制部3d从为了测量而新生成的工件图像中指定特征图案的位置和姿势。此时，在步骤SI6中用户指定搜索区域的情况下，通过缩小到所指定的搜索区域来指定特征图案的位置和姿势。结果，提高了处理速度。

此外，在将连接图像设置为工件图像的情况下，控制部3d控制XY方向驱动部23以使台架21在XY方向上移动，直到工件W进入摄像部50的视场范围为止。在工件W进入视场范围时，摄像部50拍摄进入了视场范围的工件W的图像。之后，使台架21在XY方向上移动，以使得工件W的另一部分进入视场范围，然后摄像部50拍摄进入了视场范围的工件W的另一部分的图像。使用通过连接以这种方式获取到的多个图像所获得的连接图像作为工件图像，并且从连接图像中指定特征图案的位置和姿势。同样在这种情况下，在用户指定了搜索区域的情况下，通过缩小到所指定的搜索区域来指定特征图案的位置和姿势。

之后，流程进入步骤SI15。在步骤SI15中，控制部3d基于相对于步骤SI14中指定的工件W的位置和姿势与特征图案的第一接触目标位置P1和第二接触目标位置P2之间的相对位置关系、以及摄像部50和触摸探测器80之间的固定位置关系，来指定测量所用的第一接触目标位置P1和第二接触目标位置P2。例如，在基于在测量执行时新生成的工件图像的工件W的位置和姿势中的至少一个不同于在测量设置时使用的工件W的位置或姿势的情况下，可以基于步骤SI14中指定的工件W的位置和姿势来校正工件W的位置或姿势。位置由X坐标和Y坐标来指定，并且姿势由围绕X轴的转动角度和围绕Y轴的转动角度来指定。校正位置可以被称为位置校正，并且校正姿势可以被称为姿势校正，但这些可以被统称为位置校正。

当在位置校正时使用相对于特征图案的第一接触目标位置P1和第二接触目标位置P2之间的相对位置关系时，即使在校正之后，也可以指定第一接触目标位置P1和第二接触目标位置P2作为与测量设置时的位置类似的位置。

此外，控制部3d可以对由摄像部50为了测量而新生成的工件图像执行图案搜索，以指定边缘测量元素，从所指定的边缘测量元素中提取边缘，并基于所提取的边缘来指定第一接触目标位置P1和第二接触目标位置P2。也可以以相同方式指定图21所示的第三接触目标位置P3和第四接触目标位置P4。由于第四接触目标位置P4是在倾斜表面S3上指定的位置，因此可以在指定第四接触目标位置P4时使用倾斜表面S3的倾斜角度α指定第四接触目标位置P4。由于倾斜角度α是已知的，因此可以估计倾斜表面S3的法线方向。结果，可以指定第四接触目标位置P4作为使触摸探测器80在倾斜表面S3的法线方向上与工件W的倾斜表面S3接触的位置。

在指定接触目标位置之后，流程进入步骤SI16。在步骤SI16中，在存在多个测量部位的情况下，确定测量部位的顺序。

步骤SI17至SI20与图16所示的流程图中的步骤SC7至SC10相同。例如，在步骤SI18中进行图像测量的情况下，仅在接收部3e所接收到的测量范围内进行测量。结果，提高了测量精度。

此外，例如，在步骤SI19中，控制部3d控制XY方向驱动部23，使得以步骤SI15中指定的测量所用的第一接触目标位置P1作为基准，触摸探测器80与工件W的侧表面接触。此外，控制部3d控制Z方向驱动部25，使得以步骤SI15中指定的测量所用的第二接触目标位置P2作为基准，触摸探测器80与工件W的上表面接触。此时，使触摸探测器80沿着在测量设置时设置的扫描线相对移动，并且反映测量点的数量、开始余量、开始位置、结束位置和接近方向等。

在要使触摸探测器80相对于工件W相对移动时，控制部3d控制Z方向驱动部25和XY方向驱动部23，使得触摸探测器沿着图23中设置的接近方向移动。此时，相对运动速度被设置为第一速度，直到触摸探测器80与工件W接触为止，并且在检测到接触时，触摸探测器80从接触位置返回了预定距离。之后，使触摸探测器80以比第一速度低的第二速度相对移动，直到与工件W接触为止，并且基于以第二速度的接触位置来输出测量结果。这使得能够进行精密测量。

此外，在要使触摸探测器80与工件W的倾斜表面接触时，使触摸探测器80以第一速度接近工件W的倾斜表面，并且在触摸探测器80和工件W的倾斜表面之间的距离变为预定距离的时间点，将相对运动速度设置为第二速度。然后，基于以第二速度的接触位置来输出测量结果。

此外，在步骤S1中，控制部3d读取工件图像上的测量元素的位置、测量元素的形状类型或大小、以及测量元素的形状类型或大小与触摸探测器80相对于测量元素的接触目标位置的布置位置和数量之间的对应关系。因此，控制部3d可以基于工件图像上的测量元素的位置、测量元素的形状类型或大小、以及对应关系来指定触摸探测器80的多个接触目标位置，并且控制XY方向驱动部23和Z方向驱动部25，使得触摸探测器80顺次移动到所指定的多个接触目标位置。由于基于测量设置时的信息来自动指定触摸探测器80的多个接触目标位置、并且以这种方式自动控制XY方向驱动部23和Z方向驱动部25，因此简化了用户的测量作业。

在步骤SI20中，进行使用非接触位移计70的非接触高度测量。此时，存在如下的情况：利用非接触位移计70多次进行高度测量，并且执行对所获取到的多个高度测量值求平均的平均化处理。将参考图30所示的流程图来说明具体示例。

在开始之后的步骤SJ1中，控制部3d驱动Z方向驱动部25以使测量执行部24移动，使得非接触位移计70的焦点与测量部位匹配。在步骤SJ2中，判断利用非接触位移计70是否可读取测量值。在不可读取测量值的情况下，流程进入步骤SJ3以进行粗略搜索，也就是说，使测量执行部24移动到利用非接触位移计70可读取测量值的位置。在步骤SJ2中可读取测量值的情况下，流程进入步骤SJ3以执行精细搜索。在精细搜索中，使测量执行部24移动以进行焦点调整，使得非接触位移计70的测量值变为近似零。

在步骤SJ5中，判断非接触位移计70的测量值是否小于收敛判断值。收敛判断值例如可以被设置为约0.2mm，但不限于此。在步骤SJ5中判断为“否”、并且非接触位移计70的测量值等于或大于收敛判断值的情况下，流程进入步骤SJ6以判断是否超过反馈迭代次数。反馈迭代次数例如可以被设置为5次，但不限于此。在未超过反馈迭代次数的情况下流程进入步骤SJ4，并且在超过反馈迭代次数的情况下流程进入步骤SJ7。在步骤SJ7中，判断自动调整是否关闭(OFF)。在自动调整开启(ON)的情况下，流程进入步骤SJ8，并且判断是否获取到非接触位移计70的受光波形的第二峰。在获取到第二峰的情况下，流程进入步骤SJ11，以由于工件W被估计为透明体而设置透明体模式。在尚未获取到第二峰的情况下，流程进入步骤SJ12，以由于工件W被估计为非透明体而设置非透明体模式。

之后，流程进入步骤SJ13。在步骤SJ13中，将扫描期间的在测量值的平均化处理中使用的玫瑰曲线(rose curve)的直径设置为小直径。在步骤SJ14中，控制部3d控制台架21，使非接触位移计70的焦点成为在工件W的表面上绘制玫瑰曲线的轨迹(locus)。平均化处理中的玫瑰曲线所形成的图形是点对称且线对称的图形。将玫瑰曲线的中心设置为测量目标点。玫瑰曲线的直径可以是由用户从诸如0.25mm、0.5mm和1mm等的预定值中可选择的。

是否执行平均化处理可以是由用户可选择的。例如，也可以采用如下的配置：在用户界面上接收用户对平均化处理的执行或不执行的选择，使得在选择了执行时执行平均化处理，并且在选择了不执行时不执行平均化处理。

在步骤SJ14中，进一步判断在玫瑰曲线的扫描期间的测量值方差是否小于自动调整阈值。自动调整阈值例如可以设置为约0.005mm，但不限于此。在玫瑰曲线的扫描期间的测量值方差等于或大于自动调整阈值的情况下，玫瑰曲线被设置为开启(执行平均化处理)。另一方面，在玫瑰曲线的扫描期间的测量值方差小于自动调整阈值的情况下，可以在不执行平均化处理的情况下获取高度精确的测量值，因而玫瑰曲线被设置为关闭(不执行平均化处理)。

接着，流程进入步骤SJ17以执行测量，然后进入步骤SJ18以计算尺寸。在测量执行时，执行玫瑰曲线的扫描以保持多个点处的测量值。在尺寸计算期间，执行多个点处的测量值的平均化处理以确定输出值。

在如上所述执行测量之后，流程进入图29B的步骤SI21。在步骤SI21中，判断是否针对所有测量部位完成了测量。在仍存在测量部位的情况下流程进入步骤SI17，并且在针对所有测量部位完成了测量的情况下流程进入步骤SI22和SI23。在步骤SI22和SI23中，与图16所示的流程图的步骤SC12和SC13一样，将测量结果叠加并显示在工件图像上。

在利用非接触位移计70的测量中，控制部3d可以执行在工件图像上提取图像测量中所要使用的边缘测量元素的提取处理。在该提取处理中成功提取出边缘测量元素的情况下，控制部3d执行图像测量和利用非接触位移计70的高度测量。

此外，在利用非接触位移计70的测量中，控制部3d可以使台架21在与摄像部50的摄像轴正交的方向上移动使得非接触位移计70的焦点与测量部位一致，然后执行利用非接触位移计70的高度测量以判断是否获取到高度测量值，并且在没有获取到高度测量值的情况下，控制Z方向驱动部25以使非接触位移计70沿着摄像轴移动，直到获取到高度测量值为止。因此，通过使用用于调整摄像部50的焦点位置的Z方向驱动部25来使非接触位移计70与摄像部50一起在摄像轴方向上移动，因而在使用非接触位移计70进行高度精确的高度测量的情况下，可以缩短测量时间。

(指示器)

如图6所示，设备本体2设置有指示器2c。指示器2c设置在设备本体2的面向用户的表面上，并且由控制单元3控制。指示器2c指示上述的测量结果，并且例如包括发光部和显示部等。控制单元3控制指示器2c，使得在测量结果满足预定条件的情况和测量结果不满足预定条件的情况之间显示有所不同。预定条件由用户预先设置并存储在存储部7等中。例如，如果测量结果等于或大于某个值，则显示红色等作为有缺陷的，并且如果测量结果小于某个值，则显示绿色等作为无缺陷的。

(变形例)

图31示出第一变形例，其中摄像部50的高倍率侧摄像元件55和低倍率侧摄像元件56是三通道摄像元件。也就是说，由于高倍率侧摄像元件55和低倍率侧摄像元件56是使用包括RGB的三通道摄像元件构成的，因此环形照明45可以通过仅投射白色光的一个颜色来生成彩色工件图像。

在第一变形例中，控制单元3包括转换器3h。转换器3h是将摄像部50所生成的彩色工件图像转换成灰度工件图像的部分，并且该转换可以通过传统上已知的技术来进行。图像测量部3a被配置为基于由转换器3h转换得到的灰度工件图像来测量工件W的尺寸。

此外，颜色信息生成部3f基于摄像部50所生成的彩色工件图像来生成工件W的颜色信息。控制部3d生成通过将颜色信息生成部3f所生成的工件W的颜色信息添加到由转换器3h转换得到的灰度工件图像所获得的彩色图像。结果，显示部4可以显示通过将颜色信息生成部3f所生成的工件的颜色信息添加到由转换器3h转换得到的灰度工件图像所获得的彩色图像，并且将图像测量部3a所获得的尺寸测量的结果以叠加方式显示在该彩色图像上。

接着，将说明图32所示的第二变形例。第二变形例包括：第一摄像部50A，其包括单通道摄像元件并且接收检测光以生成灰度工件图像；以及第二摄像部50B，其包括包含RGB的三通道摄像元件并且接收检测光以生成彩色工件图像。第一摄像部50A包括单通道的高倍率侧摄像元件55和单通道的低倍率侧摄像元件56。图像测量部3a被配置为基于第一摄像部50A所生成的工件图像来测量工件W的尺寸。

颜色信息生成部3f基于第二摄像部50B所生成的工件图像来生成工件W的颜色信息。控制部3d生成通过将颜色信息生成部3f所生成的工件W的颜色信息添加到第一摄像部50A所生成的灰度工件图像而获得的彩色图像。显示部4显示由控制部3d生成的彩色图像，并且将图像测量部3a中的尺寸测量的结果叠加并显示在该彩色图像上。

上述实施例在所有方面都仅仅是示例，并且不应被解释为限制性的。此外，属于权利要求书的等同范围的所有修改和改变都落在本发明的范围内。

如上所述，本发明可以用于测量台架上所放置的工件的三维坐标。

Claims (12)

1.一种图像测量设备，包括：

台架，用于放置工件；

基座，其能够移动地支撑所述台架；

光投射部，其设置在所述基座上，并且用于用检测光照射所述台架上的工件；

第一摄像部，用于接收所述光投射部所发射的检测光，以生成工件图像；

支撑部，其连接到所述基座，并且用于将所述第一摄像部以摄像方向是所述台架的法线方向的姿势支撑在所述台架上方；

第二摄像部，其设置在所述支撑部中，并且用于在所述台架上方以摄像方向不同于所述台架的法线方向的姿势拍摄所述工件的图像以生成鸟瞰图图像；

图像测量部，用于使用所述第一摄像部所生成的工件图像来测量所述工件的尺寸；以及

显示部，用于将所述图像测量部的测量结果和与所述测量结果相对应的几何元素中的至少一个显示在所述第二摄像部所生成的鸟瞰图图像上。

2.根据权利要求1所述的图像测量设备，其中，所述显示部将与所述图像测量部的测量结果相对应的几何元素显示在所述鸟瞰图图像上。

3.根据权利要求2所述的图像测量设备，还包括设置部，所述设置部用于在所述第一摄像部所生成的工件图像上设置用于图像测量的边缘测量元素，其中所述显示部将被所述设置部设置为所述边缘测量元素的几何元素显示在所述鸟瞰图图像上。

4.根据权利要求2所述的图像测量设备，其中，所述图像测量设备被配置为能够执行校正处理，所述校正处理用于在能够执行测量之前，校正所述几何元素相对于所述鸟瞰图图像的偏离。

5.根据权利要求1所述的图像测量设备，其中，所述第二摄像部以将摄像方向设置成从前指向后的方式设置在所述支撑部上。

6.根据权利要求1所述的图像测量设备，还包括控制部，所述控制部用于基于所述第一摄像部所生成的工件图像来检测所述台架上的工件的位置，基于所检测到的工件的位置和所述第二摄像部的视场范围来判断所述台架上的工件是否位于所述第二摄像部的视场范围内，并且在所述台架上的工件位于所述第二摄像部的视场范围外的情况下，使所述台架移动以使得所述台架上的工件位于所述第二摄像部的视场范围内。

7.根据权利要求1所述的图像测量设备，其中，所述图像测量设备被配置为能够在利用所述第二摄像部拍摄到所述鸟瞰图图像之后，使所述台架移动并且利用所述第二摄像部拍摄所述台架上的其他区域的图像。

8.根据权利要求7所述的图像测量设备，其中，获取在利用所述第二摄像部拍摄所述鸟瞰图图像时的所述台架的位置信息，并且将所获取到的位置信息和所述鸟瞰图图像彼此关联地存储。

9.根据权利要求7所述的图像测量设备，其中，所述显示部将所述第二摄像部所拍摄到的多个鸟瞰图图像作为缩略图进行显示。

10.根据权利要求1所述的图像测量设备，其中，

所述第二摄像部被配置为能够实时地拍摄运动图像，以及

所述显示部将所述图像测量部的测量结果显示在所述第二摄像部所获取到的运动图像上。

11.一种图像测量设备，包括：

台架，用于放置工件；

触摸探测器，用于在所述触摸探测器与所述台架上的工件接触时，输出接触信号；

可移动部，其附接到所述触摸探测器，所述可移动部能够沿着所述台架的法线方向移动；

控制部，用于使所述可移动部相对于所述台架在所述台架的法线方向上移动，以使所述触摸探测器与所述台架上所放置的工件接触；

测量部，用于基于所述控制部在所述触摸探测器与所述工件接触时输出的接触信号，来测量所述触摸探测器与所述工件接触的接触点的三维坐标；

摄像部，用于在所述台架上方以摄像方向不同于所述台架的法线方向的姿势拍摄所述工件的图像，以生成鸟瞰图图像；以及

显示部，用于将所述测量部的测量结果和与所述测量结果相对应的几何元素中的至少一个显示在所述摄像部所生成的鸟瞰图图像上。

12.一种图像测量设备，包括：

台架，用于放置工件；

可移动部，其能够沿着所述台架的法线方向移动；

非接触测量部，其附接到所述可移动部，沿着所述台架的法线方向发射测量光，并且接收来自所述工件的反射光，从而以非接触方式测量所述台架上的工件的高度；

摄像部，用于在所述台架上方以摄像方向不同于所述台架的法线方向的姿势拍摄所述工件的图像，以生成鸟瞰图图像；以及

显示部，用于将所述非接触测量部的测量结果和与所述测量结果相对应的几何元素中的至少一个显示在所述摄像部所生成的鸟瞰图图像上。