阅读说明：本技术 测量装置和测量方法 (Measuring device and measuring method ) 是由 川端武史 日高和彦 于 2019-06-11 设计创作，主要内容包括：提供了能够以高精度且在短时间内测量物体表面的测量装置和测量方法。本发明的一个方面是用于测量物体表面在第一方向和与第一方向正交的第二方向上的位置的测量装置。该测量装置包括：可移动体,其具有供物体安装的安装部、彼此不共面的第一表面和第二表面；第一标尺部,其被设置为对第一表面加压并沿着与第一表面的法线方向平行的第一标尺轴线测量第一标尺位置；第二标尺部,其被设置为对第二表面加压并沿着与第二表面的法线方向平行的第二标尺轴线测量第二标尺位置；第一探针,其具有设定在与第二方向平行的探针轴线上且设定在第一标尺轴线和第二标尺轴线的交点处的位置测量的基准点；以及第二探针,其测量沿着探针轴线的位置。(Provided are a measuring device and a measuring method capable of measuring the surface of an object with high accuracy and in a short time. One aspect of the present invention is a measuring device for measuring a position of a surface of an object in a first direction and a second direction orthogonal to the first direction. The measuring device includes: a movable body having a mounting portion to which an object is mounted, a first surface and a second surface that are not coplanar with each other; a first scale portion that is provided to press the first surface and to measure a first scale position along a first scale axis parallel to a normal direction of the first surface; a second scale portion that is provided to press the second surface and to measure a second scale position along a second scale axis parallel to a normal direction of the second surface; a first probe having a reference point set on a probe axis parallel to the second direction and set at a position measurement at an intersection of the first scale axis and the second scale axis; and a second probe that measures a position along the probe axis.)

测量装置和测量方法

技术领域

本发明涉及测量装置和测量方法，更特别地涉及能够以高精度且在短时间内测量物体表面位置的测量装置和测量方法。

背景技术

用于测量物体表面形状的测量装置例如通过使设置在探针顶端的触针球(stylusball)与测量点接触来获得测量点的三维坐标。例如，欧洲专利No.2244052公开了根据阿贝原理(Abbe’s principle)的测量装置。阿贝原理意味着被测物体和标准标尺在测量方向上对准。根据该原理，可以提高测量精度。

此外，在日本专利No.4260180和日本专利No.3486546中公开了能够对物体的上表面和下表面中的每一者进行测量的测量装置。在该测量装置中，两个测量探针以隔着测量物体面对彼此的方式配置。利用这种构造，可以在不翻转物体的情况下在短时间内测量物体的上表面和下表面。

日本专利No.3827493、日本专利No.4584029和日本专利No.4986530公开了一种通过测量三个基准球来进行高精度校准的测量装置。

发明内容

本发明要解决的问题

在获取物体表面的形状(坐标)时，可以通过根据阿贝原理的测量获得高度准确的测量结果。另一方面，需要足够的测量时间来对物体表面的多个点进行高度准确的测量。在测量装置中，测量精度和短的测量时间也是重要因素。

本发明的目的是提供能够以高精度且在短时间内测量物体表面的测量装置和测量方法。

解决问题的手段

本发明的一个方面是一种测量装置，其用于测量物体的表面在第一方向和与所述第一方向正交的第二方向上的位置。所述测量装置包括：可移动体，其具有供所述物体安装的安装部、第一表面和第二表面，所述第一表面和所述第二表面彼此不共面；第一标尺部，其被设置为对所述第一表面加压并且用于测量第一标尺位置，所述第一标尺位置是沿着与所述第一表面的法线方向平行的第一标尺轴线的位置；第二标尺部，其被设置为对所述第二表面加压并且用于测量第二标尺位置，所述第二标尺位置是沿着与所述第二表面的法线方向平行的第二标尺轴线的位置；第一探针，其具有设定在与所述第二方向平行的探针轴线上并且设定在所述第一标尺轴线和所述第二标尺轴线的交点处的位置测量的基准点；以及第二探针，其测量沿着所述探针轴线的位置。

在测量装置中，通过所述第一标尺部和所述第二标尺部的驱动使所述可移动体在所述第一方向和所述第二方向上移动，当所述基准点与所述物体的位于一侧的表面的第一测量点对准时基于所述第一标尺位置和所述第二标尺位置获得所述第一测量点的在所述第一方向和所述第二方向上的坐标值，通过所述第二探针测量所述物体的位于另一侧的表面的第二测量点的沿着所述探针轴线的位置，并且基于通过所述第二探针测量的结果获得所述第二测量点的在所述第一方向和所述第二方向上的坐标值。

根据这种构造，可以通过第一探针测量物体的位于一侧的表面的位置，并且可以通过第二探针测量物体的位于另一侧的表面的位置。此时，由于第一探针的位置测量的基准点被设定在第一标尺轴线和第二标尺轴线的交点处，所以可以根据阿贝原理通过第一探针的基准点以高精度进行位置测量。另外，由于通过第二探针测量沿着探针轴线的位置，所以可以参照第一探针的基准点进行高度准确的位置测量。也就是，对于根据阿贝原理的高度准确的位置测量，可以通过第一探针和第二探针在短时间内测量物体的一侧和另一侧两者。

在测量装置中，所述可移动体的所述安装部可以设置有通孔，并且所述第二探针可以被设置为穿过所述通孔测量所述物体的位于另一侧的表面的位置。因此，可以通过第一探针在物体安装于安装部的状态下测量物体的位于一侧的表面的位置，并且可以通过第二探针在不更换物体的情况下穿过通孔测量物体的位于另一侧的表面的位置。

另外，可移动体还可以包括与第一表面和第二表面不平行的第三表面，并且测量装置可以包括被设置为对第三表面加压的第三标尺部，并测量第三标尺位置，第三标尺位置是沿着与第三表面的法线方向平行的第三标尺轴线的位置，其中与第一方向和第二方向正交的方向作为第三方向。

在该测量装置中，所述第一探针的所述基准点被设定在所述第一标尺轴线、所述第二标尺轴线和所述第三标尺轴线的交点处。然后，通过所述第一标尺部、所述第二标尺部和所述第三标尺部的驱动使所述可移动体在所述第一方向、所述第二方向和所述第三方向上移动，当所述基准点与所述第一测量点对准时能够基于所述第一标尺位置、所述第二标尺位置和所述第三标尺位置获得所述第一测量点的在所述第一方向、所述第二方向和所述第三方向上的坐标值，并且能够基于通过所述第二探针测量的结果获得所述物体的位于另一侧的表面的所述第二测量点的在所述第一方向、所述第二方向和所述第三方向上的坐标值。

在测量装置中，所述第二探针可以沿着所述探针轴线可移动地设置。利用这种构造，可以利用第一探针的位置作为基准，通过使第二探针与物体的测量点对准来获得坐标值。

测量装置还可包括：固定框架，其用于固定所述第一探针；和可移动框架，其相对于所述固定框架沿着所述探针轴线可移动地设置。在该测量装置中，所述第二探针安装于所述可移动框架并且与所述可移动框架一起以可移动的方式设置在所述探针轴线上。利用这种构造，可移动框架被固定有第一探针的固定框架稳定地支撑，并且改善了通过第二探针进行位置测量的准确度。

本发明的另一方面是一种测量方法，其用于测量物体的表面在第一方向和与所述第一方向正交的第二方向上的位置。所述测量方法使用测量装置，该测量装置包括：可移动体，其具有用于将所述物体安装于所述可移动体的安装部、第一表面和第二表面，所述第一表面和所述第二表面彼此不共面；第一标尺部，其被设置为对所述第一表面加压并且用于测量第一标尺位置，所述第一标尺位置是沿着与所述第一表面的法线方向平行的第一标尺轴线的位置；第二标尺部，其被设置为对所述第二表面加压并且用于测量第二标尺位置，所述第二标尺位置是沿着与所述第二表面的法线方向平行的第二标尺轴线的位置；第一探针，其具有设定在与所述第二方向平行的探针轴线上并且设定在所述第一标尺轴线和所述第二标尺轴线的交点处的位置测量的基准点；以及第二探针，其用于测量沿着所述探针轴线的位置。

测量方法包括：将所述物体安装于所述安装部的步骤；通过驱动所述第一标尺部和所述第二标尺部使所述可移动体在所述第一方向和所述第二方向上移动，以将所述第一探针的所述基准点与所述物体的位于一侧的表面的第一测量点对准的步骤；以及当所述基准点与所述第一测量点对准时基于所述第一标尺位置和所述第二标尺位置获得所述第一测量点的在所述第一方向和所述第二方向上的坐标值，利用所述第二探针测量所述物体的位于另一侧的表面的第二测量点的沿着所述探针轴线的位置，并且基于通过所述第二探针测量的结果获得所述第二测量点的在所述第一方向和所述第二方向上的坐标值的步骤。

根据这种构造，可以使用第一探针的基准点、根据阿贝原理进行高度准确的位置测量，并且在不更换物体的情况下使用第二探针以高精度测量在第二方向上相对于第一探针的基准点的位置。

本发明的另一方面是一种测量方法，其用于测量物体的表面在第一方向、与所述第一方向正交的第二方向、以及与所述第一方向和所述第二方向正交的第三方向上的位置，其中所述测量方法使用测量装置，该测量装置包括：用于安装所述物体的安装部；可移动体，其具有第一表面、第二表面以及第三表面，所述第一表面、所述第二表面和所述第三表面彼此不共面；第一标尺部，其被设置为对所述第一表面加压并且用于测量第一标尺位置，所述第一标尺位置是沿着与所述第一表面的法线方向平行的第一标尺轴线的位置；第二标尺部，其被设置为对所述第二表面加压并且用于测量第二标尺位置，所述第二标尺位置是沿着与所述第二表面的法线方向平行的第二标尺轴线的位置；第三标尺部，其被设置为对所述第三表面加压并且用于测量第三标尺位置，所述第三标尺位置是沿着与所述第三表面的法线方向平行的第三标尺轴线的位置；第一探针，其具有设定在与所述第二方向平行的探针轴线上并且设定在所述第一标尺轴线、所述第二标尺轴线和所述第三标尺轴线的交点处的位置测量的基准点；以及第二探针，其测量沿着所述探针轴线的位置。

测量方法包括：将所述物体安装于所述安装部的步骤；通过所述第一标尺部、所述第二标尺部和所述第三标尺部的驱动使所述可移动体在所述第一方向、所述第二方向和所述第三方向上移动，并且将所述基准点与所述物体的位于一侧的表面的第一测量点对准的步骤；以及当所述基准点与所述第一测量点对准时获得所述第一测量点的在所述第一标尺位置、所述第二标尺位置和所述第三标尺位置中的坐标值，利用所述第二探针测量所述物体的位于另一侧的表面的第二测量点的沿着所述探针轴线的位置，并且基于通过所述第二探针测量的结果获得所述第二测量点的在所述第一方向、所述第二方向和所述第三方向上的坐标值的步骤。

根据这种构造，可以利用第一探针的基准点进行根据阿贝原理的高度准确的三维位置测量，并且可以在不更换物体的情况下通过第二探针进行使用第一探针的基准点作为基准点的高度准确的三维位置测量。

附图说明

图1是示出根据第一实施方式的测量装置的示意性截面图。

图2是示出根据第一实施方式的测量装置的示意性平面图。

图3是示出可移动体移动的状态的示例的示意性截面图。

图4是示出根据第二实施方式的测量装置的示意性截面图。

图5是示出根据第二实施方式的测量装置的可移动体移动的状态的示例的示意性截面图。

图6是示出校准方法的示意性截面图。

图7是示出在校准中标准球(master ball)和触针球之间的关系的示意图。

具体实施方式

以下将参照附图说明本发明的实施方式。在以下说明中，相同的构件由相同的附图标记表示，并且一旦说明过的构件的说明会被适当省略。

[第一实施方式]

图1是示出根据本实施方式的测量装置的示意性截面图。

图2是示出根据本实施方式的测量装置的示意性平面图。

如图1和图2所示，根据本实施方式的测量装置1是用于测量物体W的表面的位置(坐标)的装置。这里，在本实施方式中，假设第一方向是X方向，假设与第一方向正交的第二方向是Z方向，并且假设与第一方向和第二方向正交的第三方向是Y方向。Z方向也称为竖直方向和厚度方向。测量装置1可以测量物体W的表面的参照预设原点的X、Y、Z坐标。

测量装置1包括可移动体10，其具有供物体W安装的安装部11以及彼此不共面的第一表面101、第二表面102和第三表面103。安装部11设置于可移动体10的上表面。安装部11设置有用于固定物体W的固定件111。法线方向彼此不同的第一表面101、第二表面102和第三表面103设置于可移动体10的下侧。第一表面101、第二表面102和第三表面103的法线方向不需要彼此正交。第一表面101、第二表面102和第三表面103均面向下。

通过第一标尺部21、第二标尺部22和第三标尺部23的相应的向前和向后移动使可移动体10能够在X、Y和Z方向上移动。第一标尺部21、第二标尺部22和第三标尺部23均包括线性标尺。

第一标尺部21被设置为对第一表面101加压，并且测量第一标尺位置，该第一标尺位置是沿着平行于第一表面101的法线的第一标尺轴线SC1的位置。也就是，第一标尺部21中的线性标尺沿着第一标尺轴线SC1配置。第一标尺部21的加压表面未固定到第一表面101，而是被设置为可以沿着第一表面101滑动。

第二标尺部22被设置为对第二表面102加压，并且测量第二标尺位置，该第二标尺位置是沿着平行于第二表面102的法线的第二标尺轴线SC2的位置。也就是，第二标尺部22中的线性标尺沿着第二标尺轴线SC2配置。第二标尺部22的加压表面未固定到第二表面102，而是被设置为可以沿着第二表面102滑动。

第三标尺部23被设置为对第三表面103加压，并且测量第三标尺位置，该第三标尺位置是沿着平行于第三表面103的法线的第三标尺轴线SC3的位置。也就是，第三标尺部23中的线性标尺沿着第三标尺轴线SC3配置。第三标尺部23的加压表面未固定到第三表面103，而是被设置为可以沿着第三表面103滑动。

这里，第一标尺轴线SC1、第二标尺轴线SC2和第三标尺轴线SC3不需要分别与第一方向(X方向)、第二方向(Z方向)和第三方向(Y方向)平行。

在根据本实施方式的测量装置1中，第一标尺轴线SC1、第二标尺轴线SC2和第三标尺轴线SC3被设置为在可移动体10上方的一个点(交点A)处相交。第一探针31设置于物体W上方，第二探针32设置于物体W下方。

第一触针球311设置于第一探针31的末端。第一触针球311的中心用作位置测量的基准点。该基准点定位在与Z方向平行的探针轴线PA上，并且定位在第一标尺轴线SC1、第二标尺轴线SC2和第三标尺轴线SC3的交点A处。以这种方式，通过将第一探针31的位置测量的基准点设定为第一标尺轴线SC1、第二标尺轴线SC2和第三标尺轴线SC3的交点A，可以通过第一探针31的基准点、根据阿贝原理进行高度准确的位置测量。

第二探针32测量沿着探针轴线PA的位置。第二触针球321设置于第二探针32的末端。第二探针32被设置为可以沿着探针轴线PA前后移动。通过探针标尺部320测量第二探针32中的第二触针球321的沿着探针轴线PA的探针位置。探针标尺部320包括沿着探针轴线PA配置的线性标尺。在本实施方式中，可移动体10的安装部11中设置有通孔11h，并且可以由穿过通孔11h的第二探针32测量物体W的表面的位置。

在具有这种构造的测量装置1中，通过由第一标尺部21、第二标尺部22和第三标尺部23驱动使可移动体10在各方向X、Y和Z上移动，并且第一探针31的基准点与物体W的位于一侧的表面的第一测量点对准。然后，基于此时的第一标尺位置、第二标尺位置和第三标尺位置获得第一测量点的在X、Y和Z方向上的坐标值。此外，基于第二探针32的探针位置获得物体W的位于另一侧的表面的第二测量点的在X、Y和Z方向上的坐标值。

[测量方法]

首先，将物体W放置于可移动体10的安装部11上。物体W通过固定件111固定到安装部11。接下来，通过由第一标尺部21、第二标尺部22和第三标尺部23驱动使可移动体10在X、Y和Z方向中的各方向上适当移动。这里，第一标尺部21可以沿着第一标尺轴线SC1前后移动，第二标尺部22可以沿着第二标尺轴线SC2前后移动，并且第三标尺部23可以沿着第三标尺轴线SC3前后移动。通过平衡这些标尺部的前进和后退，可移动体10可以在X、Y和Z方向中的各方向上移动。

例如，当第一标尺部21、第二标尺部22和第三标尺部23全部向上移动时，可移动体10在Z方向上上升。相反，当第一标尺部21、第二标尺部22和第三标尺部23全部向下移动时，可移动体10在Z方向上下降。此外，例如，当第一标尺部21向上移动并且第二标尺部22向下移动时，可移动体10在X方向上移动。通过控制这些标尺部的前进和后退的平衡，可移动体10可以在相应的X方向、Y方向和Z方向上移动任意量。

通过以这种方式移动可移动体10，第一探针31的基准点与物体W的位于一侧的表面的第一测量点对准。这里，使第一探针31的基准点与第一测量点匹配意味着使用第一探针31的基准点作为位置基准来调节测量姿势(measurement posture)。在本实施方式中，通过移动可移动体10使物体W的第一测量点与第一探针31的第一触针球311接触。

当第一触针球311与物体W的表面接触时，可以通过诸如压敏元件(压电元件)的检测器来进行检测。在该检测时，通过第一标尺部21测量第一标尺轴线SC1上的位置(第一标尺位置)，通过第二标尺部22测量第二标尺轴线SC2上的位置(第二标尺位置)，并且通过第三标尺部23测量第三标尺轴线SC3上的位置(第三标尺位置)。基于这些标尺位置，可以通过计算获得基准点的X、Y和Z坐标。

接下来，在该状态下，第二探针32在Z方向上上升，并且第二触针球321与物体W的位于另一侧的表面的第二测量点对准。这里，使第二触针球321和第二测量点对准意味着以第二触针球321的中心点作为位置基准来调节测量姿势。在本实施方式中，使第二触针球321与物体W的位于另一侧的表面的第二测量点接触。

当第二触针球321与物体W的表面接触时，与第一触针球311一样，可以通过诸如压敏元件(压电元件)的检测器来检测接触。在该检测时，通过探针标尺部320来测量第二探针32的探针位置。基于阿贝原理获得第二探针32的测量位置作为在Z方向上参照第一探针31的基准点(也就是，交点A)的距离。由此，可以获得物体W的位于另一侧的表面的第二测量点的在X、Y和Z方向上的坐标值。

在第一测量点和第二测量点处的测量完成之后，一旦第二探针32下降，可移动体10就移动，并且以相同的方式进行在下一测量点处的测量。

图3是示出可移动体移动的状态的示例的示意性截面图。

例如，第一标尺部21向上移动，第二标尺部22向下移动。结果，可移动体10与X方向平行地移动。此后，第一标尺部21、第二标尺部22和第三标尺部23向上移动以使可移动体10沿Z方向移动。然后，可移动体10的移动在物体W的位于一侧的表面与第一触针球311接触的位置处停止。然后，测量此时的第一标尺位置、第二标尺位置和第三标尺位置，并且计算测量点的X、Y和Z坐标。

此后，如前所述，第二探针32在Z方向上上升，第二触针球321与物体W的位于另一侧的表面接触。然后，通过测量此时的第二探针32的探针位置，获得物体W的位于另一侧的表面的测量点的在X、Y和Z方向上的坐标值。

通过重复可移动体10的这种移动以及第一探针31和第二探针32的测量操作，可以测量物体W的位于一侧的表面和物体W的位于另一侧的表面两者的三维位置(X、Y、Z坐标)。

在本实施方式中，由于第一探针31的位置测量的基准点被设定为第一标尺轴线SC1、第二标尺轴线SC2和第三标尺轴线SC3的交点A，所以可以通过第一探针31的基准点根据阿贝原理来进行高度准确的位置测量。也就是，当测量点改变时，可移动体10(物体W)移动，使得第一探针31的基准点保持在标尺轴线的交点A处不变。因此，可以根据阿贝原理在任何测量点处测量第一标尺位置、第二标尺位置和第三标尺位置。这使得可以进行高度准确的位置测量。

另外，在本实施方式中，在通过第一探针31测量物体W的位于一侧的表面的位置的状态下，可以通过第二探针32测量物体W的位于另一侧的表面的位置。由于第二探针32测量沿着探针轴线PA的探针位置，因此可以参照第一探针31的基准点进行高度准确的位置测量。另外，由于可以由穿过通孔11h的第二探针32进行位置测量，所以可以在不更换物体W的情况下在物体W的位于一侧的表面和物体W的位于另一侧的表面两者进行位置测量。

[实施方式2]

图4是示出根据第二实施方式的测量装置的示意性截面图。

如图4所示，根据本实施方式的测量装置1B还包括：固定框架41，其用于固定第一探针31；和可移动框架42，其相对于固定框架41沿着探针轴线PA可移动地设置。

固定框架41设置有沿着探针轴线PA的探针标尺部320，使得可以测量可移动框架42沿着探针轴线PA的位置。可移动框架42被设置为不干涉可移动体10的移动的形状，并且延伸到可移动体10的下侧。可移动框架42可以被设置为例如穿过通孔11h延伸跨过可移动体10。第二探针32固定到可移动框架42的下端侧。利用这种构造，第二探针32可以根据可移动框架42的移动而沿着探针轴线PA移动。

在这种测量装置1B中，可移动框架42由固定有第一探针31的固定框架41稳定地支撑，并且第二探针32可以与可移动框架42一起沿着探针轴线PA稳定地移动。结果，可以改善通过第二探针32进行的位置测量的准确性。另外，由于设置第一探针31的固定框架41中也设置有探针标尺部320，所以可以抑制设置于探针标尺部320的线性标尺从探针轴线PA移位。

图5是示出根据第二实施方式的测量装置的可移动体移动的状态的示例的示意性截面图。

例如，第一标尺部21向上移动，第二标尺部22向下移动。结果，可移动体10平行于X方向地移动。此后，第一标尺部21、第二标尺部22和第三标尺部23向上移动以使可移动体10在Z方向上移动。然后，可移动体10的移动在物体W的位于一侧的表面与第一触针球311接触的位置处停止。然后，测量此时的第一标尺位置、第二标尺位置和第三标尺位置，并且计算测量点的X、Y和Z坐标。

此后，通过沿着探针轴线PA移动可移动框架42使第二探针32在Z方向上上升，并且使第二触针球321与物体W的位于另一侧的表面接触。然后，通过测量此时的第二探针32的探针位置，获得物体W的位于另一侧的表面的测量点的在X、Y和Z方向上的坐标值。

通过重复该操作，可以测量物体W的位于一侧的表面和物体W的位于另一侧的表面两者的三维位置(X、Y、Z坐标)。

在根据本实施方式的测量装置1B中，固定框架41和可移动框架42改善了第二探针32沿着探针轴线PA的移动精度以及通过第二探针32进行的位置测量的精度。

[校准方法]

接下来，将说明根据本实施方式的通过测量装置1进行的校准方法的示例。

图6是示出校准方法的示意性截面图。

图7是示出在校准中标准球(master ball)与触针球之间的关系的示意图。

如图6所示，标准球200被用于校准测量装置1。标准球200是具有已知的球径D_M的用于校准的球。标准球200安装到保持件210的末端。

为了进行根据本实施方式的测量装置1的校准，将安装有标准球200的保持件210安装于可移动体10的安装部11。接下来，移动可移动体10以使第一探针31的第一触针球311与标准球200接触。基于此时测量的第一探针31的测量值(坐标值)和标准球200的已知球径D_M确定第一触针球311的球径D₁。优选在标准球200的多个点处进行第一探针31的校准。

接下来，移动第二探针32以使第二探针32的第二触针球321与标准球200接触。基于第二探针32的测量值(坐标值)和标准球200的已知球径D_M来确定第二触针球321的球径D₂。优选在标准球200的多个点处进行第二探针32的校准。

在以上说明中，说明了通过标准球200分别确定第一触针球311的球径D₁和第二触针球321的球径D₂的示例，但是可以通过标准球200确定仅第一触针球311的球径D₁。在确定球径D₁之后，第一探针31可以测量第二探针32的第二触针球321，从而以确定球径D₂。

在确定中心到中心距离(center-to-center distance)时，由于已通过标准球200确定了第一触针球311的球径D₁和第二触针球321的球径D₂，所以可以以高精度获取厚度为零时的测量值。

如上所述，根据实施方式，可以通过第一探针31根据阿贝原理来进行高精度位置测量，并且可以通过第一探针31和第二探针32来测量物体W的两侧，并且可以以高精度在短时间内测量物体W的整个表面。

[实施方式的变型]

尽管上面已经说明了实施方式，但是本发明不限于这些示例。

例如，在上述实施方式中，尽管第一探针31和第二探针32被说明为接触型，但是它们中的至少一者可以是非接触型位置测量探针。作为非接触型探针，优选使用设置有使用轴向色像差的波长共焦系统的传感器(a sensor of awavelength confocal systemusing axial chromatic aberration)的探针，这样，即使当物体W的表面的倾斜度相对大时也可以进行测量。

在上述实施方式中，示出了测量X、Y和Z的三维位置的示例，但是它也适用于测量X和Z的二维位置的情况。

另外，只要含有本发明的主旨，由本领域技术人员对关于上述实施方式的部件进行适当添加、移除或设计改变而获得的任何内容或对各实施方式的特征进行的适当组合都包括在本发明的范围内。

产业上的可利用性

如上所述，本发明可适用于诸如三维形状测量装置等的测量物体W的表面形状用的装置。