真直度測定装置
【課題】ゼロ点ずれを精度良く検出すること。
【解決手段】第１の形状測定器（Ｐ１，Ｐ１′）と、第２の形状測定器（Ｐ３，Ｐ３′）と、第３の形状測定器（Ｐ５，Ｐ５′）と、形状測定器（Ｐ１〜Ｐ５′）を支持する支持部材（７）を有し移動方向下流側に向って第１の形状測定器（Ｐ１，Ｐ１′）と第２の形状測定器（Ｐ１，Ｐ１′）と第３の形状測定器（Ｐ１，Ｐ１′）とが配置された測定ユニット（Ｕ１）と、第１の形状測定器（Ｐ１，Ｐ１′）と第２の形状測定器（Ｐ３，Ｐ３′）との相対的な位置ずれ量を測定する測定ユニット（Ｕ１）と一体的に移動可能な第１のずれ量測定器（３６）と、第１の形状測定器（Ｐ１，Ｐ１′）と第３の形状測定器（Ｐ５，Ｐ５′）との相対的な位置ずれ量を測定する測定ユニット（Ｕ１）と一体的に移動可能な第２のずれ量測定器（３７）と、を備えた真直度測定装置（Ａ）。
【解決手段】第１の形状測定器（Ｐ１，Ｐ１′）と、第２の形状測定器（Ｐ３，Ｐ３′）と、第３の形状測定器（Ｐ５，Ｐ５′）と、形状測定器（Ｐ１〜Ｐ５′）を支持する支持部材（７）を有し移動方向下流側に向って第１の形状測定器（Ｐ１，Ｐ１′）と第２の形状測定器（Ｐ１，Ｐ１′）と第３の形状測定器（Ｐ１，Ｐ１′）とが配置された測定ユニット（Ｕ１）と、第１の形状測定器（Ｐ１，Ｐ１′）と第２の形状測定器（Ｐ３，Ｐ３′）との相対的な位置ずれ量を測定する測定ユニット（Ｕ１）と一体的に移動可能な第１のずれ量測定器（３６）と、第１の形状測定器（Ｐ１，Ｐ１′）と第３の形状測定器（Ｐ５，Ｐ５′）との相対的な位置ずれ量を測定する測定ユニット（Ｕ１）と一体的に移動可能な第２のずれ量測定器（３７）と、を備えた真直度測定装置（Ａ）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、真直度測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
物体の形状がどれだけ幾何学的直線に近い形状を有しているかを調べるために、従来から、物体の真直度測定が行われている。このような真直度の測定法に関して、３つの変位計を被測定物に沿って走査することにより、被測定物の真直度を測定する、いわゆる、３点法が知られている。
【０００３】
図１１は３点法に関する説明図であり、図１１Ａは３点法に用いられる装置の一例の説明図、図１１Ｂはプローブのゼロ点ずれの説明図である。
図１１Ａにおいて、被測定物０３に対して対向する位置に、案内部材の一例としてのリニアガイド０４が配置されている。前記リニアガイド０４には、移動部材の一例としての走査ステージ０７が直線移動可能に支持されている。
前記走査ステージ０７には、形状測定器の一例としてのプローブＰ０１，Ｐ０３，Ｐ０５が支持されている。前記プローブＰ０１，Ｐ０３，Ｐ０５は、走査ステージ０７の移動方向に沿って間隔ｄを空けて、順に、配置されている。また、前記各プローブＰ０１〜Ｐ０５は、走査ステージ０７と共に一体的に移動して、被測定物０３の対応する部分について、基準位置からの変位を測定する。
【０００４】
図１１Ａにおいて、右方向、すなわち、走査ステージ０７の走査方向をＸ軸方向とし、走査方向に直交する上方向をＹ軸方向とする。
被測定物０３の被測定部分の表面形状をＦ（Ｘ）で表す。また、中央のプローブＰ０３の測定位置が位置Ｘの場合に、各プローブＰ０１，Ｐ０３，Ｐ０５によって得られる測定値を、それぞれ、Ｍ０１（Ｘ），Ｍ０３（Ｘ），Ｍ０５（Ｘ）で表す。
ここで、走査ステージ０７は走査移動する際に、リニアガイド０４の形状誤差などにより、全体がＹ方向に移動したり、全体が傾斜したりする。そこで、プローブＰ０３の測定位置が位置Ｘの場合に、走査ステージ０３のＹ方向の移動量を走査誤差ｅ（Ｘ）とし、傾斜量を傾斜誤差ｐ（Ｘ）とすると、各測定値Ｍ０１（Ｘ）〜Ｍ０５（Ｘ）は、以下の式（１）〜（３）のように表せる。
Ｍ０１（Ｘ）＝Ｆ（Ｘ−ｄ）＋ｅ（Ｘ）−ｄ・ｐ（Ｘ）…式（１）
Ｍ０３（Ｘ）＝Ｆ（Ｘ）＋ｅ（Ｘ） …式（２）
Ｍ０５（Ｘ）＝Ｆ（Ｘ＋ｄ）＋ｅ（Ｘ）＋ｄ・ｐ（Ｘ）…式（３）
【０００５】
前記式（１）〜（３）より、Ｆ（Ｘ）の二階差分を求めると、以下の式（４）となる。
Δ２Ｆ（Ｘ）
＝｛Ｆ（Ｘ＋ｄ）−２・Ｆ（Ｘ）＋Ｆ（Ｘ−ｄ）｝／ｄ２
＝［｛Ｆ（Ｘ＋ｄ）−Ｆ（Ｘ）｝−｛Ｆ（Ｘ）−Ｆ（Ｘ−ｄ）｝］／ｄ２
＝｛Ｍ０５（Ｘ）−２・Ｍ０３（Ｘ）−Ｍ０１（Ｘ）｝／ｄ２…式（４）
よって、Δ２Ｆ（Ｘ）は、走査ステージ０７の走査誤差ｅ（Ｘ）、傾斜誤差ｐ（Ｘ）の影響を受けることなく、測定値Ｍ０１（Ｘ），Ｍ０３（Ｘ），Ｍ０５（Ｘ）及び間隔ｄで表される。
したがって、測定値Ｍ０１（Ｘ）〜Ｍ０５（Ｘ）等により得られたΔ２Ｆ（Ｘ）を二階積分することにより、被測定物０３の測定部分の表面形状Ｆ（Ｘ）を知ることができる。なお、Ｆ（Ｘ）の一次以下の項は、被測定物０３の測定部分の平均的な距離、傾きを表すことになるので、形状測定においては無視することができる。
【０００６】
しかし、実際には、図１１Ｂに示すように、走査ステージ０７に支持された各プローブＰ０１，Ｐ０３，Ｐ０５には、測定時の基準点のずれ、いわゆる、ゼロ点ずれが存在する。
例えば、図１１Ｂにおいて、各プローブＰ０１，Ｐ０３，Ｐ０５のＹ方向の基準点からのずれを、それぞれ、ｋ０１，ｋ０３，ｋ０５とおいて、式（１）〜（３）を再計算すると、以下の式（１）′〜（３）′となる。
Ｍ０１（Ｘ）＝Ｆ（Ｘ−ｄ）＋ｅ（Ｘ）−ｄ・ｐ（Ｘ）＋ｋ０１…式（１）′
Ｍ０３（Ｘ）＝Ｆ（Ｘ）＋ｅ（Ｘ）＋ｋ０３ …式（２）′
Ｍ０５（Ｘ）＝Ｆ（Ｘ＋ｄ）＋ｅ（Ｘ）＋ｄ・ｐ（Ｘ）＋ｋ０５…式（３）′
そして、Ｆ（Ｘ）の二階差分を取ると、以下の式（４）′となる。
Δ２Ｆ（Ｘ）
＝｛Ｆ（Ｘ＋ｄ）−２・Ｆ（Ｘ）＋Ｆ（Ｘ−ｄ）｝／ｄ２
＝｛Ｍ０５（Ｘ）−２・Ｍ０３（Ｘ）−Ｍ０１（Ｘ）｝／ｄ２
−｛ｋ０５−２・ｋ０３＋ｋ０１｝／ｄ２
＝｛Ｍ０５（Ｘ）−２・Ｍ０３（Ｘ）−Ｍ０１（Ｘ）｝
−ｋ０１３５／ｄ２…式（４）′
ただし、式（４）′において、ｋ０５−２・ｋ０３＋ｋ０１＝ｋ０１３５とした。
【０００７】
さらに、式（４）′に基づいて、Δ２Ｆ（Ｘ）を二階積分すると、測定値Ｍ０１（Ｘ）〜Ｍ０５（Ｘ）等の項の他に、ｋ０１３５／２ｄ２を係数としたＸ２に比例する項が生じる。したがって、測定値Ｍ０１（Ｘ）〜Ｍ０５（Ｘ）から得られる値は、表面形状Ｆ（Ｘ）からｋ０１３５・Ｘ２／２ｄ２の分ずれ、これは、いわゆる、放物線誤差として知られるゼロ点ずれに起因する誤差である。
したがって、３点法において、このようなゼロ点ずれによる誤差が存在することが知られており、ゼロ点ずれの影響を低減させるために、以下の特許文献、非特許文献に記載の技術が知られている。
【０００８】
特許文献１としての特開２００３−２５４７４７号公報には、検出器取付台に支持された３つの変位検出器（Ａ，Ｂ，Ｃ）間のゼロ点ずれを低減させるために、基準となる試料片を測定して、変位検出器（Ａ，Ｂ，Ｃ）の出力を校正する技術が記載されている。
特許文献１では、凹凸が一致する一組の試料片（１，２）を、それぞれ、予め測定して、試料片（１）による校正値と、試料片（２）による校正値との平均を取ることにより、試料片自体が有する誤差を打ち消して、変位検出器（Ａ，Ｂ，Ｃ）を、真直度の測定前に校正している。
【０００９】
特許文献２としての特開２００６−３３７１１２号公報には、３つの変位センサ（３１，３２，３３）と、前記各変位センサ（３１〜３３）を支持する支持台（３０）と、前記支持台（３０）に対して移動可能なテーブル（２５）と、を有する真直度測定装置（１０）が記載されており、前記テーブル（２５）上に配置された第１の被測定物（１００）の測定面（１００ａ）を、前記変位センサ（３１〜３３）を用いた３点法（逐次３点法）によって、測定面（１００ａ）の形状ｇ３（Ｘ）を測定可能に構成されている。
また、特許文献２には、変位センサ（３１〜３３）とは別に、中央の変位センサ（３２）の対向直線上に配置され、且つ、前記支持台（３０）に支持された一組の変位センサ（４１，４２）が設けられており、前記テーブル（２５）上に配置された補助用の第２の被測定物（２００）の表裏両側の測定面（２００ａ，２００ｂ）を、それぞれの変位センサ（４１，４２）で測定可能に構成されている。
【００１０】
特許文献２に記載の技術では、通常測定時の３点法（逐次３点法）による測定を行う前に、補正のために、第２の被測定物（２００）の反転前後の計２回、第１の被測定物（１００）の測定面（１００ａ）と、第２の被測定物（２００）の測定面（２００ａ，２００ｂ）とを、同時に、測定している。
すなわち、反転法によって、変位センサ（４１，４２）の測定結果から、支持台（３０）に対するテーブル（２５）の走査誤差（並進運動誤差）を得ることで、中央の変位センサ（３２）の測定結果から、走査誤差を消去して、第１の被測定物（１００）の形状をｇ（ｘ）と測定している。また、３つの変位センサ（３１〜３３）を用いた３点法（逐次３点法）によって、第１の被測定物（１００）の形状をｇ３（Ｘ）と測定している。
そして、反転法によるｇ（Ｘ）と、３点法（逐次３点法）によるｇ３（Ｘ）との誤差を、零点誤差補償量｛ｇ（Ｘ）−ｇ３（Ｘ）｝として求めている。そして、新たな第１の被測定物（１００）を、真直度測定装置（１０）の通常測定時、すなわち、３つの変位センサ（３１〜３３）を用いた３点法（逐次３点法）のみによって測定する場合には、前記零点誤差補償量｛ｇ（Ｘ）−ｇ３（Ｘ）｝を用いて、３点法（逐次３点法）で生じるゼロ点ずれに起因する誤差を補正している。
【００１１】
非特許文献１には、３つのプローブを有するプローブユニット（Unit A）と、前記プローブユニット（Unit A）と同様に構成され、且つ前記プローブユニット（Unit A）に対向して配置されたプローブユニット（Unit B）を用いたゼロ点ずれに起因する誤差の補正方法が記載されている。
非特許文献１では、２つのプローブユニット（Unit A，Unit B）を用いて、被測定物（Cylinder）を、１８０°異なる部分である両側について同時に計測した後に、被測定物（Cylinder）を１８０°回転（反転）させて、もう一度、プローブユニット（Unit A，Unit B）を用いて、同時に測定している。
そして、回転前後（反転前後）の各プローブユニット（Unit A，Unit B）の測定値から得られる前記式（４）′に相当する４つの式から、各プローブユニット（Unit A，Unit B）における前記式（４）′のｋ０１３５に相当するゼロ点ずれの差分（α，β）を求めている。そして、求めたゼロ点ずれの差分（α，β）により、３点法による測定値を補正して、被測定物（Cylinder）の表面形状を求めている。なお、非特許文献１では、ゼロ点ずれは、反転前後や測定位置によって変動しない固定値として扱われており、ゼロ点ずれの差分（α，β）も固定値として扱われている。
【００１２】
特許文献３としての特開２００９−４１９８３号公報には、試料（２００）が搭載される回転自在なスピンドル（２１０）と、前記試料（２００）を測定する３つの変位センサ（Ａ，Ｂ，Ｃ）と、前記変位センサ（Ａ，Ｂ，Ｃ）を支持するセンサユニット（２２０）と、前記センサユニット（２２０）を、前記スピンドル（２１０）の径方向に移動可能に支持するセンサキャリッジ（２３０）と、を有する真直形状測定用の装置が記載されている。
特許文献３では、試料（２００）を回転させながら測定し、試料（２００）の表面形状の周期性を利用して、測定値の比較を行うことにより、零点誤差の変動量を求めている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開２００３−２５４７４７号公報（「０００８」〜「０００９」、「００２１」〜「００２４」）
【特許文献２】特開２００６−３３７１１２号公報（「００４３」〜「００５３」、図１、図４）
【特許文献３】特開２００９−４１９８３号公報（「００１８」〜「００４２」、図１〜図３）
【非特許文献】
【００１４】
【非特許文献１】W. Gao et al., “precision measurement of cylinder straightness using a scanning multi-probe system”, Precision Engineering, Journal of the International Societies for Precision Engineering and Nanotechnology, 2002,279-288（ｐ２８０〜２８３）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
特許文献１、２に記載の技術では、真直度の測定前に、予め出力値を補正したり、予め補正量を設定しているが、真直度の測定時にゼロ点ずれが変動した場合には、補正することはできない。
また、非特許文献１に記載の技術では、ゼロ点ずれに起因する誤差を固定値として扱っており、反転や位置移動の変動によるゼロ点ずれについて補正することはできない。
一方、特許文献３に記載の技術では、各変位センサについて、時間変動があるものとして、ゼロ点ずれについて求めているが、スピンドルなどで回転する被測定物を対象としており、被測定物の形状は平面状であることが好ましく、実質的には、被測定物の形状が制限されてしまう。
【００１６】
本発明は、前述の事情に鑑み、ゼロ点ずれを精度良く検出することを技術的課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
前記技術的課題を解決するために、請求項１に記載の発明の真直度測定装置は、
被測定物の表面形状を測定する第１の形状測定器と、
前記被測定物の表面形状を測定する第２の形状測定器と、
前記被測定物の表面形状を測定する第３の形状測定器と、
前記被測定物に沿って相対的に移動可能な測定ユニットであって、前記第１の形状測定器と前記第２の形状測定器と前記第３の形状測定器とを支持する支持部材を有し、前記測定ユニットの前記被測定物に対する相対移動方向の下流側に向って、前記第１の形状測定器と、前記第２の形状測定器と、前記第３の形状測定器と、が配置された前記測定ユニットと、
前記被測定物に対して接近離間する方向である接離方向についての前記第１の形状測定器と前記第２の形状測定器との相対的な位置ずれ量である第１の位置ずれ量を測定する第１のずれ量測定器であって、前記支持部材に支持されて前記測定ユニットと一体的に移動可能な前記第１のずれ量測定器と、
前記接離方向についての前記第１の形状測定器と前記第３の形状測定器との相対的な位置ずれ量である第２の位置ずれ量を測定する第２のずれ量測定器であって、前記支持部材に支持されて前記測定ユニットと一体的に移動可能な前記第２のずれ量測定器と、
を備えたことを特徴とする。
【００１８】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の真直度測定装置において、
前記第１の形状測定器に一体的に支持された放射線を放射する放射部と、
前記第２の形状測定器に一体的に支持され、且つ、前記放射部から放射された放射線が入射する受部を有し、前記受部に前記放射線が入射する位置に基づいて、前記第１の位置ずれ量を測定する前記第１のずれ量測定器と、
前記第３の形状測定器に一体的に支持され、且つ、前記放射部から放射された放射線が入射する受部を有し、前記受部に前記放射線が入射する位置に基づいて、前記第２の位置ずれ量を測定する前記第２のずれ量測定器と、
を備えたことを特徴とする。
【００１９】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の真直度測定装置において、
前記第２の形状測定器に一体的に支持され、前記放射部から放射された放射線を前記第１のずれ量測定器に向う第１の分離放射線と前記第２のずれ量測定器に向う第２の分離放射線とに分離する分離部材と、
前記第１の分離放射線が入射する前記第１のずれ量測定器と、
前記第２の分離放射線が入射する前記第２のずれ量測定器と、
を備えたことを特徴とする。
【００２０】
請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３のいずれかに記載の真直度測定装置において、
前記第１の形状測定器、前記第２の形状測定器及び前記第３の形状測定器のうちのいずれか一つの形状測定器に対して、前記被測定物を挟んで対向する位置に配置され、且つ、前記被測定物の表面形状を測定する第４の形状測定器と、
前記測定ユニットと一体的に、前記被測定物に沿って相対的に移動可能な第２の測定ユニットであって、前記第４の形状測定器を有する前記第２の測定ユニットと、
前記接離方向についての前記一つの形状測定器と前記第４の形状測定器との相対的な位置ずれ量である第３の位置ずれ量を測定する第３のずれ量測定器であって、前記一つの形状測定器又は前記第４の形状測定器に一体的に支持されて、前記測定ユニット及び前記第２の測定ユニットと一体的に移動可能な前記第３のずれ量測定器と、
前記被測定物を、前記移動方向に延びる方向を回転軸として、前記測定ユニット及び前記第２の測定ユニットに対して、相対的に回転させて、前記一つの形状測定器に測定される前記被測定物の表面形状の位置と、前記第４の形状測定器に測定される前記被測定物の表面形状の位置とを、反転させる反転機構と、
を備え、
前記被測定物の表面形状を測定した後に、反転させて、前記被測定物の表面形状を測定することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
請求項１に記載の発明によれば、第１の形状測定器と第２の形状測定器との相対的な位置ずれ量と、第１の形状測定器と第３の形状測定器との相対的な位置ずれ量と、を測定することができ、ゼロ点ずれを精度良く検出することができる。
請求項２に記載の発明によれば、第１の形状測定器に支持された放射部から放射された放射線の入射位置を測定することにより、第１の形状測定器と第２の形状測定器との相対的な位置ずれ量と、第１の形状測定器と第３の形状測定器との相対的な位置ずれ量と、を測定することができる。
請求項３に記載の発明によれば、第１の形状測定器に支持された放射部から放射された放射線を、分離部材により第１の分離放射線と第２の分離放射線とに分離して、第１の分離放射線の入射位置を測定することにより、第１の形状測定器と第２の形状測定器との相対的な位置ずれ量を測定し、第２の分離放射線の入射位置を測定することにより、第１の形状測定器と第３の形状測定器との相対的な位置ずれ量を測定することができる。
請求項４に記載の発明によれば、被測定物を挟んで対向する一つの形状測定器と第４の形状測定器との相対的な位置ずれ量を測定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】図１は本発明の実施例１の真直度測定装置の説明図であり、図１Ａは全体斜視図、図１Ｂは要部拡大斜視図である。
【図２】図２は実施例１のプローブの説明図である。
【図３】図３は実施例１のレーザ放射部と受光ダイオードの説明図であり、図３Ａはレーザ放射部の説明図、図３Ｂは受光ダイオードの説明図、図３Ｃは４分割フォトダイオードの説明図である。
【図４】図４は実施例１のコンピュータが備えている各機能をブロック図で示した図である。
【図５】図５は実施例１のコンピュータが備えている各機能をブロック図で示した図であり、図４の続きの説明図である。
【図６】図６は図２におけるＶＩ−ＶＩ線方向に見た図に相当する実施例１のプローブの測定結果の説明図であり、図６Ａは反転前の説明図、図６Ｂは反転後の説明図である。
【図７】図７は実施例１のゼロ点ずれの説明図であり、図７Ａはレーザ放射部とビームスプリッタと受光ダイオードと各プローブの位置の説明図、図７Ｂは開始位置におけるゼロ点ずれの説明図、図７Ｃは開始位置から移動した状態のゼロ点ずれの説明図である。
【図８】図８は実施例１の相対位置変動量の説明図であり、プローブの位置が変動した場合の説明図である。
【図９】図９は本発明の実施例１の真直度測定処理のフローチャートである。
【図１０】図１０は本発明の実施例１の表面形状演算処理のフローチャートである。
【図１１】図１１は３点法に関する説明図であり、図１１Ａは３点法に用いられる装置の一例の説明図、図１１Ｂはプローブのゼロ点ずれの説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
次に図面を参照しながら、本発明の実施の形態の具体例（以下、実施例と記載する）を説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
なお、以下の図面を使用した説明において、理解の容易のために説明に必要な部材以外の図示は適宜省略されている。
【実施例１】
【００２４】
図１は実施例１の真直度測定装置の説明図であり、図１Ａは全体斜視図、図１Ｂは要部拡大斜視図である。
なお、以後の説明の理解を容易にするために、図面において、上下方向をＸ軸方向、前後方向をＹ軸方向、左右方向をＺ軸方向とし、矢印Ｘ，−Ｘ，Ｙ，−Ｙ，Ｚ，−Ｚで示す方向または示す側をそれぞれ、上方、下方、前方、後方、右方、左方、または、上側、下側、前側、後側、右側、左側、とする。
また、図中、「○」の中に「・」が記載されたものは紙面の裏から表に向かう矢印を意味し、「○」の中に「×」が記載されたものは紙面の表から裏に向かう矢印を意味するものとする。
【００２５】
図１において、実施例１の真直度測定装置Ａは、床面に支持された土台部材の一例としてのベース部１を有する。前記ベース部１には、反転機構の一例としてのターンテーブル２が設けられている。前記ターンテーブル２は、上下方向に延びる方向を回転軸として前記ベース部１に対して回転可能に支持されている。前記ターンテーブル２には、真直度の測定される被測定物の一例としての棒材３が支持されている。前記棒材３は、前記ターンテーブル２と共に、上下方向に延びる方向を回転軸として回転可能に支持されている。
また、前記ベース部１には、前記棒材３に沿って上下方向に延びる案内部材の一例としてのリニアガイド４が支持されている。さらに、前記ベース部１には、前記棒材３に沿って上下方向に延びる位置制御部材の一例としてのネジ軸６が回転可能に支持されている。前記リニアガイド４及びネジ軸６には、支持部材の一例であって、移動部材の一例としての走査ステージ７が支持されている。前記走査ステージ７は、前記ネジ軸６が回転して、いわゆるボールネジ機構により、前記リニアガイド４に沿って上下方向に直線移動する。
【００２６】
図２は実施例１のプローブの説明図である。
図１、図２において、前記走査ステージ７の下方には、第１の結合部材の一例としての下側マウントプレート８を介して、第１の形状測定器の一例としての下側プローブＰ１が一体的に支持されている。
図２において、実施例１の下側プローブＰ１は、測定線の一例としてのシート状レーザＰ１ａを発する発光部９と、前記シート状レーザＰ１ａを受光する受光部１１とを有している。そして、実施例１の下側プローブＰ１では、棒材３の表面の境界部に、前記シート状レーザＰ１ａが照射され、棒材３によって遮られずに受光部１１に到達したシート状レーザＰ１ａの位置により、棒材３の表面形状を測定する。
【００２７】
図１、図２において、前記走査ステージ７の下側プローブＰ１の上方には、第２の結合部材の一例としての中側マウントプレート１２を介して、第２の形状測定器の一例としての中側プローブＰ３が一体的に支持されている。また、前記走査ステージ７の中側プローブＰ３の上方には、第３の結合部材の一例としての上側マウントプレート１３を介して、第３の形状測定器の一例としての上側プローブＰ５が一体的に支持されている。
前記中側プローブＰ３の前方には、第４の結合部材の一例としてのマウントプレート１４を介して、第４の形状測定器の一例としての対向プローブＰ４が一体的に支持されている。前記対向プローブＰ４の発光部９と受光部１１は保持部材の一例としての保持バー１６により互いの位置が保持されている。これにより、前記対向プローブＰ４は、前記マウントプレート１４、中側プローブＰ３を介して、前記走査ステージ７に一体的に支持されている。
【００２８】
前記対向プローブＰ４は、前記中側プローブＰ３に対して、前記棒材３を挟んで対向する位置に配置されており、前記中側プローブＰ３が測定する部分に対して、上下方向に延びる方向を回転軸として１８０°異なる反対側の表面部分を測定するように設定されている。
なお、前記中側プローブＰ３、上側プローブＰ５及び対向プローブＰ４は、棒材３の測定する部分が異なる点以外は、前記下側プローブＰ１と同様に構成されているため、その詳細な説明は省略する。
【００２９】
図３はレーザ放射部と受光ダイオードの説明図であり、図３Ａはレーザ放射部の説明図、図３Ｂは受光ダイオードの説明図、図３Ｃは４分割フォトダイオードの説明図である。
図１において、下側プローブＰ１における発光部９の右側には、放射部の一例としてのレーザ放射部２１が一体的に支持されている。
図３Ａにおいて、前記レーザ放射部２１には、伝送路の一例としての光ファイバ２６の一端が接続されている。前記光ファイバ２６により、前記レーザ放射部２１内に、外部の放射線源の一例としてのレーザ光源２７が放射する放射線の一例としてのレーザビーム２８が案内される。
案内されたレーザビーム２８は、光学素子の一例としてのレンズ２９を通過して、上方の中側プローブＰ３に向って放射される。
【００３０】
図１Ｂにおいて、前記中側プローブＰ３の発光部９の右側には、受光装置の一例としての受光ホルダ３１が一体的に支持されている。前記受光ホルダ３１には、前記レーザ放射部２１から放射されるレーザビーム２８に対応して、分離部材の一例としてのビームスプリッタ３２が一体的に支持されている。図１Ｂ、図３において、前記ビームスプリッタ３２は、前記レーザ放射部２１から放射されたレーザビーム２８を右側に向う第１の分離放射線の一例としての反射ビーム３３と、上側の上側プローブＰ５に向う第２の分離放射線の一例としての透過ビーム３４とに分離する。
前記受光ホルダ３１の右側、すなわち、前記反射ビーム３３が向う側には、第１のずれ量測定器の一例としての中側受光ダイオード３６が一体的に支持されている。図３Ｂにおいて、前記中側受光ダイオード３６は、受部の一例としての４分割フォトダイオード３６ａを有している。前記４分割フォトダイオード３６ａには、前記反射ビーム３３が入射する。
【００３１】
なお、図３Ｃにおいて、前記４分割フォトダイオード３６ａは、４つの受光領域３６ａ１，３６ａ２，３６ａ３，３６ａ４を有しており、前記受光領域３６ａ１，３６ａ２，３６ａ３，３６ａ４が順に、反射ビーム３３の入射方向から見て半時計周りに配置されて、全体として一つの受光領域３６ａ１＋３６ａ２＋３６ａ３＋３６ａ４が構成されている。実施例１の前記４分割フォトダイオード３６ａでは、受光領域３６ａ１，３６ａ２が上側になるように配置され、受光領域３６ａ１，３６ａ４が前側になるように配置されている。
そして、前記反射ビーム３３が入射すると、各受光領域３６ａ１〜３６ａ４に入射した光量に応じた信号を出力する。
ここで、反射ビーム３３が入射した場合に、受光領域３６ａ１，３６ａ２，３６ａ３，３６ａ４の測定値を順に、Ｅａ１，Ｅａ２，Ｅａ３，Ｅａ４で表すと、前側を正として、（Ｅａ１＋Ｅａ４−Ｅａ２−Ｅａ３）／（Ｅａ１＋Ｅａ２＋Ｅａ３＋Ｅａ４）で反射ビーム３３の前後方向の位置が測定される。また、上側を正として、（Ｅａ１＋Ｅａ２−Ｅａ３−Ｅａ４）／（Ｅａ１＋Ｅａ２＋Ｅａ３＋Ｅａ４）で反射ビーム３３の上下方向の位置が測定される。
【００３２】
前記中側受光ダイオード３６は、前記反射ビーム３３の入射位置に基づいて、棒材３に接近離間する方向の一例としての前後方向についての前記下側プローブＰ１と前記中側プローブＰ３との相対的な位置ずれ量である第１の位置ずれ量の一例としての下側ゼロ点ずれを測定する。
【００３３】
前記上側プローブＰ５の発光部９の右側には、第２のずれ量測定器の一例としての上側受光ダイオード３７が一体的に支持されている。前記上側受光ダイオード３７は、受部の一例としての４分割フォトダイオード３７ａを有している。前記４分割フォトダイオード３７ａには、透過ビーム３４が入射する。そして、前記上側受光ダイオード３７は、前記透過ビーム３４の入射位置に基づいて、前記中側受光ダイオード３６と同様の構成で、前後方向についての前記下側プローブＰ１と前記上側プローブＰ５との相対的な位置ずれ量である第２の位置ずれ量を測定することにより、前後方向についての前記中側プローブＰ３と上側プローブＰ５との相対的な位置ずれ量の一例としての上側ゼロ点ずれを測定する。
【００３４】
前記中側プローブＰ３の上部には、第３のずれ量測定器の一例としての渦電流センサ４１が一体的に支持されている。前記渦電流センサ４１の前方には、被検知部の一例としてのセンサターゲット４２が配置されており、前記対向プローブＰ４の発光部９の上部に一体的に支持されている。
前記渦電流センサ４１は、磁界をセンサターゲット４２にかけて渦電流を発生させ、渦電流による前記渦電流センサ４１側のインピーダンスの発振状態を測定することにより、距離を測定することができ、棒材３に接近離間する方向の一例としての前後方向について、中側プローブＰ３と対向プローブＰ４との相対的な位置ずれ量である第３の位置ずれ量の一例としての対向位置変動量を測定する。
【００３５】
前記下側プローブＰ１と、中側プローブＰ３と、上側プローブＰ５と、走査ステージ７と、下側マウントプレート８と、中側マウントプレート１２と、上側マウントプレート１３と、レーザ放射部２１と、受光ホルダ３１のビームスプリッタ３２、中側受光ダイオード３６と、上側受光ダイオード３７と、渦電流センサ４１とにより、実施例１の測定ユニットの一例としての３点法ユニットＵ１が構成されている。
前記３点法ユニットＵ１は、棒材３に対する相対的な移動方向の下流側の一例として、３点法ユニットＵ１自体が、前記リニアガイド４に沿って上側に移動可能に構成されている。
また、前記対向プローブＰ４と、マウントプレート１４と、保持バー１６と、ターゲット４２とにより、実施例１の第２の測定ユニットの一例としての反転ユニットＵ２が構成されている。
前記反転ユニットＵ２は、走査ステージ７に支持されており、前記３点法ユニットＵ１と一体的に、棒材３に沿って上側移動可能に構成されている。
【００３６】
図１において、前記ベース部１、ターンテーブル２、リニアガイド４、ネジ軸６、３点法ユニットＵ１及び反転ユニットＵ２等により、実施例１の真直度測定装置Ａが構成されている。
前記真直度測定装置Ａは、情報処理装置の一例としてのコンピュータＣにより、制御されて、図示しない駆動源により、ターンテーブル１やネジ軸６の回転が制御されて、３点法ユニットＵ１及び反転ユニットＵ２と、棒材３との相対的な測定位置の関係が制御される。
また、前記コンピュータＣにより、各プローブＰ１，Ｐ３，Ｐ４，Ｐ５、レーザ放射部２１及び渦電流センサ４１が制御され、各プローブＰ１，Ｐ３，Ｐ４，Ｐ５、各受光ダイオード３６，３７及び渦電流センサ４１の測定結果が、コンピュータＣに送信されて処理される。
【００３７】
（実施例１のコンピュータＣの説明）
図４は実施例１のコンピュータが備えている各機能をブロック図で示した図である。
図５は実施例１のコンピュータが備えている各機能をブロック図で示した図であり、図４の続きの説明図である。
図４、図５において、前記コンピュータＣは、外部との信号の入出力および入出力信号レベルの調節等を行う入出力信号調節部の一例としての入出力インターフェース、いわゆる、Ｉ／Ｏ、必要な処理を実行するためのプログラムおよびデータ等が記憶されたリードオンリーメモリ、いわゆる、ＲＯＭ、必要なデータを一時的に記憶するためのランダムアクセスメモリ、いわゆる、ＲＡＭ、前記ＲＯＭに記憶されたプログラムに応じた処理を行う中央演算処理装置、いわゆる、ＣＰＵ、ならびにクロック発振器等を有しており、前記ＲＯＭに記憶されたプログラムを実行することにより種々の機能を実現することができる。
【００３８】
（コンピュータＣに接続された信号入力要素）
前記コンピュータＣは、入力装置Ｈ１、下側プローブＰ１、中側プローブＰ３、上側プローブＰ５、対向プローブＰ４、中側受光ダイオード３６、上側受光ダイオード３７、渦電流センサ４１等の信号入力要素からの信号が入力されている。
Ｈ１：入力装置
入力装置Ｈ１は、いわゆる、キーボードやマウスにより構成されており、キーボードやマウスが操作されて、設定が入力されたり、コンピュータＣによる処理が開始されたりする。
【００３９】
図６は図２におけるＶＩ−ＶＩ線方向に見た図に相当する実施例１のプローブの測定結果の説明図であり、図６Ａは反転前の説明図、図６Ｂは反転後の説明図である。
なお、図６において、理解を容易にするために、前記各プローブＰ１，Ｐ３，Ｐ４，Ｐ５を模式的に表し、それぞれ、符号Ｐ１′，Ｐ３′，Ｐ４′，Ｐ５′で表している。
図６において、３点法ユニットＵ１及び反転ユニットＵ２の移動方向、すなわち、上下方向をＸ軸方向として、中側プローブＰ３が測定する位置を位置Ｘで表す。
図６Ａにおいて、３点法ユニットＵ１のプローブＰ１′，Ｐ３′，Ｐ５′に測定される棒材３の表面形状をｆ（Ｘ）で表す。また、反転ユニットＵ２の対向プローブＰ４′に測定される表面形状、すなわち、表面形状がｆ（Ｘ）の部分とは１８０°異なる反対側の表面形状をｇ（Ｘ）で表す。
【００４０】
Ｐ１：下側プローブ
図２において、下側プローブＰ１は、棒材３の表面形状ｆ（Ｘ）を測定する。実施例１の下側プローブＰ１は、受光部１１がシート状レーザＰ１ａを受光して、受光したシート状レーザＰ１ａの後端の境界位置を基準として、受光したシート状レーザＰ１ａの前端の境界位置までの距離ｍ１（Ｘ）を測定することにより、表面形状ｆ（Ｘ）を測定する。
図６Ａにおいて、理解の容易のために、距離ｍ１（Ｘ）を、下側プローブＰ１′の先端から棒材３表面までの距離ｍ１（Ｘ）として模式的に示す。
Ｐ３：中側プローブ
中側プローブＰ３は、前記下側プローブＰ１と同様の構成で、距離ｍ３（Ｘ）を測定し、棒材３の表面形状ｆ（Ｘ）を測定する。
図６Ａにおいて、理解の容易のために、前記距離ｍ３（Ｘ）は、中側プローブＰ３′の先端から棒材３表面までの距離ｍ３（Ｘ）として模式的に示す。
【００４１】
Ｐ５：上側プローブ
上側プローブＰ５は、前記下側プローブＰ１と同様の構成で、距離ｍ５（Ｘ）を測定し、棒材３の表面形状ｆ（Ｘ）を測定する。
図６Ａにおいて、理解の容易のために、距離ｍ５（Ｘ）は、上側プローブＰ５′の先端から棒材３表面までの距離ｍ５（Ｘ）として模式的に示す。
Ｐ４：対向プローブ
対向プローブＰ４は、前記下側プローブＰ１と同様の構成で、距離ｍ４（Ｘ）を測定し、棒材３の表面形状ｇ（Ｘ）を測定する。
図６Ａにおいて、理解の容易のために、距離ｍ４（Ｘ）は、対向プローブＰ４′の先端から棒材３表面までの距離ｍ４（Ｘ）として模式的に示す。
【００４２】
３６：中側受光ダイオード
図３において、中側受光ダイオード３６は、４分割フォトダイオード３６ａにより、反射レーザ３３を測定する。
３７：上側受光ダイオード
図３において、上側受光ダイオード３７は、４分割フォトダイオード３７ａにより、透過レーザ３４を測定する。
４１：渦電流センサ
渦電流センサ４１は、渦電流による前記渦電流センサ４１側のインピーダンスの発振状態の測定結果に基づいて、センサターゲット４２との距離Ｗ３４（Ｘ）を測定する。
図６Ａにおいて、理解の容易のために、渦電流センサ４１が中側プローブＰ２′の先端に配置され、且つ、センサターゲット４２が対向プローブＰ４′の先端に配置されているものと考えて、前記距離Ｗ３４（Ｘ）を、中側プローブＰ２′の先端から対向プローブＰ４′の先端までの距離Ｗ３４として模式的に表す。
なお、図６において、下側プローブＰ１と中側プローブＰ３の移動方向、すなわち、上下方向の間隔を距離ｄ１３と表し、中側プローブＰ３と上側プローブＰ５の上下方向の間隔を距離ｄ３５とする。
【００４３】
（コンピュータＣに接続された制御要素）
コンピュータＣは、ディスプレイＨ２、ネジ軸駆動回路Ｄ１、ターンテーブル駆動回路Ｄ２、レーザ駆動回路Ｄ３、その他の制御要素に接続されており、それらの作動制御信号を出力している。
Ｈ２：ディスプレイ
表示器の一例としてのディスプレイＨ２は、コンピュータＣで処理された情報を表示する。
Ｄ１：ネジ軸駆動回路
ネジ軸駆動回路Ｄ１は、駆動源の一例としてのネジ軸用モータＭ１を介して、ネジ軸６を回転させて、走査ステージ７を上側である下流、又は、下側である上流に移動させて、３点法ユニットＵ１及び反転ユニットＵ２を棒材３に沿って移動させる。
Ｄ２：ターンテーブル駆動回路
ターンテーブル駆動回路Ｄ２は、駆動源の一例としてのテーブル用駆動モータＭ２を介して、前記ターンテーブル２を１８０°回転させて、各プローブＰ１，Ｐ３，Ｐ４，Ｐ５に対向する棒材３の表面を反転させる。
Ｄ３：レーザ駆動回路
レーザ駆動回路Ｄ３は、レーザ光源２７にレーザビーム２８を放射させて、レーザ放射部２１からレーザビーム２８を放射させる。
【００４４】
（コンピュータＣの機能）
前記コンピュータＣは、前記入力装置Ｈ１、下側プローブＰ１、中側プローブＰ３、上側プローブＰ５、対向プローブＰ４、中側受光ダイオード３６、上側受光ダイオード３７、渦電流センサ４１等の前記信号出力要素からの入力信号に応じた処理を実行して、前記各制御要素に制御信号を出力する機能を有している。すなわち、コンピュータＣは次の機能を有している。
Ｃ１：表面測定手段
表面測定手段Ｃ１は、ステージ移動制御手段Ｃ１Ａと、ターンテーブル制御手段Ｃ１Ｂと、プローブ出力記憶手段Ｃ１Ｃとを有しており、各プローブＰ１，Ｐ３，Ｐ４，Ｐ５により、棒材３の表面形状を測定する。
【００４５】
Ｃ１Ａ：ステージ移動制御手段
ステージ移動制御手段Ｃ１Ａは、ネジ軸回転判別手段Ｃ１Ａ１を有し、前記ネジ軸駆動回路Ｄ１を介して、ネジ軸６を回転させることにより、走査ステージ７の上下方向の移動を制御する。すなわち、図６Ａにおいて、前記ステージ移動制御手段Ｃ１Ａにより、３点法ユニットＵ１及び反転ユニットＵ２の上下方向の移動が制御され、中側プローブＰ２の測定位置が位置Ｘの場合における棒材３の表面形状が測定可能となる。
実施例１のステージ移動制御手段Ｃ１Ａは、前記走査ステージ７を、下方に予め設定された開始位置から上方に予め設定された折返位置まで、予め設定された速度のままで移動させる。そして、前記ステージ移動制御手段Ｃ１Ａは、走査ステージ７を、前記折返位置から前記開始位置まで、前記速度のままで移動させる。
【００４６】
Ｃ１Ａ１：ネジ軸回転判別手段
ネジ軸回転判別手段Ｃ１Ａ１は、ネジ軸６が、予め設定された移動間隔角度Ｒ回転したか否かを判別すると共に、ネジ軸６が、予め設定された到達回数Ｎａ［回］、前記移動間隔角度Ｒだけ回転したか否かを判別する。
なお、前記移動間隔角度Ｒは、プローブＰ１，Ｐ３，Ｐ４，Ｐ５の測定間隔に対応する回転角度に設定されている。実施例１では、前記移動間隔角度Ｒは、ある測定位置Ｘに対して、原則として、Ｘ−ｄ１３，Ｘ＋ｄ３５も測定位置となるような角度として設定されている。また、前記到達回数Ｎａは、棒材３の測定可能領域の最大幅に対応して設定されており、ネジ軸６が角度Ｒ×Ｎａ、回転した場合に、走査ステージ７が開始位置と折返位置との間を移動する回数として設定されている。
【００４７】
Ｃ１Ｂ：ターンテーブル制御手段
ターンテーブル制御手段Ｃ１Ｂは、前記ターンテーブル駆動回路Ｄ２を介して、ターンテーブル２を反転させる。
実施例１のターンテーブル制御手段Ｃ１Ｂは、走査ステージ７が折返位置に到達した場合に、ターンテーブル２を反転させて、ターンテーブル２上の棒材３を反転させる。
図６Ｂにおいて、これにより、３点法ユニットＵ１の各プローブＰ１，Ｐ３，Ｐ５に測定される棒材３の表面部分と、反転ユニットＵ２の対向プローブＰ４に測定される棒材３の表面部分とが切り替えられる。
【００４８】
Ｃ１Ｃ：プローブ出力記憶手段
プローブ出力記憶手段Ｃ１Ｃは、下側プローブ出力記憶手段Ｃ１Ｃ１と、中側プローブ出力記憶手段Ｃ１Ｃ２と、上側プローブ出力記憶手段Ｃ１Ｃ３と、対向プローブ出力記憶手段Ｃ１Ｃ４とを有し、反転前後の位置Ｘにおける各プローブＰ１，Ｐ３，Ｐ５，Ｐ４の出力を、それぞれの各プローブ出力記憶手段Ｃ１Ｃ１〜Ｃ１Ｃ４が記憶する。
実施例１のプローブ出力記憶手段Ｃ１Ｃでは、予め設定された移動間隔角度Ｒで、プローブＰ１，Ｐ３，Ｐ５，Ｐ４の出力を記憶することで、位置Ｘにおける出力が記憶される。
【００４９】
Ｃ２：受光ダイオード出力記憶手段
受光ダイオード出力記憶手段Ｃ２は、中側受光ダイオード出力記憶手段Ｃ２Ａと、上側受光ダイオード出力記憶手段Ｃ２Ｂとを有し、受光ダイオード３６，３７の出力を記憶する。
Ｃ２Ａ：中側受光ダイオード出力記憶手段
中側受光ダイオード出力記憶手段Ｃ２Ａは、反転前後の位置Ｘにおける４分割フォトダイオード３６ａの各受光領域３６ａ１〜３６ａ４の出力Ｅａ１〜Ｅａ４を記憶する。
実施例１では、中側受光ダイオード出力記憶手段Ｃ２Ａは、前記プローブ出力記憶手段Ｃ１Ｃの記憶する時期、いわゆる、記憶するタイミングと同期をとって、出力Ｅａ１〜Ｅａ４を位置Ｘ毎に記憶する。
【００５０】
Ｃ２Ｂ：上側受光ダイオード出力記憶手段
上側受光ダイオード出力記憶手段Ｃ２Ｂは、中側受光ダイオード出力記憶手段Ｃ２Ａと同様に構成されており、対応する受光ダイオード３７が異なるだけなのでその詳細な説明は省略する。
Ｃ３：渦電流センサ出力記憶手段
渦電流センサ出力記憶手段Ｃ３は、反転前後の位置Ｘにおける渦電流センサ４１の出力Ｗ３４（Ｘ）を記憶する。
実施例１では、渦電流センサ出力記憶手段Ｃ３は、前記プローブ出力記憶手段Ｃ１Ｃの記憶するタイミングと同期をとって、渦電流センサ４１の出力Ｗ３４（Ｘ）を反転前後の位置Ｘ毎に記憶する。
【００５１】
Ｃ４：ビーム入射位置演算手段
ビーム入射位置演算手段Ｃ４は、反射ビーム入射位置演算手段Ｃ４Ａと、透過ビーム入射位置演算手段Ｃ４Ｂとを有し、前記受光ダイオード出力記憶手段Ｃ２の記憶情報に基づいて、反射ビーム３３と透過ビーム３４とについて、反転前後の位置Ｘ毎の入射位置を演算する。
Ｃ４Ａ：反射ビーム入射位置演算手段
反射ビーム入射位置演算手段Ｃ４Ａは、中側受光ダイオード出力記憶手段Ｃ２Ａの記憶情報に基づいて、反射ビーム３３の位置Ｘ毎の入射位置を演算する。
実施例１の反射ビーム入射位置演算手段Ｃ４Ａは、前記中側受光ダイオード出力記憶手段Ｃ２Ａの記憶情報に基づいて、４分割フォトダイオード３６ａの各受光領域３６ａ１〜３６ａ４に対応する位置Ｘ毎の出力値Ｅａ１〜Ｅａ４から、反射ビーム３３の前後方向及び上下方向の入射位置を演算する。
【００５２】
すなわち、図３Ｃにおいて、実施例１の反射ビーム入射位置演算手段Ｃ４Ａは、反射ビーム３３の前後方向の入射位置については、前側を正として、（Ｅａ１＋Ｅａ４−Ｅａ２−Ｅａ３）／（Ｅａ１＋Ｅａ２＋Ｅａ３＋Ｅａ４）により演算する。また、前記反射ビーム入射位置演算手段Ｃ４Ａは、反射ビーム３３ａの上下方向の入射位置については、上側を正として、（Ｅａ１＋Ｅａ２−Ｅａ３−Ｅａ４）／（Ｅａ１＋Ｅａ２＋Ｅａ３＋Ｅａ４）により演算する。
【００５３】
Ｃ４Ｂ：透過ビーム入射位置演算手段
透過ビーム入射位置演算手段Ｃ４Ｂは、上側受光ダイオード出力記憶手段Ｃ２Ｂの記憶情報に基づいて、透過ビーム３４の位置Ｘ毎の入射位置を演算する。
透過ビーム入射位置演算手段Ｃ４Ｂは、前記反射ビーム入射位置演算手段Ｃ４Ａと同様に構成されるため、その詳細な説明は省略する。
【００５４】
Ｃ５：ビーム位置ずれ演算手段
ビーム位置ずれ演算手段Ｃ５は、反射ビーム位置ずれ演算手段Ｃ５Ａと、透過ビーム位置ずれ演算手段Ｃ５Ｂとを有し、反射ビーム３３、透過ビーム３４の入射位置の基準位置に対する位置ずれ量Δｔ３（Ｘ），Δｔ５（Ｘ）を演算する。
なお、実施例１では、前記ビーム位置ずれ演算手段Ｃ５は、前後方向の成分についての位置ずれ量Δｔ３（Ｘ），Δｔ５（Ｘ）を演算する。
Ｃ５Ａ：反射ビーム位置ずれ演算手段
反射ビーム位置ずれ演算手段Ｃ５Ａは、前記中側受光ダイオード３６の測定結果に基づいて、反射ビーム３３の入射位置の位置ずれ量Δｔ３（Ｘ）を演算する。
実施例１の反射ビーム位置ずれ演算手段Ｃ５Ａは、中側受光ダイオード３６の測定結果としての前記反射ビーム入射位置演算手段Ｃ４Ａの演算結果に基づいて、反射ビーム３３の入射位置の位置ずれ量Δｔ３（Ｘ）を演算する。
すなわち、実施例１の反射ビーム位置ずれ演算手段Ｃ５Ａは、測定開始の際の開始位置Ｘ０における入射位置ｔ３０を基準位置として、他の位置Ｘにおける入射位置ｔ３（Ｘ）の反射ビーム位置ずれ量Δｔ３（Ｘ）（＝ｔ３（Ｘ）−ｔ３０）を演算する。
【００５５】
Ｃ５Ｂ：透過ビーム位置ずれ演算手段
透過ビーム位置ずれ演算手段Ｃ５Ｂは、前記上側受光ダイオード３７の測定結果に基づいて、透過ビーム３４の入射位置の位置ずれ量Δｔ５（Ｘ）を演算する。
実施例１の透過ビーム位置ずれ演算手段Ｃ５Ｂは、上側受光ダイオード３７の測定結果としての前記透過ビーム入射位置演算手段Ｃ４Ｂの演算結果に基づいて、透過ビーム３４の入射位置の位置ずれ量Δｔ５（Ｘ）を演算する。
すなわち、実施例１の透過ビーム位置ずれ演算手段Ｃ５Ｂは、測定開始の際の開始位置Ｘ０における入射位置ｔ５０（＝ｔ５（Ｘ０））を基準位置として、他の位置Ｘにおける入射位置ｔ５（Ｘ）の透過ビーム位置ずれ量Δｔ５（Ｘ）（＝ｔ５（Ｘ）−ｔ５０）を演算する。
【００５６】
図７は実施例１のゼロ点ずれの説明図であり、図７Ａはレーザ放射部、ビームスプリッタ、受光ダイオード及び各プローブの位置の説明図、図７Ｂは開始位置におけるゼロ点ずれの説明図、図７Ｃは開始位置から移動した状態のゼロ点ずれの説明図である。
なお、図６、図７以降において、理解の容易のために、レーザ放射部２１、ビームスプリッタ３２、受光ダイオード３６，３７、各プローブＰ１，Ｐ３，Ｐ５等は模式的に示してあり、それらを、符号２１′，３２′，３６′，３７′，Ｐ１′，Ｐ３′，Ｐ５′で示している。また、模式的に示しているため、ビームスプリッタ３２′の傾斜する方向や反射ビーム３３の進む方向は、実施例１の真直度測定装置Ａにおける方向とは異なる方向で表されている。
【００５７】
Ｃ６：相対位置変動量演算手段
相対位置変動量演算手段Ｃ６は、前記ビーム位置ずれ演算手段Ｃ５の演算結果に基づいて、位置Ｘ毎の相対位置変動量Δｋ（Ｘ）を演算する。
実施例１の相対位置変動量演算手段Ｃ６は、以下の説明に基づいて、相対位置変動量Δｋ（Ｘ）を演算する。
図６〜図７において、組み付け誤差などにより、各プローブＰ１′，Ｐ３′，Ｐ５′の間には測定基準のずれが生じている場合がある。また、これらの測定基準のずれは、熱変動などにより、位置Ｘ毎に異なる場合がある。そこで、図６〜図７において、測定基準のずれを表すために、中側プローブＰ３′の先端位置に対する下側プローブＰ１′の先端位置の前後方向のずれを下側ゼロ点ずれとしてｋ１３（Ｘ）と表す。また、中側プローブＰ３′の先端位置に対する上側プローブＰ５′の先端位置の前後方向のずれを上側ゼロ点ずれとしてｋ３５（Ｘ）と表す。
また、図６〜図７において、下側プローブＰ１と中側プローブＰ３の移動方向、すなわち、上下方向の間隔を距離ｄ１３と表し、中側プローブＰ３と上側プローブＰ５の上下方向の間隔を距離ｄ３５とする。
ここで、図７Ｂ、図７Ｃにおいて、ゼロ点ずれｋ（Ｘ）を、以下の式（５）のように定義する。
ｋ（Ｘ）＝ｋ１３ （Ｘ）／ｄ１３＋ｋ３５ （Ｘ）／ｄ３５…式（５）
【００５８】
図７Ｂにおいて、下側プローブＰ１′について、開始位置Ｘ０のレーザビーム２８の出射位置に対応する部分をＰ１０（＝Ｐ１（Ｘ０））で表す。また、中側プローブＰ２′については、開始位置Ｘ０のレーザビーム２８のビームスプリッタ３２′への入射位置に対応する部分をＰ３０（＝Ｐ３（Ｘ０））で表す。さらに、開始位置Ｘ０の上側プローブＰ３′について、透過ビーム３４の入射位置に対応する部分をＰ５０（＝Ｐ５（Ｘ０））で表す。そして、図７Ｃにおいて、各プローブＰ１′，Ｐ３′，Ｐ５′に設定された部分Ｐ１０，Ｐ３０，Ｐ５０の変動後の前後方向の位置について、それぞれ、Ｐ１（Ｘ），Ｐ３（Ｘ），Ｐ５（Ｘ）で表す。
【００５９】
図７Ｃにおいて、走査ステージ７が移動して、ゼロ点ずれｋ（Ｘ）が変動した場合を考える。ｋ（Ｘ）の変動を伴わない全体の傾斜、すなわち、姿勢の変動は、３点法においては無視して構わないことが知られているので（例えば、非特許文献１）、前記ゼロ点ずれｋ（Ｘ）においても無視して考える。
ここで、下側プローブＰ１′の位置Ｐ１（Ｘ）と上側プローブＰ５′の位置Ｐ５（Ｘ）とを結ぶ直線Ｐ１（Ｘ）Ｐ５（Ｘ）が姿勢を表すものと考え、前記直線Ｐ１（Ｘ）Ｐ５（Ｘ）がＸ軸方向に延びているものとみなして、直線Ｐ１（Ｘ）Ｐ５（Ｘ）からの前後方向の位置Ｐ３（Ｘ）の相対位置変動量をΔｋ（Ｘ）とすると、位置Ｘにおけるゼロ点ずれｋ（Ｘ）は、以下の式（６）と表せる。
ｋ（Ｘ）
＝ｋ１３ （Ｘ）／ｄ１３＋ｋ３５（Ｘ）／ｄ３５
＝（ｋ１３ （Ｘ０）−Δｋ（Ｘ））／ｄ１３
＋（ｋ３５ （Ｘ０）−Δｋ（Ｘ））／ｄ３５
＝ｋ１３ （Ｘ０）／ｄ１３＋ｋ３５（Ｘ０）／ｄ３５
−Δｋ（Ｘ）・（１／ｄ１３＋１／ｄ３５）
＝ｋ （Ｘ０）−Δｋ（Ｘ）・（１／ｄ１３＋１／ｄ３５）…式（６）
したがって、相対位置変動量Δｋ（Ｘ）が求まれば、前記式（６）によって、ゼロ点ずれｋ（Ｘ）が求められる。
【００６０】
図８は実施例１の相対位置変動量の説明図であり、プローブの位置が変動した場合の説明図である。
図８において、位置Ｘにおけるレーザビーム２８の放射方向が、開始位置Ｘ０の放射方向に対して微小角θ（Ｘ）変動している。また、各プローブＰ１′，Ｐ３′，Ｐ５′も位置Ｐ１（Ｘ），Ｐ３（Ｘ），Ｐ５（Ｘ）に移動している。
このとき、中側受光ダイオード３６には、反射ビーム３３が位置ｔ３（Ｘ）に入射したと測定される。また、上側受光ダイオード３７には、透過ビーム３４が、位置ｔ５（Ｘ）に入射したと測定される。
ここで、レーザビーム２８の直進性を考慮して、図８より、相対位置変動量Δｋ（Ｘ）は、以下の式（７）と表せる。
Δｋ（Ｘ）
＝Δｔ３（Ｘ）−Δｔ５（Ｘ）・ｄ１３／（ｄ１３＋ｄ３５）…式（７）
したがって、実施例１の前記位置変動量演算手段Ｃ６は、反射ビーム位置ずれ量Δｔ３（Ｘ）、透過ビーム位置ずれ量Δｔ５（Ｘ）に基づいて、位置Ｘにおける相対位置変動量Δｋ（Ｘ）を式（７）によって、演算する。
【００６１】
Ｃ７：対向位置変動量演算手段
対向位置変動量演算手段Ｃ７は、前記渦電流センサ４１の測定結果に基づいて、反転前後の位置Ｘにおける対向位置変動量ΔＷ３４（Ｘ）を演算する。
図６において、実施例１の対向位置変動量演算手段Ｃ７は、開始位置Ｘ０における測定結果Ｗ３４０（＝Ｗ３４（Ｘ０））と、前記測定結果Ｗ３４（Ｘ）に基づいて、対向位置変動量ΔＷ３４（Ｘ）（＝Ｗ３４（Ｘ）−Ｗ３４０）を演算する。
【００６２】
Ｃ８：表面形状演算手段
表面形状演算手段Ｃ８は、二階差分値演算手段Ｃ８Ａと、二階積分演算手段Ｃ８Ｂとを有し、前記プローブ出力記憶手段Ｃ１Ｃの記憶情報と、相対位置変動量演算手段Ｃ６の演算結果と、対向位置変動量演算手段Ｃ７の演算結果とに基づいて、棒材３の表面形状ｆ（Ｘ），ｇ（Ｘ）を演算する。
Ｃ８Ａ：二階差分値演算手段
二階差分値演算手段Ｃ８Ａは、前記プローブ出力記憶手段Ｃ１Ｃの記憶情報と、前記演算手段Ｃ６，Ｃ７の演算結果に基づいて、表面形状ｆ（Ｘ），ｇ（Ｘ）の二階差分値Δ２ｆ（Ｘ），Δ２ｇ（Ｘ）を演算する。
実施例１の二階差分値演算手段Ｃ８Ａでは、以下の処理に基づく演算が行われる。
【００６３】
図６において、走査ステージ７が移動する際のプローブＰ３′の前後方向の設定位置をＫ３とし、Ｋ３からの前後方向の移動誤差を走査誤差ｅ（Ｘ）として表し、走査ステージ７の傾斜による誤差を傾斜誤差ｐ（Ｘ）として表す。また、前記棒材３に沿って、棒材３の内部を上下方向に延びる直線を基準軸ｃ（Ｘ）で表す。
ここで、表面形状ｆ（Ｘ），ｇ（Ｘ）が、前記基準軸ｃ（Ｘ）から各表面までの距離を表すものとする。
なお、反転前後で変化する値について、反転後の位置Ｘの値については、走査誤差ｅｒ（Ｘ）、傾斜誤差ｐｒ（Ｘ）、直線ｃｒ（Ｘ）のように、添え字ｒをつけて表す。
また、走査時の姿勢変化ｐ（Ｘ），ｐｒ（Ｘ）や直線ｃ（Ｘ），ｃｒ（Ｘ）の傾きの差による各プローブＰ１′〜Ｐ５′の測定位置Ｘの変化は無視できるものとする。
【００６４】
図６Ａにおいて、反転前の各プローブＰ１′〜Ｐ５′の出力値を、基準軸ｃ（Ｘ）から離れる方向を正方向として、それぞれ、ｍ１（Ｘ）〜ｍ５（Ｘ）と表す。また、対向プローブＰ４′の測定基準のずれを、プローブＰ３′の先端に対する対向プローブＰ４′の先端の前後方向の距離として、ｋ３４（Ｘ）と表す。このとき、以下の式（８）〜（１１）が成立する。
ｃ（Ｘ−ｄ１３）−ｆ（Ｘ−ｄ１３）
＝ｅ（Ｘ）＋ｋ１３（Ｘ）−ｄ１３・ｐ（Ｘ）−ｍ１（Ｘ）＋Ｋ３…式（８）
ｃ（Ｘ）−ｆ（Ｘ）
＝ｅ（Ｘ）−ｍ３（Ｘ）＋Ｋ３…式（９）
ｃ（Ｘ＋ｄ３５）−ｆ（Ｘ＋ｄ３５）
＝ｅ（Ｘ）＋ｋ３５（Ｘ）＋ｄ３５・ｐ（Ｘ）−ｍ５（Ｘ）＋Ｋ３…式（１０）
ｃ（Ｘ）＋ｇ（Ｘ）
＝ｅ（Ｘ）＋ｋ３４（Ｘ）＋ｍ４（Ｘ）＋Ｋ３…式（１１）
【００６５】
図６Ｂにおいて、反転後の各プローブＰ１′〜Ｐ５′の出力値を、基準軸ｃｒ（Ｘ）から離れる方向を正方向として、それぞれ、ｍ１ｒ（Ｘ）〜ｍ５ｒ（Ｘ）と表すと、以下の式（１２）〜（１５）が成立する。
ｃｒ（Ｘ−ｄ１３）−ｇ（Ｘ−ｄ１３）
＝ｅｒ（Ｘ）＋ｋ１３ｒ（Ｘ）−ｄ１３・ｐｒ（Ｘ）−ｍ１ｒ（Ｘ）＋Ｋ３ｒ
…式（１２）
ｃｒ（Ｘ）−ｇ（Ｘ）
＝ｅｒ（Ｘ）−ｍ３ｒ（Ｘ）＋Ｋ３ｒ…式（１３）
ｃｒ（Ｘ＋ｄ３５）−ｇ（Ｘ＋ｄ３５）
＝ｅｒ（Ｘ）＋ｋ３５ｒ（Ｘ）＋ｄ３５・ｐｒ（Ｘ）−ｍ５ｒ（Ｘ）＋Ｋ３ｒ
…式（１４）
ｃｒ（Ｘ）＋ｆ（Ｘ）
＝ｅｒ（Ｘ）＋ｋ３４ｒ（Ｘ）＋ｍ４ｒ（Ｘ）＋Ｋ３ｒ…式（１５）
【００６６】
前記式（１０）から式（９）を辺々引くと、以下の式（１６）が成立する。
ｃ（Ｘ＋ｄ３５）−ｃ（Ｘ）−ｆ（Ｘ＋ｄ３５）＋ｆ（Ｘ）
＝ｋ３５（Ｘ）＋ｄ３５・ｐ（Ｘ）−ｍ５（Ｘ）＋ｍ３（Ｘ）…式（１６）
ここで、式（１６）の両辺をｄ３５で割ると、以下の式（１７）が成立する。
ｃ（Ｘ＋ｄ３５）／ｄ３５−ｃ（Ｘ） ／ｄ３５
−ｆ（Ｘ＋ｄ３５）／ｄ３５＋ｆ（Ｘ） ／ｄ３５
＝ｋ３５（Ｘ）／ｄ３５＋ｐ（Ｘ）−ｍ５（Ｘ）／ｄ３５＋ｍ３（Ｘ）／ｄ３５
…式（１７）
同様にして、式（９）から式（８）を辺々引き、ｄ１３で両辺を割ると、以下の式（１８）が成立する。
ｃ（Ｘ） ／ｄ１３−ｃ（Ｘ−ｄ１３）／ｄ１３
−ｆ（Ｘ）／ｄ１３＋ｆ（Ｘ−ｄ１３） ／ｄ１３
＝−ｋ１３（Ｘ）／ｄ１３＋ｐ（Ｘ）＋ｍ１（Ｘ）／ｄ１３
−ｍ３（Ｘ）／ｄ１３…式（１８）
そして、式（１７）から式（１８）を辺々引くと、以下の式（１９）が成立する。
｛ｃ（Ｘ＋ｄ３５）／ｄ３５−ｃ（Ｘ）・（１／ｄ３５＋１／ｄ１３）
＋ｃ（Ｘ−ｄ１３）／ｄ１３｝
−｛ｆ（Ｘ＋ｄ３５）／ｄ３５−ｆ（Ｘ）・（１／ｄ３５＋１／ｄ１３）
＋ｆ（Ｘ−ｄ１３）／ｄ１３｝
＝｛ｋ３５（Ｘ）／ｄ３５＋ｋ１３（Ｘ）／ｄ１３｝
−｛ｍ５（Ｘ）／ｄ３５−ｍ３（Ｘ）・（１／ｄ３５＋／ｄ１３）
＋ｍ１（Ｘ）／ｄ１３｝…式（１９）
【００６７】
ここで、前記式（１９）における｛ｃ（Ｘ＋ｄ３５）／ｄ３５−ｃ（Ｘ）・（１／ｄ３５＋１／ｄ１３）＋ｃ（Ｘ−ｄ１３）／ｄ１３｝を変形すると、以下の式（２０）が得られる。
ｃ（Ｘ＋ｄ３５）／ｄ３５−ｃ（Ｘ）・（１／ｄ３５＋１／ｄ１３）
＋ｃ（Ｘ−ｄ１３）／ｄ１３
＝ｃ（Ｘ＋ｄ３５）／ｄ３５−ｃ（Ｘ）／ｄ３５−ｃ（Ｘ）／ｄ１３
＋ｃ（Ｘ−ｄ１３）／ｄ１３
＝｛ｃ（Ｘ＋ｄ３５）−ｃ（Ｘ）｝／ｄ３５
−｛ｃ（Ｘ）−ｃ（Ｘ−ｄ１３）｝／ｄ１３…式（２０）
前記式（２０）において、｛ｃ（Ｘ＋ｄ３５）−ｃ（Ｘ）｝／ｄ３５と｛ｃ（Ｘ）−ｃ（Ｘ−ｄ１３）／ｄ１３｝は共に、同一の直線の傾きを表すので、式（２０）は０に等しい。
すなわち、前記式（１９）は、式（２１）のように表せる。
−｛ｆ（Ｘ＋ｄ３５）／ｄ３５−ｆ（Ｘ）・（１／ｄ３５＋１／ｄ１３）
＋ｆ（Ｘ−ｄ１３）／ｄ１３｝
＝｛ｋ３５（Ｘ）／ｄ３５＋ｋ１３（Ｘ）／ｄ１３｝
−｛ｍ５（Ｘ）／ｄ３５−ｍ３（Ｘ）・（１／ｄ３５＋／ｄ１３）
＋ｍ１（Ｘ）／ｄ１３｝…式（２１）
【００６８】
同様にして、前記式（１２）〜（１４）に基づいて、式（２２）が得られる。
−｛ｇ（Ｘ＋ｄ３５）／ｄ３５−ｇ（Ｘ）・（１／ｄ３５＋１／ｄ１３）
＋ｇ（Ｘ−ｄ１３）／ｄ１３｝
＝｛ｋ３５ｒ（Ｘ）／ｄ３５＋ｋ１３ｒ（Ｘ）／ｄ１３｝
−｛ｍ５ｒ（Ｘ）／ｄ３５−ｍ３ｒ（Ｘ）・（１／ｄ３５＋１／ｄ１３）
＋ｍ１ｒ（Ｘ）／ｄ１３｝…式（２２）
【００６９】
ここで、式（２１）と式（２２）から、｛ｆ（Ｘ＋ｄ３５）／ｄ３５−ｆ（Ｘ）・（１／ｄ３５＋１／ｄ１３）＋ｆ（Ｘ−ｄ１３）／ｄ１３｝と、｛ｇ（Ｘ＋ｄ３５）／ｄ３５−ｇ（Ｘ）・（１／ｄ３５＋１／ｄ１３）＋ｇ（Ｘ−ｄ１３）／ｄ１３｝との差は、以下の式（２３）と表せる。
｛ｆ（Ｘ＋ｄ３５）／ｄ３５−ｆ（Ｘ）・（１／ｄ３５＋１／ｄ１３）
＋ｆ（Ｘ−ｄ１３）／ｄ１３｝
−｛ｇ（Ｘ＋ｄ３５）／ｄ３５−ｇ（Ｘ）・（１／ｄ３５＋１／ｄ１３）
＋ｇ（Ｘ−ｄ１３）／ｄ１３｝
＝−｛ｋ３５（Ｘ）／ｄ３５＋ｋ１３（Ｘ）／ｄ１３｝
＋｛ｋ３５ｒ（Ｘ）／ｄ３５＋ｋ１３ｒ（Ｘ）／ｄ１３｝
＋｛ｍ５（Ｘ）／ｄ３５−ｍ３（Ｘ）・（１／ｄ３５＋１／ｄ１３）
＋ｍ１（Ｘ）／ｄ１３｝
−｛ｍ５ｒ（Ｘ）／ｄ３５−ｍ３ｒ（Ｘ）・（１／ｄ３５＋１／ｄ１３）
＋ｍ１ｒ（Ｘ）／ｄ１３｝…式（２３）
【００７０】
前記式（２３）における｛ｋ３５（Ｘ）／ｄ３５＋ｋ１３（Ｘ）／ｄ１３｝，｛ｋ３５ｒ（Ｘ）／ｄ３５＋ｋ１３ｒ（Ｘ）／ｄ１３｝は反転前後におけるゼロ点ずれｋ（Ｘ），ｋｒ（Ｘ）を表すから、前記式（６）より、それぞれ、以下の式（２４），（２５）と表せる。
｛ｋ３５（Ｘ）／ｄ３５＋ｋ１３（Ｘ）／ｄ１３｝
＝ｋ（Ｘ０）−Δｋ（Ｘ）・（１／ｄ１３＋１／ｄ３５）…式（２４）
｛ｋ３５ｒ（Ｘ）／ｄ３５＋ｋ１３ｒ（Ｘ）／ｄ１３｝
＝ｋ（Ｘ０）−Δｋｒ（Ｘ）・（１／ｄ１３＋１／ｄ３５）…式（２５）
【００７１】
前記式（２４），（２５）を前記式（２３）に代入してまとめると、以下の式（２６）が得られる。
｛ｆ（Ｘ＋ｄ３５）／ｄ３５−ｆ（Ｘ）・（１／ｄ３５＋１／ｄ１３）
＋ｆ（Ｘ−ｄ１３）／ｄ１３｝
−｛ｇ（Ｘ＋ｄ３５）／ｄ３５−ｇ（Ｘ）・（１／ｄ３５＋１／ｄ１３）
＋ｇ（Ｘ−ｄ１３）／ｄ１３｝
＝Δｋ（Ｘ）・（１／ｄ３５＋１／ｄ１３）
−Δｋｒ（Ｘ）・（１／ｄ３５＋１／ｄ１３）
＋｛ｍ５（Ｘ）／ｄ３５−ｍ３（Ｘ）・（１／ｄ３５＋１／ｄ１３）
＋ｍ１（Ｘ）／ｄ１３｝
−｛ｍ５ｒ（Ｘ）／ｄ３５−ｍ３ｒ（Ｘ）・（１／ｄ３５＋１／ｄ１３）
＋ｍ１ｒ（Ｘ）／ｄ１３｝…式（２６）
【００７２】
ところで、式（１１）から式（９）を辺々引くと、以下の式（２７）が得られる。
ｆ（Ｘ）＋ｇ（Ｘ）＝ｋ３４（Ｘ）＋ｍ４（Ｘ）＋ｍ３（Ｘ）…式（２７）
前記式（２７）に基づいて、Ｘから＋ｄ３５，−ｄ１３シフトさせると、
ｆ（Ｘ＋ｄ３５）＋ｇ（Ｘ＋ｄ３５）
＝ｋ３４（Ｘ＋ｄ３５）＋ｍ４（Ｘ＋ｄ３５）＋ｍ３（Ｘ＋ｄ３５）…式（２８）
ｆ（Ｘ−ｄ１３）＋ｇ（Ｘ−ｄ１３）
＝ｋ３４（Ｘ−ｄ１３）＋ｍ４（Ｘ−ｄ１３）＋ｍ３（Ｘ−ｄ１３）…式（２９）
【００７３】
ここで、前記式（２７）〜（２９）より、｛ｆ（Ｘ＋ｄ３５）／ｄ３５−ｆ（Ｘ）・（１／ｄ３５＋１／ｄ１３）＋ｆ（Ｘ−ｄ１３）／ｄ１３｝と、｛ｇ（Ｘ＋ｄ３５）／ｄ３５−ｇ（Ｘ）・（１／ｄ３５＋１／ｄ１３）＋ｇ（Ｘ−ｄ１３）／ｄ１３｝との和は、以下の式（３０）として得られる。
｛ｆ（Ｘ＋ｄ３５）／ｄ３５−ｆ（Ｘ）・（１／ｄ３５＋１／ｄ１３）
＋ｆ（Ｘ−ｄ１３）／ｄ１３｝
＋｛ｇ（Ｘ＋ｄ３５）／ｄ３５−ｇ（Ｘ）・（１／ｄ３５＋１／ｄ１３）
＋ｇ（Ｘ−ｄ１３）／ｄ１３｝
＝｛ｆ（Ｘ＋ｄ３５）＋ｇ（Ｘ＋ｄ３５）｝／ｄ３５
−｛ｆ（Ｘ）＋ｇ（Ｘ）｝・（１／ｄ３５＋１／ｄ１３）
＋｛ｆ（Ｘ−ｄ１３）＋ｇ（Ｘ−ｄ１３）｝／ｄ１３
＝｛ｋ３４（Ｘ＋ｄ３５）＋ｍ４（Ｘ＋ｄ３５）＋ｍ３（Ｘ＋ｄ３５）｝／ｄ３５
−｛ｋ３４（Ｘ）＋ｍ４（Ｘ）＋ｍ３（Ｘ）｝・（１／ｄ３５＋１／ｄ１３）
＋｛ｋ３４（Ｘ−ｄ１３）＋ｍ４（Ｘ−ｄ１３）
＋ｍ３（Ｘ−ｄ１３）｝／ｄ１３…式（３０）
【００７４】
ここで、ｋ３４（Ｘ）とＷ３４（Ｘ）は共に、中側プローブＰ３′に対する対向プローブＰ４′の前後方向の距離を表すので、式（３０）におけるｋ３４（Ｘ＋ｄ３５），ｋ３４（Ｘ），ｋ３４（Ｘ−ｄ１３）を、それぞれ、Ｗ３４（Ｘ＋ｄ３５），Ｗ３４（Ｘ），Ｗ３４（Ｘ−ｄ１３）で置き換えて良く、前記式（３０）は、以下の式（３１）と表せる。
｛ｆ（Ｘ＋ｄ３５）／ｄ３５−ｆ（Ｘ）・（１／ｄ３５＋１／ｄ１３）
＋ｆ（Ｘ−ｄ１３）／ｄ１３｝
＋｛ｇ（Ｘ＋ｄ３５）／ｄ３５−ｇ（Ｘ）・（１／ｄ３５＋１／ｄ１３）
＋ｇ（Ｘ−ｄ１３）／ｄ１３｝
＝｛ｋ３４（Ｘ＋ｄ３５）＋ｍ４（Ｘ＋ｄ３５）＋ｍ３（Ｘ＋ｄ３５）｝／ｄ３５
−｛ｋ３４（Ｘ）＋ｍ４（Ｘ）＋ｍ３（Ｘ）｝・（１／ｄ３５＋１／ｄ１３）
＋｛ｋ３４（Ｘ−ｄ１３）＋ｍ４（Ｘ−ｄ１３）＋ｍ３（Ｘ−ｄ１３）｝／ｄ１３
＝｛Ｗ３４（Ｘ＋ｄ３５）＋ｍ４（Ｘ＋ｄ３５）＋ｍ３（Ｘ＋ｄ３５）｝／ｄ３５
−｛Ｗ３４（Ｘ）＋ｍ４（Ｘ）＋ｍ３（Ｘ）｝・（１／ｄ３５＋１／ｄ１３）
＋｛Ｗ３４（Ｘ−ｄ１３）＋ｍ４（Ｘ−ｄ１３）＋ｍ３（Ｘ−ｄ１３）｝／ｄ１３
＝｛Ｗ３４０＋ΔＷ３４（Ｘ＋ｄ３５）
＋ｍ４（Ｘ＋ｄ３５）＋ｍ３（Ｘ＋ｄ３５）｝／ｄ３５
−｛Ｗ３４０＋ΔＷ３４（Ｘ）
＋ｍ４（Ｘ）＋ｍ３（Ｘ）｝・（１／ｄ３５＋１／ｄ１３）
＋｛Ｗ３４０＋ΔＷ３４（Ｘ−ｄ１３）
＋ｍ４（Ｘ−ｄ１３）＋ｍ３（Ｘ−ｄ１３）｝／ｄ１３
＝｛ｍ４（Ｘ＋ｄ３５）＋ｍ３（Ｘ＋ｄ３５）｝／ｄ３５
−｛ｍ４（Ｘ）＋ｍ３（Ｘ）｝・（１／ｄ３５＋１／ｄ１３）
＋｛ｍ４（Ｘ−ｄ１３）＋ｍ３（Ｘ−ｄ１３）｝／ｄ１３
＋｛ΔＷ３４（Ｘ＋ｄ３５）／ｄ３５
−ΔＷ３４（Ｘ）・（１／ｄ３５＋１／ｄ１３）
＋ΔＷ３４（Ｘ−ｄ１３）／ｄ１３｝…式（３１）
【００７５】
前記式（２６），（３１）を連立させることにより、｛ｆ（Ｘ＋ｄ３５）／ｄ３５−ｆ（Ｘ）・（１／ｄ３５＋１／ｄ１３）＋ｆ（Ｘ−ｄ１３）／ｄ１３｝と、｛ｇ（Ｘ＋ｄ３５）／ｄ３５−ｇ（Ｘ）・（１／ｄ３５＋１／ｄ１３）＋ｇ（Ｘ−ｄ１３）／ｄ１３｝とが得られる。したがって、ｄ＝（ｄ３５＋ｄ１３）／２として、二階差分値Δ２ｆ（Ｘ）は、以下の式（３２）と表せる。
Δ２ｆ（Ｘ）
＝ [｛ｆ（Ｘ＋ｄ３５）−ｆ（Ｘ）｝／ｄ３５
−｛ｆ（Ｘ）−ｆ（Ｘ−ｄ１３）｝／ｄ１３]／ｄ
＝（１／ｄ）・｛ｆ（Ｘ＋ｄ３５）／ｄ３５−ｆ（Ｘ）・（１／ｄ３５＋１／ｄ１３）
＋ｆ（Ｘ−ｄ１３）／ｄ１３｝
＝｛１／（ｄ３５＋ｄ１３）｝
×［｛ｍ５（Ｘ）／ｄ３５−ｍ３（Ｘ）・（１／ｄ３５＋１／ｄ１３）
＋ｍ１（Ｘ）／ｄ１３｝
−｛ｍ５ｒ（Ｘ）／ｄ３５−ｍ３ｒ（Ｘ）・（１／ｄ３５＋１／ｄ１３）
＋ｍ１ｒ（Ｘ）／ｄ１３｝
＋｛ｍ４（Ｘ＋ｄ３５）＋ｍ３（Ｘ＋ｄ３５）｝／ｄ３５
−｛ｍ４（Ｘ）＋ｍ３（Ｘ）｝・（１／ｄ３５＋１／ｄ１３）
＋｛ｍ４（Ｘ−ｄ１３）＋ｍ３（Ｘ−ｄ１３）｝／ｄ１３
＋｛ΔＷ３４（Ｘ＋ｄ３５）／ｄ３５
−ΔＷ３４（Ｘ）・（１／ｄ３５＋１／ｄ１３）
＋ΔＷ３４（Ｘ−ｄ１３）／ｄ１３｝
＋｛Δｋ（Ｘ）−Δｋｒ（Ｘ）｝・（１／ｄ３５＋１／ｄ１３）］
…式（３２）
【００７６】
同様にして、二階差分値Δ２ｇ（Ｘ）は、以下の式（３３）と表せる。
Δ２ｇ（Ｘ）
＝[｛ｇ（Ｘ＋ｄ３５）−ｇ（Ｘ）｝／ｄ３５
−｛ｇ（Ｘ）−ｇ（Ｘ−ｄ１３）｝／ｄ１３]／ｄ
＝（１／ｄ）・｛ｇ（Ｘ＋ｄ３５）／ｄ３５−ｇ（Ｘ）・（１／ｄ３５＋１／ｄ１３）
＋ｇ（Ｘ−ｄ１３）／ｄ１３｝
＝｛１／（ｄ３５＋ｄ１３）｝
×[｛ｍ５ｒ（Ｘ）／ｄ３５−ｍ３ｒ（Ｘ）・（１／ｄ３５＋１／ｄ１３）
＋ｍ１ｒ（Ｘ）／ｄ１３｝
−｛ｍ５（Ｘ）／ｄ３５−ｍ３（Ｘ）・（１／ｄ３５＋１／ｄ１３）
＋ｍ１（Ｘ）／ｄ１３｝
＋｛ｍ４（Ｘ＋ｄ３５）＋ｍ３（Ｘ＋ｄ３５）｝／ｄ３５
−｛ｍ４（Ｘ）＋ｍ３（Ｘ）｝・（１／ｄ３５＋１／ｄ１３）
＋｛ｍ４（Ｘ−ｄ１３）＋ｍ３（Ｘ−ｄ１３）｝／ｄ１３
＋｛ΔＷ３４（Ｘ＋ｄ３５）／ｄ３５
−ΔＷ３４（Ｘ）・（１／ｄ３５＋１／ｄ１３）
＋ΔＷ３４（Ｘ−ｄ１３）／ｄ１３｝
＋｛Δｋｒ（Ｘ）−Δｋ（Ｘ）｝・（１／ｄ３５＋１／ｄ１３）]
…式（３３）
【００７７】
したがって、前記二階差分値演算手段Ｃ８は、前記プローブ出力記憶手段Ｃ１Ｃの記憶情報である出力ｍ１（Ｘ）〜ｍ５（Ｘ），ｍ１ｒ（Ｘ）〜ｍ５ｒ（Ｘ）と、相対位置変動量演算手段Ｃ６の演算結果である相対位置変動量Δｋ（Ｘ），Δｋｒ（Ｘ）と、対向位置変動量演算手段Ｃ７の演算結果である対向位置変動量ΔＷ３４（Ｘ）とに基づいて、前記式（３２），（３３）により、Δ２ｆ（Ｘ），Δ２ｇ（Ｘ）を演算する。
なお、実施例１の前記二階差分値演算手段Ｃ８Ａでは、式（３２），（３３）におけるｍ４（Ｘ＋ｄ３５），ｍ３（Ｘ＋ｄ３５），ｍ４（Ｘ−ｄ１３），ｍ３（Ｘ−ｄ１３），ΔＷ３４（Ｘ＋ｄ３５），ΔＷ３４（Ｘ−ｄ１３）については、前記プローブ出力記憶手段Ｃ１Ｃの記憶情報である出力ｍ３（Ｘ），ｍ４（Ｘ），ｍ３ｒ（Ｘ），ｍ４ｒ（Ｘ）と、対向位置変動量演算手段Ｃ７の演算結果である対向位置変動量ΔＷ３４（Ｘ）とのうち、測定位置Ｘ＋ｄ３５，Ｘ−ｄ１３で測定した値が用いられる。
【００７８】
Ｃ８Ｂ：二階積分演算手段
二階積分演算手段Ｃ８Ｂは、前記二階差分値演算手段Ｃ８Ａにより演算された二階差分値Δ２ｆ（Ｘ），Δ２ｇ（Ｘ）を数値積分して、表面形状ｆ（Ｘ），ｇ（Ｘ）を導出、演算する。
実施例１の前記二階積分演算手段Ｃ８Ｂでは、以下の処理に基づいて表面形状ｆ（Ｘ），ｇ（Ｘ）を導出、演算する。
回転角度Ｒに基づくサンプリング距離の間隔をｓとする。また、前記測定回数Ｎａ回のうち、前記式（３２），（３３）の測定値ｍ１（Ｘ）〜ｍ５ｒ（Ｘ），ｍ４（Ｘ＋ｄ３５）〜ｍ３ｒ（Ｘ−ｄ１３）が測定されており、二階差分値Δ２ｆ（Ｘ），Δ２ｇ（Ｘ）の演算が可能な測定回数をｎとする。このとき、ｉ（＝１，２，…，ｎ）を用いて、測定位置をＸｉで表すと、一回差分値Δｆ（Ｘｉ）は、以下の式（３４）と表せる。なお、実施例１では、ｎは十分大きくなるように構成されている。
Δｆ（Ｘｉ）
＝Δ２ｆ（Ｘ１）・ｓ＋Δ２ｆ（Ｘ２）・ｓ＋…＋Δ２ｆ（Ｘｉ）・ｓ…式（３４）
【００７９】
また、式（３４）により、一階差分値Δｆ（Ｘｉ）をさらに積分して、以下の式（３５）が得られる。
ｆ（Ｘｉ）
＝Δｆ（Ｘ１）・ｓ＋Δｆ（Ｘ２）・ｓ＋…＋Δｆ（Ｘｉ）・ｓ
＝｛Δｆ（Ｘ１）＋Δｆ（Ｘ２）＋…＋Δｆ（Ｘｉ）｝・ｓ
＝［｛Δ２ｆ（Ｘ１）・ｓ｝＋｛Δ２ｆ（Ｘ１）・ｓ＋Δ２ｆ（Ｘ２）・ｓ｝
＋…＋｛Δ２ｆ（Ｘ１）・ｓ＋Δ２ｆ（Ｘ２）・ｓ
＋…＋Δ２ｆ（Ｘｉ）・ｓ｝］・ｓ
＝｛Δ２ｆ（Ｘ１）・ｉ＋Δ２ｆ（Ｘ２）・（ｉ−１）
＋…＋Δ２ｆ（Ｘｉ）・１｝・ｓ２…式（３５）
【００８０】
したがって、式（３５）により、位置Ｘｉにおける表面形状ｆ（Ｘｉ）が導出、演算される。これにより、全てのｉについて演算することで、前記二階差分値演算手段Ｃ８Ｂは、前記式（３８）に基づいて表面形状ｆ（Ｘ）を導出、演算する。また、同様にして、前記二階差分値演算手段Ｃ８Ｂは、表面形状ｇ（Ｘ）を導出、演算する。そして、この表面形状ｆ（Ｘ），ｇ（Ｘ）により、棒材３の表面の真直度が測定される。
Ｃ８Ｃ：演算結果表示手段
演算結果表示手段Ｃ８Ｃは、前記二階差分値演算手段Ｃ８Ｂにより演算された演算結果としての表面形状ｆ（Ｘ），ｇ（Ｘ）を、前記ディスプレイＨ２に表示する。
【００８１】
（実施例１のフローチャートの説明）
次に、本発明の実施例１の真直度測定装置Ａの処理の流れをフローチャートを使用して説明する。
（実施例１の真直度測定処理のフローチャートの説明）
図９は本発明の実施例１の真直度測定処理のフローチャートである。
図９のフローチャートの各ステップＳＴの処理は、前記真直度測定装置ＡのコンピュータＣに記憶されたプログラムに従って行われる。また、この処理は真直度測定装置Ａの他の各種処理と並行して並列処理で実行される。
図９に示すフローチャートは、真直度測定装置Ａの電源投入により開始される。
【００８２】
図９のＳＴ１において、入力装置Ｈ１により測定開始の入力がされたか否かを判別する。イエス（Ｙ）の場合はＳＴ２に移り、ノー（Ｎ）の場合はＳＴ１を繰り返す。
ＳＴ２において、次の（１），（２）の処理を実行して、ＳＴ３に移る。
（１）Ｎ＝０をセットする。
（２）ネジ軸６の回転駆動を開始する。
ＳＴ３において、次の（１）〜（７）の処理を実行して、ＳＴ４に移る。
（１）下側プローブＰ１の出力値ｍ１（Ｘ）を取得記憶する。
（２）中側プローブＰ３の出力値ｍ３（Ｘ）を取得記憶する。
（３）上側プローブＰ５の出力値ｍ５（Ｘ）を取得記憶する。
（４）対向プローブＰ４の出力値ｍ４（Ｘ）を取得記憶する。
（５）中側受光ダイオード３６の出力値ｔ３（Ｘ）を取得記憶する。
（６）上側受光ダイオード３７の出力値ｔ５（Ｘ）を取得記憶する。
（７）渦電流センサ４１の出力値Ｗ３４（Ｘ）を取得記憶する。
【００８３】
ＳＴ４において、ネジ軸６が移動間隔角度Ｒの分、回転したか否かを判別する。イエス（Ｙ）の場合はＳＴ５に移り、ノー（Ｎ）の場合はＳＴ４を繰り返す。
ＳＴ５において、測定回数Ｎを＋１加算して（Ｎ＝Ｎ＋１）、ＳＴ６に移る。
ＳＴ６において、測定回数Ｎが到達回数Ｎａ回以上に達したか否か、すなわち、ネジ軸６が到達回数Ｎａ回、回転したか否かを判別する。イエス（Ｙ）の場合はＳＴ７に移り、ノー（Ｎ）の場合はＳＴ３に進む。
ＳＴ７において、ネジ軸６の駆動を停止して、ＳＴ８に移る。
【００８４】
ＳＴ８において、ターンテーブル２を反転させて、ＳＴ９に移る。
ＳＴ９において、次の（１），（２）の処理を実行して、ＳＴ１０に移る。
（１）Ｎ＝０をセットする。
（２）ネジ軸６の逆回転駆動を開始する。
ＳＴ１０において、次の（１）〜（７）の処理を実行して、ＳＴ１１に移る。
（１）下側プローブＰ１の出力値ｍ１ｒ（Ｘ）を取得記憶する。
（２）中側プローブＰ３の出力値ｍ３ｒ（Ｘ）を取得記憶する。
（３）上側プローブＰ５の出力値ｍ５ｒ（Ｘ）を取得記憶する。
（４）対向プローブＰ４の出力値ｍ４ｒ（Ｘ）を取得記憶する。
（５）中側受光ダイオード３６の出力値ｔ３ｒ（Ｘ）を取得記憶する。
（６）上側受光ダイオード３７の出力値ｔ５ｒ（Ｘ）を取得記憶する。
（７）渦電流センサ４１の出力値Ｗ３４ｒ（Ｘ）を取得記憶する。
【００８５】
ＳＴ１１において、ネジ軸６が移動間隔角度Ｒの分、回転したか否かを判別する。イエス（Ｙ）の場合はＳＴ１２に移り、ノー（Ｎ）の場合はＳＴ１１を繰り返す。
ＳＴ１２において、測定回数Ｎを＋１加算して（Ｎ＝Ｎ＋１）、ＳＴ１３に移る。
ＳＴ１３において、測定回数Ｎが到達回数であるＮａ回以上に達したか否か、すなわち、ネジ軸６がＮａ回、回転したか否かを判別する。イエス（Ｙ）の場合はＳＴ１４に移り、ノー（Ｎ）の場合はＳＴ１０に進む。
ＳＴ１４において、ネジ軸６の駆動を停止して、ＳＴ１に戻る。
【００８６】
（実施例１の表面形状演算処理のフローチャートの説明）
図１０は本発明の実施例１の表面形状演算処理のフローチャートである。
図１０のフローチャートの各ステップＳＴの処理は、前記真直度測定装置ＡのコンピュータＣに記憶されたプログラムに従って行われる。また、この処理は真直度測定装置Ａの他の各種処理と並行して並列処理で実行される。
図１０に示すフローチャートは、真直度測定装置Ａの電源投入により開始される。
【００８７】
図１０のＳＴ２１において、入力装置Ｈ１により演算開始の入力がされたか否かを判別する。イエス（Ｙ）の場合はＳＴ２２に移り、ノー（Ｎ）の場合はＳＴ２１を繰り返す。
ＳＴ２２において、次の（１），（２）の処理を実行して、ＳＴ２３に移る。
（１）反射ビーム３３の位置ずれ量Δｔ３（Ｘ），Δｔ３ｒ（Ｘ）を演算する。
（２）透過ビーム３４の位置ずれ量Δｔ５（Ｘ），Δｔ５ｒ（Ｘ）を演算する。
ＳＴ２３において、位置ずれ量Δｔ３（Ｘ）〜Δｔ５ｒ（Ｘ）に基づいて、相対位置変動量Δｋ（Ｘ），Δｋｒ（Ｘ）を演算して、ＳＴ２４に移る。
ＳＴ２４において、渦電流センサ４１の出力値Ｗ３４（Ｘ），Ｗ３４ｒ（Ｘ），Ｗ３４０に基づいて、対向位置変動量ΔＷ３４（Ｘ），ΔＷ３４ｒ（Ｘ）を演算して、ＳＴ２５に移る。
ＳＴ２５において、プローブＰ１〜Ｐ５の出力値ｍ１（Ｘ）〜ｍ５ｒ（Ｘ）、対向位置変動量ΔＷ３４（Ｘ），ΔＷ３４ｒ（Ｘ）、相対位置変動量Δｋ（Ｘ），Δｋｒ（Ｘ）に基づいて、二階差分値Δ２ｆ（Ｘ），Δ２ｇ（Ｘ）を演算して、ＳＴ２６に移る。
ＳＴ２６において、二階差分値Δ２ｆ（Ｘ），Δ２ｇ（Ｘ）から表面形状ｆ（Ｘ），ｇ（Ｘ）を演算して、ＳＴ２７に移る。
ＳＴ２７において、ディスプレイＨ２に表面形状ｆ（Ｘ），ｇ（Ｘ）を表示して、ＳＴ２１に戻る。
【００８８】
（実施例１の作用）
前記構成を備えた実施例１の真直度測定装置Ａでは、ネジ軸６が回転すると、走査ステージ７が移動して、３点法ユニットＵ１及び反転ユニットＵ２が、棒材３に沿って移動する。これにより、各プローブＰ１〜Ｐ５によって、位置Ｘにおける棒材３の表面が測定されて、真直度が測定される。
この際に、実施例１の真直度測定装置Ａでは、受光ダイオード３６，３７や渦電流センサ４１により、各プローブＰ１〜Ｐ５の相対的な位置ずれが測定されており、棒材３の表面形状ｆ（Ｘ），ｇ（Ｘ）の導出、演算の際に使用される。
【００８９】
すなわち、真直度測定処理のＳＴ１，ＳＴ２により、ネジ軸６が回転すると、３点法ユニットＵ１及び反転ユニットＵ２が開始位置から折返位置まで移動する。この際に、真直度測定処理のＳＴ３〜ＳＴ６により、各プローブＰ１〜Ｐ５の測定タイミングに同期して、受光ダイオード３６，３７及び渦電流センサ４１による測定が行われて、位置Ｘ毎に、各プローブＰ１〜Ｐ５の出力値ｍ１（Ｘ）〜ｍ５（Ｘ）と、受光ダイオード３６，３７及び渦電流センサ４１の出力値ｔ３（Ｘ），ｔ５（Ｘ），Ｗ３４（Ｘ）とが取得、記憶される。
【００９０】
そして、真直度測定処理のＳＴ７〜ＳＴ８により、ネジ軸６が停止して、３点法ユニットＵ１及び反転ユニットＵ２も停止し、ターンテーブル２によって棒材３が反転する。その後、真直度測定処理のＳＴ９により、ネジ軸６が逆回転すると、３点法ユニットＵ１及び反転ユニットＵ２が折返位置から開始位置まで移動する。この際に、真直度測定処理のＳＴ１０〜ＳＴ１４により、各プローブＰ１〜Ｐ５の測定タイミングに同期して、受光ダイオード３６，３７及び渦電流センサ４１による測定が行われて、反転後の位置Ｘ毎に、各プローブＰ１〜Ｐ５の出力値ｍ１ｒ（Ｘ）〜ｍ５ｒ（Ｘ）と、受光ダイオード３６，３７及び渦電流センサ４１の出力値ｔ３ｒ（Ｘ），ｔ５ｒ（Ｘ），Ｗ３４ｒ（Ｘ）とが取得、記憶されて、測定が終了する。
【００９１】
そして、位置Ｘ毎の各出力値ｍ１（Ｘ）〜ｍ５ｒ（Ｘ），ｔ３（Ｘ）〜Ｗ３４ｒ（Ｘ）に基づいて表面形状ｆ（Ｘ），ｇ（Ｘ）が演算導出される。
すなわち、表面形状演算処理のＳＴ２１〜ＳＴ２２により、ｔ３０（＝ｔ３（Ｘ０）），ｔ３（Ｘ），ｔ３ｒ（Ｘ）に基づいて、反転前の反射ビーム位置ずれ量Δｔ３（Ｘ）（＝ｔ３（Ｘ）−ｔ３０）と、反転後の反射ビーム位置ずれ量Δｔ３ｒ（Ｘ）（＝ｔ３ｒ（Ｘ）−ｔ３０）とが演算されると共に、ｔ５０（＝ｔ５（Ｘ０）），ｔ５（Ｘ），ｔ５ｒ（Ｘ）に基づいて、反転前の透過ビーム位置ずれ量Δｔ５（Ｘ）（＝ｔ５（Ｘ）−ｔ５０）と、反転後の透過ビーム位置ずれ量Δｔ５ｒ（Ｘ）（＝ｔ５ｒ（Ｘ）−ｔ５０）とが演算される。
そして、表面形状演算処理のＳＴ２３により、前記各ビーム位置ずれ量Δｔ３（Ｘ），Δｔ３ｒ（Ｘ），Δｔ５（Ｘ），Δｔ５ｒ（Ｘ）に基づいて、中側プローブＰ３に対する下側プローブＰ１及び上側プローブＰ５の相対的な位置ずれ量として、式（２４），（２５）により、相対位置移動量Δｋ（Ｘ），Δｋｒ（Ｘ）が演算される。
【００９２】
さらに、表面形状演算処理のＳＴ２４により、Ｗ３４０（＝Ｗ３４（Ｘ０）），Ｗ３４（Ｘ），Ｗ３４ｒ（Ｘ）に基づいて、中側プローブＰ３に対する対向プローブＰ４の相対的な位置ずれ量として、反転前の対向位置変動量ΔＷ３４（Ｘ）（＝Ｗ３４（Ｘ）−Ｗ３４０）と、反転後の対向位置変動量ΔＷ３４ｒ（Ｘ）（＝Ｗ３４ｒ（Ｘ）−Ｗ３４０）が演算される。
そして、表面形状演算処理のＳＴ２５により、各プローブＰ１〜Ｐ５の出力値ｍ１ｒ（Ｘ）〜ｍ５ｒ（Ｘ）と、相対位置変動量Δｋ（Ｘ），Δｋｒ（Ｘ）と、対向位置変動量ΔＷ３４（Ｘ），ΔＷ３４ｒ（Ｘ）とに基づいて、式（３２），（３３）により、二階差分値Δ２ｆ（Ｘ），Δ２ｇ（Ｘ）が演算される。そして、表面形状演算処理のＳＴ２６，ＳＴ２７により、二階差分値Δ２ｆ（Ｘ），Δ２ｇ（Ｘ）に基づいて表面形状ｆ（Ｘ），ｇ（Ｘ）が演算されると、表面形状ｆ（Ｘ），ｇ（Ｘ）がディスプレイＨ２に表示されて、一連の処理が終了する。
【００９３】
ここで、従来の３点法における装置では、ゼロ点ずれｋ（Ｘ），ｋｒ（Ｘ）を時間的に変動しない値として扱っており、例えば、反転前後で同じ値として補正のための計算を行ったり、測定前に予め補正をしてゼロ点ずれｋ（Ｘ），ｋｒ（Ｘ）の影響を低減している。
したがって、従来の３点法における装置では、例えば、熱変動などによって、測定最中に、走査ステージ７やマウントプレート８，１１，１２，１４などが変形して、各プローブＰ１〜Ｐ５の測定基準の位置がずれた場合、ゼロ点ずれｋ（Ｘ），ｋｒ（Ｘ）による誤差を十分に補正することができなかった。
【００９４】
特に、棒材３などの被測定物が長い場合、測定に時間がかかり、熱変動などの影響が発生し易いために、ゼロ点ずれｋ（Ｘ），ｋｒ（Ｘ）が変動し易く、また、ゼロ点ずれｋ（Ｘ），ｋｒ（Ｘ）が補正しきれない場合には、いわゆる、測定距離の２乗に比例する放射線誤差が大きくなるため、従来の３点法における装置では、表面形状が得られても大きな誤差を含んでいた。
【００９５】
また、式（３５）のようにして得られる表面形状ｆ（Ｘ），ｇ（Ｘ）において、以下のように誤差が伝播する。
一般に、ｊ（＝１，２，…，ｍ）として、測定値ｕｊから間接的に得られる測定値ｖが、測定値ｕｊの実数αｊ倍の和としてｖ＝α１・ｕ１＋α２・ｕ２＋…＋αｍ・ｕｍと表せる場合、測定値ｕｊのもつ測定誤差δｕｊが独立かつランダムであると仮定すれば、ｖに伝播する誤差δｖは、各誤差の二乗和の平方根として、以下の式（３６）で表せる。
δｖ＝｛（α１・δｕ１）２＋（α２・δｕ２）２＋…＋（αｊ・δｕｊ）２｝１／２
…式（３６）
【００９６】
ここで、式（３５）の誤差の伝播を最終測定点である位置Ｘｎで評価する。前記式３６）の関係を、式（３５）に適用すると、Ｘｎにおける誤差σｆは、以下の式（３７）として得られる。ただし、各Δ２ｆ（Ｘｉ）の誤差をσΔ２ｆとし、各Δ２ｆ（Ｘｉ）は独立で、σΔ２ｆがランダムに加わるものと仮定する。なお、ｎは十分に大きい。
σｆ
＝［ｎ２＋（ｎ−１）２＋…＋２２＋１２］１／２・ｓ２・σΔ２ｆ
＝［ｎ・（ｎ＋１）・（２ｎ＋１）／６］１／２・ｓ２・σΔ２ｆ
＝［ｎ３／３＋ｎ２／２＋ｎ／６］１／２・ｓ２・σΔ２ｆ…式（３７）
【００９７】
また、式（３７）における誤差σΔ２ｆを考えるために、前記式（３２）を、測定値ｍ５（Ｘ），ｍ３（Ｘ），ｍ１（Ｘ），ｍ５ｒ（Ｘ），ｍ３ｒ（Ｘ），ｍ１ｒ（Ｘ），ｍ４（Ｘ＋ｄ３５），ｍ３（Ｘ＋ｄ３５），ｍ４（Ｘ），ｍ４（Ｘ−ｄ１３），ｍ３（Ｘ−ｄ１３），ΔＷ３４（Ｘ＋ｄ３５），ΔＷ３４（Ｘ），ΔＷ３４（Ｘ−ｄ１３），Δｋ（Ｘ），Δｋｒ（Ｘ）の順に並び替えて表すと、以下の式（３８）が得られる。
Δ２ｆ（Ｘ）
＝｛１／（ｄ３５＋ｄ１３）｝
×［｛ｍ５（Ｘ）／ｄ３５−２ｍ３（Ｘ）・（１／ｄ３５＋１／ｄ１３）
＋ｍ１（Ｘ）／ｄ１３｝
−｛ｍ５ｒ（Ｘ）／ｄ３５−ｍ３ｒ（Ｘ）・（１／ｄ３５＋１／ｄ１３）
＋ｍ１ｒ（Ｘ）／ｄ１３｝
＋ｍ４（Ｘ＋ｄ３５）／ｄ３５＋ｍ３（Ｘ＋ｄ３５）／ｄ３５
−｛ｍ４（Ｘ）｝・（１／ｄ３５＋１／ｄ１３）
＋ｍ４（Ｘ−ｄ１３）／ｄ１３＋ｍ３（Ｘ−ｄ１３）／ｄ１３
＋ΔＷ３４（Ｘ＋ｄ３５）／ｄ３５
−ΔＷ３４（Ｘ）・（１／ｄ３５＋１／ｄ１３）
＋ΔＷ３４（Ｘ−ｄ１３）／ｄ１３
＋Δｋ（Ｘ）・（１／ｄ３５＋１／ｄ１３）
−Δｋｒ（Ｘ）・（１／ｄ３５＋１／ｄ１３）］…式（３８）
【００９８】
前記式（３８）に式（３６）の関係を適用すると、誤差σΔ２ｆは、以下の式（３９）として得られる。ただし、プローブＰ１，Ｐ３，Ｐ５，Ｐ４の測定誤差をσｍｄで表し、受光ダイオード３６，３７の誤差をσｄｉで表し、渦電流センサ４１の誤差をσｓｎで表して、各測定値ｍ５（Ｘ）〜Δｋｒ（Ｘ）が独立で、各誤差σｍｄ，σｄｉ，σｓｎがランダムに加わるものと仮定する。
σΔ２ｆ
＝｛１／（ｄ３５＋ｄ１３）｝
×［｛（１／ｄ３５）２＋｛−２（１／ｄ３５＋１／ｄ１３）｝２
＋（１／ｄ１３）２｝・（σｍｄ）２
＋｛（−１／ｄ３５）２＋（１／ｄ３５＋１／ｄ１３）２
＋（−１／ｄ１３）２｝・（σｍｄ）２
＋｛（１／ｄ３５）２＋（１／ｄ３５）２｝・（σｍｄ）２
＋｛−（１／ｄ３５＋１／ｄ１３）｝２・（σｍｄ）２
＋｛（１／ｄ１３）２＋（１／ｄ１３）２｝・（σｍｄ）２
＋（１／ｄ３５）２・（σｓｎ）２
＋｛−（１／ｄ３５＋１／ｄ１３）｝２・（σｓｎ）２
＋（１／ｄ１３）２・（σｓｎ）２
＋（１／ｄ３５＋１／ｄ１３）２・（σｄｉ）２
＋｛−（１／ｄ３５＋１／ｄ１３）｝２・（σｄｉ）２］１／２
＝｛１／（ｄ３５＋ｄ１３）｝
×［｛４・（１／ｄ３５）２＋６・（１／ｄ３５＋１／ｄ１３）２
＋４・（１／ｄ１３）２｝・（σｍｄ）２
＋｛（１／ｄ３５）２＋（１／ｄ３５＋１／ｄ１３）２
＋（１／ｄ１３）２｝・（σｓｎ）２
＋｛２・（１／ｄ３５＋１／ｄ１３）２｝・（σｄｉ）２］１／２
…式（３９）
【００９９】
したがって、前記式（３７），（３９）から、以下の式（４０）が得られる。
σｆ
＝［ｎ３／３＋ｎ２／２＋ｎ／６］１／２・ｓ２・｛１／（ｄ３５＋ｄ１３）｝
×［｛４・（１／ｄ３５）２＋６・（１／ｄ３５＋１／ｄ１３）２
＋４・（１／ｄ１３）２｝・（σｍｄ）２
＋｛（１／ｄ３５）２＋（１／ｄ３５＋１／ｄ１３）２
＋（１／ｄ１３）２｝・（σｓｎ）２
＋｛２・（１／ｄ３５＋１／ｄ１３）２｝・（σｄｉ）２］１／２
…式（４０）
【０１００】
ここで、測定回数ｎはサンプリング距離の間隔ｓと棒材３の真直度の測定可能な長さＬにより、ｎ＝Ｌ／ｓであるから、式（４０）は以下の式（４１）と表せる。
σｆ
＝［（Ｌ／ｓ）３／３＋（Ｌ／ｓ）２／２＋（Ｌ／ｓ）／６］１／２・ｓ２
×｛１／（ｄ３５＋ｄ１３）｝
×［｛４・（１／ｄ３５）２＋６・（１／ｄ３５＋１／ｄ１３）２
＋４・（１／ｄ１３）２｝・（σｍｄ）２
＋｛（１／ｄ３５）２＋（１／ｄ３５＋１／ｄ１３）２
＋（１／ｄ１３）２｝・（σｓｎ）２
＋｛２・（１／ｄ３５＋１／ｄ１３）２｝・（σｄｉ）２］１／２
＝｛１／（ｄ３５＋ｄ１３）｝
×［（Ｌ３・ｓ）／３＋（Ｌ２・ｓ２）／２＋（Ｌ・ｓ３）／６］１／２
×［｛４・（１／ｄ３５）２＋６・（１／ｄ３５＋１／ｄ１３）２
＋４・（１／ｄ１３）２｝・（σｍｄ）２
＋｛（１／ｄ３５）２＋（１／ｄ３５＋１／ｄ１３）２
＋（１／ｄ１３）２｝・（σｓｎ）２
＋｛２・（１／ｄ３５＋１／ｄ１３）２｝・（σｄｉ）２］１／２
…式（４１）
なお、ｇ（Ｘ）についても同様にして誤差σｇが演算される。
【０１０１】
したがって、前記式（４１）で示された評価によると、３点法で形状測定を行う場合には、プローブＰ１，Ｐ３，Ｐ５の間隔ｄ１３，ｄ３５は大きいほうが、いわゆる誤差の伝播が小さく精度が高くなると考えて良いことが分かる。しかしながら、間隔ｄ１３，ｄ３５が大きければ大きいほど、走査ステージ７などの支持部材の変形の影響が顕著となり、ゼロ点ずれｋ（Ｘ），ｋｒ（Ｘ）に変動が発生し易くなり、従来の方法では、プローブＰ１，Ｐ３，Ｐ５の間隔ｄ１３，ｄ３５を大きくして精度を高めても、変動したゼロ点ずれｋ（Ｘ），ｋｒ（Ｘ）に基づいた表面形状が得られてしまった。
【０１０２】
これに対して、実施例１の真直度測定装置Ａでは、出力値ｍ１（Ｘ）〜ｍ５ｒ（Ｘ）を得る際に、レーザ放射部２１から放射されたレーザビーム２８による反射ビーム３３や透過ビーム３４の入射位置を測定することにより、中側プローブＰ２に対する下側プローブＰ１の測定基準のずれや、中側プローブＰ２に対する上側プローブＰ５の測定基準のずれを測定して、測定時の位置Ｘにおけるゼロ点ずれｋ（Ｘ），ｋｒ（Ｘ）を精度良く測定している。
さらに、実施例１の真直度測定装置Ａでは、３点法ユニットＵ１のプローブＰ１，Ｐ３，Ｐ５間の相対的な位置ずれに加えて、渦電流センサ４１により、中側プローブＰ３に対する対向プローブＰ４の相対的な距離を測定して、測定時の位置Ｘにおける対向ずれ量ΔＷ３４（Ｘ），ΔＷ３４（Ｘ）も測定している。
【０１０３】
したがって、実施例１の真直度測定装置Ａでは、測定されたゼロ点ずれｋ（Ｘ），ｋｒ（Ｘ）及び対向位置変動量ΔＷ３４（Ｘ），ΔＷ３４ｒ（Ｘ）を、二階差分値Δ２ｆ（Ｘ），Δ２ｇ（Ｘ）に反映させることが可能であり、ゼロ点ずれｋ（Ｘ），ｋｒ（Ｘ）及び対向位置変動量ΔＷ３４（Ｘ），ΔＷ３４ｒ（Ｘ）による誤差の影響が低減された二階差分値Δ２ｆ（Ｘ），Δ２ｇ（Ｘ）に基づいて、表面形状ｆ（Ｘ），ｇ（Ｘ）を得ることができ、従来に比べて精度の高い真直度の測定を行うことができる。
なお、実施例１の真直度測定装置Ａでは、ゼロ点ずれｋ（Ｘ），ｋｒ（Ｘ）の測定が可能であるため、プローブＰ１，Ｐ３，Ｐ５の間隔ｄ１３，ｄ３５を大きくしても、ゼロ点ずれｋ（Ｘ），ｋｒ（Ｘ）の弊害が生じ難く、より、精度の高い測定をすることができる。
【０１０４】
（変更例）
以上、本発明の実施例を詳述したが、本発明は、前記実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲で、種々の変更を行うことが可能である。本発明の変更例（Ｈ01）〜（Ｈ019）を下記に例示する。
（Ｈ01）前記実施例において、形状測定器の一例として、シート状レーザＰ１ａを棒材３の表面の境界部に照射して、棒材３によって遮られずに受光部１１に到達したシート状レーザＰ１ａの位置を測定して、棒材３の表面形状を測定する構成を例示したが、これに限定されない。例えば、レーザ光やＬＥＤ光、超音波などを棒材３の表面に当てて反射させて測定する棒材３までの距離を測定する従来公知の形状測定器を用いることが可能である。
（Ｈ02）前記実施例において、第３のずれ量測定器の一例として、渦電流センサ４１を例示したが、これに限定されず、静電容量センサなど従来公知のセンサを用いることが可能である。
（Ｈ03）前記実施例において、走査ステージ７が移動して、３点法ユニット及び反転ユニットＵ２が上下方向に移動する構成を例示したが、これに限定されず、左右方向、前後方向など、任意の方向に直線移動する構成が可能である。
【０１０５】
（Ｈ04）前記実施例において、棒材３は移動せずに、３点法ユニット及び反転ユニットＵ２が棒材３に対して移動する構成を例示したが、これに限定されず、３点法ユニット及び反転ユニットＵ２が移動せずに、棒材３が３点法ユニット及び反転ユニットＵ２に対して移動させる構成も可能である。
（Ｈ05）前記実施例において、ターンテーブル２によって、棒材３を回転させて反転させる構成を例示したがこれに限定されない。例えば、３点法ユニットＵ１及び反転ユニットＵ２を棒材３の周りに回転可能に構成し、棒材３については回転させずに固定して、３点法ユニットＵ１及び反転ユニットＵ２を棒材３の周りに回転させて反転させる構成も可能である。
（Ｈ06）前記実施例において、反転ユニットＵ２の対向プローブＰ４は、３点法ユニットＵ１の中側プローブＰ２に対向する位置に配置される構成を例示したが、３点法ユニットＵ１の下側プローブＰ１又は上側プローブＰ５に対向する位置に配置される構成も可能である。
【０１０６】
（Ｈ07）前記実施例において、反転ユニットＵ２は、形状測定器の一例としての対向プローブＰ４のみを有していたが、３点法ユニットＵ１と同様に、３つの形状測定器によって構成することが可能である。なお、この場合、一対の形状測定器のみが互いに対向していれば良い。
（Ｈ08）前記実施例において、３点法ユニットＵ１の対向する位置には、反転ユニットＵ２が配置されている構成が望ましいが、反転ユニットＵ２を省略することが可能である。すなわち、真直度測定装置Ａが、３点法ユニットＵ１のみの構成で、棒材３の真直度を測定する構成も可能である。
（Ｈ09）前記実施例において、レーザ放射部２１は下側プローブＰ１に支持され、受光ダイオード３６，３７は、中側プローブＰ３、上側プローブＰ５に支持された構成でプローブＰ１，Ｐ３，Ｐ５間の相対的な位置ずれを測定する構成を例示したが、これに限定されない。例えば、中側プローブＰ２にレーザ放射部２１を支持させると共に、下側プローブＰ１と上側プローブＰ５に、それぞれ、受光ダイオードを支持させ、且つ、レーザ放射部２１からのレーザビームが各プローブＰ１，Ｐ５の受光ダイオードに入射するように、ビームスプリッタ３２や反射板などを設ける構成など、レーザ放射部２１、各受光ダイオード３６，３７と、それらが支持されるプローブＰ１，Ｐ３，Ｐ５との組み合わせは、任意の組み合わせが可能である。
【０１０７】
（Ｈ010）前記実施例において、レーザ放射部２１から放射されたレーザビーム２８をビームスプリッタ３２により分離して、中側受光ダイオード３６と上側受光ダイオード３７とにより測定する構成を例示したが、これに限定されない。例えば、レーザ放射部２８を二つ設けて、一方のレーザ放射部２１のレーザビーム２８を、中側受光ダイオード３６で測定し、他方のレーザ放射部２１のレーザビーム２８を、上側受光ダイオード３７で測定する構成も可能である。
（Ｈ011）前記実施例において、１本のレーザビーム２８をビームスプリッタ３２で分離し、反射ビーム３３、透過ビーム３４の入射位置を測定して、プローブＰ１〜Ｐ５間の相対的な位置ずれ量を測定する構成を例示したが、これに限定されない。例えば、特開平７−２２５１２２号公報に記載されているように、レーザビーム２８をビームスプリッタ３２に入射する前に、光学系で４本に分離して、それら４本のレーザビームを、ビームスプリッタ３２で分離し、４本の反射ビーム、４本の透過ビームの入射位置の平均値などにより、相対的な位置ずれ量を測定する構成も可能である。
（Ｈ012）前記実施例において、４分割フォトダイオードによる構成を例示したが、これに限定されず、フォトダイオードアレイ、ＰＳＤ：半導体位置検出素子、ＣＣＤ：個体撮像素子など従来公知の装置が適用可能である。
【０１０８】
（Ｈ013）前記実施例において、放射線源の一例としてのレーザ放射線源２７はレーザ放射部２１の外部に設けられた構成が望ましいが、レーザ放射部２１の内部に支持されて下側プローブＰ１に支持される構成も可能である。
（Ｈ014）前記実施例において、放射部の一例としてのレーザ放射部２１により、放射線の一例としてのレーザビーム２８が放射され、受光ダイオード３６，３７により前記レーザビーム２８による反射ビーム３３，透過ビーム３４の入射位置を測定して、プローブＰ１，Ｐ３，Ｐ５間の相対的な位置ずれを測定する構成を例示したが、これに限定されない。例えば、放射線の一例として、電子線、中性子線などを放射する放射部と、前記放射部から放射された前記電子線等が入射する受部を有し、前記電子線等の入射位置を測定して、各プローブＰ１〜Ｐ５間の相対的な位置ずれを測定する構成も可能である。
【０１０９】
（Ｈ015）前記実施例において、放射線の一例としてのレーザビーム２８、反射ビーム３３、透過ビーム３４は、棒材３などが置かれた測定空間中を通過する構成を例示したが、例えば、前記ビーム２８，３３，３４が通過する各プローブＰ１，Ｐ３，Ｐ５間の空間を、囲い部材で囲み、ヘリウムガスなどで満たしたり、真空にしたりする構成も可能である。
（Ｈ016）前記実施例において、式（６）のゼロ点ずれｋ（Ｘ０）や、対向位置変動量Ｗ３４０、入射位置ｔ３０，ｔ５０などの基準となる値は、開始位置Ｘ０における値を用いる構成を例示したが、これに限定されない。例えば、折返位置や、開始位置Ｘ０と折返位置との間の任意の位置Ｘにおける値を基準となる値として用いて表面形状の演算処理を行うことが可能である。
（Ｈ017）前記実施例において、真直度測定装置Ａには、コンピュータＣが接続され、真直度測定装置Ａの測定結果が演算処理される構成が望ましいが、これに限定されず、測定結果を記憶する記憶装置に測定結果を記憶させて、他の処理装置等で各種演算を行うことも可能である。
【０１１０】
（Ｈ018）前記実施例において、下側プローブＰ１と中側プローブＰ３の間隔ｄ１３と、中側プローブＰ３と上側プローブＰ５の間隔ｄ３５とが異なる場合を例示したが、プローブＰ１〜Ｐ５の間隔ｄ１３，ｄ３５が等しいとして、処理を行うことは当然可能である。
（Ｈ019）前記実施例において、式（２７）におけるｆ（Ｘ）＋ｇ（Ｘ）を、ｋ３４（Ｘ）＋ｍ４（Ｘ）＋ｍ３（Ｘ）として、前記二階差分値Δ２ｆ（Ｘ），Δ２ｇ（Ｘ）を導出、演算する構成を例示したが、ｋ３４（Ｘ）＋ｍ４（Ｘ）＋ｍ３（Ｘ）に替えて、ｋ３４ｒ（Ｘ）＋ｍ４ｒ（Ｘ）＋ｍ３ｒ（Ｘ）や、｛ｋ３４（Ｘ）＋ｍ４（Ｘ）＋ｍ３（Ｘ）＋ｋ３４ｒ（Ｘ）＋ｍ４ｒ（Ｘ）＋ｍ３ｒ（Ｘ）｝／２として、ｆ（Ｘ）＋ｇ（Ｘ）を表し、二階差分値Δ２ｆ（Ｘ），Δ２ｇ（Ｘ）を導出、演算することも可能である。
【符号の説明】
【０１１１】
２…反転機構、３…被測定物、７…支持部材、２１…放射部、２８…放射線、３２…分離部材、３３…第１の分離放射線、３４…第２の分離放射線、３６…第１のずれ量測定器、３６ａ…受部、３７…第２のずれ量測定器、３７ａ…受部、４１…第３のずれ量測定器、Ａ…真直度測定装置、ｆ（Ｘ），ｇ（Ｘ）…表面形状、Ｐ１，Ｐ１′…第１の形状測定器、Ｐ３，Ｐ３′…第２の形状測定器、Ｐ５，Ｐ５′…第３の形状測定器、Ｐ４，Ｐ４′…第４の形状測定器、Ｕ１…第１の測定ユニット、Ｕ２…第２の測定ユニット。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、真直度測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
物体の形状がどれだけ幾何学的直線に近い形状を有しているかを調べるために、従来から、物体の真直度測定が行われている。このような真直度の測定法に関して、３つの変位計を被測定物に沿って走査することにより、被測定物の真直度を測定する、いわゆる、３点法が知られている。
【０００３】
図１１は３点法に関する説明図であり、図１１Ａは３点法に用いられる装置の一例の説明図、図１１Ｂはプローブのゼロ点ずれの説明図である。
図１１Ａにおいて、被測定物０３に対して対向する位置に、案内部材の一例としてのリニアガイド０４が配置されている。前記リニアガイド０４には、移動部材の一例としての走査ステージ０７が直線移動可能に支持されている。
前記走査ステージ０７には、形状測定器の一例としてのプローブＰ０１，Ｐ０３，Ｐ０５が支持されている。前記プローブＰ０１，Ｐ０３，Ｐ０５は、走査ステージ０７の移動方向に沿って間隔ｄを空けて、順に、配置されている。また、前記各プローブＰ０１〜Ｐ０５は、走査ステージ０７と共に一体的に移動して、被測定物０３の対応する部分について、基準位置からの変位を測定する。
【０００４】
図１１Ａにおいて、右方向、すなわち、走査ステージ０７の走査方向をＸ軸方向とし、走査方向に直交する上方向をＹ軸方向とする。
被測定物０３の被測定部分の表面形状をＦ（Ｘ）で表す。また、中央のプローブＰ０３の測定位置が位置Ｘの場合に、各プローブＰ０１，Ｐ０３，Ｐ０５によって得られる測定値を、それぞれ、Ｍ０１（Ｘ），Ｍ０３（Ｘ），Ｍ０５（Ｘ）で表す。
ここで、走査ステージ０７は走査移動する際に、リニアガイド０４の形状誤差などにより、全体がＹ方向に移動したり、全体が傾斜したりする。そこで、プローブＰ０３の測定位置が位置Ｘの場合に、走査ステージ０３のＹ方向の移動量を走査誤差ｅ（Ｘ）とし、傾斜量を傾斜誤差ｐ（Ｘ）とすると、各測定値Ｍ０１（Ｘ）〜Ｍ０５（Ｘ）は、以下の式（１）〜（３）のように表せる。
Ｍ０１（Ｘ）＝Ｆ（Ｘ−ｄ）＋ｅ（Ｘ）−ｄ・ｐ（Ｘ）…式（１）
Ｍ０３（Ｘ）＝Ｆ（Ｘ）＋ｅ（Ｘ） …式（２）
Ｍ０５（Ｘ）＝Ｆ（Ｘ＋ｄ）＋ｅ（Ｘ）＋ｄ・ｐ（Ｘ）…式（３）
【０００５】
前記式（１）〜（３）より、Ｆ（Ｘ）の二階差分を求めると、以下の式（４）となる。
Δ２Ｆ（Ｘ）
＝｛Ｆ（Ｘ＋ｄ）−２・Ｆ（Ｘ）＋Ｆ（Ｘ−ｄ）｝／ｄ２
＝［｛Ｆ（Ｘ＋ｄ）−Ｆ（Ｘ）｝−｛Ｆ（Ｘ）−Ｆ（Ｘ−ｄ）｝］／ｄ２
＝｛Ｍ０５（Ｘ）−２・Ｍ０３（Ｘ）−Ｍ０１（Ｘ）｝／ｄ２…式（４）
よって、Δ２Ｆ（Ｘ）は、走査ステージ０７の走査誤差ｅ（Ｘ）、傾斜誤差ｐ（Ｘ）の影響を受けることなく、測定値Ｍ０１（Ｘ），Ｍ０３（Ｘ），Ｍ０５（Ｘ）及び間隔ｄで表される。
したがって、測定値Ｍ０１（Ｘ）〜Ｍ０５（Ｘ）等により得られたΔ２Ｆ（Ｘ）を二階積分することにより、被測定物０３の測定部分の表面形状Ｆ（Ｘ）を知ることができる。なお、Ｆ（Ｘ）の一次以下の項は、被測定物０３の測定部分の平均的な距離、傾きを表すことになるので、形状測定においては無視することができる。
【０００６】
しかし、実際には、図１１Ｂに示すように、走査ステージ０７に支持された各プローブＰ０１，Ｐ０３，Ｐ０５には、測定時の基準点のずれ、いわゆる、ゼロ点ずれが存在する。
例えば、図１１Ｂにおいて、各プローブＰ０１，Ｐ０３，Ｐ０５のＹ方向の基準点からのずれを、それぞれ、ｋ０１，ｋ０３，ｋ０５とおいて、式（１）〜（３）を再計算すると、以下の式（１）′〜（３）′となる。
Ｍ０１（Ｘ）＝Ｆ（Ｘ−ｄ）＋ｅ（Ｘ）−ｄ・ｐ（Ｘ）＋ｋ０１…式（１）′
Ｍ０３（Ｘ）＝Ｆ（Ｘ）＋ｅ（Ｘ）＋ｋ０３ …式（２）′
Ｍ０５（Ｘ）＝Ｆ（Ｘ＋ｄ）＋ｅ（Ｘ）＋ｄ・ｐ（Ｘ）＋ｋ０５…式（３）′
そして、Ｆ（Ｘ）の二階差分を取ると、以下の式（４）′となる。
Δ２Ｆ（Ｘ）
＝｛Ｆ（Ｘ＋ｄ）−２・Ｆ（Ｘ）＋Ｆ（Ｘ−ｄ）｝／ｄ２
＝｛Ｍ０５（Ｘ）−２・Ｍ０３（Ｘ）−Ｍ０１（Ｘ）｝／ｄ２
−｛ｋ０５−２・ｋ０３＋ｋ０１｝／ｄ２
＝｛Ｍ０５（Ｘ）−２・Ｍ０３（Ｘ）−Ｍ０１（Ｘ）｝
−ｋ０１３５／ｄ２…式（４）′
ただし、式（４）′において、ｋ０５−２・ｋ０３＋ｋ０１＝ｋ０１３５とした。
【０００７】
さらに、式（４）′に基づいて、Δ２Ｆ（Ｘ）を二階積分すると、測定値Ｍ０１（Ｘ）〜Ｍ０５（Ｘ）等の項の他に、ｋ０１３５／２ｄ２を係数としたＸ２に比例する項が生じる。したがって、測定値Ｍ０１（Ｘ）〜Ｍ０５（Ｘ）から得られる値は、表面形状Ｆ（Ｘ）からｋ０１３５・Ｘ２／２ｄ２の分ずれ、これは、いわゆる、放物線誤差として知られるゼロ点ずれに起因する誤差である。
したがって、３点法において、このようなゼロ点ずれによる誤差が存在することが知られており、ゼロ点ずれの影響を低減させるために、以下の特許文献、非特許文献に記載の技術が知られている。
【０００８】
特許文献１としての特開２００３−２５４７４７号公報には、検出器取付台に支持された３つの変位検出器（Ａ，Ｂ，Ｃ）間のゼロ点ずれを低減させるために、基準となる試料片を測定して、変位検出器（Ａ，Ｂ，Ｃ）の出力を校正する技術が記載されている。
特許文献１では、凹凸が一致する一組の試料片（１，２）を、それぞれ、予め測定して、試料片（１）による校正値と、試料片（２）による校正値との平均を取ることにより、試料片自体が有する誤差を打ち消して、変位検出器（Ａ，Ｂ，Ｃ）を、真直度の測定前に校正している。
【０００９】
特許文献２としての特開２００６−３３７１１２号公報には、３つの変位センサ（３１，３２，３３）と、前記各変位センサ（３１〜３３）を支持する支持台（３０）と、前記支持台（３０）に対して移動可能なテーブル（２５）と、を有する真直度測定装置（１０）が記載されており、前記テーブル（２５）上に配置された第１の被測定物（１００）の測定面（１００ａ）を、前記変位センサ（３１〜３３）を用いた３点法（逐次３点法）によって、測定面（１００ａ）の形状ｇ３（Ｘ）を測定可能に構成されている。
また、特許文献２には、変位センサ（３１〜３３）とは別に、中央の変位センサ（３２）の対向直線上に配置され、且つ、前記支持台（３０）に支持された一組の変位センサ（４１，４２）が設けられており、前記テーブル（２５）上に配置された補助用の第２の被測定物（２００）の表裏両側の測定面（２００ａ，２００ｂ）を、それぞれの変位センサ（４１，４２）で測定可能に構成されている。
【００１０】
特許文献２に記載の技術では、通常測定時の３点法（逐次３点法）による測定を行う前に、補正のために、第２の被測定物（２００）の反転前後の計２回、第１の被測定物（１００）の測定面（１００ａ）と、第２の被測定物（２００）の測定面（２００ａ，２００ｂ）とを、同時に、測定している。
すなわち、反転法によって、変位センサ（４１，４２）の測定結果から、支持台（３０）に対するテーブル（２５）の走査誤差（並進運動誤差）を得ることで、中央の変位センサ（３２）の測定結果から、走査誤差を消去して、第１の被測定物（１００）の形状をｇ（ｘ）と測定している。また、３つの変位センサ（３１〜３３）を用いた３点法（逐次３点法）によって、第１の被測定物（１００）の形状をｇ３（Ｘ）と測定している。
そして、反転法によるｇ（Ｘ）と、３点法（逐次３点法）によるｇ３（Ｘ）との誤差を、零点誤差補償量｛ｇ（Ｘ）−ｇ３（Ｘ）｝として求めている。そして、新たな第１の被測定物（１００）を、真直度測定装置（１０）の通常測定時、すなわち、３つの変位センサ（３１〜３３）を用いた３点法（逐次３点法）のみによって測定する場合には、前記零点誤差補償量｛ｇ（Ｘ）−ｇ３（Ｘ）｝を用いて、３点法（逐次３点法）で生じるゼロ点ずれに起因する誤差を補正している。
【００１１】
非特許文献１には、３つのプローブを有するプローブユニット（Unit A）と、前記プローブユニット（Unit A）と同様に構成され、且つ前記プローブユニット（Unit A）に対向して配置されたプローブユニット（Unit B）を用いたゼロ点ずれに起因する誤差の補正方法が記載されている。
非特許文献１では、２つのプローブユニット（Unit A，Unit B）を用いて、被測定物（Cylinder）を、１８０°異なる部分である両側について同時に計測した後に、被測定物（Cylinder）を１８０°回転（反転）させて、もう一度、プローブユニット（Unit A，Unit B）を用いて、同時に測定している。
そして、回転前後（反転前後）の各プローブユニット（Unit A，Unit B）の測定値から得られる前記式（４）′に相当する４つの式から、各プローブユニット（Unit A，Unit B）における前記式（４）′のｋ０１３５に相当するゼロ点ずれの差分（α，β）を求めている。そして、求めたゼロ点ずれの差分（α，β）により、３点法による測定値を補正して、被測定物（Cylinder）の表面形状を求めている。なお、非特許文献１では、ゼロ点ずれは、反転前後や測定位置によって変動しない固定値として扱われており、ゼロ点ずれの差分（α，β）も固定値として扱われている。
【００１２】
特許文献３としての特開２００９−４１９８３号公報には、試料（２００）が搭載される回転自在なスピンドル（２１０）と、前記試料（２００）を測定する３つの変位センサ（Ａ，Ｂ，Ｃ）と、前記変位センサ（Ａ，Ｂ，Ｃ）を支持するセンサユニット（２２０）と、前記センサユニット（２２０）を、前記スピンドル（２１０）の径方向に移動可能に支持するセンサキャリッジ（２３０）と、を有する真直形状測定用の装置が記載されている。
特許文献３では、試料（２００）を回転させながら測定し、試料（２００）の表面形状の周期性を利用して、測定値の比較を行うことにより、零点誤差の変動量を求めている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開２００３−２５４７４７号公報（「０００８」〜「０００９」、「００２１」〜「００２４」）
【特許文献２】特開２００６−３３７１１２号公報（「００４３」〜「００５３」、図１、図４）
【特許文献３】特開２００９−４１９８３号公報（「００１８」〜「００４２」、図１〜図３）
【非特許文献】
【００１４】
【非特許文献１】W. Gao et al., “precision measurement of cylinder straightness using a scanning multi-probe system”, Precision Engineering, Journal of the International Societies for Precision Engineering and Nanotechnology, 2002,279-288（ｐ２８０〜２８３）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
特許文献１、２に記載の技術では、真直度の測定前に、予め出力値を補正したり、予め補正量を設定しているが、真直度の測定時にゼロ点ずれが変動した場合には、補正することはできない。
また、非特許文献１に記載の技術では、ゼロ点ずれに起因する誤差を固定値として扱っており、反転や位置移動の変動によるゼロ点ずれについて補正することはできない。
一方、特許文献３に記載の技術では、各変位センサについて、時間変動があるものとして、ゼロ点ずれについて求めているが、スピンドルなどで回転する被測定物を対象としており、被測定物の形状は平面状であることが好ましく、実質的には、被測定物の形状が制限されてしまう。
【００１６】
本発明は、前述の事情に鑑み、ゼロ点ずれを精度良く検出することを技術的課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
前記技術的課題を解決するために、請求項１に記載の発明の真直度測定装置は、
被測定物の表面形状を測定する第１の形状測定器と、
前記被測定物の表面形状を測定する第２の形状測定器と、
前記被測定物の表面形状を測定する第３の形状測定器と、
前記被測定物に沿って相対的に移動可能な測定ユニットであって、前記第１の形状測定器と前記第２の形状測定器と前記第３の形状測定器とを支持する支持部材を有し、前記測定ユニットの前記被測定物に対する相対移動方向の下流側に向って、前記第１の形状測定器と、前記第２の形状測定器と、前記第３の形状測定器と、が配置された前記測定ユニットと、
前記被測定物に対して接近離間する方向である接離方向についての前記第１の形状測定器と前記第２の形状測定器との相対的な位置ずれ量である第１の位置ずれ量を測定する第１のずれ量測定器であって、前記支持部材に支持されて前記測定ユニットと一体的に移動可能な前記第１のずれ量測定器と、
前記接離方向についての前記第１の形状測定器と前記第３の形状測定器との相対的な位置ずれ量である第２の位置ずれ量を測定する第２のずれ量測定器であって、前記支持部材に支持されて前記測定ユニットと一体的に移動可能な前記第２のずれ量測定器と、
を備えたことを特徴とする。
【００１８】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の真直度測定装置において、
前記第１の形状測定器に一体的に支持された放射線を放射する放射部と、
前記第２の形状測定器に一体的に支持され、且つ、前記放射部から放射された放射線が入射する受部を有し、前記受部に前記放射線が入射する位置に基づいて、前記第１の位置ずれ量を測定する前記第１のずれ量測定器と、
前記第３の形状測定器に一体的に支持され、且つ、前記放射部から放射された放射線が入射する受部を有し、前記受部に前記放射線が入射する位置に基づいて、前記第２の位置ずれ量を測定する前記第２のずれ量測定器と、
を備えたことを特徴とする。
【００１９】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の真直度測定装置において、
前記第２の形状測定器に一体的に支持され、前記放射部から放射された放射線を前記第１のずれ量測定器に向う第１の分離放射線と前記第２のずれ量測定器に向う第２の分離放射線とに分離する分離部材と、
前記第１の分離放射線が入射する前記第１のずれ量測定器と、
前記第２の分離放射線が入射する前記第２のずれ量測定器と、
を備えたことを特徴とする。
【００２０】
請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３のいずれかに記載の真直度測定装置において、
前記第１の形状測定器、前記第２の形状測定器及び前記第３の形状測定器のうちのいずれか一つの形状測定器に対して、前記被測定物を挟んで対向する位置に配置され、且つ、前記被測定物の表面形状を測定する第４の形状測定器と、
前記測定ユニットと一体的に、前記被測定物に沿って相対的に移動可能な第２の測定ユニットであって、前記第４の形状測定器を有する前記第２の測定ユニットと、
前記接離方向についての前記一つの形状測定器と前記第４の形状測定器との相対的な位置ずれ量である第３の位置ずれ量を測定する第３のずれ量測定器であって、前記一つの形状測定器又は前記第４の形状測定器に一体的に支持されて、前記測定ユニット及び前記第２の測定ユニットと一体的に移動可能な前記第３のずれ量測定器と、
前記被測定物を、前記移動方向に延びる方向を回転軸として、前記測定ユニット及び前記第２の測定ユニットに対して、相対的に回転させて、前記一つの形状測定器に測定される前記被測定物の表面形状の位置と、前記第４の形状測定器に測定される前記被測定物の表面形状の位置とを、反転させる反転機構と、
を備え、
前記被測定物の表面形状を測定した後に、反転させて、前記被測定物の表面形状を測定することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
請求項１に記載の発明によれば、第１の形状測定器と第２の形状測定器との相対的な位置ずれ量と、第１の形状測定器と第３の形状測定器との相対的な位置ずれ量と、を測定することができ、ゼロ点ずれを精度良く検出することができる。
請求項２に記載の発明によれば、第１の形状測定器に支持された放射部から放射された放射線の入射位置を測定することにより、第１の形状測定器と第２の形状測定器との相対的な位置ずれ量と、第１の形状測定器と第３の形状測定器との相対的な位置ずれ量と、を測定することができる。
請求項３に記載の発明によれば、第１の形状測定器に支持された放射部から放射された放射線を、分離部材により第１の分離放射線と第２の分離放射線とに分離して、第１の分離放射線の入射位置を測定することにより、第１の形状測定器と第２の形状測定器との相対的な位置ずれ量を測定し、第２の分離放射線の入射位置を測定することにより、第１の形状測定器と第３の形状測定器との相対的な位置ずれ量を測定することができる。
請求項４に記載の発明によれば、被測定物を挟んで対向する一つの形状測定器と第４の形状測定器との相対的な位置ずれ量を測定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】図１は本発明の実施例１の真直度測定装置の説明図であり、図１Ａは全体斜視図、図１Ｂは要部拡大斜視図である。
【図２】図２は実施例１のプローブの説明図である。
【図３】図３は実施例１のレーザ放射部と受光ダイオードの説明図であり、図３Ａはレーザ放射部の説明図、図３Ｂは受光ダイオードの説明図、図３Ｃは４分割フォトダイオードの説明図である。
【図４】図４は実施例１のコンピュータが備えている各機能をブロック図で示した図である。
【図５】図５は実施例１のコンピュータが備えている各機能をブロック図で示した図であり、図４の続きの説明図である。
【図６】図６は図２におけるＶＩ−ＶＩ線方向に見た図に相当する実施例１のプローブの測定結果の説明図であり、図６Ａは反転前の説明図、図６Ｂは反転後の説明図である。
【図７】図７は実施例１のゼロ点ずれの説明図であり、図７Ａはレーザ放射部とビームスプリッタと受光ダイオードと各プローブの位置の説明図、図７Ｂは開始位置におけるゼロ点ずれの説明図、図７Ｃは開始位置から移動した状態のゼロ点ずれの説明図である。
【図８】図８は実施例１の相対位置変動量の説明図であり、プローブの位置が変動した場合の説明図である。
【図９】図９は本発明の実施例１の真直度測定処理のフローチャートである。
【図１０】図１０は本発明の実施例１の表面形状演算処理のフローチャートである。
【図１１】図１１は３点法に関する説明図であり、図１１Ａは３点法に用いられる装置の一例の説明図、図１１Ｂはプローブのゼロ点ずれの説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
次に図面を参照しながら、本発明の実施の形態の具体例（以下、実施例と記載する）を説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
なお、以下の図面を使用した説明において、理解の容易のために説明に必要な部材以外の図示は適宜省略されている。
【実施例１】
【００２４】
図１は実施例１の真直度測定装置の説明図であり、図１Ａは全体斜視図、図１Ｂは要部拡大斜視図である。
なお、以後の説明の理解を容易にするために、図面において、上下方向をＸ軸方向、前後方向をＹ軸方向、左右方向をＺ軸方向とし、矢印Ｘ，−Ｘ，Ｙ，−Ｙ，Ｚ，−Ｚで示す方向または示す側をそれぞれ、上方、下方、前方、後方、右方、左方、または、上側、下側、前側、後側、右側、左側、とする。
また、図中、「○」の中に「・」が記載されたものは紙面の裏から表に向かう矢印を意味し、「○」の中に「×」が記載されたものは紙面の表から裏に向かう矢印を意味するものとする。
【００２５】
図１において、実施例１の真直度測定装置Ａは、床面に支持された土台部材の一例としてのベース部１を有する。前記ベース部１には、反転機構の一例としてのターンテーブル２が設けられている。前記ターンテーブル２は、上下方向に延びる方向を回転軸として前記ベース部１に対して回転可能に支持されている。前記ターンテーブル２には、真直度の測定される被測定物の一例としての棒材３が支持されている。前記棒材３は、前記ターンテーブル２と共に、上下方向に延びる方向を回転軸として回転可能に支持されている。
また、前記ベース部１には、前記棒材３に沿って上下方向に延びる案内部材の一例としてのリニアガイド４が支持されている。さらに、前記ベース部１には、前記棒材３に沿って上下方向に延びる位置制御部材の一例としてのネジ軸６が回転可能に支持されている。前記リニアガイド４及びネジ軸６には、支持部材の一例であって、移動部材の一例としての走査ステージ７が支持されている。前記走査ステージ７は、前記ネジ軸６が回転して、いわゆるボールネジ機構により、前記リニアガイド４に沿って上下方向に直線移動する。
【００２６】
図２は実施例１のプローブの説明図である。
図１、図２において、前記走査ステージ７の下方には、第１の結合部材の一例としての下側マウントプレート８を介して、第１の形状測定器の一例としての下側プローブＰ１が一体的に支持されている。
図２において、実施例１の下側プローブＰ１は、測定線の一例としてのシート状レーザＰ１ａを発する発光部９と、前記シート状レーザＰ１ａを受光する受光部１１とを有している。そして、実施例１の下側プローブＰ１では、棒材３の表面の境界部に、前記シート状レーザＰ１ａが照射され、棒材３によって遮られずに受光部１１に到達したシート状レーザＰ１ａの位置により、棒材３の表面形状を測定する。
【００２７】
図１、図２において、前記走査ステージ７の下側プローブＰ１の上方には、第２の結合部材の一例としての中側マウントプレート１２を介して、第２の形状測定器の一例としての中側プローブＰ３が一体的に支持されている。また、前記走査ステージ７の中側プローブＰ３の上方には、第３の結合部材の一例としての上側マウントプレート１３を介して、第３の形状測定器の一例としての上側プローブＰ５が一体的に支持されている。
前記中側プローブＰ３の前方には、第４の結合部材の一例としてのマウントプレート１４を介して、第４の形状測定器の一例としての対向プローブＰ４が一体的に支持されている。前記対向プローブＰ４の発光部９と受光部１１は保持部材の一例としての保持バー１６により互いの位置が保持されている。これにより、前記対向プローブＰ４は、前記マウントプレート１４、中側プローブＰ３を介して、前記走査ステージ７に一体的に支持されている。
【００２８】
前記対向プローブＰ４は、前記中側プローブＰ３に対して、前記棒材３を挟んで対向する位置に配置されており、前記中側プローブＰ３が測定する部分に対して、上下方向に延びる方向を回転軸として１８０°異なる反対側の表面部分を測定するように設定されている。
なお、前記中側プローブＰ３、上側プローブＰ５及び対向プローブＰ４は、棒材３の測定する部分が異なる点以外は、前記下側プローブＰ１と同様に構成されているため、その詳細な説明は省略する。
【００２９】
図３はレーザ放射部と受光ダイオードの説明図であり、図３Ａはレーザ放射部の説明図、図３Ｂは受光ダイオードの説明図、図３Ｃは４分割フォトダイオードの説明図である。
図１において、下側プローブＰ１における発光部９の右側には、放射部の一例としてのレーザ放射部２１が一体的に支持されている。
図３Ａにおいて、前記レーザ放射部２１には、伝送路の一例としての光ファイバ２６の一端が接続されている。前記光ファイバ２６により、前記レーザ放射部２１内に、外部の放射線源の一例としてのレーザ光源２７が放射する放射線の一例としてのレーザビーム２８が案内される。
案内されたレーザビーム２８は、光学素子の一例としてのレンズ２９を通過して、上方の中側プローブＰ３に向って放射される。
【００３０】
図１Ｂにおいて、前記中側プローブＰ３の発光部９の右側には、受光装置の一例としての受光ホルダ３１が一体的に支持されている。前記受光ホルダ３１には、前記レーザ放射部２１から放射されるレーザビーム２８に対応して、分離部材の一例としてのビームスプリッタ３２が一体的に支持されている。図１Ｂ、図３において、前記ビームスプリッタ３２は、前記レーザ放射部２１から放射されたレーザビーム２８を右側に向う第１の分離放射線の一例としての反射ビーム３３と、上側の上側プローブＰ５に向う第２の分離放射線の一例としての透過ビーム３４とに分離する。
前記受光ホルダ３１の右側、すなわち、前記反射ビーム３３が向う側には、第１のずれ量測定器の一例としての中側受光ダイオード３６が一体的に支持されている。図３Ｂにおいて、前記中側受光ダイオード３６は、受部の一例としての４分割フォトダイオード３６ａを有している。前記４分割フォトダイオード３６ａには、前記反射ビーム３３が入射する。
【００３１】
なお、図３Ｃにおいて、前記４分割フォトダイオード３６ａは、４つの受光領域３６ａ１，３６ａ２，３６ａ３，３６ａ４を有しており、前記受光領域３６ａ１，３６ａ２，３６ａ３，３６ａ４が順に、反射ビーム３３の入射方向から見て半時計周りに配置されて、全体として一つの受光領域３６ａ１＋３６ａ２＋３６ａ３＋３６ａ４が構成されている。実施例１の前記４分割フォトダイオード３６ａでは、受光領域３６ａ１，３６ａ２が上側になるように配置され、受光領域３６ａ１，３６ａ４が前側になるように配置されている。
そして、前記反射ビーム３３が入射すると、各受光領域３６ａ１〜３６ａ４に入射した光量に応じた信号を出力する。
ここで、反射ビーム３３が入射した場合に、受光領域３６ａ１，３６ａ２，３６ａ３，３６ａ４の測定値を順に、Ｅａ１，Ｅａ２，Ｅａ３，Ｅａ４で表すと、前側を正として、（Ｅａ１＋Ｅａ４−Ｅａ２−Ｅａ３）／（Ｅａ１＋Ｅａ２＋Ｅａ３＋Ｅａ４）で反射ビーム３３の前後方向の位置が測定される。また、上側を正として、（Ｅａ１＋Ｅａ２−Ｅａ３−Ｅａ４）／（Ｅａ１＋Ｅａ２＋Ｅａ３＋Ｅａ４）で反射ビーム３３の上下方向の位置が測定される。
【００３２】
前記中側受光ダイオード３６は、前記反射ビーム３３の入射位置に基づいて、棒材３に接近離間する方向の一例としての前後方向についての前記下側プローブＰ１と前記中側プローブＰ３との相対的な位置ずれ量である第１の位置ずれ量の一例としての下側ゼロ点ずれを測定する。
【００３３】
前記上側プローブＰ５の発光部９の右側には、第２のずれ量測定器の一例としての上側受光ダイオード３７が一体的に支持されている。前記上側受光ダイオード３７は、受部の一例としての４分割フォトダイオード３７ａを有している。前記４分割フォトダイオード３７ａには、透過ビーム３４が入射する。そして、前記上側受光ダイオード３７は、前記透過ビーム３４の入射位置に基づいて、前記中側受光ダイオード３６と同様の構成で、前後方向についての前記下側プローブＰ１と前記上側プローブＰ５との相対的な位置ずれ量である第２の位置ずれ量を測定することにより、前後方向についての前記中側プローブＰ３と上側プローブＰ５との相対的な位置ずれ量の一例としての上側ゼロ点ずれを測定する。
【００３４】
前記中側プローブＰ３の上部には、第３のずれ量測定器の一例としての渦電流センサ４１が一体的に支持されている。前記渦電流センサ４１の前方には、被検知部の一例としてのセンサターゲット４２が配置されており、前記対向プローブＰ４の発光部９の上部に一体的に支持されている。
前記渦電流センサ４１は、磁界をセンサターゲット４２にかけて渦電流を発生させ、渦電流による前記渦電流センサ４１側のインピーダンスの発振状態を測定することにより、距離を測定することができ、棒材３に接近離間する方向の一例としての前後方向について、中側プローブＰ３と対向プローブＰ４との相対的な位置ずれ量である第３の位置ずれ量の一例としての対向位置変動量を測定する。
【００３５】
前記下側プローブＰ１と、中側プローブＰ３と、上側プローブＰ５と、走査ステージ７と、下側マウントプレート８と、中側マウントプレート１２と、上側マウントプレート１３と、レーザ放射部２１と、受光ホルダ３１のビームスプリッタ３２、中側受光ダイオード３６と、上側受光ダイオード３７と、渦電流センサ４１とにより、実施例１の測定ユニットの一例としての３点法ユニットＵ１が構成されている。
前記３点法ユニットＵ１は、棒材３に対する相対的な移動方向の下流側の一例として、３点法ユニットＵ１自体が、前記リニアガイド４に沿って上側に移動可能に構成されている。
また、前記対向プローブＰ４と、マウントプレート１４と、保持バー１６と、ターゲット４２とにより、実施例１の第２の測定ユニットの一例としての反転ユニットＵ２が構成されている。
前記反転ユニットＵ２は、走査ステージ７に支持されており、前記３点法ユニットＵ１と一体的に、棒材３に沿って上側移動可能に構成されている。
【００３６】
図１において、前記ベース部１、ターンテーブル２、リニアガイド４、ネジ軸６、３点法ユニットＵ１及び反転ユニットＵ２等により、実施例１の真直度測定装置Ａが構成されている。
前記真直度測定装置Ａは、情報処理装置の一例としてのコンピュータＣにより、制御されて、図示しない駆動源により、ターンテーブル１やネジ軸６の回転が制御されて、３点法ユニットＵ１及び反転ユニットＵ２と、棒材３との相対的な測定位置の関係が制御される。
また、前記コンピュータＣにより、各プローブＰ１，Ｐ３，Ｐ４，Ｐ５、レーザ放射部２１及び渦電流センサ４１が制御され、各プローブＰ１，Ｐ３，Ｐ４，Ｐ５、各受光ダイオード３６，３７及び渦電流センサ４１の測定結果が、コンピュータＣに送信されて処理される。
【００３７】
（実施例１のコンピュータＣの説明）
図４は実施例１のコンピュータが備えている各機能をブロック図で示した図である。
図５は実施例１のコンピュータが備えている各機能をブロック図で示した図であり、図４の続きの説明図である。
図４、図５において、前記コンピュータＣは、外部との信号の入出力および入出力信号レベルの調節等を行う入出力信号調節部の一例としての入出力インターフェース、いわゆる、Ｉ／Ｏ、必要な処理を実行するためのプログラムおよびデータ等が記憶されたリードオンリーメモリ、いわゆる、ＲＯＭ、必要なデータを一時的に記憶するためのランダムアクセスメモリ、いわゆる、ＲＡＭ、前記ＲＯＭに記憶されたプログラムに応じた処理を行う中央演算処理装置、いわゆる、ＣＰＵ、ならびにクロック発振器等を有しており、前記ＲＯＭに記憶されたプログラムを実行することにより種々の機能を実現することができる。
【００３８】
（コンピュータＣに接続された信号入力要素）
前記コンピュータＣは、入力装置Ｈ１、下側プローブＰ１、中側プローブＰ３、上側プローブＰ５、対向プローブＰ４、中側受光ダイオード３６、上側受光ダイオード３７、渦電流センサ４１等の信号入力要素からの信号が入力されている。
Ｈ１：入力装置
入力装置Ｈ１は、いわゆる、キーボードやマウスにより構成されており、キーボードやマウスが操作されて、設定が入力されたり、コンピュータＣによる処理が開始されたりする。
【００３９】
図６は図２におけるＶＩ−ＶＩ線方向に見た図に相当する実施例１のプローブの測定結果の説明図であり、図６Ａは反転前の説明図、図６Ｂは反転後の説明図である。
なお、図６において、理解を容易にするために、前記各プローブＰ１，Ｐ３，Ｐ４，Ｐ５を模式的に表し、それぞれ、符号Ｐ１′，Ｐ３′，Ｐ４′，Ｐ５′で表している。
図６において、３点法ユニットＵ１及び反転ユニットＵ２の移動方向、すなわち、上下方向をＸ軸方向として、中側プローブＰ３が測定する位置を位置Ｘで表す。
図６Ａにおいて、３点法ユニットＵ１のプローブＰ１′，Ｐ３′，Ｐ５′に測定される棒材３の表面形状をｆ（Ｘ）で表す。また、反転ユニットＵ２の対向プローブＰ４′に測定される表面形状、すなわち、表面形状がｆ（Ｘ）の部分とは１８０°異なる反対側の表面形状をｇ（Ｘ）で表す。
【００４０】
Ｐ１：下側プローブ
図２において、下側プローブＰ１は、棒材３の表面形状ｆ（Ｘ）を測定する。実施例１の下側プローブＰ１は、受光部１１がシート状レーザＰ１ａを受光して、受光したシート状レーザＰ１ａの後端の境界位置を基準として、受光したシート状レーザＰ１ａの前端の境界位置までの距離ｍ１（Ｘ）を測定することにより、表面形状ｆ（Ｘ）を測定する。
図６Ａにおいて、理解の容易のために、距離ｍ１（Ｘ）を、下側プローブＰ１′の先端から棒材３表面までの距離ｍ１（Ｘ）として模式的に示す。
Ｐ３：中側プローブ
中側プローブＰ３は、前記下側プローブＰ１と同様の構成で、距離ｍ３（Ｘ）を測定し、棒材３の表面形状ｆ（Ｘ）を測定する。
図６Ａにおいて、理解の容易のために、前記距離ｍ３（Ｘ）は、中側プローブＰ３′の先端から棒材３表面までの距離ｍ３（Ｘ）として模式的に示す。
【００４１】
Ｐ５：上側プローブ
上側プローブＰ５は、前記下側プローブＰ１と同様の構成で、距離ｍ５（Ｘ）を測定し、棒材３の表面形状ｆ（Ｘ）を測定する。
図６Ａにおいて、理解の容易のために、距離ｍ５（Ｘ）は、上側プローブＰ５′の先端から棒材３表面までの距離ｍ５（Ｘ）として模式的に示す。
Ｐ４：対向プローブ
対向プローブＰ４は、前記下側プローブＰ１と同様の構成で、距離ｍ４（Ｘ）を測定し、棒材３の表面形状ｇ（Ｘ）を測定する。
図６Ａにおいて、理解の容易のために、距離ｍ４（Ｘ）は、対向プローブＰ４′の先端から棒材３表面までの距離ｍ４（Ｘ）として模式的に示す。
【００４２】
３６：中側受光ダイオード
図３において、中側受光ダイオード３６は、４分割フォトダイオード３６ａにより、反射レーザ３３を測定する。
３７：上側受光ダイオード
図３において、上側受光ダイオード３７は、４分割フォトダイオード３７ａにより、透過レーザ３４を測定する。
４１：渦電流センサ
渦電流センサ４１は、渦電流による前記渦電流センサ４１側のインピーダンスの発振状態の測定結果に基づいて、センサターゲット４２との距離Ｗ３４（Ｘ）を測定する。
図６Ａにおいて、理解の容易のために、渦電流センサ４１が中側プローブＰ２′の先端に配置され、且つ、センサターゲット４２が対向プローブＰ４′の先端に配置されているものと考えて、前記距離Ｗ３４（Ｘ）を、中側プローブＰ２′の先端から対向プローブＰ４′の先端までの距離Ｗ３４として模式的に表す。
なお、図６において、下側プローブＰ１と中側プローブＰ３の移動方向、すなわち、上下方向の間隔を距離ｄ１３と表し、中側プローブＰ３と上側プローブＰ５の上下方向の間隔を距離ｄ３５とする。
【００４３】
（コンピュータＣに接続された制御要素）
コンピュータＣは、ディスプレイＨ２、ネジ軸駆動回路Ｄ１、ターンテーブル駆動回路Ｄ２、レーザ駆動回路Ｄ３、その他の制御要素に接続されており、それらの作動制御信号を出力している。
Ｈ２：ディスプレイ
表示器の一例としてのディスプレイＨ２は、コンピュータＣで処理された情報を表示する。
Ｄ１：ネジ軸駆動回路
ネジ軸駆動回路Ｄ１は、駆動源の一例としてのネジ軸用モータＭ１を介して、ネジ軸６を回転させて、走査ステージ７を上側である下流、又は、下側である上流に移動させて、３点法ユニットＵ１及び反転ユニットＵ２を棒材３に沿って移動させる。
Ｄ２：ターンテーブル駆動回路
ターンテーブル駆動回路Ｄ２は、駆動源の一例としてのテーブル用駆動モータＭ２を介して、前記ターンテーブル２を１８０°回転させて、各プローブＰ１，Ｐ３，Ｐ４，Ｐ５に対向する棒材３の表面を反転させる。
Ｄ３：レーザ駆動回路
レーザ駆動回路Ｄ３は、レーザ光源２７にレーザビーム２８を放射させて、レーザ放射部２１からレーザビーム２８を放射させる。
【００４４】
（コンピュータＣの機能）
前記コンピュータＣは、前記入力装置Ｈ１、下側プローブＰ１、中側プローブＰ３、上側プローブＰ５、対向プローブＰ４、中側受光ダイオード３６、上側受光ダイオード３７、渦電流センサ４１等の前記信号出力要素からの入力信号に応じた処理を実行して、前記各制御要素に制御信号を出力する機能を有している。すなわち、コンピュータＣは次の機能を有している。
Ｃ１：表面測定手段
表面測定手段Ｃ１は、ステージ移動制御手段Ｃ１Ａと、ターンテーブル制御手段Ｃ１Ｂと、プローブ出力記憶手段Ｃ１Ｃとを有しており、各プローブＰ１，Ｐ３，Ｐ４，Ｐ５により、棒材３の表面形状を測定する。
【００４５】
Ｃ１Ａ：ステージ移動制御手段
ステージ移動制御手段Ｃ１Ａは、ネジ軸回転判別手段Ｃ１Ａ１を有し、前記ネジ軸駆動回路Ｄ１を介して、ネジ軸６を回転させることにより、走査ステージ７の上下方向の移動を制御する。すなわち、図６Ａにおいて、前記ステージ移動制御手段Ｃ１Ａにより、３点法ユニットＵ１及び反転ユニットＵ２の上下方向の移動が制御され、中側プローブＰ２の測定位置が位置Ｘの場合における棒材３の表面形状が測定可能となる。
実施例１のステージ移動制御手段Ｃ１Ａは、前記走査ステージ７を、下方に予め設定された開始位置から上方に予め設定された折返位置まで、予め設定された速度のままで移動させる。そして、前記ステージ移動制御手段Ｃ１Ａは、走査ステージ７を、前記折返位置から前記開始位置まで、前記速度のままで移動させる。
【００４６】
Ｃ１Ａ１：ネジ軸回転判別手段
ネジ軸回転判別手段Ｃ１Ａ１は、ネジ軸６が、予め設定された移動間隔角度Ｒ回転したか否かを判別すると共に、ネジ軸６が、予め設定された到達回数Ｎａ［回］、前記移動間隔角度Ｒだけ回転したか否かを判別する。
なお、前記移動間隔角度Ｒは、プローブＰ１，Ｐ３，Ｐ４，Ｐ５の測定間隔に対応する回転角度に設定されている。実施例１では、前記移動間隔角度Ｒは、ある測定位置Ｘに対して、原則として、Ｘ−ｄ１３，Ｘ＋ｄ３５も測定位置となるような角度として設定されている。また、前記到達回数Ｎａは、棒材３の測定可能領域の最大幅に対応して設定されており、ネジ軸６が角度Ｒ×Ｎａ、回転した場合に、走査ステージ７が開始位置と折返位置との間を移動する回数として設定されている。
【００４７】
Ｃ１Ｂ：ターンテーブル制御手段
ターンテーブル制御手段Ｃ１Ｂは、前記ターンテーブル駆動回路Ｄ２を介して、ターンテーブル２を反転させる。
実施例１のターンテーブル制御手段Ｃ１Ｂは、走査ステージ７が折返位置に到達した場合に、ターンテーブル２を反転させて、ターンテーブル２上の棒材３を反転させる。
図６Ｂにおいて、これにより、３点法ユニットＵ１の各プローブＰ１，Ｐ３，Ｐ５に測定される棒材３の表面部分と、反転ユニットＵ２の対向プローブＰ４に測定される棒材３の表面部分とが切り替えられる。
【００４８】
Ｃ１Ｃ：プローブ出力記憶手段
プローブ出力記憶手段Ｃ１Ｃは、下側プローブ出力記憶手段Ｃ１Ｃ１と、中側プローブ出力記憶手段Ｃ１Ｃ２と、上側プローブ出力記憶手段Ｃ１Ｃ３と、対向プローブ出力記憶手段Ｃ１Ｃ４とを有し、反転前後の位置Ｘにおける各プローブＰ１，Ｐ３，Ｐ５，Ｐ４の出力を、それぞれの各プローブ出力記憶手段Ｃ１Ｃ１〜Ｃ１Ｃ４が記憶する。
実施例１のプローブ出力記憶手段Ｃ１Ｃでは、予め設定された移動間隔角度Ｒで、プローブＰ１，Ｐ３，Ｐ５，Ｐ４の出力を記憶することで、位置Ｘにおける出力が記憶される。
【００４９】
Ｃ２：受光ダイオード出力記憶手段
受光ダイオード出力記憶手段Ｃ２は、中側受光ダイオード出力記憶手段Ｃ２Ａと、上側受光ダイオード出力記憶手段Ｃ２Ｂとを有し、受光ダイオード３６，３７の出力を記憶する。
Ｃ２Ａ：中側受光ダイオード出力記憶手段
中側受光ダイオード出力記憶手段Ｃ２Ａは、反転前後の位置Ｘにおける４分割フォトダイオード３６ａの各受光領域３６ａ１〜３６ａ４の出力Ｅａ１〜Ｅａ４を記憶する。
実施例１では、中側受光ダイオード出力記憶手段Ｃ２Ａは、前記プローブ出力記憶手段Ｃ１Ｃの記憶する時期、いわゆる、記憶するタイミングと同期をとって、出力Ｅａ１〜Ｅａ４を位置Ｘ毎に記憶する。
【００５０】
Ｃ２Ｂ：上側受光ダイオード出力記憶手段
上側受光ダイオード出力記憶手段Ｃ２Ｂは、中側受光ダイオード出力記憶手段Ｃ２Ａと同様に構成されており、対応する受光ダイオード３７が異なるだけなのでその詳細な説明は省略する。
Ｃ３：渦電流センサ出力記憶手段
渦電流センサ出力記憶手段Ｃ３は、反転前後の位置Ｘにおける渦電流センサ４１の出力Ｗ３４（Ｘ）を記憶する。
実施例１では、渦電流センサ出力記憶手段Ｃ３は、前記プローブ出力記憶手段Ｃ１Ｃの記憶するタイミングと同期をとって、渦電流センサ４１の出力Ｗ３４（Ｘ）を反転前後の位置Ｘ毎に記憶する。
【００５１】
Ｃ４：ビーム入射位置演算手段
ビーム入射位置演算手段Ｃ４は、反射ビーム入射位置演算手段Ｃ４Ａと、透過ビーム入射位置演算手段Ｃ４Ｂとを有し、前記受光ダイオード出力記憶手段Ｃ２の記憶情報に基づいて、反射ビーム３３と透過ビーム３４とについて、反転前後の位置Ｘ毎の入射位置を演算する。
Ｃ４Ａ：反射ビーム入射位置演算手段
反射ビーム入射位置演算手段Ｃ４Ａは、中側受光ダイオード出力記憶手段Ｃ２Ａの記憶情報に基づいて、反射ビーム３３の位置Ｘ毎の入射位置を演算する。
実施例１の反射ビーム入射位置演算手段Ｃ４Ａは、前記中側受光ダイオード出力記憶手段Ｃ２Ａの記憶情報に基づいて、４分割フォトダイオード３６ａの各受光領域３６ａ１〜３６ａ４に対応する位置Ｘ毎の出力値Ｅａ１〜Ｅａ４から、反射ビーム３３の前後方向及び上下方向の入射位置を演算する。
【００５２】
すなわち、図３Ｃにおいて、実施例１の反射ビーム入射位置演算手段Ｃ４Ａは、反射ビーム３３の前後方向の入射位置については、前側を正として、（Ｅａ１＋Ｅａ４−Ｅａ２−Ｅａ３）／（Ｅａ１＋Ｅａ２＋Ｅａ３＋Ｅａ４）により演算する。また、前記反射ビーム入射位置演算手段Ｃ４Ａは、反射ビーム３３ａの上下方向の入射位置については、上側を正として、（Ｅａ１＋Ｅａ２−Ｅａ３−Ｅａ４）／（Ｅａ１＋Ｅａ２＋Ｅａ３＋Ｅａ４）により演算する。
【００５３】
Ｃ４Ｂ：透過ビーム入射位置演算手段
透過ビーム入射位置演算手段Ｃ４Ｂは、上側受光ダイオード出力記憶手段Ｃ２Ｂの記憶情報に基づいて、透過ビーム３４の位置Ｘ毎の入射位置を演算する。
透過ビーム入射位置演算手段Ｃ４Ｂは、前記反射ビーム入射位置演算手段Ｃ４Ａと同様に構成されるため、その詳細な説明は省略する。
【００５４】
Ｃ５：ビーム位置ずれ演算手段
ビーム位置ずれ演算手段Ｃ５は、反射ビーム位置ずれ演算手段Ｃ５Ａと、透過ビーム位置ずれ演算手段Ｃ５Ｂとを有し、反射ビーム３３、透過ビーム３４の入射位置の基準位置に対する位置ずれ量Δｔ３（Ｘ），Δｔ５（Ｘ）を演算する。
なお、実施例１では、前記ビーム位置ずれ演算手段Ｃ５は、前後方向の成分についての位置ずれ量Δｔ３（Ｘ），Δｔ５（Ｘ）を演算する。
Ｃ５Ａ：反射ビーム位置ずれ演算手段
反射ビーム位置ずれ演算手段Ｃ５Ａは、前記中側受光ダイオード３６の測定結果に基づいて、反射ビーム３３の入射位置の位置ずれ量Δｔ３（Ｘ）を演算する。
実施例１の反射ビーム位置ずれ演算手段Ｃ５Ａは、中側受光ダイオード３６の測定結果としての前記反射ビーム入射位置演算手段Ｃ４Ａの演算結果に基づいて、反射ビーム３３の入射位置の位置ずれ量Δｔ３（Ｘ）を演算する。
すなわち、実施例１の反射ビーム位置ずれ演算手段Ｃ５Ａは、測定開始の際の開始位置Ｘ０における入射位置ｔ３０を基準位置として、他の位置Ｘにおける入射位置ｔ３（Ｘ）の反射ビーム位置ずれ量Δｔ３（Ｘ）（＝ｔ３（Ｘ）−ｔ３０）を演算する。
【００５５】
Ｃ５Ｂ：透過ビーム位置ずれ演算手段
透過ビーム位置ずれ演算手段Ｃ５Ｂは、前記上側受光ダイオード３７の測定結果に基づいて、透過ビーム３４の入射位置の位置ずれ量Δｔ５（Ｘ）を演算する。
実施例１の透過ビーム位置ずれ演算手段Ｃ５Ｂは、上側受光ダイオード３７の測定結果としての前記透過ビーム入射位置演算手段Ｃ４Ｂの演算結果に基づいて、透過ビーム３４の入射位置の位置ずれ量Δｔ５（Ｘ）を演算する。
すなわち、実施例１の透過ビーム位置ずれ演算手段Ｃ５Ｂは、測定開始の際の開始位置Ｘ０における入射位置ｔ５０（＝ｔ５（Ｘ０））を基準位置として、他の位置Ｘにおける入射位置ｔ５（Ｘ）の透過ビーム位置ずれ量Δｔ５（Ｘ）（＝ｔ５（Ｘ）−ｔ５０）を演算する。
【００５６】
図７は実施例１のゼロ点ずれの説明図であり、図７Ａはレーザ放射部、ビームスプリッタ、受光ダイオード及び各プローブの位置の説明図、図７Ｂは開始位置におけるゼロ点ずれの説明図、図７Ｃは開始位置から移動した状態のゼロ点ずれの説明図である。
なお、図６、図７以降において、理解の容易のために、レーザ放射部２１、ビームスプリッタ３２、受光ダイオード３６，３７、各プローブＰ１，Ｐ３，Ｐ５等は模式的に示してあり、それらを、符号２１′，３２′，３６′，３７′，Ｐ１′，Ｐ３′，Ｐ５′で示している。また、模式的に示しているため、ビームスプリッタ３２′の傾斜する方向や反射ビーム３３の進む方向は、実施例１の真直度測定装置Ａにおける方向とは異なる方向で表されている。
【００５７】
Ｃ６：相対位置変動量演算手段
相対位置変動量演算手段Ｃ６は、前記ビーム位置ずれ演算手段Ｃ５の演算結果に基づいて、位置Ｘ毎の相対位置変動量Δｋ（Ｘ）を演算する。
実施例１の相対位置変動量演算手段Ｃ６は、以下の説明に基づいて、相対位置変動量Δｋ（Ｘ）を演算する。
図６〜図７において、組み付け誤差などにより、各プローブＰ１′，Ｐ３′，Ｐ５′の間には測定基準のずれが生じている場合がある。また、これらの測定基準のずれは、熱変動などにより、位置Ｘ毎に異なる場合がある。そこで、図６〜図７において、測定基準のずれを表すために、中側プローブＰ３′の先端位置に対する下側プローブＰ１′の先端位置の前後方向のずれを下側ゼロ点ずれとしてｋ１３（Ｘ）と表す。また、中側プローブＰ３′の先端位置に対する上側プローブＰ５′の先端位置の前後方向のずれを上側ゼロ点ずれとしてｋ３５（Ｘ）と表す。
また、図６〜図７において、下側プローブＰ１と中側プローブＰ３の移動方向、すなわち、上下方向の間隔を距離ｄ１３と表し、中側プローブＰ３と上側プローブＰ５の上下方向の間隔を距離ｄ３５とする。
ここで、図７Ｂ、図７Ｃにおいて、ゼロ点ずれｋ（Ｘ）を、以下の式（５）のように定義する。
ｋ（Ｘ）＝ｋ１３ （Ｘ）／ｄ１３＋ｋ３５ （Ｘ）／ｄ３５…式（５）
【００５８】
図７Ｂにおいて、下側プローブＰ１′について、開始位置Ｘ０のレーザビーム２８の出射位置に対応する部分をＰ１０（＝Ｐ１（Ｘ０））で表す。また、中側プローブＰ２′については、開始位置Ｘ０のレーザビーム２８のビームスプリッタ３２′への入射位置に対応する部分をＰ３０（＝Ｐ３（Ｘ０））で表す。さらに、開始位置Ｘ０の上側プローブＰ３′について、透過ビーム３４の入射位置に対応する部分をＰ５０（＝Ｐ５（Ｘ０））で表す。そして、図７Ｃにおいて、各プローブＰ１′，Ｐ３′，Ｐ５′に設定された部分Ｐ１０，Ｐ３０，Ｐ５０の変動後の前後方向の位置について、それぞれ、Ｐ１（Ｘ），Ｐ３（Ｘ），Ｐ５（Ｘ）で表す。
【００５９】
図７Ｃにおいて、走査ステージ７が移動して、ゼロ点ずれｋ（Ｘ）が変動した場合を考える。ｋ（Ｘ）の変動を伴わない全体の傾斜、すなわち、姿勢の変動は、３点法においては無視して構わないことが知られているので（例えば、非特許文献１）、前記ゼロ点ずれｋ（Ｘ）においても無視して考える。
ここで、下側プローブＰ１′の位置Ｐ１（Ｘ）と上側プローブＰ５′の位置Ｐ５（Ｘ）とを結ぶ直線Ｐ１（Ｘ）Ｐ５（Ｘ）が姿勢を表すものと考え、前記直線Ｐ１（Ｘ）Ｐ５（Ｘ）がＸ軸方向に延びているものとみなして、直線Ｐ１（Ｘ）Ｐ５（Ｘ）からの前後方向の位置Ｐ３（Ｘ）の相対位置変動量をΔｋ（Ｘ）とすると、位置Ｘにおけるゼロ点ずれｋ（Ｘ）は、以下の式（６）と表せる。
ｋ（Ｘ）
＝ｋ１３ （Ｘ）／ｄ１３＋ｋ３５（Ｘ）／ｄ３５
＝（ｋ１３ （Ｘ０）−Δｋ（Ｘ））／ｄ１３
＋（ｋ３５ （Ｘ０）−Δｋ（Ｘ））／ｄ３５
＝ｋ１３ （Ｘ０）／ｄ１３＋ｋ３５（Ｘ０）／ｄ３５
−Δｋ（Ｘ）・（１／ｄ１３＋１／ｄ３５）
＝ｋ （Ｘ０）−Δｋ（Ｘ）・（１／ｄ１３＋１／ｄ３５）…式（６）
したがって、相対位置変動量Δｋ（Ｘ）が求まれば、前記式（６）によって、ゼロ点ずれｋ（Ｘ）が求められる。
【００６０】
図８は実施例１の相対位置変動量の説明図であり、プローブの位置が変動した場合の説明図である。
図８において、位置Ｘにおけるレーザビーム２８の放射方向が、開始位置Ｘ０の放射方向に対して微小角θ（Ｘ）変動している。また、各プローブＰ１′，Ｐ３′，Ｐ５′も位置Ｐ１（Ｘ），Ｐ３（Ｘ），Ｐ５（Ｘ）に移動している。
このとき、中側受光ダイオード３６には、反射ビーム３３が位置ｔ３（Ｘ）に入射したと測定される。また、上側受光ダイオード３７には、透過ビーム３４が、位置ｔ５（Ｘ）に入射したと測定される。
ここで、レーザビーム２８の直進性を考慮して、図８より、相対位置変動量Δｋ（Ｘ）は、以下の式（７）と表せる。
Δｋ（Ｘ）
＝Δｔ３（Ｘ）−Δｔ５（Ｘ）・ｄ１３／（ｄ１３＋ｄ３５）…式（７）
したがって、実施例１の前記位置変動量演算手段Ｃ６は、反射ビーム位置ずれ量Δｔ３（Ｘ）、透過ビーム位置ずれ量Δｔ５（Ｘ）に基づいて、位置Ｘにおける相対位置変動量Δｋ（Ｘ）を式（７）によって、演算する。
【００６１】
Ｃ７：対向位置変動量演算手段
対向位置変動量演算手段Ｃ７は、前記渦電流センサ４１の測定結果に基づいて、反転前後の位置Ｘにおける対向位置変動量ΔＷ３４（Ｘ）を演算する。
図６において、実施例１の対向位置変動量演算手段Ｃ７は、開始位置Ｘ０における測定結果Ｗ３４０（＝Ｗ３４（Ｘ０））と、前記測定結果Ｗ３４（Ｘ）に基づいて、対向位置変動量ΔＷ３４（Ｘ）（＝Ｗ３４（Ｘ）−Ｗ３４０）を演算する。
【００６２】
Ｃ８：表面形状演算手段
表面形状演算手段Ｃ８は、二階差分値演算手段Ｃ８Ａと、二階積分演算手段Ｃ８Ｂとを有し、前記プローブ出力記憶手段Ｃ１Ｃの記憶情報と、相対位置変動量演算手段Ｃ６の演算結果と、対向位置変動量演算手段Ｃ７の演算結果とに基づいて、棒材３の表面形状ｆ（Ｘ），ｇ（Ｘ）を演算する。
Ｃ８Ａ：二階差分値演算手段
二階差分値演算手段Ｃ８Ａは、前記プローブ出力記憶手段Ｃ１Ｃの記憶情報と、前記演算手段Ｃ６，Ｃ７の演算結果に基づいて、表面形状ｆ（Ｘ），ｇ（Ｘ）の二階差分値Δ２ｆ（Ｘ），Δ２ｇ（Ｘ）を演算する。
実施例１の二階差分値演算手段Ｃ８Ａでは、以下の処理に基づく演算が行われる。
【００６３】
図６において、走査ステージ７が移動する際のプローブＰ３′の前後方向の設定位置をＫ３とし、Ｋ３からの前後方向の移動誤差を走査誤差ｅ（Ｘ）として表し、走査ステージ７の傾斜による誤差を傾斜誤差ｐ（Ｘ）として表す。また、前記棒材３に沿って、棒材３の内部を上下方向に延びる直線を基準軸ｃ（Ｘ）で表す。
ここで、表面形状ｆ（Ｘ），ｇ（Ｘ）が、前記基準軸ｃ（Ｘ）から各表面までの距離を表すものとする。
なお、反転前後で変化する値について、反転後の位置Ｘの値については、走査誤差ｅｒ（Ｘ）、傾斜誤差ｐｒ（Ｘ）、直線ｃｒ（Ｘ）のように、添え字ｒをつけて表す。
また、走査時の姿勢変化ｐ（Ｘ），ｐｒ（Ｘ）や直線ｃ（Ｘ），ｃｒ（Ｘ）の傾きの差による各プローブＰ１′〜Ｐ５′の測定位置Ｘの変化は無視できるものとする。
【００６４】
図６Ａにおいて、反転前の各プローブＰ１′〜Ｐ５′の出力値を、基準軸ｃ（Ｘ）から離れる方向を正方向として、それぞれ、ｍ１（Ｘ）〜ｍ５（Ｘ）と表す。また、対向プローブＰ４′の測定基準のずれを、プローブＰ３′の先端に対する対向プローブＰ４′の先端の前後方向の距離として、ｋ３４（Ｘ）と表す。このとき、以下の式（８）〜（１１）が成立する。
ｃ（Ｘ−ｄ１３）−ｆ（Ｘ−ｄ１３）
＝ｅ（Ｘ）＋ｋ１３（Ｘ）−ｄ１３・ｐ（Ｘ）−ｍ１（Ｘ）＋Ｋ３…式（８）
ｃ（Ｘ）−ｆ（Ｘ）
＝ｅ（Ｘ）−ｍ３（Ｘ）＋Ｋ３…式（９）
ｃ（Ｘ＋ｄ３５）−ｆ（Ｘ＋ｄ３５）
＝ｅ（Ｘ）＋ｋ３５（Ｘ）＋ｄ３５・ｐ（Ｘ）−ｍ５（Ｘ）＋Ｋ３…式（１０）
ｃ（Ｘ）＋ｇ（Ｘ）
＝ｅ（Ｘ）＋ｋ３４（Ｘ）＋ｍ４（Ｘ）＋Ｋ３…式（１１）
【００６５】
図６Ｂにおいて、反転後の各プローブＰ１′〜Ｐ５′の出力値を、基準軸ｃｒ（Ｘ）から離れる方向を正方向として、それぞれ、ｍ１ｒ（Ｘ）〜ｍ５ｒ（Ｘ）と表すと、以下の式（１２）〜（１５）が成立する。
ｃｒ（Ｘ−ｄ１３）−ｇ（Ｘ−ｄ１３）
＝ｅｒ（Ｘ）＋ｋ１３ｒ（Ｘ）−ｄ１３・ｐｒ（Ｘ）−ｍ１ｒ（Ｘ）＋Ｋ３ｒ
…式（１２）
ｃｒ（Ｘ）−ｇ（Ｘ）
＝ｅｒ（Ｘ）−ｍ３ｒ（Ｘ）＋Ｋ３ｒ…式（１３）
ｃｒ（Ｘ＋ｄ３５）−ｇ（Ｘ＋ｄ３５）
＝ｅｒ（Ｘ）＋ｋ３５ｒ（Ｘ）＋ｄ３５・ｐｒ（Ｘ）−ｍ５ｒ（Ｘ）＋Ｋ３ｒ
…式（１４）
ｃｒ（Ｘ）＋ｆ（Ｘ）
＝ｅｒ（Ｘ）＋ｋ３４ｒ（Ｘ）＋ｍ４ｒ（Ｘ）＋Ｋ３ｒ…式（１５）
【００６６】
前記式（１０）から式（９）を辺々引くと、以下の式（１６）が成立する。
ｃ（Ｘ＋ｄ３５）−ｃ（Ｘ）−ｆ（Ｘ＋ｄ３５）＋ｆ（Ｘ）
＝ｋ３５（Ｘ）＋ｄ３５・ｐ（Ｘ）−ｍ５（Ｘ）＋ｍ３（Ｘ）…式（１６）
ここで、式（１６）の両辺をｄ３５で割ると、以下の式（１７）が成立する。
ｃ（Ｘ＋ｄ３５）／ｄ３５−ｃ（Ｘ） ／ｄ３５
−ｆ（Ｘ＋ｄ３５）／ｄ３５＋ｆ（Ｘ） ／ｄ３５
＝ｋ３５（Ｘ）／ｄ３５＋ｐ（Ｘ）−ｍ５（Ｘ）／ｄ３５＋ｍ３（Ｘ）／ｄ３５
…式（１７）
同様にして、式（９）から式（８）を辺々引き、ｄ１３で両辺を割ると、以下の式（１８）が成立する。
ｃ（Ｘ） ／ｄ１３−ｃ（Ｘ−ｄ１３）／ｄ１３
−ｆ（Ｘ）／ｄ１３＋ｆ（Ｘ−ｄ１３） ／ｄ１３
＝−ｋ１３（Ｘ）／ｄ１３＋ｐ（Ｘ）＋ｍ１（Ｘ）／ｄ１３
−ｍ３（Ｘ）／ｄ１３…式（１８）
そして、式（１７）から式（１８）を辺々引くと、以下の式（１９）が成立する。
｛ｃ（Ｘ＋ｄ３５）／ｄ３５−ｃ（Ｘ）・（１／ｄ３５＋１／ｄ１３）
＋ｃ（Ｘ−ｄ１３）／ｄ１３｝
−｛ｆ（Ｘ＋ｄ３５）／ｄ３５−ｆ（Ｘ）・（１／ｄ３５＋１／ｄ１３）
＋ｆ（Ｘ−ｄ１３）／ｄ１３｝
＝｛ｋ３５（Ｘ）／ｄ３５＋ｋ１３（Ｘ）／ｄ１３｝
−｛ｍ５（Ｘ）／ｄ３５−ｍ３（Ｘ）・（１／ｄ３５＋／ｄ１３）
＋ｍ１（Ｘ）／ｄ１３｝…式（１９）
【００６７】
ここで、前記式（１９）における｛ｃ（Ｘ＋ｄ３５）／ｄ３５−ｃ（Ｘ）・（１／ｄ３５＋１／ｄ１３）＋ｃ（Ｘ−ｄ１３）／ｄ１３｝を変形すると、以下の式（２０）が得られる。
ｃ（Ｘ＋ｄ３５）／ｄ３５−ｃ（Ｘ）・（１／ｄ３５＋１／ｄ１３）
＋ｃ（Ｘ−ｄ１３）／ｄ１３
＝ｃ（Ｘ＋ｄ３５）／ｄ３５−ｃ（Ｘ）／ｄ３５−ｃ（Ｘ）／ｄ１３
＋ｃ（Ｘ−ｄ１３）／ｄ１３
＝｛ｃ（Ｘ＋ｄ３５）−ｃ（Ｘ）｝／ｄ３５
−｛ｃ（Ｘ）−ｃ（Ｘ−ｄ１３）｝／ｄ１３…式（２０）
前記式（２０）において、｛ｃ（Ｘ＋ｄ３５）−ｃ（Ｘ）｝／ｄ３５と｛ｃ（Ｘ）−ｃ（Ｘ−ｄ１３）／ｄ１３｝は共に、同一の直線の傾きを表すので、式（２０）は０に等しい。
すなわち、前記式（１９）は、式（２１）のように表せる。
−｛ｆ（Ｘ＋ｄ３５）／ｄ３５−ｆ（Ｘ）・（１／ｄ３５＋１／ｄ１３）
＋ｆ（Ｘ−ｄ１３）／ｄ１３｝
＝｛ｋ３５（Ｘ）／ｄ３５＋ｋ１３（Ｘ）／ｄ１３｝
−｛ｍ５（Ｘ）／ｄ３５−ｍ３（Ｘ）・（１／ｄ３５＋／ｄ１３）
＋ｍ１（Ｘ）／ｄ１３｝…式（２１）
【００６８】
同様にして、前記式（１２）〜（１４）に基づいて、式（２２）が得られる。
−｛ｇ（Ｘ＋ｄ３５）／ｄ３５−ｇ（Ｘ）・（１／ｄ３５＋１／ｄ１３）
＋ｇ（Ｘ−ｄ１３）／ｄ１３｝
＝｛ｋ３５ｒ（Ｘ）／ｄ３５＋ｋ１３ｒ（Ｘ）／ｄ１３｝
−｛ｍ５ｒ（Ｘ）／ｄ３５−ｍ３ｒ（Ｘ）・（１／ｄ３５＋１／ｄ１３）
＋ｍ１ｒ（Ｘ）／ｄ１３｝…式（２２）
【００６９】
ここで、式（２１）と式（２２）から、｛ｆ（Ｘ＋ｄ３５）／ｄ３５−ｆ（Ｘ）・（１／ｄ３５＋１／ｄ１３）＋ｆ（Ｘ−ｄ１３）／ｄ１３｝と、｛ｇ（Ｘ＋ｄ３５）／ｄ３５−ｇ（Ｘ）・（１／ｄ３５＋１／ｄ１３）＋ｇ（Ｘ−ｄ１３）／ｄ１３｝との差は、以下の式（２３）と表せる。
｛ｆ（Ｘ＋ｄ３５）／ｄ３５−ｆ（Ｘ）・（１／ｄ３５＋１／ｄ１３）
＋ｆ（Ｘ−ｄ１３）／ｄ１３｝
−｛ｇ（Ｘ＋ｄ３５）／ｄ３５−ｇ（Ｘ）・（１／ｄ３５＋１／ｄ１３）
＋ｇ（Ｘ−ｄ１３）／ｄ１３｝
＝−｛ｋ３５（Ｘ）／ｄ３５＋ｋ１３（Ｘ）／ｄ１３｝
＋｛ｋ３５ｒ（Ｘ）／ｄ３５＋ｋ１３ｒ（Ｘ）／ｄ１３｝
＋｛ｍ５（Ｘ）／ｄ３５−ｍ３（Ｘ）・（１／ｄ３５＋１／ｄ１３）
＋ｍ１（Ｘ）／ｄ１３｝
−｛ｍ５ｒ（Ｘ）／ｄ３５−ｍ３ｒ（Ｘ）・（１／ｄ３５＋１／ｄ１３）
＋ｍ１ｒ（Ｘ）／ｄ１３｝…式（２３）
【００７０】
前記式（２３）における｛ｋ３５（Ｘ）／ｄ３５＋ｋ１３（Ｘ）／ｄ１３｝，｛ｋ３５ｒ（Ｘ）／ｄ３５＋ｋ１３ｒ（Ｘ）／ｄ１３｝は反転前後におけるゼロ点ずれｋ（Ｘ），ｋｒ（Ｘ）を表すから、前記式（６）より、それぞれ、以下の式（２４），（２５）と表せる。
｛ｋ３５（Ｘ）／ｄ３５＋ｋ１３（Ｘ）／ｄ１３｝
＝ｋ（Ｘ０）−Δｋ（Ｘ）・（１／ｄ１３＋１／ｄ３５）…式（２４）
｛ｋ３５ｒ（Ｘ）／ｄ３５＋ｋ１３ｒ（Ｘ）／ｄ１３｝
＝ｋ（Ｘ０）−Δｋｒ（Ｘ）・（１／ｄ１３＋１／ｄ３５）…式（２５）
【００７１】
前記式（２４），（２５）を前記式（２３）に代入してまとめると、以下の式（２６）が得られる。
｛ｆ（Ｘ＋ｄ３５）／ｄ３５−ｆ（Ｘ）・（１／ｄ３５＋１／ｄ１３）
＋ｆ（Ｘ−ｄ１３）／ｄ１３｝
−｛ｇ（Ｘ＋ｄ３５）／ｄ３５−ｇ（Ｘ）・（１／ｄ３５＋１／ｄ１３）
＋ｇ（Ｘ−ｄ１３）／ｄ１３｝
＝Δｋ（Ｘ）・（１／ｄ３５＋１／ｄ１３）
−Δｋｒ（Ｘ）・（１／ｄ３５＋１／ｄ１３）
＋｛ｍ５（Ｘ）／ｄ３５−ｍ３（Ｘ）・（１／ｄ３５＋１／ｄ１３）
＋ｍ１（Ｘ）／ｄ１３｝
−｛ｍ５ｒ（Ｘ）／ｄ３５−ｍ３ｒ（Ｘ）・（１／ｄ３５＋１／ｄ１３）
＋ｍ１ｒ（Ｘ）／ｄ１３｝…式（２６）
【００７２】
ところで、式（１１）から式（９）を辺々引くと、以下の式（２７）が得られる。
ｆ（Ｘ）＋ｇ（Ｘ）＝ｋ３４（Ｘ）＋ｍ４（Ｘ）＋ｍ３（Ｘ）…式（２７）
前記式（２７）に基づいて、Ｘから＋ｄ３５，−ｄ１３シフトさせると、
ｆ（Ｘ＋ｄ３５）＋ｇ（Ｘ＋ｄ３５）
＝ｋ３４（Ｘ＋ｄ３５）＋ｍ４（Ｘ＋ｄ３５）＋ｍ３（Ｘ＋ｄ３５）…式（２８）
ｆ（Ｘ−ｄ１３）＋ｇ（Ｘ−ｄ１３）
＝ｋ３４（Ｘ−ｄ１３）＋ｍ４（Ｘ−ｄ１３）＋ｍ３（Ｘ−ｄ１３）…式（２９）
【００７３】
ここで、前記式（２７）〜（２９）より、｛ｆ（Ｘ＋ｄ３５）／ｄ３５−ｆ（Ｘ）・（１／ｄ３５＋１／ｄ１３）＋ｆ（Ｘ−ｄ１３）／ｄ１３｝と、｛ｇ（Ｘ＋ｄ３５）／ｄ３５−ｇ（Ｘ）・（１／ｄ３５＋１／ｄ１３）＋ｇ（Ｘ−ｄ１３）／ｄ１３｝との和は、以下の式（３０）として得られる。
｛ｆ（Ｘ＋ｄ３５）／ｄ３５−ｆ（Ｘ）・（１／ｄ３５＋１／ｄ１３）
＋ｆ（Ｘ−ｄ１３）／ｄ１３｝
＋｛ｇ（Ｘ＋ｄ３５）／ｄ３５−ｇ（Ｘ）・（１／ｄ３５＋１／ｄ１３）
＋ｇ（Ｘ−ｄ１３）／ｄ１３｝
＝｛ｆ（Ｘ＋ｄ３５）＋ｇ（Ｘ＋ｄ３５）｝／ｄ３５
−｛ｆ（Ｘ）＋ｇ（Ｘ）｝・（１／ｄ３５＋１／ｄ１３）
＋｛ｆ（Ｘ−ｄ１３）＋ｇ（Ｘ−ｄ１３）｝／ｄ１３
＝｛ｋ３４（Ｘ＋ｄ３５）＋ｍ４（Ｘ＋ｄ３５）＋ｍ３（Ｘ＋ｄ３５）｝／ｄ３５
−｛ｋ３４（Ｘ）＋ｍ４（Ｘ）＋ｍ３（Ｘ）｝・（１／ｄ３５＋１／ｄ１３）
＋｛ｋ３４（Ｘ−ｄ１３）＋ｍ４（Ｘ−ｄ１３）
＋ｍ３（Ｘ−ｄ１３）｝／ｄ１３…式（３０）
【００７４】
ここで、ｋ３４（Ｘ）とＷ３４（Ｘ）は共に、中側プローブＰ３′に対する対向プローブＰ４′の前後方向の距離を表すので、式（３０）におけるｋ３４（Ｘ＋ｄ３５），ｋ３４（Ｘ），ｋ３４（Ｘ−ｄ１３）を、それぞれ、Ｗ３４（Ｘ＋ｄ３５），Ｗ３４（Ｘ），Ｗ３４（Ｘ−ｄ１３）で置き換えて良く、前記式（３０）は、以下の式（３１）と表せる。
｛ｆ（Ｘ＋ｄ３５）／ｄ３５−ｆ（Ｘ）・（１／ｄ３５＋１／ｄ１３）
＋ｆ（Ｘ−ｄ１３）／ｄ１３｝
＋｛ｇ（Ｘ＋ｄ３５）／ｄ３５−ｇ（Ｘ）・（１／ｄ３５＋１／ｄ１３）
＋ｇ（Ｘ−ｄ１３）／ｄ１３｝
＝｛ｋ３４（Ｘ＋ｄ３５）＋ｍ４（Ｘ＋ｄ３５）＋ｍ３（Ｘ＋ｄ３５）｝／ｄ３５
−｛ｋ３４（Ｘ）＋ｍ４（Ｘ）＋ｍ３（Ｘ）｝・（１／ｄ３５＋１／ｄ１３）
＋｛ｋ３４（Ｘ−ｄ１３）＋ｍ４（Ｘ−ｄ１３）＋ｍ３（Ｘ−ｄ１３）｝／ｄ１３
＝｛Ｗ３４（Ｘ＋ｄ３５）＋ｍ４（Ｘ＋ｄ３５）＋ｍ３（Ｘ＋ｄ３５）｝／ｄ３５
−｛Ｗ３４（Ｘ）＋ｍ４（Ｘ）＋ｍ３（Ｘ）｝・（１／ｄ３５＋１／ｄ１３）
＋｛Ｗ３４（Ｘ−ｄ１３）＋ｍ４（Ｘ−ｄ１３）＋ｍ３（Ｘ−ｄ１３）｝／ｄ１３
＝｛Ｗ３４０＋ΔＷ３４（Ｘ＋ｄ３５）
＋ｍ４（Ｘ＋ｄ３５）＋ｍ３（Ｘ＋ｄ３５）｝／ｄ３５
−｛Ｗ３４０＋ΔＷ３４（Ｘ）
＋ｍ４（Ｘ）＋ｍ３（Ｘ）｝・（１／ｄ３５＋１／ｄ１３）
＋｛Ｗ３４０＋ΔＷ３４（Ｘ−ｄ１３）
＋ｍ４（Ｘ−ｄ１３）＋ｍ３（Ｘ−ｄ１３）｝／ｄ１３
＝｛ｍ４（Ｘ＋ｄ３５）＋ｍ３（Ｘ＋ｄ３５）｝／ｄ３５
−｛ｍ４（Ｘ）＋ｍ３（Ｘ）｝・（１／ｄ３５＋１／ｄ１３）
＋｛ｍ４（Ｘ−ｄ１３）＋ｍ３（Ｘ−ｄ１３）｝／ｄ１３
＋｛ΔＷ３４（Ｘ＋ｄ３５）／ｄ３５
−ΔＷ３４（Ｘ）・（１／ｄ３５＋１／ｄ１３）
＋ΔＷ３４（Ｘ−ｄ１３）／ｄ１３｝…式（３１）
【００７５】
前記式（２６），（３１）を連立させることにより、｛ｆ（Ｘ＋ｄ３５）／ｄ３５−ｆ（Ｘ）・（１／ｄ３５＋１／ｄ１３）＋ｆ（Ｘ−ｄ１３）／ｄ１３｝と、｛ｇ（Ｘ＋ｄ３５）／ｄ３５−ｇ（Ｘ）・（１／ｄ３５＋１／ｄ１３）＋ｇ（Ｘ−ｄ１３）／ｄ１３｝とが得られる。したがって、ｄ＝（ｄ３５＋ｄ１３）／２として、二階差分値Δ２ｆ（Ｘ）は、以下の式（３２）と表せる。
Δ２ｆ（Ｘ）
＝ [｛ｆ（Ｘ＋ｄ３５）−ｆ（Ｘ）｝／ｄ３５
−｛ｆ（Ｘ）−ｆ（Ｘ−ｄ１３）｝／ｄ１３]／ｄ
＝（１／ｄ）・｛ｆ（Ｘ＋ｄ３５）／ｄ３５−ｆ（Ｘ）・（１／ｄ３５＋１／ｄ１３）
＋ｆ（Ｘ−ｄ１３）／ｄ１３｝
＝｛１／（ｄ３５＋ｄ１３）｝
×［｛ｍ５（Ｘ）／ｄ３５−ｍ３（Ｘ）・（１／ｄ３５＋１／ｄ１３）
＋ｍ１（Ｘ）／ｄ１３｝
−｛ｍ５ｒ（Ｘ）／ｄ３５−ｍ３ｒ（Ｘ）・（１／ｄ３５＋１／ｄ１３）
＋ｍ１ｒ（Ｘ）／ｄ１３｝
＋｛ｍ４（Ｘ＋ｄ３５）＋ｍ３（Ｘ＋ｄ３５）｝／ｄ３５
−｛ｍ４（Ｘ）＋ｍ３（Ｘ）｝・（１／ｄ３５＋１／ｄ１３）
＋｛ｍ４（Ｘ−ｄ１３）＋ｍ３（Ｘ−ｄ１３）｝／ｄ１３
＋｛ΔＷ３４（Ｘ＋ｄ３５）／ｄ３５
−ΔＷ３４（Ｘ）・（１／ｄ３５＋１／ｄ１３）
＋ΔＷ３４（Ｘ−ｄ１３）／ｄ１３｝
＋｛Δｋ（Ｘ）−Δｋｒ（Ｘ）｝・（１／ｄ３５＋１／ｄ１３）］
…式（３２）
【００７６】
同様にして、二階差分値Δ２ｇ（Ｘ）は、以下の式（３３）と表せる。
Δ２ｇ（Ｘ）
＝[｛ｇ（Ｘ＋ｄ３５）−ｇ（Ｘ）｝／ｄ３５
−｛ｇ（Ｘ）−ｇ（Ｘ−ｄ１３）｝／ｄ１３]／ｄ
＝（１／ｄ）・｛ｇ（Ｘ＋ｄ３５）／ｄ３５−ｇ（Ｘ）・（１／ｄ３５＋１／ｄ１３）
＋ｇ（Ｘ−ｄ１３）／ｄ１３｝
＝｛１／（ｄ３５＋ｄ１３）｝
×[｛ｍ５ｒ（Ｘ）／ｄ３５−ｍ３ｒ（Ｘ）・（１／ｄ３５＋１／ｄ１３）
＋ｍ１ｒ（Ｘ）／ｄ１３｝
−｛ｍ５（Ｘ）／ｄ３５−ｍ３（Ｘ）・（１／ｄ３５＋１／ｄ１３）
＋ｍ１（Ｘ）／ｄ１３｝
＋｛ｍ４（Ｘ＋ｄ３５）＋ｍ３（Ｘ＋ｄ３５）｝／ｄ３５
−｛ｍ４（Ｘ）＋ｍ３（Ｘ）｝・（１／ｄ３５＋１／ｄ１３）
＋｛ｍ４（Ｘ−ｄ１３）＋ｍ３（Ｘ−ｄ１３）｝／ｄ１３
＋｛ΔＷ３４（Ｘ＋ｄ３５）／ｄ３５
−ΔＷ３４（Ｘ）・（１／ｄ３５＋１／ｄ１３）
＋ΔＷ３４（Ｘ−ｄ１３）／ｄ１３｝
＋｛Δｋｒ（Ｘ）−Δｋ（Ｘ）｝・（１／ｄ３５＋１／ｄ１３）]
…式（３３）
【００７７】
したがって、前記二階差分値演算手段Ｃ８は、前記プローブ出力記憶手段Ｃ１Ｃの記憶情報である出力ｍ１（Ｘ）〜ｍ５（Ｘ），ｍ１ｒ（Ｘ）〜ｍ５ｒ（Ｘ）と、相対位置変動量演算手段Ｃ６の演算結果である相対位置変動量Δｋ（Ｘ），Δｋｒ（Ｘ）と、対向位置変動量演算手段Ｃ７の演算結果である対向位置変動量ΔＷ３４（Ｘ）とに基づいて、前記式（３２），（３３）により、Δ２ｆ（Ｘ），Δ２ｇ（Ｘ）を演算する。
なお、実施例１の前記二階差分値演算手段Ｃ８Ａでは、式（３２），（３３）におけるｍ４（Ｘ＋ｄ３５），ｍ３（Ｘ＋ｄ３５），ｍ４（Ｘ−ｄ１３），ｍ３（Ｘ−ｄ１３），ΔＷ３４（Ｘ＋ｄ３５），ΔＷ３４（Ｘ−ｄ１３）については、前記プローブ出力記憶手段Ｃ１Ｃの記憶情報である出力ｍ３（Ｘ），ｍ４（Ｘ），ｍ３ｒ（Ｘ），ｍ４ｒ（Ｘ）と、対向位置変動量演算手段Ｃ７の演算結果である対向位置変動量ΔＷ３４（Ｘ）とのうち、測定位置Ｘ＋ｄ３５，Ｘ−ｄ１３で測定した値が用いられる。
【００７８】
Ｃ８Ｂ：二階積分演算手段
二階積分演算手段Ｃ８Ｂは、前記二階差分値演算手段Ｃ８Ａにより演算された二階差分値Δ２ｆ（Ｘ），Δ２ｇ（Ｘ）を数値積分して、表面形状ｆ（Ｘ），ｇ（Ｘ）を導出、演算する。
実施例１の前記二階積分演算手段Ｃ８Ｂでは、以下の処理に基づいて表面形状ｆ（Ｘ），ｇ（Ｘ）を導出、演算する。
回転角度Ｒに基づくサンプリング距離の間隔をｓとする。また、前記測定回数Ｎａ回のうち、前記式（３２），（３３）の測定値ｍ１（Ｘ）〜ｍ５ｒ（Ｘ），ｍ４（Ｘ＋ｄ３５）〜ｍ３ｒ（Ｘ−ｄ１３）が測定されており、二階差分値Δ２ｆ（Ｘ），Δ２ｇ（Ｘ）の演算が可能な測定回数をｎとする。このとき、ｉ（＝１，２，…，ｎ）を用いて、測定位置をＸｉで表すと、一回差分値Δｆ（Ｘｉ）は、以下の式（３４）と表せる。なお、実施例１では、ｎは十分大きくなるように構成されている。
Δｆ（Ｘｉ）
＝Δ２ｆ（Ｘ１）・ｓ＋Δ２ｆ（Ｘ２）・ｓ＋…＋Δ２ｆ（Ｘｉ）・ｓ…式（３４）
【００７９】
また、式（３４）により、一階差分値Δｆ（Ｘｉ）をさらに積分して、以下の式（３５）が得られる。
ｆ（Ｘｉ）
＝Δｆ（Ｘ１）・ｓ＋Δｆ（Ｘ２）・ｓ＋…＋Δｆ（Ｘｉ）・ｓ
＝｛Δｆ（Ｘ１）＋Δｆ（Ｘ２）＋…＋Δｆ（Ｘｉ）｝・ｓ
＝［｛Δ２ｆ（Ｘ１）・ｓ｝＋｛Δ２ｆ（Ｘ１）・ｓ＋Δ２ｆ（Ｘ２）・ｓ｝
＋…＋｛Δ２ｆ（Ｘ１）・ｓ＋Δ２ｆ（Ｘ２）・ｓ
＋…＋Δ２ｆ（Ｘｉ）・ｓ｝］・ｓ
＝｛Δ２ｆ（Ｘ１）・ｉ＋Δ２ｆ（Ｘ２）・（ｉ−１）
＋…＋Δ２ｆ（Ｘｉ）・１｝・ｓ２…式（３５）
【００８０】
したがって、式（３５）により、位置Ｘｉにおける表面形状ｆ（Ｘｉ）が導出、演算される。これにより、全てのｉについて演算することで、前記二階差分値演算手段Ｃ８Ｂは、前記式（３８）に基づいて表面形状ｆ（Ｘ）を導出、演算する。また、同様にして、前記二階差分値演算手段Ｃ８Ｂは、表面形状ｇ（Ｘ）を導出、演算する。そして、この表面形状ｆ（Ｘ），ｇ（Ｘ）により、棒材３の表面の真直度が測定される。
Ｃ８Ｃ：演算結果表示手段
演算結果表示手段Ｃ８Ｃは、前記二階差分値演算手段Ｃ８Ｂにより演算された演算結果としての表面形状ｆ（Ｘ），ｇ（Ｘ）を、前記ディスプレイＨ２に表示する。
【００８１】
（実施例１のフローチャートの説明）
次に、本発明の実施例１の真直度測定装置Ａの処理の流れをフローチャートを使用して説明する。
（実施例１の真直度測定処理のフローチャートの説明）
図９は本発明の実施例１の真直度測定処理のフローチャートである。
図９のフローチャートの各ステップＳＴの処理は、前記真直度測定装置ＡのコンピュータＣに記憶されたプログラムに従って行われる。また、この処理は真直度測定装置Ａの他の各種処理と並行して並列処理で実行される。
図９に示すフローチャートは、真直度測定装置Ａの電源投入により開始される。
【００８２】
図９のＳＴ１において、入力装置Ｈ１により測定開始の入力がされたか否かを判別する。イエス（Ｙ）の場合はＳＴ２に移り、ノー（Ｎ）の場合はＳＴ１を繰り返す。
ＳＴ２において、次の（１），（２）の処理を実行して、ＳＴ３に移る。
（１）Ｎ＝０をセットする。
（２）ネジ軸６の回転駆動を開始する。
ＳＴ３において、次の（１）〜（７）の処理を実行して、ＳＴ４に移る。
（１）下側プローブＰ１の出力値ｍ１（Ｘ）を取得記憶する。
（２）中側プローブＰ３の出力値ｍ３（Ｘ）を取得記憶する。
（３）上側プローブＰ５の出力値ｍ５（Ｘ）を取得記憶する。
（４）対向プローブＰ４の出力値ｍ４（Ｘ）を取得記憶する。
（５）中側受光ダイオード３６の出力値ｔ３（Ｘ）を取得記憶する。
（６）上側受光ダイオード３７の出力値ｔ５（Ｘ）を取得記憶する。
（７）渦電流センサ４１の出力値Ｗ３４（Ｘ）を取得記憶する。
【００８３】
ＳＴ４において、ネジ軸６が移動間隔角度Ｒの分、回転したか否かを判別する。イエス（Ｙ）の場合はＳＴ５に移り、ノー（Ｎ）の場合はＳＴ４を繰り返す。
ＳＴ５において、測定回数Ｎを＋１加算して（Ｎ＝Ｎ＋１）、ＳＴ６に移る。
ＳＴ６において、測定回数Ｎが到達回数Ｎａ回以上に達したか否か、すなわち、ネジ軸６が到達回数Ｎａ回、回転したか否かを判別する。イエス（Ｙ）の場合はＳＴ７に移り、ノー（Ｎ）の場合はＳＴ３に進む。
ＳＴ７において、ネジ軸６の駆動を停止して、ＳＴ８に移る。
【００８４】
ＳＴ８において、ターンテーブル２を反転させて、ＳＴ９に移る。
ＳＴ９において、次の（１），（２）の処理を実行して、ＳＴ１０に移る。
（１）Ｎ＝０をセットする。
（２）ネジ軸６の逆回転駆動を開始する。
ＳＴ１０において、次の（１）〜（７）の処理を実行して、ＳＴ１１に移る。
（１）下側プローブＰ１の出力値ｍ１ｒ（Ｘ）を取得記憶する。
（２）中側プローブＰ３の出力値ｍ３ｒ（Ｘ）を取得記憶する。
（３）上側プローブＰ５の出力値ｍ５ｒ（Ｘ）を取得記憶する。
（４）対向プローブＰ４の出力値ｍ４ｒ（Ｘ）を取得記憶する。
（５）中側受光ダイオード３６の出力値ｔ３ｒ（Ｘ）を取得記憶する。
（６）上側受光ダイオード３７の出力値ｔ５ｒ（Ｘ）を取得記憶する。
（７）渦電流センサ４１の出力値Ｗ３４ｒ（Ｘ）を取得記憶する。
【００８５】
ＳＴ１１において、ネジ軸６が移動間隔角度Ｒの分、回転したか否かを判別する。イエス（Ｙ）の場合はＳＴ１２に移り、ノー（Ｎ）の場合はＳＴ１１を繰り返す。
ＳＴ１２において、測定回数Ｎを＋１加算して（Ｎ＝Ｎ＋１）、ＳＴ１３に移る。
ＳＴ１３において、測定回数Ｎが到達回数であるＮａ回以上に達したか否か、すなわち、ネジ軸６がＮａ回、回転したか否かを判別する。イエス（Ｙ）の場合はＳＴ１４に移り、ノー（Ｎ）の場合はＳＴ１０に進む。
ＳＴ１４において、ネジ軸６の駆動を停止して、ＳＴ１に戻る。
【００８６】
（実施例１の表面形状演算処理のフローチャートの説明）
図１０は本発明の実施例１の表面形状演算処理のフローチャートである。
図１０のフローチャートの各ステップＳＴの処理は、前記真直度測定装置ＡのコンピュータＣに記憶されたプログラムに従って行われる。また、この処理は真直度測定装置Ａの他の各種処理と並行して並列処理で実行される。
図１０に示すフローチャートは、真直度測定装置Ａの電源投入により開始される。
【００８７】
図１０のＳＴ２１において、入力装置Ｈ１により演算開始の入力がされたか否かを判別する。イエス（Ｙ）の場合はＳＴ２２に移り、ノー（Ｎ）の場合はＳＴ２１を繰り返す。
ＳＴ２２において、次の（１），（２）の処理を実行して、ＳＴ２３に移る。
（１）反射ビーム３３の位置ずれ量Δｔ３（Ｘ），Δｔ３ｒ（Ｘ）を演算する。
（２）透過ビーム３４の位置ずれ量Δｔ５（Ｘ），Δｔ５ｒ（Ｘ）を演算する。
ＳＴ２３において、位置ずれ量Δｔ３（Ｘ）〜Δｔ５ｒ（Ｘ）に基づいて、相対位置変動量Δｋ（Ｘ），Δｋｒ（Ｘ）を演算して、ＳＴ２４に移る。
ＳＴ２４において、渦電流センサ４１の出力値Ｗ３４（Ｘ），Ｗ３４ｒ（Ｘ），Ｗ３４０に基づいて、対向位置変動量ΔＷ３４（Ｘ），ΔＷ３４ｒ（Ｘ）を演算して、ＳＴ２５に移る。
ＳＴ２５において、プローブＰ１〜Ｐ５の出力値ｍ１（Ｘ）〜ｍ５ｒ（Ｘ）、対向位置変動量ΔＷ３４（Ｘ），ΔＷ３４ｒ（Ｘ）、相対位置変動量Δｋ（Ｘ），Δｋｒ（Ｘ）に基づいて、二階差分値Δ２ｆ（Ｘ），Δ２ｇ（Ｘ）を演算して、ＳＴ２６に移る。
ＳＴ２６において、二階差分値Δ２ｆ（Ｘ），Δ２ｇ（Ｘ）から表面形状ｆ（Ｘ），ｇ（Ｘ）を演算して、ＳＴ２７に移る。
ＳＴ２７において、ディスプレイＨ２に表面形状ｆ（Ｘ），ｇ（Ｘ）を表示して、ＳＴ２１に戻る。
【００８８】
（実施例１の作用）
前記構成を備えた実施例１の真直度測定装置Ａでは、ネジ軸６が回転すると、走査ステージ７が移動して、３点法ユニットＵ１及び反転ユニットＵ２が、棒材３に沿って移動する。これにより、各プローブＰ１〜Ｐ５によって、位置Ｘにおける棒材３の表面が測定されて、真直度が測定される。
この際に、実施例１の真直度測定装置Ａでは、受光ダイオード３６，３７や渦電流センサ４１により、各プローブＰ１〜Ｐ５の相対的な位置ずれが測定されており、棒材３の表面形状ｆ（Ｘ），ｇ（Ｘ）の導出、演算の際に使用される。
【００８９】
すなわち、真直度測定処理のＳＴ１，ＳＴ２により、ネジ軸６が回転すると、３点法ユニットＵ１及び反転ユニットＵ２が開始位置から折返位置まで移動する。この際に、真直度測定処理のＳＴ３〜ＳＴ６により、各プローブＰ１〜Ｐ５の測定タイミングに同期して、受光ダイオード３６，３７及び渦電流センサ４１による測定が行われて、位置Ｘ毎に、各プローブＰ１〜Ｐ５の出力値ｍ１（Ｘ）〜ｍ５（Ｘ）と、受光ダイオード３６，３７及び渦電流センサ４１の出力値ｔ３（Ｘ），ｔ５（Ｘ），Ｗ３４（Ｘ）とが取得、記憶される。
【００９０】
そして、真直度測定処理のＳＴ７〜ＳＴ８により、ネジ軸６が停止して、３点法ユニットＵ１及び反転ユニットＵ２も停止し、ターンテーブル２によって棒材３が反転する。その後、真直度測定処理のＳＴ９により、ネジ軸６が逆回転すると、３点法ユニットＵ１及び反転ユニットＵ２が折返位置から開始位置まで移動する。この際に、真直度測定処理のＳＴ１０〜ＳＴ１４により、各プローブＰ１〜Ｐ５の測定タイミングに同期して、受光ダイオード３６，３７及び渦電流センサ４１による測定が行われて、反転後の位置Ｘ毎に、各プローブＰ１〜Ｐ５の出力値ｍ１ｒ（Ｘ）〜ｍ５ｒ（Ｘ）と、受光ダイオード３６，３７及び渦電流センサ４１の出力値ｔ３ｒ（Ｘ），ｔ５ｒ（Ｘ），Ｗ３４ｒ（Ｘ）とが取得、記憶されて、測定が終了する。
【００９１】
そして、位置Ｘ毎の各出力値ｍ１（Ｘ）〜ｍ５ｒ（Ｘ），ｔ３（Ｘ）〜Ｗ３４ｒ（Ｘ）に基づいて表面形状ｆ（Ｘ），ｇ（Ｘ）が演算導出される。
すなわち、表面形状演算処理のＳＴ２１〜ＳＴ２２により、ｔ３０（＝ｔ３（Ｘ０）），ｔ３（Ｘ），ｔ３ｒ（Ｘ）に基づいて、反転前の反射ビーム位置ずれ量Δｔ３（Ｘ）（＝ｔ３（Ｘ）−ｔ３０）と、反転後の反射ビーム位置ずれ量Δｔ３ｒ（Ｘ）（＝ｔ３ｒ（Ｘ）−ｔ３０）とが演算されると共に、ｔ５０（＝ｔ５（Ｘ０）），ｔ５（Ｘ），ｔ５ｒ（Ｘ）に基づいて、反転前の透過ビーム位置ずれ量Δｔ５（Ｘ）（＝ｔ５（Ｘ）−ｔ５０）と、反転後の透過ビーム位置ずれ量Δｔ５ｒ（Ｘ）（＝ｔ５ｒ（Ｘ）−ｔ５０）とが演算される。
そして、表面形状演算処理のＳＴ２３により、前記各ビーム位置ずれ量Δｔ３（Ｘ），Δｔ３ｒ（Ｘ），Δｔ５（Ｘ），Δｔ５ｒ（Ｘ）に基づいて、中側プローブＰ３に対する下側プローブＰ１及び上側プローブＰ５の相対的な位置ずれ量として、式（２４），（２５）により、相対位置移動量Δｋ（Ｘ），Δｋｒ（Ｘ）が演算される。
【００９２】
さらに、表面形状演算処理のＳＴ２４により、Ｗ３４０（＝Ｗ３４（Ｘ０）），Ｗ３４（Ｘ），Ｗ３４ｒ（Ｘ）に基づいて、中側プローブＰ３に対する対向プローブＰ４の相対的な位置ずれ量として、反転前の対向位置変動量ΔＷ３４（Ｘ）（＝Ｗ３４（Ｘ）−Ｗ３４０）と、反転後の対向位置変動量ΔＷ３４ｒ（Ｘ）（＝Ｗ３４ｒ（Ｘ）−Ｗ３４０）が演算される。
そして、表面形状演算処理のＳＴ２５により、各プローブＰ１〜Ｐ５の出力値ｍ１ｒ（Ｘ）〜ｍ５ｒ（Ｘ）と、相対位置変動量Δｋ（Ｘ），Δｋｒ（Ｘ）と、対向位置変動量ΔＷ３４（Ｘ），ΔＷ３４ｒ（Ｘ）とに基づいて、式（３２），（３３）により、二階差分値Δ２ｆ（Ｘ），Δ２ｇ（Ｘ）が演算される。そして、表面形状演算処理のＳＴ２６，ＳＴ２７により、二階差分値Δ２ｆ（Ｘ），Δ２ｇ（Ｘ）に基づいて表面形状ｆ（Ｘ），ｇ（Ｘ）が演算されると、表面形状ｆ（Ｘ），ｇ（Ｘ）がディスプレイＨ２に表示されて、一連の処理が終了する。
【００９３】
ここで、従来の３点法における装置では、ゼロ点ずれｋ（Ｘ），ｋｒ（Ｘ）を時間的に変動しない値として扱っており、例えば、反転前後で同じ値として補正のための計算を行ったり、測定前に予め補正をしてゼロ点ずれｋ（Ｘ），ｋｒ（Ｘ）の影響を低減している。
したがって、従来の３点法における装置では、例えば、熱変動などによって、測定最中に、走査ステージ７やマウントプレート８，１１，１２，１４などが変形して、各プローブＰ１〜Ｐ５の測定基準の位置がずれた場合、ゼロ点ずれｋ（Ｘ），ｋｒ（Ｘ）による誤差を十分に補正することができなかった。
【００９４】
特に、棒材３などの被測定物が長い場合、測定に時間がかかり、熱変動などの影響が発生し易いために、ゼロ点ずれｋ（Ｘ），ｋｒ（Ｘ）が変動し易く、また、ゼロ点ずれｋ（Ｘ），ｋｒ（Ｘ）が補正しきれない場合には、いわゆる、測定距離の２乗に比例する放射線誤差が大きくなるため、従来の３点法における装置では、表面形状が得られても大きな誤差を含んでいた。
【００９５】
また、式（３５）のようにして得られる表面形状ｆ（Ｘ），ｇ（Ｘ）において、以下のように誤差が伝播する。
一般に、ｊ（＝１，２，…，ｍ）として、測定値ｕｊから間接的に得られる測定値ｖが、測定値ｕｊの実数αｊ倍の和としてｖ＝α１・ｕ１＋α２・ｕ２＋…＋αｍ・ｕｍと表せる場合、測定値ｕｊのもつ測定誤差δｕｊが独立かつランダムであると仮定すれば、ｖに伝播する誤差δｖは、各誤差の二乗和の平方根として、以下の式（３６）で表せる。
δｖ＝｛（α１・δｕ１）２＋（α２・δｕ２）２＋…＋（αｊ・δｕｊ）２｝１／２
…式（３６）
【００９６】
ここで、式（３５）の誤差の伝播を最終測定点である位置Ｘｎで評価する。前記式３６）の関係を、式（３５）に適用すると、Ｘｎにおける誤差σｆは、以下の式（３７）として得られる。ただし、各Δ２ｆ（Ｘｉ）の誤差をσΔ２ｆとし、各Δ２ｆ（Ｘｉ）は独立で、σΔ２ｆがランダムに加わるものと仮定する。なお、ｎは十分に大きい。
σｆ
＝［ｎ２＋（ｎ−１）２＋…＋２２＋１２］１／２・ｓ２・σΔ２ｆ
＝［ｎ・（ｎ＋１）・（２ｎ＋１）／６］１／２・ｓ２・σΔ２ｆ
＝［ｎ３／３＋ｎ２／２＋ｎ／６］１／２・ｓ２・σΔ２ｆ…式（３７）
【００９７】
また、式（３７）における誤差σΔ２ｆを考えるために、前記式（３２）を、測定値ｍ５（Ｘ），ｍ３（Ｘ），ｍ１（Ｘ），ｍ５ｒ（Ｘ），ｍ３ｒ（Ｘ），ｍ１ｒ（Ｘ），ｍ４（Ｘ＋ｄ３５），ｍ３（Ｘ＋ｄ３５），ｍ４（Ｘ），ｍ４（Ｘ−ｄ１３），ｍ３（Ｘ−ｄ１３），ΔＷ３４（Ｘ＋ｄ３５），ΔＷ３４（Ｘ），ΔＷ３４（Ｘ−ｄ１３），Δｋ（Ｘ），Δｋｒ（Ｘ）の順に並び替えて表すと、以下の式（３８）が得られる。
Δ２ｆ（Ｘ）
＝｛１／（ｄ３５＋ｄ１３）｝
×［｛ｍ５（Ｘ）／ｄ３５−２ｍ３（Ｘ）・（１／ｄ３５＋１／ｄ１３）
＋ｍ１（Ｘ）／ｄ１３｝
−｛ｍ５ｒ（Ｘ）／ｄ３５−ｍ３ｒ（Ｘ）・（１／ｄ３５＋１／ｄ１３）
＋ｍ１ｒ（Ｘ）／ｄ１３｝
＋ｍ４（Ｘ＋ｄ３５）／ｄ３５＋ｍ３（Ｘ＋ｄ３５）／ｄ３５
−｛ｍ４（Ｘ）｝・（１／ｄ３５＋１／ｄ１３）
＋ｍ４（Ｘ−ｄ１３）／ｄ１３＋ｍ３（Ｘ−ｄ１３）／ｄ１３
＋ΔＷ３４（Ｘ＋ｄ３５）／ｄ３５
−ΔＷ３４（Ｘ）・（１／ｄ３５＋１／ｄ１３）
＋ΔＷ３４（Ｘ−ｄ１３）／ｄ１３
＋Δｋ（Ｘ）・（１／ｄ３５＋１／ｄ１３）
−Δｋｒ（Ｘ）・（１／ｄ３５＋１／ｄ１３）］…式（３８）
【００９８】
前記式（３８）に式（３６）の関係を適用すると、誤差σΔ２ｆは、以下の式（３９）として得られる。ただし、プローブＰ１，Ｐ３，Ｐ５，Ｐ４の測定誤差をσｍｄで表し、受光ダイオード３６，３７の誤差をσｄｉで表し、渦電流センサ４１の誤差をσｓｎで表して、各測定値ｍ５（Ｘ）〜Δｋｒ（Ｘ）が独立で、各誤差σｍｄ，σｄｉ，σｓｎがランダムに加わるものと仮定する。
σΔ２ｆ
＝｛１／（ｄ３５＋ｄ１３）｝
×［｛（１／ｄ３５）２＋｛−２（１／ｄ３５＋１／ｄ１３）｝２
＋（１／ｄ１３）２｝・（σｍｄ）２
＋｛（−１／ｄ３５）２＋（１／ｄ３５＋１／ｄ１３）２
＋（−１／ｄ１３）２｝・（σｍｄ）２
＋｛（１／ｄ３５）２＋（１／ｄ３５）２｝・（σｍｄ）２
＋｛−（１／ｄ３５＋１／ｄ１３）｝２・（σｍｄ）２
＋｛（１／ｄ１３）２＋（１／ｄ１３）２｝・（σｍｄ）２
＋（１／ｄ３５）２・（σｓｎ）２
＋｛−（１／ｄ３５＋１／ｄ１３）｝２・（σｓｎ）２
＋（１／ｄ１３）２・（σｓｎ）２
＋（１／ｄ３５＋１／ｄ１３）２・（σｄｉ）２
＋｛−（１／ｄ３５＋１／ｄ１３）｝２・（σｄｉ）２］１／２
＝｛１／（ｄ３５＋ｄ１３）｝
×［｛４・（１／ｄ３５）２＋６・（１／ｄ３５＋１／ｄ１３）２
＋４・（１／ｄ１３）２｝・（σｍｄ）２
＋｛（１／ｄ３５）２＋（１／ｄ３５＋１／ｄ１３）２
＋（１／ｄ１３）２｝・（σｓｎ）２
＋｛２・（１／ｄ３５＋１／ｄ１３）２｝・（σｄｉ）２］１／２
…式（３９）
【００９９】
したがって、前記式（３７），（３９）から、以下の式（４０）が得られる。
σｆ
＝［ｎ３／３＋ｎ２／２＋ｎ／６］１／２・ｓ２・｛１／（ｄ３５＋ｄ１３）｝
×［｛４・（１／ｄ３５）２＋６・（１／ｄ３５＋１／ｄ１３）２
＋４・（１／ｄ１３）２｝・（σｍｄ）２
＋｛（１／ｄ３５）２＋（１／ｄ３５＋１／ｄ１３）２
＋（１／ｄ１３）２｝・（σｓｎ）２
＋｛２・（１／ｄ３５＋１／ｄ１３）２｝・（σｄｉ）２］１／２
…式（４０）
【０１００】
ここで、測定回数ｎはサンプリング距離の間隔ｓと棒材３の真直度の測定可能な長さＬにより、ｎ＝Ｌ／ｓであるから、式（４０）は以下の式（４１）と表せる。
σｆ
＝［（Ｌ／ｓ）３／３＋（Ｌ／ｓ）２／２＋（Ｌ／ｓ）／６］１／２・ｓ２
×｛１／（ｄ３５＋ｄ１３）｝
×［｛４・（１／ｄ３５）２＋６・（１／ｄ３５＋１／ｄ１３）２
＋４・（１／ｄ１３）２｝・（σｍｄ）２
＋｛（１／ｄ３５）２＋（１／ｄ３５＋１／ｄ１３）２
＋（１／ｄ１３）２｝・（σｓｎ）２
＋｛２・（１／ｄ３５＋１／ｄ１３）２｝・（σｄｉ）２］１／２
＝｛１／（ｄ３５＋ｄ１３）｝
×［（Ｌ３・ｓ）／３＋（Ｌ２・ｓ２）／２＋（Ｌ・ｓ３）／６］１／２
×［｛４・（１／ｄ３５）２＋６・（１／ｄ３５＋１／ｄ１３）２
＋４・（１／ｄ１３）２｝・（σｍｄ）２
＋｛（１／ｄ３５）２＋（１／ｄ３５＋１／ｄ１３）２
＋（１／ｄ１３）２｝・（σｓｎ）２
＋｛２・（１／ｄ３５＋１／ｄ１３）２｝・（σｄｉ）２］１／２
…式（４１）
なお、ｇ（Ｘ）についても同様にして誤差σｇが演算される。
【０１０１】
したがって、前記式（４１）で示された評価によると、３点法で形状測定を行う場合には、プローブＰ１，Ｐ３，Ｐ５の間隔ｄ１３，ｄ３５は大きいほうが、いわゆる誤差の伝播が小さく精度が高くなると考えて良いことが分かる。しかしながら、間隔ｄ１３，ｄ３５が大きければ大きいほど、走査ステージ７などの支持部材の変形の影響が顕著となり、ゼロ点ずれｋ（Ｘ），ｋｒ（Ｘ）に変動が発生し易くなり、従来の方法では、プローブＰ１，Ｐ３，Ｐ５の間隔ｄ１３，ｄ３５を大きくして精度を高めても、変動したゼロ点ずれｋ（Ｘ），ｋｒ（Ｘ）に基づいた表面形状が得られてしまった。
【０１０２】
これに対して、実施例１の真直度測定装置Ａでは、出力値ｍ１（Ｘ）〜ｍ５ｒ（Ｘ）を得る際に、レーザ放射部２１から放射されたレーザビーム２８による反射ビーム３３や透過ビーム３４の入射位置を測定することにより、中側プローブＰ２に対する下側プローブＰ１の測定基準のずれや、中側プローブＰ２に対する上側プローブＰ５の測定基準のずれを測定して、測定時の位置Ｘにおけるゼロ点ずれｋ（Ｘ），ｋｒ（Ｘ）を精度良く測定している。
さらに、実施例１の真直度測定装置Ａでは、３点法ユニットＵ１のプローブＰ１，Ｐ３，Ｐ５間の相対的な位置ずれに加えて、渦電流センサ４１により、中側プローブＰ３に対する対向プローブＰ４の相対的な距離を測定して、測定時の位置Ｘにおける対向ずれ量ΔＷ３４（Ｘ），ΔＷ３４（Ｘ）も測定している。
【０１０３】
したがって、実施例１の真直度測定装置Ａでは、測定されたゼロ点ずれｋ（Ｘ），ｋｒ（Ｘ）及び対向位置変動量ΔＷ３４（Ｘ），ΔＷ３４ｒ（Ｘ）を、二階差分値Δ２ｆ（Ｘ），Δ２ｇ（Ｘ）に反映させることが可能であり、ゼロ点ずれｋ（Ｘ），ｋｒ（Ｘ）及び対向位置変動量ΔＷ３４（Ｘ），ΔＷ３４ｒ（Ｘ）による誤差の影響が低減された二階差分値Δ２ｆ（Ｘ），Δ２ｇ（Ｘ）に基づいて、表面形状ｆ（Ｘ），ｇ（Ｘ）を得ることができ、従来に比べて精度の高い真直度の測定を行うことができる。
なお、実施例１の真直度測定装置Ａでは、ゼロ点ずれｋ（Ｘ），ｋｒ（Ｘ）の測定が可能であるため、プローブＰ１，Ｐ３，Ｐ５の間隔ｄ１３，ｄ３５を大きくしても、ゼロ点ずれｋ（Ｘ），ｋｒ（Ｘ）の弊害が生じ難く、より、精度の高い測定をすることができる。
【０１０４】
（変更例）
以上、本発明の実施例を詳述したが、本発明は、前記実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲で、種々の変更を行うことが可能である。本発明の変更例（Ｈ01）〜（Ｈ019）を下記に例示する。
（Ｈ01）前記実施例において、形状測定器の一例として、シート状レーザＰ１ａを棒材３の表面の境界部に照射して、棒材３によって遮られずに受光部１１に到達したシート状レーザＰ１ａの位置を測定して、棒材３の表面形状を測定する構成を例示したが、これに限定されない。例えば、レーザ光やＬＥＤ光、超音波などを棒材３の表面に当てて反射させて測定する棒材３までの距離を測定する従来公知の形状測定器を用いることが可能である。
（Ｈ02）前記実施例において、第３のずれ量測定器の一例として、渦電流センサ４１を例示したが、これに限定されず、静電容量センサなど従来公知のセンサを用いることが可能である。
（Ｈ03）前記実施例において、走査ステージ７が移動して、３点法ユニット及び反転ユニットＵ２が上下方向に移動する構成を例示したが、これに限定されず、左右方向、前後方向など、任意の方向に直線移動する構成が可能である。
【０１０５】
（Ｈ04）前記実施例において、棒材３は移動せずに、３点法ユニット及び反転ユニットＵ２が棒材３に対して移動する構成を例示したが、これに限定されず、３点法ユニット及び反転ユニットＵ２が移動せずに、棒材３が３点法ユニット及び反転ユニットＵ２に対して移動させる構成も可能である。
（Ｈ05）前記実施例において、ターンテーブル２によって、棒材３を回転させて反転させる構成を例示したがこれに限定されない。例えば、３点法ユニットＵ１及び反転ユニットＵ２を棒材３の周りに回転可能に構成し、棒材３については回転させずに固定して、３点法ユニットＵ１及び反転ユニットＵ２を棒材３の周りに回転させて反転させる構成も可能である。
（Ｈ06）前記実施例において、反転ユニットＵ２の対向プローブＰ４は、３点法ユニットＵ１の中側プローブＰ２に対向する位置に配置される構成を例示したが、３点法ユニットＵ１の下側プローブＰ１又は上側プローブＰ５に対向する位置に配置される構成も可能である。
【０１０６】
（Ｈ07）前記実施例において、反転ユニットＵ２は、形状測定器の一例としての対向プローブＰ４のみを有していたが、３点法ユニットＵ１と同様に、３つの形状測定器によって構成することが可能である。なお、この場合、一対の形状測定器のみが互いに対向していれば良い。
（Ｈ08）前記実施例において、３点法ユニットＵ１の対向する位置には、反転ユニットＵ２が配置されている構成が望ましいが、反転ユニットＵ２を省略することが可能である。すなわち、真直度測定装置Ａが、３点法ユニットＵ１のみの構成で、棒材３の真直度を測定する構成も可能である。
（Ｈ09）前記実施例において、レーザ放射部２１は下側プローブＰ１に支持され、受光ダイオード３６，３７は、中側プローブＰ３、上側プローブＰ５に支持された構成でプローブＰ１，Ｐ３，Ｐ５間の相対的な位置ずれを測定する構成を例示したが、これに限定されない。例えば、中側プローブＰ２にレーザ放射部２１を支持させると共に、下側プローブＰ１と上側プローブＰ５に、それぞれ、受光ダイオードを支持させ、且つ、レーザ放射部２１からのレーザビームが各プローブＰ１，Ｐ５の受光ダイオードに入射するように、ビームスプリッタ３２や反射板などを設ける構成など、レーザ放射部２１、各受光ダイオード３６，３７と、それらが支持されるプローブＰ１，Ｐ３，Ｐ５との組み合わせは、任意の組み合わせが可能である。
【０１０７】
（Ｈ010）前記実施例において、レーザ放射部２１から放射されたレーザビーム２８をビームスプリッタ３２により分離して、中側受光ダイオード３６と上側受光ダイオード３７とにより測定する構成を例示したが、これに限定されない。例えば、レーザ放射部２８を二つ設けて、一方のレーザ放射部２１のレーザビーム２８を、中側受光ダイオード３６で測定し、他方のレーザ放射部２１のレーザビーム２８を、上側受光ダイオード３７で測定する構成も可能である。
（Ｈ011）前記実施例において、１本のレーザビーム２８をビームスプリッタ３２で分離し、反射ビーム３３、透過ビーム３４の入射位置を測定して、プローブＰ１〜Ｐ５間の相対的な位置ずれ量を測定する構成を例示したが、これに限定されない。例えば、特開平７−２２５１２２号公報に記載されているように、レーザビーム２８をビームスプリッタ３２に入射する前に、光学系で４本に分離して、それら４本のレーザビームを、ビームスプリッタ３２で分離し、４本の反射ビーム、４本の透過ビームの入射位置の平均値などにより、相対的な位置ずれ量を測定する構成も可能である。
（Ｈ012）前記実施例において、４分割フォトダイオードによる構成を例示したが、これに限定されず、フォトダイオードアレイ、ＰＳＤ：半導体位置検出素子、ＣＣＤ：個体撮像素子など従来公知の装置が適用可能である。
【０１０８】
（Ｈ013）前記実施例において、放射線源の一例としてのレーザ放射線源２７はレーザ放射部２１の外部に設けられた構成が望ましいが、レーザ放射部２１の内部に支持されて下側プローブＰ１に支持される構成も可能である。
（Ｈ014）前記実施例において、放射部の一例としてのレーザ放射部２１により、放射線の一例としてのレーザビーム２８が放射され、受光ダイオード３６，３７により前記レーザビーム２８による反射ビーム３３，透過ビーム３４の入射位置を測定して、プローブＰ１，Ｐ３，Ｐ５間の相対的な位置ずれを測定する構成を例示したが、これに限定されない。例えば、放射線の一例として、電子線、中性子線などを放射する放射部と、前記放射部から放射された前記電子線等が入射する受部を有し、前記電子線等の入射位置を測定して、各プローブＰ１〜Ｐ５間の相対的な位置ずれを測定する構成も可能である。
【０１０９】
（Ｈ015）前記実施例において、放射線の一例としてのレーザビーム２８、反射ビーム３３、透過ビーム３４は、棒材３などが置かれた測定空間中を通過する構成を例示したが、例えば、前記ビーム２８，３３，３４が通過する各プローブＰ１，Ｐ３，Ｐ５間の空間を、囲い部材で囲み、ヘリウムガスなどで満たしたり、真空にしたりする構成も可能である。
（Ｈ016）前記実施例において、式（６）のゼロ点ずれｋ（Ｘ０）や、対向位置変動量Ｗ３４０、入射位置ｔ３０，ｔ５０などの基準となる値は、開始位置Ｘ０における値を用いる構成を例示したが、これに限定されない。例えば、折返位置や、開始位置Ｘ０と折返位置との間の任意の位置Ｘにおける値を基準となる値として用いて表面形状の演算処理を行うことが可能である。
（Ｈ017）前記実施例において、真直度測定装置Ａには、コンピュータＣが接続され、真直度測定装置Ａの測定結果が演算処理される構成が望ましいが、これに限定されず、測定結果を記憶する記憶装置に測定結果を記憶させて、他の処理装置等で各種演算を行うことも可能である。
【０１１０】
（Ｈ018）前記実施例において、下側プローブＰ１と中側プローブＰ３の間隔ｄ１３と、中側プローブＰ３と上側プローブＰ５の間隔ｄ３５とが異なる場合を例示したが、プローブＰ１〜Ｐ５の間隔ｄ１３，ｄ３５が等しいとして、処理を行うことは当然可能である。
（Ｈ019）前記実施例において、式（２７）におけるｆ（Ｘ）＋ｇ（Ｘ）を、ｋ３４（Ｘ）＋ｍ４（Ｘ）＋ｍ３（Ｘ）として、前記二階差分値Δ２ｆ（Ｘ），Δ２ｇ（Ｘ）を導出、演算する構成を例示したが、ｋ３４（Ｘ）＋ｍ４（Ｘ）＋ｍ３（Ｘ）に替えて、ｋ３４ｒ（Ｘ）＋ｍ４ｒ（Ｘ）＋ｍ３ｒ（Ｘ）や、｛ｋ３４（Ｘ）＋ｍ４（Ｘ）＋ｍ３（Ｘ）＋ｋ３４ｒ（Ｘ）＋ｍ４ｒ（Ｘ）＋ｍ３ｒ（Ｘ）｝／２として、ｆ（Ｘ）＋ｇ（Ｘ）を表し、二階差分値Δ２ｆ（Ｘ），Δ２ｇ（Ｘ）を導出、演算することも可能である。
【符号の説明】
【０１１１】
２…反転機構、３…被測定物、７…支持部材、２１…放射部、２８…放射線、３２…分離部材、３３…第１の分離放射線、３４…第２の分離放射線、３６…第１のずれ量測定器、３６ａ…受部、３７…第２のずれ量測定器、３７ａ…受部、４１…第３のずれ量測定器、Ａ…真直度測定装置、ｆ（Ｘ），ｇ（Ｘ）…表面形状、Ｐ１，Ｐ１′…第１の形状測定器、Ｐ３，Ｐ３′…第２の形状測定器、Ｐ５，Ｐ５′…第３の形状測定器、Ｐ４，Ｐ４′…第４の形状測定器、Ｕ１…第１の測定ユニット、Ｕ２…第２の測定ユニット。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被測定物の表面形状を測定する第１の形状測定器と、
前記被測定物の表面形状を測定する第２の形状測定器と、
前記被測定物の表面形状を測定する第３の形状測定器と、
前記被測定物に沿って相対的に移動可能な測定ユニットであって、前記第１の形状測定器と前記第２の形状測定器と前記第３の形状測定器とを支持する支持部材を有し、前記測定ユニットの前記被測定物に対する相対移動方向の下流側に向って、前記第１の形状測定器と、前記第２の形状測定器と、前記第３の形状測定器と、が配置された前記測定ユニットと、
前記被測定物に対して接近離間する方向である接離方向についての前記第１の形状測定器と前記第２の形状測定器との相対的な位置ずれ量である第１の位置ずれ量を測定する第１のずれ量測定器であって、前記支持部材に支持されて前記測定ユニットと一体的に移動可能な前記第１のずれ量測定器と、
前記接離方向についての前記第１の形状測定器と前記第３の形状測定器との相対的な位置ずれ量である第２の位置ずれ量を測定する第２のずれ量測定器であって、前記支持部材に支持されて前記測定ユニットと一体的に移動可能な前記第２のずれ量測定器と、
を備えたことを特徴とする真直度測定装置。
【請求項２】
前記第１の形状測定器に一体的に支持された放射線を放射する放射部と、
前記第２の形状測定器に一体的に支持され、且つ、前記放射部から放射された放射線が入射する受部を有し、前記受部に前記放射線が入射する位置に基づいて、前記第１の位置ずれ量を測定する前記第１のずれ量測定器と、
前記第３の形状測定器に一体的に支持され、且つ、前記放射部から放射された放射線が入射する受部を有し、前記受部に前記放射線が入射する位置に基づいて、前記第２の位置ずれ量を測定する前記第２のずれ量測定器と、
を備えたことを特徴とする請求項１に記載の真直度測定装置。
【請求項３】
前記第２の形状測定器に一体的に支持され、前記放射部から放射された放射線を前記第１のずれ量測定器に向う第１の分離放射線と前記第２のずれ量測定器に向う第２の分離放射線とに分離する分離部材と、
前記第１の分離放射線が入射する前記第１のずれ量測定器と、
前記第２の分離放射線が入射する前記第２のずれ量測定器と、
を備えたことを特徴とする請求項２に記載の真直度測定装置。
【請求項４】
前記第１の形状測定器、前記第２の形状測定器及び前記第３の形状測定器のうちのいずれか一つの形状測定器に対して、前記被測定物を挟んで対向する位置に配置され、且つ、前記被測定物の表面形状を測定する第４の形状測定器と、
前記測定ユニットと一体的に、前記被測定物に沿って相対的に移動可能な第２の測定ユニットであって、前記第４の形状測定器を有する前記第２の測定ユニットと、
前記接離方向についての前記一つの形状測定器と前記第４の形状測定器との相対的な位置ずれ量である第３の位置ずれ量を測定する第３のずれ量測定器であって、前記一つの形状測定器又は前記第４の形状測定器に一体的に支持されて、前記測定ユニット及び前記第２の測定ユニットと一体的に移動可能な前記第３のずれ量測定器と、
前記被測定物を、前記移動方向に延びる方向を回転軸として、前記測定ユニット及び前記第２の測定ユニットに対して、相対的に回転させて、前記一つの形状測定器に測定される前記被測定物の表面形状の位置と、前記第４の形状測定器に測定される前記被測定物の表面形状の位置とを、反転させる反転機構と、
を備え、
前記被測定物の表面形状を測定した後に、反転させて、前記被測定物の表面形状を測定することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の真直度測定装置。
【請求項１】
被測定物の表面形状を測定する第１の形状測定器と、
前記被測定物の表面形状を測定する第２の形状測定器と、
前記被測定物の表面形状を測定する第３の形状測定器と、
前記被測定物に沿って相対的に移動可能な測定ユニットであって、前記第１の形状測定器と前記第２の形状測定器と前記第３の形状測定器とを支持する支持部材を有し、前記測定ユニットの前記被測定物に対する相対移動方向の下流側に向って、前記第１の形状測定器と、前記第２の形状測定器と、前記第３の形状測定器と、が配置された前記測定ユニットと、
前記被測定物に対して接近離間する方向である接離方向についての前記第１の形状測定器と前記第２の形状測定器との相対的な位置ずれ量である第１の位置ずれ量を測定する第１のずれ量測定器であって、前記支持部材に支持されて前記測定ユニットと一体的に移動可能な前記第１のずれ量測定器と、
前記接離方向についての前記第１の形状測定器と前記第３の形状測定器との相対的な位置ずれ量である第２の位置ずれ量を測定する第２のずれ量測定器であって、前記支持部材に支持されて前記測定ユニットと一体的に移動可能な前記第２のずれ量測定器と、
を備えたことを特徴とする真直度測定装置。
【請求項２】
前記第１の形状測定器に一体的に支持された放射線を放射する放射部と、
前記第２の形状測定器に一体的に支持され、且つ、前記放射部から放射された放射線が入射する受部を有し、前記受部に前記放射線が入射する位置に基づいて、前記第１の位置ずれ量を測定する前記第１のずれ量測定器と、
前記第３の形状測定器に一体的に支持され、且つ、前記放射部から放射された放射線が入射する受部を有し、前記受部に前記放射線が入射する位置に基づいて、前記第２の位置ずれ量を測定する前記第２のずれ量測定器と、
を備えたことを特徴とする請求項１に記載の真直度測定装置。
【請求項３】
前記第２の形状測定器に一体的に支持され、前記放射部から放射された放射線を前記第１のずれ量測定器に向う第１の分離放射線と前記第２のずれ量測定器に向う第２の分離放射線とに分離する分離部材と、
前記第１の分離放射線が入射する前記第１のずれ量測定器と、
前記第２の分離放射線が入射する前記第２のずれ量測定器と、
を備えたことを特徴とする請求項２に記載の真直度測定装置。
【請求項４】
前記第１の形状測定器、前記第２の形状測定器及び前記第３の形状測定器のうちのいずれか一つの形状測定器に対して、前記被測定物を挟んで対向する位置に配置され、且つ、前記被測定物の表面形状を測定する第４の形状測定器と、
前記測定ユニットと一体的に、前記被測定物に沿って相対的に移動可能な第２の測定ユニットであって、前記第４の形状測定器を有する前記第２の測定ユニットと、
前記接離方向についての前記一つの形状測定器と前記第４の形状測定器との相対的な位置ずれ量である第３の位置ずれ量を測定する第３のずれ量測定器であって、前記一つの形状測定器又は前記第４の形状測定器に一体的に支持されて、前記測定ユニット及び前記第２の測定ユニットと一体的に移動可能な前記第３のずれ量測定器と、
前記被測定物を、前記移動方向に延びる方向を回転軸として、前記測定ユニット及び前記第２の測定ユニットに対して、相対的に回転させて、前記一つの形状測定器に測定される前記被測定物の表面形状の位置と、前記第４の形状測定器に測定される前記被測定物の表面形状の位置とを、反転させる反転機構と、
を備え、
前記被測定物の表面形状を測定した後に、反転させて、前記被測定物の表面形状を測定することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の真直度測定装置。
【図１】
【図２】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図３】
【図２】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図３】
【公開番号】特開２０１１−４７８４０（Ｐ２０１１−４７８４０Ａ）
【公開日】平成２３年３月１０日（２０１１．３．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１９７５９２（Ｐ２００９−１９７５９２）
【出願日】平成２１年８月２８日（２００９．８．２８）
【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第１項適用申請有り 平成２１年５月５日 社団法人精密工学会発行の「精密工学会誌（２００９ Ｖｏｌ．７５ Ｎｏ．５）」に発表
【出願人】（５０４１５１３６５）大学共同利用機関法人 高エネルギー加速器研究機構 (125)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年３月１０日（２０１１．３．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年８月２８日（２００９．８．２８）
【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第１項適用申請有り 平成２１年５月５日 社団法人精密工学会発行の「精密工学会誌（２００９ Ｖｏｌ．７５ Ｎｏ．５）」に発表
【出願人】（５０４１５１３６５）大学共同利用機関法人 高エネルギー加速器研究機構 (125)
【Ｆターム（参考）】
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