(57)【要約】【課題】三次元形状の測定時間の短縮を図るべく、測定対象物をどの角度から撮影する場合であっても、確実に３個以上の基準球を視野に捉えることを可能にする三次元形状測定装置および三次元形状測定方法を提供する。【解決手段】ワーク１０を保持するためのワーク支持部３と、ワーク支持部３に付設される基準球９・９・・・と、ワーク１０と基準球９・９・・・を視野に捉えつつ、複数の角度からワーク１０と基準球９・９・・・を含む画像を撮影するカメラ２ｂ・２ｂと、前記画像に基づき、ワーク１０の三次元形状を演算する演算部２ｃと、を備え、ワーク支持部３は、ワーク１０を支持するための支持軸７と、支持軸７を、該支持軸７の軸回りに回転可能に支持する回転部６と、回転部６を水平軸回りに回動可能に支持する基台部４と、を備え、回転部６の外周部（円盤部材８の外周部）に、３個以上（本実施形態では８個）の基準球９・９・・・が付設される。【選択図】図１
2014081279.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定対象物を、所定の位置において所定の姿勢で保持するための保持治具と、
前記保持治具に付設される、前記測定対象物の位置および姿勢を検出するための基準となる基準部材と、
前記測定対象物と前記基準部材を視野に捉えつつ、複数の角度から前記測定対象物と前記基準部材を含む画像を撮影するカメラと、
前記画像に基づき、前記測定対象物の三次元形状を演算する演算部と、
を備える三次元形状測定装置であって、
前記保持治具は、
前記測定対象物を支持するための軸部である支持軸と、
前記支持軸を、該支持軸の軸回りに回転可能に支持するための回転部と、
前記回転部を水平軸回りに回動可能に支持するための基台部と、
を備え、
前記回転部の外周部に、
３個以上の前記基準部材が付設される、
ことを特徴とする三次元形状測定装置。
【請求項２】
前記基準部材は、
基準球である、
ことを特徴とする請求項１に記載の三次元形状測定装置。
【請求項３】
測定対象物を支持するための軸部である支持軸と、
前記支持軸を、該支持軸の軸回りに回転可能に支持するための部位であって、その外周部に前記測定対象物の位置および姿勢を検出するための基準となる基準部材を３個以上付設した回転部と、
前記回転部を水平軸回りに回動可能に支持するための基台部と、
を備える、前記測定対象物を所定の位置において所定の姿勢で保持するための保持治具と、
前記測定対象物と前記基準部材を視野に捉えつつ、複数の角度から前記測定対象物と前記基準部材を含む画像を撮影するカメラと、
を備える三次元形状測定装置を用いて、
前記水平軸回りの回動位置と前記支持軸の軸回りの回転位置の、少なくとも一方を変更して、前記所定の姿勢を変更する第一の工程と、
前記支持軸によって所定の姿勢に支持される前記測定対象物を、前記３個以上の基準部材を視野に捉えつつ撮影する第二の工程と、
を備え、
前記第一の工程および前記第二の工程を、交互に複数回繰り返すことにより得られる複数の画像に基づき、前記測定対象物の三次元形状を測定する、
ことを特徴とする三次元形状測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、三次元形状測定装置および三次元形状測定方法の技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、測定対象物たる物体の三次元形状を測定するための装置である三次元形状測定装置が知られており、例えば、以下に示す特許文献１にその技術が開示され公知となっている。
特許文献１に開示されている三次元形状測定装置においては、測定対象物を固定するための測定治具に、測定対象物の三次元形状を測定する上で必要なデータム（基準となる点、線および面）を取得するための部材である基準部材を備える構成としている。
また、特許文献１に係る三次元形状測定装置においては、基準部材として基準球を採用しており、また、基準球の個数を３個以上とする構成としている。
【０００３】
そして、特許文献１に係る三次元形状測定装置においては、該測定装置の視野に少なくとも３個の基準球が含まれる角度（視線方向）から、測定対象物の三次元形状の撮影を行って、測定対象物の三次元形状とともに、少なくとも３個の基準球の三次元形状を同時に撮影する構成としている。
【０００４】
そして、各基準球の撮影データを画像処理等して、各基準球の中心位置を算出することによって、各基準球の中心位置（基準点）を取得することができ、また、３つ以上の基準球の中心位置が求められれば、各中心位置を通る平面（基準面）を取得することができる。
特許文献１に係る三次元形状測定装置では、このようにして取得した基準点および基準面を基準として、複数の角度（視線方向）から撮影した各三次元形状を合成することによって、測定対象物の全体的な三次元形状を精度よく測定できる構成としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−２５８１５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に係る三次元形状測定装置に示す如く、従来は、測定治具に基準球が固定され、基準球と測定対象物の絶対的な位置関係が固定されている構成であるため、測定対象物を撮影する角度によっては、測定対象物や測定治具の影に基準球が位置して、３個以上の基準球を視野に捉えることができない場合があった。
基準球を２個以下しか捉えられない場合には、基準面を形成することができず、三次元形状を形成できないため、従来は、測定治具に対する測定対象物の固定状態（姿勢）を何度が修正する段取り替えの作業が必要になり、三次元形状の測定に要する時間が長くなる要因となっていた。
【０００７】
本発明は、斯かる現状の課題を鑑みてなされたものであり、三次元形状の測定時間の短縮を図るべく、測定対象物をどの角度から撮影する場合であっても、確実に３個以上の基準球を視野に捉えることを可能にする三次元形状測定装置および三次元形状測定方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
【０００９】
即ち、請求項１においては、測定対象物を、所定の位置において所定の姿勢で保持するための保持治具と、前記保持治具に付設される、前記測定対象物の位置および姿勢を検出するための基準となる基準部材と、前記測定対象物と前記基準部材を視野に捉えつつ、複数の角度から前記測定対象物と前記基準部材を含む画像を撮影するカメラと、前記画像に基づき、前記測定対象物の三次元形状を演算する演算部と、を備える三次元形状測定装置であって、前記保持治具は、前記測定対象物を支持するための軸部である支持軸と、前記支持軸を、該支持軸の軸回りに回転可能に支持するための回転部と、前記回転部を水平軸回りに回動可能に支持するための基台部と、を備え、前記回転部の外周部に、３個以上の前記基準部材が付設されるものである。
【００１０】
請求項２においては、前記基準部材は、基準球であるものである。
【００１１】
請求項３においては、測定対象物を支持するための軸部である支持軸と、前記支持軸を、該支持軸の軸回りに回転可能に支持するための部位であって、その外周部に前記測定対象物の位置および姿勢を検出するための基準となる基準部材を３個以上付設した回転部と、前記回転部を水平軸回りに回動可能に支持するための基台部と、を備える、前記測定対象物を所定の位置において所定の姿勢で保持するための保持治具と、前記測定対象物と前記基準部材を視野に捉えつつ、複数の角度から前記測定対象物と前記基準部材を含む画像を撮影するカメラと、を備える三次元形状測定装置を用いて、前記水平軸回りの回動位置と前記支持軸の軸回りの回転位置の、少なくとも一方を変更して、前記所定の姿勢を変更する第一の工程と、前記支持軸によって所定の姿勢に支持される前記測定対象物を、前記３個以上の基準部材を視野に捉えつつ撮影する第二の工程と、を備え、前記第一の工程および前記第二の工程を、交互に複数回繰り返すことにより得られる複数の画像に基づき、前記測定対象物の三次元形状を測定するものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。
【００１３】
請求項１ないし請求項３においては、測定対象物をどの角度から撮影する場合であっても、確実に３個以上の基準球を測定対象物とともに視野に捉えることができる。
これにより、測定対象物の段取り替えを行う必要がなくなり、三次元形状測定装置による測定時間の短縮を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施形態に係る三次元形状測定装置の全体構成を示す模式図。
【図２】ワークの一例である複雑な三次元形状を有するインペラを示す斜視模式図。
【図３】本発明の一実施形態に係る三次元形状測定装置に備えられるワーク支持部を示す模式図、（ａ）正面模式図、（ｂ）側面模式図。
【図４】本発明の一実施形態に係る三次元形状測定装置に備えられるワーク支持部の平面模式図。
【図５】本発明の一実施形態に係る三次元形状測定方法の流れを示すフロー図。
【図６】ワーク支持部によるワークの姿勢の変更状況を示す模式図。
【図７】カメラの視野におけるワークおよび基準球の見え方を示す図、（ａ）支持軸が鉛直方向を向いている場合、（ｂ）支持軸が鉛直および水平方向から傾斜している場合、（ｃ）支持軸が水平方向を向いている場合。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
次に、発明の実施の形態を説明する。
まず始めに、本発明の一実施形態に係る三次元形状測定装置の全体構成について、図１および図２を用いて説明をする。
図１に示す如く、本発明の一実施形態に係る三次元形状測定装置１は、測定対象物たるワーク１０の三次元形状を測定するための装置であり、測定部２、ワーク支持部３等を備える構成としている。
【００１６】
本実施形態で示す三次元形状測定装置１の測定対象とするワーク１０は、図２に示すような回転翼（インペラ）であり、主翼１０ａ・１０ａ・・・と副翼１０ｂ・１０ｂ・・・が複雑に入り組んだ形状を有している。
測定対象物が、回転翼のように複雑な三次元形状を有している場合には、できる限り多くの角度から三次元形状を撮影することによって、より精度よく三次元形状を測定することが可能になる。
尚、本実施形態では、三次元形状測定装置１の測定対象物を複雑な三次元形状を有するワーク１０とする場合を例示しているが、本発明に係る三次元形状測定装置の測定対象物をこれに限定するものではない。
【００１７】
図１に示す如く、測定部２は、所謂、非接触３次元光学式デジタイザと呼ばれる装置であり、三次元形状の測定対象物たるワーク１０に対して干渉縞を投影するための光（以下、測定補助光と呼ぶ）を照射するとともに、ワーク１０で反射した測定補助光を２箇所のカメラで撮影して、当該対象物の３次元形状を測定することができる汎用的な装置である。
尚、ワーク１０に対して照射する光としては、レーザー光、ＬＥＤ照明光等を採用することができる。
【００１８】
測定部２は、ワーク１０に測定補助光を照射するための部位である照射部２ａや、ワーク１０で反射した測定補助光（より詳しくは、干渉縞）を受光（撮影）するための部位である一対のカメラ２ｂ・２ｂ等を備えている。
また、測定部２は、一対のカメラ２ｂ・２ｂにより異なった角度から撮影した複数の干渉縞の撮影データに基づいて、ワーク１０の三次元形状を演算するための部位である演算部２ｃを備えている。
尚、本実施形態では、測定部２が、ワーク支持部３に対する鉛直上方に配置し、カメラ２ｂ・２ｂの角度（視線方向）を鉛直下方に向けて、ワーク１０を撮影する場合を例示しているが、照射部２ａやカメラ２ｂ・２ｂの角度は変更可能な構成として、ワーク１０の姿勢に合わせて、照射部２ａやカメラ２ｂ・２ｂの角度を適宜変更する構成としてもよい。
【００１９】
ワーク支持部３は、カメラ２ｂ・２ｂの視野において、ワーク１０を支持するための部位であり、基台部４、支持基部５、回転部６、支持軸７等を備える構成としている。
また、ワーク支持部３は、カメラ２ｂ・２ｂに対するワーク１０の姿勢を変更可能としつつ支持することができるように構成されている。
そして、本発明の一実施形態に係る三次元形状測定装置１は、従来の三次元形状測定装置に比して、このワーク支持部３の構成が相違している点に特徴を有している。
【００２０】
ワーク支持部３の構成について、図３〜図５を用いて、さらに詳細に説明をする。
図３（ａ）（ｂ）に示す如く、基台部４は、ワーク支持部３を、測定部２の直下における所定位置に固定するための部位であり（図１参照）、躯体や作業台の上面等に対して、図示しないボルト等を用いて、変位不能な状態で固定されている。
基台部４の上部には、支持孔４ａ・４ａを形成しており、該支持孔４ａ・４ａにおいて、軸部材４ｂを水平に保持しつつ、軸支する構成としている。
【００２１】
支持基部５は、ワーク１０を支持するための軸部である支持軸７を支持するための部位である。
支持基部５は、基台部４に軸支されている軸部材４ｂによって、該軸部材４ｂを軸心として回動可能な状態で支持されている。
また、支持基部５と支持軸７の間には、回転部６を介設する構成としている。
【００２２】
回転部６は、支持軸７を軸心回りに回転可能な状態で支持するための部材であって、支持基部５の回動軸たる軸部材４ｂの軸心方向に対して直交する方向に向けた回転軸（図示せず）を有している。
そして、支持軸７を、回転部６の回転軸と支持軸７の軸心を一致させた状態で、回転部６に対して付設する構成としている。
【００２３】
このような構成により、支持軸７は、回転部６が軸心回りに回転するのに伴って、該支持軸７の軸心回りに回転し、また、支持軸７は、支持基部５が軸部材４ｂを軸心として回動するのに伴って、軸部材４ｂを軸心として回動する。
【００２４】
また、図３（ａ）（ｂ）および図４に示す如く、回転部６には、円盤状の部材である円盤部材８を付設している。
円盤部材８は、複数の基準球９・９・・・をワーク支持部３に付設するための部材であり、該円盤部材８の中心軸を回転部６の回転軸（即ち、支持軸７の軸心）に一致させた状態で、回転部６および支持軸７と一体となるように固定されている。
そして、ワーク支持部３では、円盤部材８の外周部８ａに沿って、支持軸７の軸心を中心とする放射状に複数の基準球９・９・・・を配置する構成としている。
【００２５】
尚、本実施形態では、回転部６の周囲に基準球９を付設するための部位として円盤部材８を設ける構成としているが、回転部６の周囲に基準球９を付設するための部位の態様を円盤状に限定するものではなく、回転部６と一体的に構成される部位であって、回転部６の周囲に基準球９・９・・・を付設できる態様であればよい。
【００２６】
そして、ワーク支持部３では、図５に示す如く、各基準球９・９・・・は、回転部６が軸心回りに回転するのに伴って、回転部６（即ち、支持軸７）と一体的に回転し、また、支持基部５が軸部材４ｂを軸心として回動するのに伴って、軸部材４ｂを軸心として支持軸７と一体的に回動する。
【００２７】
基準球９は、所定の直径を有する球体状の部材であって、測定部２によって三次元形状の測定をするときに、ワーク１０の位置決め基準となるデータムを取得するための部材である。
基準球９は、測定部２によってワーク１０の三次元形状を撮影するときに同時に撮影され、演算部２ｃによって、その球の中心位置の三次元座標を求めて、基準球９の基準座標を取得するとともに、３個以上の基準球９・９・９の基準座標を取得することによって、その３点を通過する基準面を取得する用途に用いられる。
尚、本実施形態では、ワーク１０のデータムを取得するための基準部材として、基準球を採用した場合を例示しているが、本発明に係る三次元形状測定装置における基準部材の態様をこれに限定するものではなく、球形以外の形状を有する各種のマーカーを採用する構成としてもよい。
【００２８】
次に、本発明の一実施形態に係る三次元形状測定方法の流れについて、図５を用いて、説明をする。
図５に示す如く、本発明の一実施形態に係る三次元形状測定方法は、三次元形状測定装置１を用いて実現することができ、ワーク１０の姿勢を調整する姿勢調整工程（ＳＴＥＰ−１）、ワーク１０の画像を撮影する撮影工程（ＳＴＥＰ−２）、撮影した画像を画像処理し三次元形状を演算する画像処理工程（ＳＴＥＰ−４）等を備える構成としている。
【００２９】
姿勢調整工程（ＳＴＥＰ−１）は、ワーク支持部３を調整して、ワーク１０の姿勢を調整する工程である。
より具体的には、姿勢調整工程（ＳＴＥＰ−１）では、支持軸７の軸心回りの回転位置を調整する操作と、支持軸７の軸部材４ｂを軸心とする回動位置を調整する操作、いずれか一方、あるいは、両方の操作によって、支持軸７に固定されるワーク１０の姿勢を調整する。
【００３０】
また、姿勢調整工程（ＳＴＥＰ−１）では、支持軸７に固定されるワーク１０の姿勢を調整するとともに、円盤部材８の外周部８ａに沿って設けられている複数の基準球９・９・・・の姿勢についても、併せて調整することができる。
【００３１】
撮影工程（ＳＴＥＰ−２）は、カメラ２ｂ・２ｂによって、所定の姿勢に調整されたワーク１０の画像を撮影する工程である。
より具体的には、撮影工程（ＳＴＥＰ−２）では、ワーク１０の姿勢に対応して姿勢が調整された複数の基準球９・９・・・をカメラ２ｂ・２ｂの視野に捉えつつ、所定の姿勢に調整されたワーク１０の画像を撮影する。
【００３２】
そして、本発明の一実施形態に係る三次元測定方法では、姿勢調整工程（ＳＴＥＰ−１）と撮影工程（ＳＴＥＰ−２）を、ワーク１０の三次元形状を特定するために必要な全ての姿勢における画像を撮影し終わるまで、交互に繰り返して（即ち、（ＳＴＥＰ−１）〜（ＳＴＥＰ−３）を繰り返して）、複数のワーク１０の画像を撮影する構成としている。
【００３３】
本発明の一実施形態に係る三次元測定方法では、複数のワーク１０の画像を撮影するときに、ワーク１０を支持軸７に対して付け替えたりする工程（所謂、段取り替え）を行わなくても、ワーク支持部３によって、ワーク１０の姿勢を容易に変更することができるため、複数の姿勢におけるワーク１０の画像を短時間で撮影することができる。
【００３４】
そして、本発明の一実施形態に係る三次元測定方法では、（ＳＴＥＰ−１）〜（ＳＴＥＰ−３）において撮影したワーク１０の複数の姿勢における複数の画像に基づき、演算部２ｃで画像処理を行うことによって（ＳＴＥＰ−４）、ワーク１０の三次元形状を取得する構成としている。
【００３５】
ここで、撮影工程（ＳＴＥＰ−２）におけるカメラ２ｂ・２ｂによる基準球９・９・・・の見え方について、図６および図７を用いて説明をする。
図６に示す如く、ワーク支持部３は、支持基部５を、基台部４に対して軸部材４ｂを中心として回動させることができるため、姿勢調整工程（ＳＴＥＰ−１）において、ワーク１０を軸部材４ｂ回りに回転させつつ、撮影工程（ＳＴＥＰ−２）において、測定部２によって、種々の角度から、ワーク１０の三次元形状を測定することができる。
【００３６】
また、図６に示す如く、ワーク支持部３は、支持軸７および円盤部材８を、回転部６の軸心回りに回転させることができるため、姿勢調整工程（ＳＴＥＰ−１）において、ワーク１０を回転部６の軸心回りに回転させつつ、撮影工程（ＳＴＥＰ−２）において、測定部２によって、種々の角度から、ワーク１０の三次元形状を測定することができる。
【００３７】
例えば、姿勢調整工程（ＳＴＥＰ−１）において、支持軸７の軸心方向が鉛直方向を向くようにワーク１０の姿勢を調整するとき、複数の基準球９・９・・・は、図７（ａ）に示すように、支持軸７の軸心を中心とする放射状に配置されるように構成している。
そして、このとき、カメラ２ｂ・２ｂの視野において、ワーク１０の影に位置する基準球９は存在しないため、撮影工程（ＳＴＥＰ−２）においては、全ての基準球９・９・・・をカメラ２ｂ・２ｂの視野に捉えることができる。
【００３８】
また、例えば、姿勢調整工程（ＳＴＥＰ−１）において、支持軸７の軸心方向から鉛直方向から所定の角度だけ傾斜した方向を向くようにワーク１０の姿勢を調整するとき、複数の基準球９・９・・・は、図７（ｂ）に示すように、支持軸７の軸心を中心とする楕円形の軌道状に配置されるように構成している。
そして、このとき、カメラ２ｂ・２ｂの視野において、ワーク１０や支持軸７の影に基準球９が位置する可能性があるが、円盤部材８の支持軸７回りの回転角度を調整することによって、撮影工程（ＳＴＥＰ−２）において、容易に全ての基準球９・９・・・をカメラ２ｂ・２ｂの視野に捉えることができる。
【００３９】
さらに、例えば、姿勢調整工程（ＳＴＥＰ−１）において、支持軸７の軸心方向が水平方向を向くようにワーク１０の姿勢を調整するとき、複数の基準球９・９・・・は、図７（ｃ）に示すように、側面視における円盤部材８の上に一列に並ぶように配置される構成としている。
そして、このとき、カメラ２ｂ・２ｂの視野において、ワーク１０や支持軸７の影に基準球９が位置する可能性があるが、円盤部材８の支持軸７回りの回転角度を調整することによって、撮影工程（ＳＴＥＰ−２）において、容易に全ての基準球９・９・・・をカメラ２ｂ・２ｂの視野に捉えることができる。
【００４０】
さらに、ワーク支持部３では、支持軸７の軸心を中心として放射状に複数の基準球９・９・・・を配置しているため、ワーク１０を軸部材４ｂおよび回転部６の軸心回りに回転しても、撮影工程（ＳＴＥＰ−２）において、測定部２のカメラ２ｂ・２ｂの視野には、常に３個以上の基準球９・９・・・を確実に捉えることができる。
このため、ワーク支持部３に対してワーク１０の段取り替えをしなくても、回転部６の回転角度と軸部材４ｂ回りの支持基部５の回転角度を調整することによって、容易に３個以上の基準球９・９・・・を視野に捉える姿勢とすることができる。
【００４１】
尚、本実施形態では、円盤部材８の周囲に合計８個の基準球９・９・・・を設ける構成を例示しているが、円盤部材８の周囲に設ける基準球９の個数は３個以上であればよい。
即ち、ワーク支持部３において、円盤部材８の周囲に少なくとも３個の基準球９・９・９が付設されていれば、ワーク１０を軸部材４ｂおよび回転部６の軸心回りに回転させることによって、カメラ２ｂ・２ｂの視野に３個の基準球９・９・９を捉えることができるように、ワーク１０の姿勢を修正することが可能である。
【００４２】
そして、基準球９の個数を増やせば、姿勢調整工程（ＳＴＥＰ−１）において、ワーク１０の姿勢を変更させる（支持軸７を回動、あるいは、回転させる）回数が少なくて済むため、基準球９の大きさ、円盤部材８の大きさ、カメラ２ｂ・２ｂの視野の広さ、ワーク１０の形状の複雑さ度合等を適宜考慮して、基準球９の個数を決定することができる。
【００４３】
即ち、三次元形状測定装置１による三次元形状測定方法では、姿勢調整工程（ＳＴＥＰ−１）において、支持軸７を軸部材４ｂ回りに回動させ、あるいは、支持軸７を軸心回りに回転させることによって、段取り替えをすることなく、撮影工程（ＳＴＥＰ−２）において、容易に多くの角度から三次元形状を撮影することが可能である。
またこのような三次元形状測定装置１は、ワーク１０（即ち、回転翼）のように、複雑な三次元形状を有する測定対象物の三次元形状の測定する用途に用いるのに特に好適である。
【００４４】
即ち、本発明の一実施形態に係る三次元形状測定装置１は、測定対象物たるワーク１０を、所定の位置において所定の姿勢で保持するための保持治具たるワーク支持部３と、ワーク支持部３に付設される、ワーク１０の位置および姿勢を検出するための基準となる基準部材たる基準球９・９・・・と、ワーク１０と基準球９・９・・・を視野に捉えつつ、複数の角度からワーク１０と基準球９・９・・・を含む画像を撮影するカメラ２ｂ・２ｂと、前記画像に基づき、ワーク１０の三次元形状を演算する演算部２ｃと、を備えるものであって、ワーク支持部３は、ワーク１０を支持するための軸部である支持軸７と、支持軸７を、該支持軸７の軸回りに回転可能に支持するための回転部６と、回転部６を水平軸回りに回動可能に支持するための基台部４と、を備え、回転部６の外周部（より詳しくは、回転部６と一体的に構成される円盤部材８の外周部８ａ）に、３個以上（本実施形態では８個）の基準球９・９・・・が付設されるものである。
【００４５】
また、本発明の一実施形態に係る三次元形状測定方法は、測定対象物たるワーク１０を支持するための軸部である支持軸７と、支持軸７を、該支持軸７の軸回りに回転可能に支持するための部位であって、その外周部（より詳しくは、回転部６と一体的に構成される円盤部材８の外周部８ａ）にワーク１０の位置および姿勢を検出するための基準となる基準部材たる基準球９を３個以上（本実施形態では８個）付設した回転部６と、回転部６を水平軸回りに回動可能に支持するための基台部４と、を備える、ワーク１０を所定の位置において所定の姿勢で保持するための保持治具たるワーク支持部３と、ワーク１０と基準球９・９・・・を視野に捉えつつ、複数の角度からワーク１０と基準球９・９・・・を含む画像を撮影するカメラ２ｂ・２ｂと、を備える三次元形状測定装置１を用いて、回転部６の水平軸回りの回動位置と支持軸７の軸回りの回転位置の、少なくとも一方を変更して、前記所定の姿勢を変更する第一の工程たる姿勢調整工程（ＳＴＥＰ−１）と、支持軸７によって所定の姿勢に支持されるワーク１０を、３個以上の基準球９・９・・・を視野に捉えつつ撮影する第二の工程たる撮影工程（ＳＴＥＰ−２）と、を備え、姿勢調整工程（ＳＴＥＰ−１）および撮影工程（ＳＴＥＰ−２）を、交互に複数回繰り返すことにより得られる複数の画像に基づき、ワーク１０の三次元形状を測定するものである。
【００４６】
このような構成により、ワーク１０をどの角度から撮影する場合であっても、確実に３個以上の基準球９・９・・・をワーク１０とともに測定部２におけるカメラ２ｂ・２ｂの視野に捉えることができる。
これにより、三次元形状測定装置１によれば、ワーク１０の段取り替えを行う必要がなくなり、三次元形状の測定時間の短縮を図ることができる。
【符号の説明】
【００４７】
１    三次元形状測定装置
２    測定部
２ｃ  演算部
３    ワーク支持部
４    基台部
４ｂ  軸部材
５    支持基部
６    回転部
７    支持軸
８    円盤部材
８ａ  外周部
９    基準球
１０  ワーク
【図１】
2014081279.tif 000003
【図２】
2014081279.tif 000004
【図３】
2014081279.tif 000005
【図４】
2014081279.tif 000006
【図５】
2014081279.tif 000007
【図６】
2014081279.tif 000008
【図７】
2014081279.tif 000009