(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被測定物を測定するための測定プローブと、
関節部を介して直列に連結された複数のリンクを有し、前記測定プローブを三次元空間内で外部からの力に対して移動自在に支持する多関節アームと、
前記多関節アームに設けられ、前記多関節アームの動作を検出し、当該動作に関する動作情報を出力する動作検出装置と、
前記多関節アームに設けられ、操作されることで所定の処理を実行させるための実行情報を出力する操作装置と、
前記多関節アームに設けられ、連結された前記リンク同士の相対角度を検出し、前記測定プローブの位置を算出するための位置情報を出力する角度検出装置と、
各種の処理を実行する制御装置と、を備え、
前記制御装置は、
前記位置情報に基づいて、前記測定プローブの位置を算出する位置算出部と、
前記操作装置から操作領域を設定する旨の前記実行情報が入力された場合に、前記測定プローブの位置を中心とする空間を設定する操作領域設定部と、
前記位置算出部にて算出された前記測定プローブの位置が前記空間内に位置している場合に、前記動作情報に基づいて、前記多関節アームの動作を認識する動作認識部と、
前記各種の処理のうち、前記動作認識部にて認識された前記多関節アームの動作に応じた処理を実行する処理実行部と、を備える
ことを特徴とする三次元測定装置。
【請求項２】
請求項１に記載の三次元測定装置において、
前記動作検出装置は、
前記多関節アームの移動時の加速度を検出する加速度センサであり、
前記動作認識部は、
前記加速度センサにて検出された加速度が所定の閾値以上である場合に、前記多関節アームの動作を認識する
ことを特徴とする三次元測定装置。
【請求項３】
請求項１に記載の三次元測定装置において、
前記動作認識部は、
前記操作装置から前記実行情報を入力した場合に、前記多関節アームの動作を認識する
ことを特徴とする三次元測定装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の三次元測定装置において、
前記動作検出装置は、
前記多関節アームの移動時の加速度を検出する加速度センサである
ことを特徴とする三次元測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、測定者にて測定プローブを直接手で動かすことが可能に構成され、被測定物上の任意の点の三次元座標値を取り込むことにより、被測定物の三次元形状、表面性状等の測定を行う三次元測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、関節部を介して直列に連結された複数のリンクを有し、測定プローブを三次元空間内で外部からの力に対して移動自在に支持する多関節アームを備えた三次元測定装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
そして、測定者は、多関節アームを直接手に持って、多関節アームを操作しながら測定プローブを被測定物に接触させる等により、被測定物を測定することとなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−２８３０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上述したような三次元測定装置では、通常、ＰＣ（Personal Computer）上で動作するソフトウエアが使用される。
すなわち、被測定物を測定するためには、多関節アームの操作の他、マウスやキーボード等のＰＣの操作が必要となる。
そして、測定者は、多関節アームを直接手に持って被測定物を測定する際に、例えば、ＰＣの操作が必要とされ、かつ、手の届かない場所にＰＣがある場合には、一旦、多関節アームから手を離し、ＰＣの傍まで行ってＰＣを操作する必要がある。
したがって、使い勝手の向上が図れない、という問題がある。
【０００５】
本発明の目的は、使い勝手の向上が図れる三次元測定装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の三次元測定装置は、被測定物を測定するための測定プローブと、関節部を介して直列に連結された複数のリンクを有し、前記測定プローブを三次元空間内で外部からの力に対して移動自在に支持する多関節アームと、前記多関節アームに設けられ、前記多関節アームの動作を検出し、当該動作に関する動作情報を出力する動作検出装置と、前記多関節アームに設けられ、操作されることで所定の処理を実行させるための実行情報を出力する操作装置と、前記多関節アームに設けられ、連結された前記リンク同士の相対角度を検出し、前記測定プローブの位置を算出するための位置情報を出力する角度検出装置と、各種の処理を実行する制御装置と、を備え、前記制御装置は、前記位置情報に基づいて、前記測定プローブの位置を算出する位置算出部と、前記操作装置から操作領域を設定する旨の前記実行情報が入力された場合に、前記測定プローブの位置を中心とする空間を設定する操作領域設定部と、前記位置算出部にて算出された前記測定プローブの位置が前記空間内に位置している場合に、前記動作情報に基づいて、前記多関節アームの動作を認識する動作認識部と、前記各種の処理のうち、前記動作認識部にて認識された前記多関節アームの動作に応じた処理を実行する処理実行部と、を備えることを特徴とする。
【０００７】
本発明では、三次元測定装置を構成するＰＣ等の制御装置は、上述した動作認識部及び処理実行部を備える。
このことにより、測定者は、多関節アームを直接手に持って被測定物を測定する際に、ＰＣの操作を必要とする場合であっても、マウスやキーボード等を操作する必要がない。
すなわち、測定者は、多関節アームを動作させるだけで、動作認識部に当該動作を認識させ、処理実行部に当該動作に応じた処理を実行させる（ＰＣの操作を認識させる）ことができる。
したがって、手の届かない場所にＰＣがある場合であっても、多関節アームを動作させるだけでＰＣの操作を行うことができ、使い勝手の向上が図れる。
【０００８】
本発明の三次元測定装置では、前記動作検出装置は、前記多関節アームの移動時の加速度を検出する加速度センサであり、前記動作認識部は、前記加速度センサにて検出された加速度が所定の閾値以上である場合に、前記多関節アームの動作を認識することが好ましい。
ところで、多関節アームには、通常、連結されたリンク同士の相対角度を検出する角度センサ等の角度検出装置が設けられている。そして、ＰＣは、角度検出装置にて検出されたリンク同士の相対角度等に基づいて、測定プローブの位置を算出する。
ここで、多関節アームの動作としては、例えば、上述した角度センサ等の角度検出装置にて検出された相対角度に基づいて、動作認識部に多関節アームの動作を認識させることも考えられる。
しかしながら、通常、関節部は複数設けられており、これに伴い、上述した角度検出装置も複数設けられているので、多関節アームの動作を求めるには、複数の角度検出装置にて検出された各相対角度に基づいて複雑な演算が必要となる。したがって、制御装置の処理が煩雑化してしまう恐れがある。
本発明では、動作検出装置は、加速度センサで構成されている。
このことにより、複雑な演算をすることなく、加速度センサからの出力（動作情報）に基づいて、動作認識部に多関節アームの動作を容易に認識させることができる。
【０００９】
ところで、測定者は、上述したように、被測定物の測定時、及びＰＣの操作時の双方において、多関節アームを直接手に持って多関節アームを動作させることとなる。
本発明では、動作認識部は、加速度センサにて検出された加速度が所定の閾値以上である場合に、多関節アームの動作を認識する（被測定物の測定時ではなく、ＰＣの操作時であると認識する）。
このことにより、動作認識部は、加速度の大小によって、被測定物の測定時とＰＣの操作時とを判別することができる。
したがって、被測定物の測定時において、測定者により多関節アームが操作された場合であっても、処理実行部に不要な処理を行わせることがない。
【００１０】
本発明の三次元測定装置では、前記多関節アームに設けられ、操作されることで前記処理実行部に処理を実行させるための実行情報を出力する操作装置を備え、前記動作認識部は、前記操作装置から前記実行情報を入力した場合に、前記多関節アームの動作を認識することが好ましい。
【００１１】
本発明では、動作認識部は、多関節アームに設けられた操作装置が操作され、当該操作装置から実行情報を入力した場合に、多関節アームの動作を認識する（被測定物の測定時ではなく、ＰＣの操作時であると認識する）。
このことにより、動作認識部は、実行情報の入力の有無によって、被測定物の測定時とＰＣの操作時とを判別することができる。
したがって、被測定物の測定時において、測定者により多関節アームが操作された場合であっても、処理実行部に不要な処理を行わせることがない。
また、スイッチ等の操作装置を多関節アームに設けるだけで、動作認識部に被測定物の測定時とＰＣの操作時とを容易に判別させることができる。
【００１２】
本発明の三次元測定装置では、前記多関節アームに設けられ、連結された前記リンク同士の相対角度を検出し、前記測定プローブの位置を算出するための位置情報を出力する角度検出装置を備え、前記制御装置は、前記位置情報に基づいて、前記測定プローブの位置を算出する位置算出部を備え、前記動作認識部は、前記位置算出部にて算出された前記測定プローブの位置が予め設定された空間内に位置している場合に、前記多関節アームの動作を認識することが好ましい。
【００１３】
本発明では、制御装置を構成する位置算出部は、角度検出装置からの位置情報に基づいて、測定プローブの位置を算出する。そして、動作認識部は、位置算出部にて算出された測定プローブの位置が予め設定された空間内に位置している場合に、多関節アームの動作を認識する（被測定物の測定時ではなく、ＰＣの操作時であると認識する）。
このことにより、動作認識部は、測定プローブの位置によって、被測定物の測定時とＰＣの操作時とを判別することができる。
したがって、被測定物の測定時において、測定者により多関節アームが操作された場合であっても、処理実行部に不要な処理を行わせることがない。
また、スイッチ等の操作装置を設けずに、既存の構成を利用して、動作認識部に被測定物の測定時とＰＣの操作時とを容易に判別させることができる。
【００１４】
本発明の三次元測定装置では、前記動作検出装置は、前記多関節アームの移動時の加速度を検出する加速度センサであることが好ましい。
本発明では、動作検出装置は、加速度センサで構成されている。
このことにより、複雑な演算をすることなく、加速度センサからの出力（動作情報）に基づいて、動作認識部に多関節アームの動作を容易に認識させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】第１実施形態における三次元測定装置の構成を示す図。
【図２】第１実施形態における多関節アームの構成を示す図。
【図３】第１実施形態における三次元測定装置の制御構造を示すブロック図。
【図４】第１実施形態における三次元測定装置の動作を説明するフローチャート。
【図５】第１実施形態における三次元測定装置の動作を説明するフローチャート。
【図６】第１実施形態における三次元測定装置の動作を説明するための図。
【図７】第１実施形態における三次元測定装置の動作を説明するための図。
【図８】第１実施形態における三次元測定装置の動作を説明するための図。
【図９】第１実施形態における三次元測定装置の動作を説明するための図。
【図１０】第２実施形態における三次元測定装置の制御構造を示すブロック図。
【図１１】第２実施形態におけるプローブヘッドを示す図。
【図１２】第２実施形態における三次元測定装置の動作を説明するフローチャート。
【図１３】第３実施形態における三次元測定装置の制御構造を示すブロック図。
【図１４】第３実施形態におけるプローブヘッドを示す図。
【図１５】第３実施形態における三次元測定装置の動作を説明するフローチャート。
【図１６】第３実施形態における三次元測定装置の動作を説明するための図。
【図１７】第３実施形態における三次元測定装置の動作を説明するための図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
[第１実施形態]
以下、本発明の第１実施形態を図面に基づいて説明する。
〔三次元測定装置の構成〕
図１は、第１実施形態における三次元測定装置１の構成を示す図である。
三次元測定装置１は、測定者にて測定プローブ２を直接手で動かすことが可能に構成され、被測定物（図示略）上の任意の点の三次元座標値を取り込むことにより、被測定物の測定を行う。
この三次元測定装置１は、図１に示すように、測定プローブ２と、多関節アーム３と、角度検出装置としての角度センサ４（図３参照）と、動作検出装置としての加速度センサ５（図３参照）と、制御装置６とを備える。
【００１７】
〔測定プローブの構成〕
本実施形態では、測定プローブ２は、図１に示すように、先端に球状の測定子２Ａを有し、測定子２Ａを被測定物の表面に接触させて接触点の座標を求めるために用いられる接触型のボールプローブで構成されている。
そして、測定プローブ２は、被測定物に測定子２Ａが接触した際に、タッチ信号を制御装置６に出力する。
【００１８】
〔多関節アームの構成〕
図２は、多関節アーム３の構成を示す図である。
多関節アーム３は、測定プローブ２を支持するとともに、当該測定プローブ２を三次元空間内で外部からの力（測定者による操作）に対して移動可能に構成されている。
この多関節アーム３は、図２に示すように、円柱状の支柱３Ａと、円柱状の第１〜第６リンク３Ｂ〜３Ｇと、第１〜第６関節部３Ｈ〜３Ｍと、プローブヘッド３Ｎとを備える。
支柱３Ａは、鉛直軸Ａｘ１（図２）に沿うように作業台等に固定される。
第１関節部３Ｈは、第１リンク３Ｂが鉛直軸Ａｘ１に沿う状態で、支柱３Ａと第１リンク３Ｂの一端とを連結する。
そして、第１リンク３Ｂは、第１関節部３Ｈにより支柱３Ａに連結されることで、支柱３Ａに対して、鉛直軸Ａｘ１を中心として回転可能となる。
【００１９】
第２関節部３Ｉは、第１リンク３Ｂの他端と第２リンク３Ｃの一端とを連結する。
そして、第１，第２リンク３Ｂ，３Ｃは、第２関節部３Ｉにより互いに連結されることで、水平軸Ａｘ２（図２）を中心として相対的に回転可能となる。
第３関節部３Ｊは、互いの中心軸Ａｘ３（図２）が一致する状態で、第２リンク３Ｃの他端と第３リンク３Ｄの一端とを連結する。
そして、第２，第３リンク３Ｃ，３Ｄは、第３関節部３Ｊにより互いに連結されることで、中心軸Ａｘ３を中心として相対的に回転可能となる。
第４関節部３Ｋは、第３リンク３Ｄの他端と第４リンク３Ｅの一端とを連結する。
そして、第３，第４リンク３Ｄ，３Ｅは、第４関節部３Ｋにより互いに連結されることで、中心軸Ａｘ３に直交する軸Ａｘ４（図２）を中心として相対的に回転可能となる。
【００２０】
第５関節部３Ｌは、互いの中心軸Ａｘ５（図２）が一致する状態で、第４リンク３Ｅの他端と第５リンク３Ｆの一端とを連結する。
そして、第４，第５リンク３Ｅ，３Ｆは、第５関節部３Ｌにより互いに連結されることで、中心軸Ａｘ５を中心として相対的に回転可能となる。
第６関節部３Ｍは、第５リンク３Ｆの他端と第６リンク３Ｇの一端とを連結する。
そして、第５，第６リンク３Ｆ，３Ｇは、第６関節部３Ｍにより互いに連結されることで、中心軸Ａｘ５に直交する軸Ａｘ６（図２）を中心として相対的に回転可能となる。
以上のように、多関節アーム３は、６軸により操作可能に構成されている。
【００２１】
プローブヘッド３Ｎは、第６リンク３Ｇの他端に取り付けられるとともに、測定プローブ２を支持する。
このプローブヘッド３Ｎにおいて、側面には、図２に示すように、多関節アーム３の操作時に、測定者に手で掴まれるハンドル３Ｏが設けられている。
また、ハンドル３Ｏには、測定者にて押下されることで、測定を終了させる旨の測定終了信号を制御装置６に出力する測定終了ボタン３Ｐが設けられている。
【００２２】
〔角度センサの構成〕
角度センサ４は、具体的な図示は省略したが、第１〜第６関節部３Ｈ〜３Ｍにそれぞれ取り付けられている。
そして、６つの角度センサ４は、第１〜第６関節部３Ｈ〜３Ｍにより互いに連結された第１〜第６リンク３Ｂ〜３Ｇの相対的な回転角度を検出する。
例えば、第１関節部３Ｈに設けられた角度センサ４は、支柱３Ａ及び第１リンク３Ｂ同士の鉛直軸Ａｘ１を中心とした相対的な回転角度を検出する。
そして、６つの角度センサ４は、検出した回転角度に応じた角度検出信号（位置情報）を制御装置６に出力する。
【００２３】
〔加速度センサの構成〕
加速度センサ５は、具体的な図示は省略したが、プローブヘッド３Ｎに取り付けられ、多関節アーム３の動作（プローブヘッド３Ｎの加速度）を検出する。
なお、加速度センサ５は、公知の技術であるため、詳細な説明については省略する。
本実施形態では、加速度センサ５は、第６リンク３Ｇの中心軸Ａｘ７に沿って測定子２Ａ側から見た場合に、プローブヘッド３Ｎの上下左右の各方向への移動時の各加速度を検出する。
そして、加速度センサ５は、検出した加速度に応じた加速度検出信号（動作情報）を制御装置６に出力する。
【００２４】
〔制御装置の構成〕
図３は、三次元測定装置１の制御構造を示すブロック図である。
制御装置６は、図３に示すように、ＣＰＵ(Central Processing Unit)やハードディスクを備えた制御装置本体６１と、マウスやキーボード等で構成された入力装置６２と、ディスプレイ等の表示装置６３とを備える。
制御装置本体６１は、測定プローブ２から出力されたタッチ信号、角度センサ４から出力された角度検出信号、加速度センサ５から出力された加速度検出信号、及び測定終了ボタン３Ｐから出力された測定終了信号等に基づいて、各種の処理を実行する。
この制御装置本体６１は、図３に示すように、位置算出部６１Ａと、動作認識部６１Ｂと、処理実行部６１Ｃと、第１，第２メモリ６１Ｄ，６１Ｅとを備える。
【００２５】
位置算出部６１Ａは、測定プローブ２からのタッチ信号の入力時に角度センサ４にて検出された各回転角度を読み取り（角度検出信号を入力し）、当該各回転角度と第１〜第６リンク３Ｂ〜３Ｇの各長さ等に基づいて、測定子２Ａの中心座標値を算出する。
そして、位置算出部６１Ａは、タッチ信号が入力される毎に、算出した中心座標値を順次、第１メモリ６１Ｄに記憶させる。
動作認識部６１Ｂは、加速度センサ５からの加速度検出信号に基づいて、多関節アーム３の動作（プローブヘッド３Ｎの上下左右のいずれかの方向への移動）を認識する。
なお、本実施形態では、動作認識部６１Ｂは、加速度センサ５からの加速度検出信号に基づくプローブヘッド３Ｎの加速度が所定の閾値以上である場合に、多関節アーム３の動作を認識するように構成されている。
【００２６】
処理実行部６１Ｃは、第２メモリ６１Ｅに記憶された関連情報に基づいて、動作認識部６１Ｂにて認識された多関節アーム３の動作に応じた測定項目（例えば、円測定、球測定、円筒測定、円錐測定等）を判別する。
また、処理実行部６１Ｃは、測定終了ボタン３Ｐからの測定終了信号を入力した場合に、第１メモリ６１Ｄに記憶された各中心座標値を読み出し、当該各中心座標値に基づいて、上記のように判別した測定項目に応じたデータ処理を実行する。
【００２７】
第１メモリ６１Ｄは、位置算出部６１Ａにて算出された中心座標値を記憶する。
第２メモリ６１Ｅは、処理実行部６１Ｃで用いられる関連情報を記憶する。
なお、関連情報は、多関節アーム３の動作（プローブヘッド３Ｎの上下左右方向への移動）と、測定項目とが関連付けられた情報である。
本実施形態では、プローブヘッド３Ｎの上方向への移動に対して円測定が関連付けられ、右方向への移動に対して球測定が関連付けられ、下方向への移動に対して円筒測定が関連付けられ、左方向への移動に対して円錐測定が関連付けられている。
【００２８】
〔三次元測定装置の動作〕
次に三次元測定装置１の動作について図面を参照して説明する。
図４及び図５は、三次元測定装置１の動作を説明するフローチャートである。
図６ないし図９は、三次元測定装置１の動作を説明するための図である。
先ず、測定者が三次元測定装置１の電源を投入すると、動作認識部６１Ｂは、加速度センサ５からの加速度検出信号を入力したか否かを常時、監視する（ステップＳＴ１）。
ステップＳＴ１において、動作認識部６１Ｂは、「Ｙ」と判定した場合には、入力した加速度検出信号に基づくプローブヘッド３Ｎの加速度が所定の閾値以上であるか否かを判定する（ステップＳＴ２）。
そして、動作認識部６１Ｂは、ステップＳＴ２において、「Ｎ」と判定した場合には、再度、ステップＳＴ１の処理に移行する。
【００２９】
一方、動作認識部６１Ｂは、ステップＳＴ２において、「Ｙ」と判定した場合には、入力した加速度検出信号に基づいて、プローブヘッド３Ｎが上方向に移動したか否かを判定する（ステップＳＴ３）。
そして、動作認識部６１Ｂは、ステップＳＴ３において、「Ｎ」と判定した場合には、再度、ステップＳＴ１の処理に移行する。
一方、制御装置本体６１は、ステップＳＴ３において、「Ｙ」と判定した場合には、測定者に測定項目を選択させる選択モードに移行する（ステップＳＴ４）。
【００３０】
ステップＳＴ４の後、動作認識部６１Ｂは、ステップＳＴ１，ＳＴ２と同様の処理を実行する（ステップＳＴ５，ＳＴ６）。
そして、動作認識部６１Ｂは、ステップＳＴ６において、「Ｙ」と判定した場合（プローブヘッド３Ｎの加速度が所定の閾値以上である場合）には、入力した加速度検出信号に基づいて、プローブヘッド３Ｎが上下左右のいずれの方向に移動したかを判別する（ステップＳＴ７〜ＳＴ９）。
【００３１】
例えば、処理実行部６１Ｃは、動作認識部６１Ｂにてプローブヘッド３Ｎが上方向に移動（図６）したと判別された場合（ステップＳＴ７において「Ｙ」と判定された場合）には、第２メモリ６１Ｅに記憶された関連情報に基づいて、測定項目として円測定が選択されたことを認識する（ステップＳＴ１０）。
また、処理実行部６１Ｃは、動作認識部６１Ｂにてプローブヘッド３Ｎが右方向に移動（図７）したと判別された場合（ステップＳＴ８において「Ｙ」と判定された場合）には、第２メモリ６１Ｅに記憶された関連情報に基づいて、測定項目として球測定が選択されたことを認識する（ステップＳＴ１１）。
さらに、処理実行部６１Ｃは、動作認識部６１Ｂにてプローブヘッド３Ｎが下方向に移動（図８）したと判別された場合（ステップＳＴ９において「Ｙ」と判定された場合）には、第２メモリ６１Ｅに記憶された関連情報に基づいて、測定項目として円筒測定が選択されたものと認識する（ステップＳＴ１２）。
また、処理実行部６１Ｃは、動作認識部６１Ｂにてプローブヘッド３Ｎが左方向に移動（図９）したと判別された場合（ステップＳＴ９において「Ｎ」と判定された場合）には、第２メモリ６１Ｅに記憶された関連情報に基づいて、測定項目として円錐測定が選択されたものと認識する（ステップＳＴ１３）。
【００３２】
ステップＳＴ１０〜ＳＴ１３の後、制御装置本体６１は、ステップＳＴ１０〜ＳＴ１３にて選択された測定項目に応じた測定を測定者に実行させる測定モードに移行する（ステップＳＴ１４）。
そして、測定者は、測定モード時において、多関節アーム３を操作し、選択した測定項目に要求される測定点数を満たすように、測定子２Ａを被測定物に順次、接触させる。
ステップＳＴ１４の後、位置算出部６１Ａは、測定プローブ２からタッチ信号を入力する毎に、角度センサ４にて検出された各回転角度を読み取り、当該各回転角度と第１〜第６リンク３Ｂ〜３Ｇの各長さ等に基づいて、測定子２Ａの中心座標値を算出する（ステップＳＴ１５）。また、位置算出部６１Ａは、算出した中心座標値を第１メモリ６１Ｄに記憶させる。
【００３３】
ステップＳＴ１５の後、処理実行部６１Ｃは、測定終了ボタン３Ｐからの測定終了信号を入力したか否かを判定する（ステップＳＴ１６）。
制御装置本体６１は、ステップＳＴ１６において、「Ｎ」と判定した場合には、ステップＳＴ１５の処理に移行する。
一方、処理実行部６１Ｃは、ステップＳＴ１６において、「Ｙ」と判定した場合には、第１メモリ６１Ｄに記憶された各中心座標値を読み出し、当該各中心座標値に基づいて、ステップＳＴ１０〜ＳＴ１３にて選択された測定項目に応じたデータ処理を実行する（ステップＳＴ１７）。
【００３４】
上述した第１実施形態によれば、以下の効果がある。
本実施形態では、三次元測定装置１を構成する制御装置６は、動作認識部６１Ｂ及び処理実行部６１Ｃを備える。
このことにより、測定者は、多関節アーム３を直接手に持って被測定物を測定する際に、ＰＣの操作を必要とする場合であっても、マウスやキーボード等の入力装置６２を操作する必要がない。
すなわち、測定者は、多関節アーム３を動作させるだけで、動作認識部６１Ｂに当該動作を認識させ、処理実行部６１Ｃに当該動作に応じた処理を実行させる（ＰＣの操作を認識させる）ことができる。
したがって、手の届かない場所に入力装置６２がある場合であっても、多関節アーム３を動作させるだけでＰＣの操作を行うことができ、使い勝手の向上が図れる。
【００３５】
また、本実施形態では、本発明に係る動作検出装置が加速度センサ５で構成されているので、複雑な演算をすることなく、加速度センサ５からの出力に基づいて、動作認識部６１Ｂに多関節アーム３の動作を容易に認識させることができる。
さらに、動作認識部６１Ｂは、加速度センサ５にて検出された加速度が所定の閾値以上である場合に、多関節アーム３の動作を認識する（被測定物の測定時ではなく、ＰＣの操作時であると認識する）。
このことにより、動作認識部６１Ｂは、加速度の大小によって、被測定物の測定時とＰＣの操作時とを判別することができる。
したがって、被測定物の測定時において、測定者により多関節アーム３が操作された場合であっても、処理実行部６１Ｃに不要な処理を行わせることがない。
【００３６】
[第２実施形態]
次に、本発明の第２実施形態について説明する。
なお、以下では、前記第１実施形態と同様の構成には同一の符号を付し、その詳細な説明については省略する。
図１０は、第２実施形態における三次元測定装置１の制御構造を示すブロック図である。
図１１は、第２実施形態におけるプローブヘッド３Ｎを示す図である。
前記第１実施形態では、動作認識部６１Ｂは、プローブヘッド３Ｎの加速度が所定の閾値以上である場合に、多関節アーム３の動作を認識していた。
これに対して、第２実施形態では、ハンドル３Ｏには、図１０または図１１に示すように、測定者にて押下されることで操作信号（実行情報）を制御装置６に出力する操作装置としての操作ボタン３Ｑが設けられている。そして、動作認識部６１Ｂは、測定者にて操作ボタン３Ｑが押下されている場合（操作信号が入力されている場合）に、多関節アーム３の動作を認識する。
【００３７】
次に、第２実施形態における三次元測定装置１の動作について説明する。
図１２は、第２実施形態における三次元測定装置１の動作を説明するフローチャートである。
先ず、測定者が三次元測定装置１の電源を投入すると、動作認識部６１Ｂは、操作ボタン３Ｑから操作信号が出力されているか否かを常時、監視する（ステップＳＴ１８）。
ステップＳＴ１８において、動作認識部６１Ｂは、「Ｙ」と判定した場合には、加速度センサ５からの加速度検出信号を入力したか否かを判定する（ステップＳＴ１９）。
そして、動作認識部６１Ｂは、「Ｎ」と判定した場合には、再度、ステップＳＴ１８の処理に移行する。
一方、制御装置本体６１は、ステップＳＴ１７において、「Ｙ」と判定した場合には、前記第１実施形態と同様に、ステップＳＴ３〜ＳＴ１７の処理を実行する（図４，図１２参照）。
【００３８】
上述した第２実施形態によれば、前記第１実施形態と同様の効果の他、以下の効果がある。
本実施形態では、動作認識部６１Ｂは、多関節アーム３に設けられた操作ボタン３Ｑが操作され、操作ボタン３Ｑから操作信号を入力した場合に、多関節アーム３の動作を認識する（被測定物の測定時ではなく、ＰＣの操作時であると認識する）。
このことにより、動作認識部６１Ｂは、操作ボタン３Ｑからの操作信号の入力の有無によって、被測定物の測定時とＰＣの操作時とを判別することができる。
したがって、被特定物の測定時において、測定者により多関節アームが操作された場合であっても、処理実行部６１Ｃに不要な処理を行わせることがない。
また、操作ボタン３Ｑを設けるだけで、動作認識部６１Ｂに被測定物の測定時とＰＣの操作時とを容易に判別させることができる。
【００３９】
[第３実施形態]
次に、本発明の第３実施形態について説明する。
なお、以下では、前記第１実施形態と同様の構成には同一の符号を付し、その詳細な説明については省略する。
前記第１実施形態では、動作認識部６１Ｂは、プローブヘッド３Ｎの加速度が所定の閾値以上である場合に、多関節アーム３の動作を認識していた。
これに対して、第３実施形態では、動作認識部６１Ｂは、位置算出部６１Ａにて算出された測定子２Ａの中心座標値が所定の空間Ｓｐ（図１６参照）内に位置付けられている場合に、多関節アーム３の動作を認識する。
【００４０】
図１３は、第３実施形態における三次元測定装置１の制御構造を示すブロック図である。
図１４は、第３実施形態におけるプローブヘッド３Ｎを示す図である。
具体的に、プローブヘッド３Ｎには、図１３または図１４に示すように、制御装置本体６１による制御の下、所定の画像を表示する表示部３Ｒが設けられている。
また、制御装置本体６１は、図１３に示すように、位置算出部６１Ａ、動作認識部６１Ｂ、処理実行部６１Ｃ、及び第１，第２メモリ６１Ｄ，６１Ｅの他、操作領域設定部６１Ｆと、第３メモリ６１Ｇと、表示制御部６１Ｈとを備える。
操作領域設定部６１Ｆは、動作認識部６１Ｂにて多関節アーム３の動作が認識される際に用いられる空間Ｓｐを設定する。
また、操作領域設定部６１Ｆは、設定した空間Ｓｐに関する情報（三次元空間の座標値）を第３メモリ６１Ｇに記憶させる。
そして、動作認識部６１Ｂは、位置算出部６１Ａにて算出された測定子２Ａの中心座標値が第３メモリ６１Ｇに記憶された空間Ｓｐ内に位置付けられている場合に、多関節アーム３の動作を認識する。
表示制御部６１Ｈは、表示部３Ｒの動作を制御し、表示部３Ｒに所定の画像を表示させる。
【００４１】
次に、第３実施形態における三次元測定装置１の動作について説明する。
図１５は、第３実施形態における三次元測定装置１の動作を説明するフローチャートである。
図１６は、第３実施形態における三次元測定装置１の動作を説明するための図である。
先ず、測定者が三次元測定装置１の電源を投入すると、操作領域設定部６１Ｆは、第３メモリ６１Ｇに空間Ｓｐに関する情報が記憶されているか否かを確認する（ステップＳＴ２０）。
ステップＳＴ２０において、制御装置本体６１は、「Ｎ」と判定した場合には、空間Ｓｐを設定する設定モードに移行する（ステップＳＴ２１）。
【００４２】
ステップＳＴ２１の後、測定者は、多関節アーム３を操作し、図１６に示すように、測定モード時において多関節アーム３を操作する位置（図１６で二点鎖線で示す位置）から離間した位置（図１６で実線で示す位置）に測定子２Ａを位置付ける。
そして、測定者は、測定終了ボタン３Ｐを押下することで、以下に示す処理により空間Ｓｐが設定される。
【００４３】
すなわち、操作領域設定部６１Ｆは、測定終了ボタン３Ｐからの測定終了信号を入力したか否かを判定する（ステップＳＴ２２）。
制御装置本体６１は、ステップＳＴ２２において、「Ｎ」と判定した場合には、ステップＳＴ２１の処理に移行する。
一方、操作領域設定部６１Ｆは、ステップＳＴ２２において、「Ｙ」と判定した場合には、測定終了信号を入力した時点で角度センサ４にて検出された各回転角度を読み取り、当該各回転角度と第１〜第６リンク３Ｂ〜３Ｇの各長さ等に基づいて、測定子２Ａの中心座標値を算出する（ステップＳＴ２３）。
ステップＳＴ２３の後、操作領域設定部６１Ｆは、ステップＳＴ２３において算出した測定子２Ａの中心座標値を中心とする空間Ｓｐ（三次元空間の座標値）を設定する（ステップＳＴ２４）。
そして、操作領域設定部６１Ｆは、設定した空間Ｓｐに関する情報を第３メモリ６１Ｇに記憶させる。
以上の処理ＳＴ２２〜ＳＴ２４により空間Ｓｐを設定した後、制御装置本体６１は、ステップＳＴ２０の処理に移行する。
【００４４】
ステップＳＴ２０において、「Ｙ」と判定された場合には、位置算出部６１Ａは、角度センサ４にて検出された各回転角度を読み取り、当該各回転角度と第１〜第６リンク３Ｂ〜３Ｇの各長さ等に基づいて測定子２Ａの中心座標値を算出する（ステップＳＴ２５）。
ステップＳＴ２５の後、動作認識部６１Ｂは、ステップＳＴ２５において算出された測定子２Ａの中心座標値が第３メモリ６１Ｇに記憶された空間Ｓｐ内に位置付けられているか否かを判定する（ステップＳＴ２６）。
制御装置本体６１は、ステップＳＴ２６において、「Ｎ」と判定した場合には、ステップＳＴ２５の処理に移行する。
【００４５】
一方、測定者による多関節アーム３の操作により、ステップＳＴ２６において、「Ｙ」と判定された場合には、表示制御部６１Ｈは、表示部３Ｒの動作を制御し、表示部３Ｒに図１７に示す「入力操作可」の文字が記載された画像を表示させる（ステップＳＴ２７）。
ステップＳＴ２７の後、動作認識部６１Ｂは、加速度センサ５からの加速度検出信号を入力したか否かを常時、監視する（ステップＳＴ２８）。
そして、制御装置本体６１は、ステップＳＴ２８において、「Ｙ」と判定した場合には、前記第１実施形態と同様に、ステップＳＴ３〜ＳＴ１７の処理を実行する（図４，図１５参照）。
【００４６】
上述した第３実施形態によれば、前記第１実施形態と同様の効果の他、以下の効果がある。
本実施形態では、位置算出部６１Ａは、角度センサ４にて検出された各回転角度に基づいて、測定子２Ａの中心座標値を算出する。そして、動作認識部６１Ｂは、位置算出部６１Ａにて算出された測定子２Ａの位置が予め設定された空間Ｓｐ内に位置している場合に、多関節アーム３の動作を認識する（被測定物の測定時ではなく、ＰＣの操作時であると認識する）。
このことにより、動作認識部６１Ｂは、測定子２Ａの位置によって、被測定物の測定時とＰＣの操作時とを判別することができる。
したがって、被測定物の測定時において、測定者により多関節アームが操作された場合であっても、処理実行部６１Ｃに不要な処理を行わせることがない。
また、スイッチ等の操作装置を設けずに、既存の構成を利用して、動作認識部６１Ｂに被測定物の測定時とＰＣの操作時とを容易に判別させることができる。
【００４７】
さらに、測定子２Ａの位置が空間Ｓｐ内に位置付けられている状態で「入力操作可」の文字が記載された画像が表示部３Ｒに表示されるので、測定者は、多関節アーム３の操作によりＰＣの操作が可能な状態を容易に認識できる。
また、空間Ｓｐを任意の空間に設定可能に構成されているので、三次元測定装置１の使用環境に応じて適切な空間Ｓｐに設定でき、利便性の向上が図れる。
【００４８】
なお、本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
前記各実施形態において、測定プローブ２としては、前記各実施形態で説明した接触型のプローブに限らない。例えば、ＣＣＤ(Charge Coupled Device)カメラやイメージセンサを用いた画像プローブ、レーザ走査方式のレーザプローブ等の非接触型のプローブを測定プローブとして採用しても構わない。
前記各実施形態では、多関節アーム３は、６つのリンク及び関節部を備え、６軸により操作可能に構成されていたが、これに限らず、その他の数のリンク及び関節部を備えた構成とし、５軸や７軸により操作可能に構成しても構わない。
前記第３実施形態において、表示部３Ｒに表示させる画像としては、前記第３実施形態で説明した画像に限らず、多関節アーム３の操作によりＰＣの操作が可能な状態を測定者に認識させることができる画像であれば、その他の画像でも構わない。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
本発明は、測定者にて測定プローブを直接手で動かすことが可能に構成され、被測定物上の任意の点の三次元座標値を取り込むことにより、被測定物の三次元形状、表面性状等の測定を行う三次元測定装置に利用できる。
【符号の説明】
【００５０】
１・・・三次元測定装置
２・・・測定プローブ
３・・・多関節アーム
３Ｂ〜３Ｇ・・・リンク
３Ｈ〜３Ｍ・・・関節部
３Ｑ・・・操作ボタン（操作装置）
４・・・角度センサ（角度検出装置）
５・・・加速度センサ（動作検出装置）
６・・・制御装置
６１Ａ・・・位置検出部
６１Ｂ・・・動作認識部
６１Ｃ・・・処理実行部
Ｓｐ・・・空間
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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