(57)【要約】  可搬型の関節アーム座標測定機（ＡＡＣＭＭ）が、提供される。ＡＡＣＭＭ（１００）は、反対側にある第１の端部および第２の端部を有する手動で位置付けることが可能な関節アーム（１０４）を含む。アーム（１０４）は、複数の接続されたアームセグメント（１０６、１０８）を含み、アームセグメント（１０６、１０８）のそれぞれは、位置信号を生成するための少なくとも１つの位置トランスデューサを含む。測定デバイス（１１８）が、ＡＡＣＭＭ（１００）の第１の端部に装着される。トランスデューサからの位置信号を受信するための、および測定デバイス（１１８）の位置に対応するデータを提供するための電子回路（２１０）が、設けられる。光源（４０２）が、アーム（１０４）に結合され、測定デバイス（１１８）の近くに光を放射するように配置される。
2013517496.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
可搬型の関節アーム座標測定機（ＡＡＣＭＭ）であって、
反対側にある第１の端部および第２の端部を有する手動で位置付けることが可能な関節アーム部（１０４）であって、複数の接続されたアームセグメント（１０６、１０８）を含み、前記アームセグメント（１０６、１０８）のそれぞれが、位置信号を生成するための少なくとも１つの位置トランスデューサを含む、アーム部（１０４）と、
前記第１の端部に結合された測定デバイス（１１８）と、
前記トランスデューサからの前記位置信号を受信するための、および前記測定デバイス（１１８）の位置に対応するデータを提供するための電子回路（２１０）と、
前記測定デバイス（１１８）と前記第１の端部の間に結合されたプローブ端部分（４００）と、
前記プローブ端部分（４００）と前記測定デバイス（１１８）の間のインターフェース（４０５）に配置された少なくとも１つの光源（４０２）であって、前記測定デバイス（１１８）の近くに可視光を投射するように配置される、光源（４０２）とを含むことを特徴とする関節アーム座標測定機（ＡＡＣＭＭ）。
【請求項２】
請求項１に記載のＡＡＣＭＭであって、前記少なくとも１つの光源（４０２）が、前記測定デバイス（１１８）内に配置されることを特徴とするＡＡＣＭＭ。
【請求項３】
請求項２に記載のＡＡＣＭＭであって、前記少なくとも１つの光源（４０２）が、複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）を含むことを特徴とするＡＡＣＭＭ。
【請求項４】
請求項３に記載のＡＡＣＭＭであって、前記プローブ端部分（４００）内の複数の開口（４１０）であって、前記複数のＬＥＤ（４０２）から放射された光を前記測定デバイス（１１８）に近接する領域に導くように構成される、複数の開口（４１０）をさらに含むことを特徴とするＡＡＣＭＭ。
【請求項５】
請求項４に記載のＡＡＣＭＭであって、それぞれが前記複数の開口（４１０）のうちの１つの中に配置された複数のレンズ（４１０）をさらに含むことを特徴とするＡＡＣＭＭ。
【請求項６】
請求項３に記載のＡＡＣＭＭであって、前記複数の光源（４０２）が、調整可能な色を有する少なくとも１つの可変スペクトル光源を含むことを特徴とするＡＡＣＭＭ。
【請求項７】
請求項６に記載のＡＡＣＭＭであって、前記少なくとも１つの可変スペクトル光源から投射される前記調整可能な色が、前記電子回路（２１０）によって決定されたパラメータに応じたものであることを特徴とするＡＡＣＭＭ。
【請求項８】
請求項２に記載のＡＡＣＭＭであって、前記プローブ端部分（４００）が、ハンドル（１２６）と、前記ハンドル（１２６）に結合される前記少なくとも１つの光源（４０２）とを含むことを特徴とするＡＡＣＭＭ。
【請求項９】
請求項１に記載のＡＡＣＭＭであって、前記少なくとも１つの光源（４０２）が、低コヒーレンス光を投射することを特徴とするＡＡＣＭＭ。
【請求項１０】
可搬型の関節アーム座標測定機（ＡＡＣＭＭ）であって、
反対側にある第１の端部および第２の端部を有する手動で位置付けることが可能な関節アーム部（１０４）であって、複数の接続されたアームセグメント（１０６、１０８）を含み、前記アームセグメント（１０６、１０８）のそれぞれが、位置信号を生成するための少なくとも１つの位置トランスデューサを含む、アーム部（１０４）と、
ＡＡＣＭＭの第１の端部に装着された測定デバイス（１１８）と、
前記トランスデューサからの前記位置信号を受信するための、および前記測定デバイス（１１８）の位置に対応するデータを提供するための電子回路（２１０）と、
前記第１の端部に結合されたプローブ端部分（４００）と、
前記第１の端部から遠位に配置され、前記プローブ端部分（４００）に動作可能に結合された少なくとも１つの光源（４０２）であって、ＡＡＣＭＭによって測定されている部品を見ることを容易にするために前記測定デバイス（１１８）の近くに光を投射する、光源（４０２）とを含むことを特徴とする関節アーム座標測定機（ＡＡＣＭＭ）。
【請求項１１】
請求項１０に記載のＡＡＣＭＭであって、前記少なくとも１つの光源（４０２）が、低コヒーレンス光を投射することを特徴とするＡＡＣＭＭ。
【請求項１２】
請求項１０に記載のＡＡＣＭＭであって、前記少なくとも１つの光源（４０２）が、前記アームの状態を示すために前記電子回路（２１０）に動作可能に結合されることを特徴とするＡＡＣＭＭ。
【請求項１３】
請求項１０に記載のＡＡＣＭＭであって、前記プローブ端部分（４００）に結合されたセンサをさらに含み、前記少なくとも１つの光源（４０２）が、感知されたパラメータを示すために前記センサに動作可能に結合されることを特徴とするＡＡＣＭＭ。
【請求項１４】
請求項１３に記載のＡＡＣＭＭであって、前記少なくとも１つの光源（４０２）が、複数のＬＥＤからなることを特徴とするＡＡＣＭＭ。
【請求項１５】
請求項１４に記載のＡＡＣＭＭであって、前記複数のＬＥＤ（４０２）が、可変スペクトルＬＥＤであり、前記複数のＬＥＤ（４０２）が、前記電子回路（２１０）によって決定されたパラメータに応じて色の色調を変更することを特徴とするＡＡＣＭＭ。
【請求項１６】
請求項１５に記載のＡＡＣＭＭであって、前記電子回路（２１０）が、距離計または高温計の読み取り値に少なくとも部分的に基づいて前記パラメータを決定することを特徴とするＡＡＣＭＭ。
【請求項１７】
可搬型の関節アーム座標測定機（ＡＡＣＭＭ）であって、
反対側にある第１の端部および第２の端部を有する手動で位置付けることが可能な関節アーム部（１０４）であって、複数の接続されたアームセグメント（１０６、１０８）を含み、前記アームセグメント（１０６、１０８）のそれぞれが、位置信号を生成するための少なくとも１つの位置トランスデューサを含む、アーム部（１０４）と、
ＡＡＣＭＭの第１の端部に結合された測定デバイス（１１８）であって、少なくとも１つの開口（４１０）を含む本体（４０６）を有する、測定デバイス（１１８）と、
前記トランスデューサからの前記位置信号を受信するための、および前記測定デバイス（１１８）の位置に対応するデータを提供するための電子回路（２１０）と、
前記第１の端部と前記測定デバイス（１１８）の間に配置されたプローブ端部分（４００）であって、筐体（１０２）およびハンドル（１２６）を有する、プローブ端部分（４００）と、
前記プローブ端部分（４００）に動作可能に結合された、少なくとも１つのＬＥＤを有する光源（４０２）であって、ＡＡＣＭＭによって測定されている部品を見ることを容易にするために前記少なくとも１つの開口（４１０）と協力し、前記開口（４１０）から可視光を投射する、光源（４０２）とを含むことを特徴とする関節アーム座標測定機（ＡＡＣＭＭ）。
【請求項１８】
請求項１７に記載のＡＡＣＭＭであって、前記少なくとも１つの開口（４１０）内に配置された少なくとも１つのレンズ（４２２）をさらに含むことを特徴とするＡＡＣＭＭ。
【請求項１９】
請求項１８に記載のＡＡＣＭＭであって、前記本体（４０６）が、円錐面（４１８）を含み、前記少なくとも１つの開口が、前記円錐面（４１８）に配置されることを特徴とするＡＡＣＭＭ。
【請求項２０】
請求項１８に記載のＡＡＣＭＭであって、前記本体（４０６）が、少なくとも１つの凹部（４２０）を有する円錐面（４１８）を含み、前記少なくとも１つのレンズ（４２２）が、前記少なくとも１つの凹部（４２０）に配置されることを特徴とするＡＡＣＭＭ。
【請求項２１】
請求項１８に記載のＡＡＣＭＭであって、前記少なくとも１つのＬＥＤ（４０２）が、前記筐体（１０２）内に配置されることを特徴とするＡＡＣＭＭ。
【請求項２２】
請求項１８に記載のＡＡＣＭＭであって、前記少なくとも１つのＬＥＤ（４０２）が、前記本体（４０６）内に配置されることを特徴とするＡＡＣＭＭ。
【請求項２３】
請求項１７に記載のＡＡＣＭＭであって、前記筐体（１０２）内に配置された輪部材（４４４）であって、前記光源（４０２）に動作可能に結合された、輪部材（４４４）をさらに含むことを特徴とするＡＡＣＭＭ。
【請求項２４】
請求項１７に記載のＡＡＣＭＭであって、前記光源（４０２）が、前記電子回路（２１０）からの信号を受信するように動作可能に結合され、前記光源（４０２）が、前記信号に応答して前記ＡＡＣＭＭの状態を示すために色を変更することを特徴とするＡＡＣＭＭ。
【請求項２５】
請求項１７に記載のＡＡＣＭＭであって、前記プローブ端部分（４００）に動作可能に結合され、前記光源（４０２）に動作可能に結合されたセンサをさらに含み、前記光源（４０２）が、前記センサからの信号に応答して色を変更することを特徴とするＡＡＣＭＭ。
【請求項２６】
請求項２５に記載のＡＡＣＭＭであって、前記センサが、高温計であり、前記光源が、温度閾値に応じて色を変更することを特徴とするＡＡＣＭＭ。
【請求項２７】
請求項２５に記載のＡＡＣＭＭであって、前記センサが、距離計であり、前記光源が、距離閾値に応じて色を変更することを特徴とするＡＡＣＭＭ。
【請求項２８】
請求項２７に記載のＡＡＣＭＭであって、前記プローブ端部分（４００）に結合されたレーザラインプローブ（４３６）をさらに含み、前記距離閾値が、前記レーザラインプローブ（４３６）の焦点に近いことを特徴とするＡＡＣＭＭ。
【請求項２９】
可搬型の関節アーム座標測定機（ＡＡＣＭＭ）であって、
反対側にある第１の端部および第２の端部を有する手動で位置付けることが可能な関節アーム（１０４）であって、複数の接続されたアームセグメント（１０６、１０８）を含み、前記アームセグメント（１０６、１０８）のそれぞれが、位置信号を生成するための少なくとも１つの位置トランスデューサを含む、アーム（１０４）と、
前記第１の端部に結合された測定デバイス（１１８）と、
可搬型の関節アーム座標測定機に配置された少なくとも１つの光源（４０２）であって、前記測定デバイス（１１８）に近接する領域を照らすために投射される調整可能な色を有する、光源（４０２）と、
前記トランスデューサからの前記位置信号を受信し、前記測定デバイス（１１８）の位置に対応するデータを提供し、前記調整可能な色を制御する電子回路（２１０）とを含むことを特徴とする関節アーム座標測定機（ＡＡＣＭＭ）。
【請求項３０】
請求項２９に記載のＡＡＣＭＭであって、前記少なくとも１つの光源（４０２）から投射される前記調整可能な色が、前記電子回路（２１０）によって決定されたパラメータに応じたものであることを特徴とするＡＡＣＭＭ。
【請求項３１】
可搬型の関節アーム座標測定機（ＡＡＣＭＭ）であって、
反対側にある第１の端部および第２の端部を有する手動で位置付けることが可能な関節アーム部（１０４）であって、複数の接続されたアームセグメント（１０６、１０８）を含み、前記アームセグメント（１０６、１０８）のそれぞれが、位置信号を生成するための少なくとも１つの位置トランスデューサを含む、アーム部（１０４）と、
前記第１の端部に結合されたプローブ端部分（４００）と、
前記第１の端部から遠位の、前記プローブ端部分（４００）の端部に装着された測定デバイス（１１８）と、
前記トランスデューサからの前記位置信号を受信するための、および前記測定デバイス（１１８）の位置に対応するデータを提供するための電子回路（２１０）と、
前記プローブ端部分（４００）の中間部分に結合されたハンドル（１２６）であって、前記中間部分が、前記測定デバイス（１１８）と前記第１の端部の間に配置される、ハンドル（１２６）と、
前記ハンドル（１２６）の前記測定デバイス（１１８）に近接する側に動作可能に結合された少なくとも１つの光源（４０２）であって、ＡＡＣＭＭによって測定されている部品を見ることを容易にするために前記測定デバイス（１１８）の近くに光を投射する、光源（４０２）とを含むことを特徴とする関節アーム座標測定機（ＡＡＣＭＭ）。
【請求項３２】
請求項３１に記載のＡＡＣＭＭであって、前記少なくとも１つの光源（４０２）が、第１の光源（４２４）および第２の光源（４２６）を含み、前記第１の光源（４２４）が、前記ハンドル（１２６）に前記測定デバイス（１１８）に近接して結合され、前記第２の光源（４２６）が、前記ハンドル（１２６）の前記第１の光源（４２４）とは反対の端部に配置されることを特徴とするＡＡＣＭＭ。
【請求項３３】
請求項３１に記載のＡＡＣＭＭであって、前記ハンドル（１２６）が、前記測定デバイス（１１８）に近接するレーザラインプローブ（４３６）を含み、前記レーザラインプローブ（４３６）が、光学デバイス（４４０）およびセンサ（４４２）を有し、前記少なくとも１つの光源（４３８）が、前記光学式デバイス（４４０）と前記センサ（４４２）の間に配置されることを特徴とするＡＡＣＭＭ。
【請求項３４】
請求項３３に記載のＡＡＣＭＭであって、前記少なくとも１つの光源（４３８）が、低コヒーレンス光を投射することを特徴とするＡＡＣＭＭ。
【請求項３５】
請求項３３に記載のＡＡＣＭＭであって、前記少なくとも１つの光源（４３８）が、前記光学式デバイス（４４０）が光を投射していないときにのみ可視光を投射することを特徴とするＡＡＣＭＭ。
【請求項３６】
請求項３１に記載のＡＡＣＭＭであって、前記少なくとも１つの光源（４３８）から前記センサ（４４２）に進む光が、前記光の波長に基づいて選択的に減衰させられることを特徴とするＡＡＣＭＭ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、座標測定機に関し、より具体的には、可搬型の座標測定機のプローブ端に対象領域の照明の特徴を組み込んだ可搬型の関節アーム座標測定機（ａｒｔｉｃｕｌａｔｅｄ  ａｒｍ  ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅ  ｍｅａｓｕｒｉｎｇ  ｍａｃｈｉｎｅ）に関する。
【背景技術】
【０００２】
本出願は、２０１０年１月２０日に出願した仮出願第６１／２９６，５５５号、および２０１０年７月８日に出願した仮出願第６１／３６２，４９７号の利益を主張するものであり、これらの仮出願の内容は、その全体を本願に引用して援用する。
【０００３】
可搬型の関節アーム座標測定機（ＡＡＣＭＭ）は、部品の製造または生産のさまざまな段階（例えば、機械加工）の間に部品の寸法を迅速かつ正確に確認するニーズが存在する部品の製造または生産に広く使用されている。可搬型のＡＡＣＭＭは、特に、比較的複雑な部品の寸法の測定を実行するのにかかる時間量の中で、知られている据え付け式のまたは固定式の、コストが高く、使用するのが比較的難しい測定設備と比べて大きな改善を示す。通常、可搬型のＡＡＣＭＭのユーザは、単純に、測定されるべき部品または物体の表面に沿ってプローブを導く。次に、測定データが記録され、ユーザに提供される。場合によっては、データは、視覚的な形態、例えば、コンピュータスクリーン上の３次元（３Ｄ）の形態でユーザに提供される。その他の場合、データは、数字の形態でユーザに提供され、例えば、穴の直径を測定するとき、テキスト「直径＝１．００３４」がコンピュータスクリーン上に表示される。
【０００４】
先行技術のＡＡＣＭＭの一例が、同一出願人による特許文献１に開示されており、この米国特許は、その全体を本願に引用して援用する。特許文献１は、一端に支持基部を、他端に測定プローブを有する手動操作式のＡＡＣＭＭを備える３Ｄ測定システムを開示する。同一出願人による特許文献２は、類似のＡＡＣＭＭを開示しており、この米国特許は、その全体を本願に引用して援用する。特許文献２においては、ＡＡＣＭＭは、プローブ端の追加的な回転軸を含むいくつかの特徴を含み、それによって、２−２−２軸構成または２−２−３軸構成（後者は７軸アームである）のどちらかを有するアームを提供する。
【０００５】
ＡＡＣＭＭの端部のプローブを操作するとき、ＡＡＣＭＭのオペレータが、例えば、空洞の一部の中、部品のへりの下に対して作業をするか、またはそれらの箇所を見ることが望ましい場合が多い。これらのまたはその他の比較的届きにくい位置は、部品の表面が影の中にあるという結果をもたらすことが多い。この配置は、ＡＡＣＭＭのオペレータが測定のためにプローブによって接触されている部品の特徴を適切に認識することを比較的難しくすることがあることを理解されたい。多くの場合、ＡＡＣＭＭのアームとは別個の補助的な照明が、可搬型の作業灯、頭部装着型のライト、または手持ち式のライトの形態で提供される。しかし、これらは、ＡＡＣＭＭのオペレータが使用するには扱いにくい可能性があり、設定および動作のためにさらなる時間または人手がかかる可能性がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】米国特許第５，４０２，５８２号
【特許文献２】米国特許第５，６１１，１４７号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
既存のＡＡＣＭＭはそれらのＡＡＣＭＭの意図される目的に適してはいるが、必要とされるのは、本発明の実施形態の特定の特徴を有する可搬型のＡＡＣＭＭである。特に、必要とされるのは、対象領域の照明を使用することによる、比較的照らすのが難しい部品の位置の照明のための効果的な解決策である。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一実施形態によれば、可搬型の関節アーム座標測定機（ＡＡＣＭＭ）が、提供される。ＡＡＣＭＭは、反対側にある第１の端部および第２の端部を有する手動で位置付けることが可能な関節アーム部であって、複数の接続されたアームセグメントを含み、アームセグメントのそれぞれが、位置信号を生成するための少なくとも１つの位置トランスデューサを含む、アーム部を含む。測定デバイスが、第１の端部に結合される。トランスデューサからの位置信号を受信するための、および測定デバイスの位置に対応するデータを提供するための電子回路が、設けられる。プローブ端部分が、測定デバイスと前記第１の端部の間に結合される。少なくとも１つの光源が、プローブ端部分と測定デバイスの間のインターフェースに配置され、少なくとも１つの光源は、測定デバイスの近くに可視光を投射するように配置される。
【０００９】
本発明の別の実施形態によれば、ＡＡＣＭＭが提供される。ＡＡＣＭＭは、反対側にある第１の端部および第２の端部を有する手動で位置付けることが可能な関節アーム部であって、複数の接続されたアームセグメントを含み、アームセグメントのそれぞれが、位置信号を生成するための少なくとも１つの位置トランスデューサを含む、アーム部を含む。測定デバイスが、ＡＡＣＭＭの第１の端部に装着される。トランスデューサからの位置信号を受信するための、および測定デバイスの位置に対応するデータを提供するための電子回路が、設けられる。プローブ端部分が、第１の端部に結合される。少なくとも１つの光源が、第１の端部から遠位に配置され、プローブ端部分に動作可能に結合され、少なくとも１つの光源は、ＡＡＣＭＭによって測定されている部品を見ることを容易にするために測定デバイスの近くに光を投射する。
【００１０】
本発明の別の実施形態によれば、別のＡＡＣＭＭが提供される。ＡＡＣＭＭは、反対側にある第１の端部および第２の端部を有する手動で位置付けることが可能な関節アーム部であって、複数の接続されたアームセグメントを含み、アームセグメントのそれぞれが、位置信号を生成するための少なくとも１つの位置トランスデューサを含む、アーム部を含む。測定デバイスがＡＡＣＭＭの第１の端部に結合され、測定デバイスは本体を含み、本体は少なくとも１つの開口を含む。トランスデューサからの位置信号を受信するための、および測定デバイスの位置に対応するデータを提供するための電子回路が、設けられる。プローブ端部分が、第１の端部と測定デバイスの間に配置され、プローブ端部分は、筐体およびハンドルを有する。少なくとも１つのＬＥＤを有する光源が、プローブ端部分に動作可能に結合され、光源は、ＡＡＣＭＭによって測定されている部品を見ることを容易にするために少なくとも１つの開口と協力し、開口から可視光を投射する。
【００１１】
本発明の別の実施形態によれば、別のＡＡＣＭＭが提供される。ＡＡＣＭＭは、反対側にある第１の端部および第２の端部を有する手動で位置付けることが可能な関節アームであって、複数の接続されたアームセグメントを含み、アームセグメントのそれぞれが、位置信号を生成するための少なくとも１つの位置トランスデューサを含む、アームを含む。測定デバイスが、第１の端部に結合される。少なくとも１つの光源が、可搬型の関節アーム座標測定機に配置され、少なくとも１つの光源は、測定デバイスに近接する領域を照らすために投射される調整可能な色を有する。トランスデューサからの位置信号を受信し、測定デバイスの位置に対応するデータを提供し、調整可能な色を制御する電子回路が、設けられる。
【００１２】
本発明の別の実施形態によれば、別のＡＡＣＭＭが提供される。ＡＡＣＭＭは、反対側にある第１の端部および第２の端部を有する手動で位置付けることが可能な関節アーム部であって、複数の接続されたアームセグメントを含み、アームセグメントのそれぞれが、位置信号を生成するための少なくとも１つの位置トランスデューサを含む、アーム部を含む。プローブ端部分が、第１の端部に結合される。測定デバイスが、第１の端部から遠位の、プローブ端部分の端部に装着される。トランスデューサからの位置信号を受信するための、および測定デバイスの位置に対応するデータを提供するための電子回路が、設けられる。ハンドルが、プローブ端部分の中間部分に結合され、中間部分は、測定デバイスと第１の端部の間に配置される。少なくとも１つの光源が、ハンドルの測定デバイスに近接する側に動作可能に結合され、少なくとも１つの光源は、ＡＡＣＭＭによって測定されている部品を見ることを容易にするために測定デバイスの近くに光を投射する。
【００１３】
ここで図面を参照して、本開示の範囲全体に関して限定的であると解釈されるべきでなく、要素がいくつかの図で同様に付番されている例示的な実施形態が示される。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１Ａ】本発明のさまざまな態様の実施形態を中に有する可搬型の関節アーム座標測定機（ＡＡＣＭＭ）の斜視図である。
【図１Ｂ】本発明のさまざまな態様の実施形態を中に有する可搬型の関節アーム座標測定機（ＡＡＣＭＭ）の斜視図である。
【図２】一実施形態による、図１Ａ、図１ＢのＡＡＣＭＭの一部として利用される電子機器の構成図である。
【図２Ａ】一実施形態による、図１Ａ、図１ＢのＡＡＣＭＭの一部として利用される電子機器の構成図である。
【図２Ｂ】一実施形態による、図１Ａ、図１ＢのＡＡＣＭＭの一部として利用される電子機器の構成図である。
【図２Ｃ】一実施形態による、図１Ａ、図１ＢのＡＡＣＭＭの一部として利用される電子機器の構成図である。
【図２Ｄ】一実施形態による、図１Ａ、図１ＢのＡＡＣＭＭの一部として利用される電子機器の構成図である。
【図３】一実施形態による、図２、図２Ａ〜図２Ｄの電子データ処理システムの詳細な特徴を示す構成図である。
【図３Ａ】一実施形態による、図２、図２Ａ〜図２Ｄの電子データ処理システムの詳細な特徴を示す構成図である。
【図３Ｂ】一実施形態による、図２、図２Ａ〜図２Ｄの電子データ処理システムの詳細な特徴を示す構成図である。
【図４】ハンドルおよび照明付きプローブを装着した図１Ａ、図１ＢのＡＡＣＭＭのプローブ端部分のより詳細な斜視図である。
【図５】本発明の一実施形態による組み込まれた対象領域の照明の特徴を有する図４に示された測定デバイスの断面切り取り図である。
【図６】プローブ筐体内の１つ以上の光源から始まり、ライトリングとして構成されて、それによって、測定デバイス付近のプローブ筐体周りの３６０度の照明を提供する光導波管の斜視図である。
【図７】ＬＥＤおよび電子基板が図１Ａ、図１ＢのＡＡＣＭＭの端部のプローブ端に取り付けられる本発明の別の実施形態の分解図である。
【図８】プローブ筐体が穴、光導波管、またはレンズを有し、それらを通って、プローブ端のＬＥＤからの光がプローブ筐体のレンズを通って対象領域まで伝わる図７の実施形態のプローブ筐体の斜視図である。
【図９】ＡＡＣＭＭのプローブ端が、ＡＡＣＭＭのプローブ端の内部に配置された電子回路基板に配置された１つ以上の光源によって照らされる本発明の別の実施形態の斜視図である。
【図１０】本発明の別の実施形態による、ハンドルが１つ以上の組み込まれた光源を含む、図１のＡＡＣＭＭのプローブ端に装着されたハンドルの斜視図である。
【図１１】本発明の別の実施形態による、組み込まれた光源がレーザラインプローブ（ＬＬＰ）の前部に配置された、図１Ａ、図１ＢのＡＡＣＭＭに取り付けられたＬＬＰの斜視図である。
【図１２】プローブ端が異なる色を示すことができるライトリングを有する、図１Ａ、図１ＢのＡＡＣＭＭのプローブ端の側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
照明、およびオペレータに対する視覚的なフィードバックを提供する可搬型の関節アーム座標測定機を有することが望ましい。本発明の実施形態は、光を測定デバイスおよび周辺領域に導く組み込まれた光源の利点を含む。本発明のその他の実施形態は、プローブ端の色のついた光源によって座標測定機の状態の視覚的な指示をオペレータに提供する利点を含む。本発明のさらにその他の実施形態は、測定された物体に関連する測定されたパラメータの視覚的なフィードバックをオペレータに提供するためにセンサに結合された光源の利点を含む。
【００１６】
図１Ａおよび１Ｂは、本発明のさまざまな実施形態による可搬型の関節アーム座標測定機（ＡＡＣＭＭ）１００を全体的に示し、関節アームは、座標測定機の一種である。図１Ａおよび１Ｂに示されるように、例示的なＡＡＣＭＭ１００は、一端でＡＡＣＭＭ１００のアーム部１０４に結合された測定プローブ筐体１０２を有する６または７軸関節測定デバイスを含み得る。アーム部１０４は、軸受カートリッジ（例えば、２つの軸受カートリッジ）の第１の群１１０によって第２のアームセグメント１０８に結合された第１のアームセグメント１０６を含む。軸受カートリッジ（例えば、２つの軸受カートリッジ）の第２の群１１２は、第２のアームセグメント１０８を測定プローブ筐体１０２に結合する。軸受カートリッジ（例えば、３つの軸受カートリッジ）の第３の群１１４は、第１のアームセグメント１０６を、ＡＡＣＭＭ１００のアーム部１０４の他端に配置された基部１１６に結合する。軸受カートリッジの各群１１０、１１２、１１４は、関節による動作の複数の軸を提供する。また、測定プローブ筐体１０２は、ＡＡＣＭＭ１００の第７の軸部のシャフト（例えば、ＡＡＣＭＭ１００の第７の軸内の測定デバイス、例えば、プローブ１１８の動作を決定するエンコーダシステムを含むカートリッジ）を含み得る。ＡＡＣＭＭ１００を使用する際、基部１１６は、通常、作業台に固定される。
【００１７】
各軸受カートリッジの群１１０、１１２、１１４の中の各軸受カートリッジは、通常、エンコーダシステム（例えば、光学式の角度エンコーダシステム）を含む。エンコーダシステム（すなわち、トランスデューサ）は、基部１１６に対するプローブ１１８の位置（および、ひいては、特定の基準系、例えば、局所または大域基準系におけるＡＡＣＭＭ１００によって測定されている物体の位置）をすべてが一緒になって示すそれぞれのアームセグメント１０６、１０８および対応する軸受カートリッジの群１１０、１１２、１１４の位置を示す。アームセグメント１０６、１０８は、例えば、これに限定されないが、炭素複合材料などの好適な剛性のある材料で作製され得る。関節による動作の６つまたは７つの軸（すなわち、自由度）を有する可搬型のＡＡＣＭＭ１００は、オペレータによって簡単に扱われ得るアーム部１０４を提供しながら、オペレータが基部１１６周りの３６０度の領域内の所望の位置にプローブ１１８を位置付けることを可能にする利点をもたらす。しかし、２つのアームセグメント１０６、１０８を有するアーム部１０４の例は例示を目的とするものであり、特許請求される発明はそのように限定されるべきでないことを理解されたい。ＡＡＣＭＭ１００は、軸受カートリッジによって一緒に結合された任意の数のアームセグメント（および、ひいては、６つもしくは７つを超えるか、または６つもしくは７つ未満の関節による動作の軸または自由度）を持つ可能性がある。
【００１８】
プローブ１１８は、測定プローブ筐体１０２に取り外し可能なように取り付けられ、測定プローブ筐体１０２は、軸受カートリッジの群１１２に接続される。ハンドル１２６は、例えば、クイック接続インターフェース（ｑｕｉｃｋ−ｃｏｎｎｅｃｔ  ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）により測定プローブ筐体１０２に対して取り外し可能である。ハンドル１２６は、別のデバイス（例えば、レーザラインプローブ、バーコードリーダ）で置き換えられることができ、それによって、オペレータが同じＡＡＣＭＭ１００で異なる測定デバイスを使用することを可能にする利点をもたらす。例示的な実施形態において、プローブ筐体１０２は、接触式の測定デバイスであり、測定されるべき物体に物理的に接触する、ボール形の、タッチセンシティブな、湾曲した、および伸長式のプローブを含むがこれらに限定されない異なるチップ１１８を有する可能性がある取り外し可能なプローブ１１８を収容する。その他の実施形態において、測定は、例えば、レーザラインプローブ（ＬＬＰ）などの非接触式のデバイスによって実行される。一実施形態において、ハンドル１２６は、クイック接続インターフェースを使用してＬＬＰで置き換えられる。その他の種類の測定デバイスが、追加的な機能を提供するために取り外し可能なハンドル１２６を置き換える可能性がある。そのような測定デバイスの例は、例えば、１つ以上の照明、温度センサ、熱スキャナ、バーコードスキャナ、プロジェクタ、ペイントスプレーヤ、カメラなどを含むがこれらに限定されない。
【００１９】
図１Ａおよび１Ｂに示されるように、ＡＡＣＭＭ１００は、軸受カートリッジの群１１２から測定プローブ筐体１０２を取り外すことなしにアクセサリまたは機能が変更されることを可能にする利点をもたらす取り外し可能なハンドル１２６を含む。図２、図２Ａ〜図２Ｄに関して以下でより詳細に検討されるように、取り外し可能なハンドル１２６は、電力およびデータが、ハンドル１２６、およびプローブ端に配置された対応する電子機器とやりとりされることを可能にする電気コネクタも含み得る。
【００２０】
さまざまな実施形態において、軸受カートリッジの各群１１０、１１２、１１４は、ＡＡＣＭＭ１００のアーム部１０４が複数の回転軸周りを動くことを可能にする。述べられたように、各軸受カートリッジの群１１０、１１２、１１４は、例えばアームセグメント１０６、１０８の対応する回転軸と同軸上にそれぞれが配置された、例えば光学式の角度エンコーダなどの対応するエンコーダシステムを含む。光学式のエンコーダシステムは、本明細書において以下でより詳細に説明されるように、例えば、対応する軸周りのアームセグメント１０６、１０８のそれぞれのアームセグメントの回転する（スイベルの）または横の（蝶番の）動きを検出し、ＡＡＣＭＭ１００内の電子データ処理システムに信号を送信する。それぞれの個々の処理されていないエンコーダのカウントが信号として電子データ処理システムに別々に送信され、電子データ処理システムにおいて、そのカウントは測定データへとさらに処理される。同一出願人による特許文献１に開示されているような、ＡＡＣＭＭ１００自体から分離した位置計算機（例えば、シリアルボックス）は必要とされない。
【００２１】
基部１１６は、装着デバイスまたは取り付けデバイス１２０を含み得る。取り付けデバイス１２０は、ＡＡＣＭＭ１００が、例えば、検査台、マシニングセンタ、壁、または床などの所望の位置に取り外し可能なように取り付けられることを可能にする。一実施形態において、基部１１６は、ＡＡＣＭＭ１００が移動されているときにオペレータが基部１１６を持つのに都合の良い位置を提供するハンドル部１２２を含む。一実施形態において、基部１１６は、折りたたむとディスプレイスクリーンなどのユーザインターフェースが見えるようになる可動式のカバー部１２４をさらに含む。
【００２２】
一実施形態によれば、可搬型のＡＡＣＭＭ１００の基部１１６は、２つの主要なコンポーネント、すなわち、ＡＡＣＭＭ１００内のさまざまなエンコーダシステムからのデータ、および３次元（３Ｄ）位置計算をサポートするためのその他のアームパラメータを表すデータを処理する基部処理システムと、比較的完全な計測機能が外部コンピュータへの接続を必要とせずにＡＡＣＭＭ１００内で実施されることを可能にする、搭載オペレーティングシステム、タッチスクリーンディスプレイ、および常駐アプリケーションソフトウェアを含むユーザインターフェース処理システムとを含む電子データ処理システムを含むまたは収容する。
【００２３】
基部１１６内の電子データ処理システムは、基部１１６から離れて配置されたエンコーダシステム、センサ、およびその他の周辺ハードウェア（例えば、ＡＡＣＭＭ１００上の取り外し可能なハンドル１２６に取り付けられることができるＬＬＰ）と通信することができる。これらの周辺ハードウェアデバイスまたは特徴をサポートする電子機器は、可搬型のＡＡＣＭＭ１００内に配置された軸受カートリッジの群１１０、１１２、１１４のそれぞれに配置され得る。
【００２４】
図２、図２Ａ〜図２Ｄは、一実施形態による、ＡＡＣＭＭ１００で利用される電子機器の構成図である。図２、図２Ａ〜図２Ｄに示される実施形態は、基部処理システムを実装するための基部プロセッサ基板２０４と、ユーザインターフェース基板２０２と、電力を供給するための基部電源基板２０６と、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）モジュール２３２と、基部傾斜基板２０８とを含む電子データ処理システム２１０を含む。ユーザインターフェース基板２０２は、ユーザインターフェース、表示、および本明細書において説明されるその他の機能を実行するアプリケーションソフトウェアを実行するためのコンピュータプロセッサを含む。
【００２５】
図２、図２Ａ〜図２Ｄに示されるように、電子データ処理システム２１０は、１つ以上のアームバス２１８を介して上述の複数のエンコーダシステムと通信している。図２、図２Ａ〜図２Ｄに示された実施形態において、各エンコーダシステムは、エンコーダデータを生成し、エンコーダアームバスインターフェース２１４と、エンコーダデジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）２１６と、エンコーダ読み取りヘッドインターフェース２３４と、温度センサ２１２とを含む。歪みセンサなどのその他のデバイスが、アームバス２１８に装着され得る。
【００２６】
さらに図２、図２Ａ〜図２Ｄに示されているのは、アームバス２１８と通信しているプローブ端電子機器２３０である。プローブ端電子機器２３０は、プローブ端ＤＳＰ２２８と、温度センサ２１２と、一実施形態においてはクイック接続インターフェースによってハンドル１２６またはＬＬＰ２４２に接続するハンドル／ＬＬＰインターフェースバス２４０と、プローブインターフェース２２６とを含む。クイック接続インターフェースは、ＬＬＰ２４２およびその他のアクセサリによって使用されるデータバス、制御線、および電源バスへのハンドル１２６によるアクセスを可能にする。一実施形態において、プローブ端電子機器２３０は、ＡＡＣＭＭ１００の測定プローブ筐体１０２に配置される。一実施形態において、ハンドル１２６は、クイック接続インターフェースから取り外されることができ、測定は、ハンドル／ＬＬＰインターフェースバス２４０を介してＡＡＣＭＭ１００のプローブ端電子機器２３０と通信するレーザラインプローブ（ＬＬＰ）２４２によって実行される可能性がある。一実施形態において、電子データ処理システム２１０は、ＡＡＣＭＭ１００の基部１１６に配置され、プローブ端電子機器２３０は、ＡＡＣＭＭ１００の測定プローブ筐体１０２に配置され、エンコーダシステムは、軸受カートリッジの群１１０、１１２、１１４に配置される。プローブインターフェース２２６は、１−ｗｉｒｅ（登録商標）通信プロトコル２３６を実施する、Ｍａｘｉｍ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｐｒｏｄｕｃｔｓ，Ｉｎｃ．から販売されている製品を含む任意の好適な通信プロトコルによってプローブ端ＤＳＰ２２８に接続することができる。
【００２７】
図３、図３Ａ、図３Ｂは、一実施形態による、ＡＡＣＭＭ１００の電子データ処理システム２１０の詳細な特徴を示す構成図である。一実施形態において、電子データ処理システム２１０は、ＡＡＣＭＭ１００の基部１１６に配置され、基部プロセッサ基板２０４と、ユーザインターフェース基板２０２と、基部電源基板２０６と、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈモジュール２３２と、基部傾斜モジュール２０８とを含む。
【００２８】
図３、図３Ａ、図３Ｂに示される実施形態において、基部プロセッサ基板２０４は、図中に示されるさまざまな機能ブロックを含む。例えば、基部プロセッサ機能３０２は、ＡＡＣＭＭ１００からの測定データの収集をサポートするために利用され、アームバス２１８およびバス制御モジュール機能３０８を介して処理されていないアームデータ（例えば、エンコーダシステムのデータ）を受信する。メモリ機能３０４は、プログラムおよび静的なアーム構成データを記憶する。基部プロセッサ基板２０４は、ＬＬＰ２４２などの任意の外部ハードウェアデバイスまたはアクセサリと通信するための外部ハードウェアオプションポート機能３１０も含む。リアルタイムクロック（ＲＴＣ）およびログ３０６と、バッテリパックインターフェース（ＩＦ）３１６と、診断ポート３１８とが、図３、図３Ａ、図３Ｂに示される基部プロセッサ基板２０４の実施形態の機能にやはり含まれる。
【００２９】
また、基部プロセッサ基板２０４は、外部（ホストコンピュータ）および内部（ディスプレイプロセッサ２０２）デバイスとのすべての有線および無線データ通信を管理する。基部プロセッサ基板２０４は、（例えば、米国電気電子学会（ＩＥＥＥ）１５８８などのクロック同期規格を用いて）イーサネット（登録商標）機能３２０を介してイーサネット（登録商標）ネットワークと、ＬＡＮ機能３２２を介して無線ローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）と、およびパラレルシリアル通信（ＰＳＣ）機能３１４を介してＢｌｕｅｔｏｏｔｈモジュール２３２と通信する能力を有する。基部プロセッサ基板２０４は、ユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）デバイス３１２への接続も含む。
【００３０】
基部プロセッサ基板２０４は、上述の特許文献１のシリアルボックスで開示されたようないかなる前処理も必要とせずに測定データへと処理するために、処理されていない測定データ（例えば、エンコーダシステムのカウント、温度の読み取り値）を送信および収集する。基部プロセッサ２０４は、ＲＳ４８５インターフェース（ＩＦ）３２６を介してユーザインターフェース基板２０２のディスプレイプロセッサ３２８に処理されたデータを送信する。一実施形態において、基部プロセッサ２０４は、処理されていない測定データを外部コンピュータにやはり送信する。
【００３１】
ここで図３、図３Ａ、図３Ｂのユーザインターフェース基板２０２に目を向けると、基部プロセッサによって受信された角度および位置データが、ＡＡＣＭＭ１００内の自律的な計測システムを提供するためにディスプレイプロセッサ３２８で実行されるアプリケーションによって利用される。アプリケーションは、これらに限定されないが、特徴の測定、手引きおよび訓練のグラフィックス、遠隔診断、温度の修正、さまざまな動作の特徴の制御、さまざまなネットワークへの接続、ならびに測定された物体の表示などの機能をサポートするためにディスプレイプロセッサ３２８で実行され得る。ディスプレイプロセッサ３２８および液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）３３８（例えば、タッチスクリーンＬＣＤ）ユーザインターフェースとともに、ユーザインターフェース基板２０２は、セキュアデジタル（ＳＤ）カードインターフェース３３０と、メモリ３３２と、ＵＳＢホストインターフェース３３４と、診断ポート３３６と、カメラポート３４０と、音声／映像インターフェース３４２と、ダイヤルアップ／セルモデム３４４と、全地球測位システム（ＧＰＳ）ポート３４６とを含むいくつかのインターフェースオプションを含む。
【００３２】
図３、図３Ａ、図３Ｂに示される電子データ処理システム２１０は、環境データを記録するための環境レコーダ３６２を有する基部電源基板２０６も含む。また、基部電源基板２０６は、ＡＣ／ＤＣコンバータ３５８およびバッテリ充電器制御３６０を用いて、電子データ処理システム２１０に電力を供給する。基部電源基板２０６は、集積回路間（ｉｎｔｅｒ−ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  ｃｉｒｃｕｉｔ）（Ｉ２Ｃ）シリアルシングルエンドバス３５４を用いて、およびＤＭＡシリアル周辺インターフェース（ＤＭＡ  ｓｅｒｉａｌ  ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌ  ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）（ＤＳＰＩ）３５６を介して基部プロセッサ基板２０４と通信する。基部電源基板２０６は、基部電源基板２０６に実装された入力／出力（Ｉ／Ｏ）拡張機能３６４を介して傾斜センサおよび無線周波数識別（ＲＦＩＤ）モジュール２０８に接続される。
【００３３】
別個のコンポーネントとして示されているが、その他の実施形態において、これらのコンポーネントのすべてまたは一部は、図３、図３Ａ、図３Ｂに示された位置とは異なる位置に物理的に配置される、および／または図３、図３Ａ、図３Ｂに示された方法とは異なる方法で組み合わされた機能である可能性がある。例えば、一実施形態において、基部プロセッサ基板２０４およびユーザインターフェース基板２０２は、１つの物理的な基板に組み合わされる。
【００３４】
図４を参照すると、例えば、機械的および電子的インターフェースを用いてハンドル１２６を接続したプローブ端部分４００が、より詳細に示されている。プローブ端部分４００は、例えば、限定することなしに、内部シャフト、筐体、軸受、信号処理および／またはその他の機能を実行することができる電子機器、ライトリング、ならびに止めナットなどのさまざまなコンポーネントを含み得る。接触式のまたは非接触式の測定デバイス１１８が、測定プローブ筐体１０２に取り付けられる。以下でより詳細に説明されるように、測定プローブ筐体１０２、測定デバイス１１８、および／またはハンドル１２６は、プローブ端筐体１０２、測定デバイス１１８、および／またはハンドル１２６に組み込まれ、本発明の実施形態の照明またはその他の同様の照明の特徴の一部である機械的、電子的、および／または光学的コンポーネントをやはり含み得る。
【００３５】
図４〜５を参照すると、測定デバイス１１８および測定デバイス１１８に近接する領域が、例えば、発光ダイオード（ＬＥＤ）４０２などの１つ以上の光源によって照らされる本発明の実施形態が示されている。照明付き測定デバイスまたは「ｉプローブ（ｉ−Ｐｒｏｂｅ）」のこの実施形態において、測定デバイス１１８は、プローブ端部分４００と測定デバイス１１８の間のインターフェース４０５に配置された電子インターフェース回路基板４０４を含む。一実施形態において、電子インターフェース回路基板４０４は、測定デバイス１１８の本体４０６内に配置され、ＬＥＤ４０２などの１つ以上の光源を含む。そのような実施形態の例は、限定することなしに、電子インターフェース基板４０４に取り付けられているＬＥＤ４０２を含み、基板４０４は、本体４０６内に取り付けられ、プローブ端筐体１０２に電子的に接続される。本体４０６は、測定デバイス１１８を測定プローブ筐体１０２に結合するために測定プローブ筐体１０２の端部のねじ部材４１４と協力するねじ部４１２を含み得る。
【００３６】
ＬＥＤ４０２は、チップ端部４０８の方を向くように位置を調整され、例えば、ＡＡＣＭＭ１００によって測定されている部品の一部などの対象領域に本体４０６を通じて照明を提供することができる。より具体的には、本体４０６の円錐形をした部分の１つ以上の穴またはレンズ４１０が、ＬＥＤ４０２からの光が測定デバイス１１８を出ることを可能にすることができ、この光を対象領域に集め、それによって、チップ端部４０８付近の部品の作業面を照らすことができる。例示的な実施形態においては、５つのＬＥＤ４０２が、電子インターフェース基板４０４に配置され、対応する開口またはレンズ４１０を通じて光を導くように位置を調整される。別の実施形態においては、複数のＬＥＤ４０２が、電子インターフェース基板４０４のあちこちに均等に配置される（例えば、９０度離して配置された４つのＬＥＤ）。プローブ端部分と測定デバイスのインターフェースへの、または測定デバイス内への光源の配置は、光をオペレータの手に遮られることなく作業面に投射する利点をもたらすことを理解されたい。
【００３７】
図６を参照すると、本体４０６内の１つ以上の光源（例えば、ＬＥＤ４０２）から始まる光導波管がライトリング４１６として構成される本発明の実施形態が示されている。一実施形態において、ライトリング４１６は、チップ端部４０８付近の本体４０６周りに３６０度の照明を提供する。別の実施形態において、ライトリング４１６は、３６０度未満（例えば、１８０度）の範囲に延びる。さらに別の実施形態において、３６０度未満の範囲に延び、オペレータが本体４０６周りにライトリング４１６を回転することを可能にするように構成されるライトリング４１６が、提供される。
【００３８】
図７を参照すると、ＬＥＤ４０２および１つ以上の電子回路基板４０４が、図５の実施形態のように本体４０６内にではなく、ＡＡＣＭＭ１００の端部の測定プローブ筐体１０２内に取り付けられる本発明の実施形態が示されている。また、図８を参照すると、この実施形態において、（１つ以上の）光源４０２が、電子回路基板４０４を全く含まない可能性があり、さらにいかなる電気接続も収容しない可能性がある本体４０６に配置された穴、光導波管、またはレンズ４１０を通じて対象領域にそれらの光源４０２の光を導く。
【００３９】
本明細書の実施形態は光源がＬＥＤ４０２であると述べる可能性があるが、これは例示を目的とするものであり、特許請求される発明はそのように限定されるべきでないことを理解されたい。作業領域を照らすために使用される光源は、例えば、白熱灯、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）、ポリマー発光ダイオード、ガス放電灯、蛍光灯、ハロゲンランプ、高輝度放電灯、またはメタルハライドランプを含む可能性があるが、これらに限定されない。
【００４０】
図９を参照すると、（測定デバイス１１８が取り付けられる）図１Ａ、図１ＢのＡＡＣＭＭ１００のプローブ端部分４００が、例えばＬＥＤ４０２などの例えば１つ以上の光源によって照らされる本発明の別の実施形態が、示されている。別の実施形態において、ＬＥＤ４０２は、ＡＡＣＭＭ１００の測定プローブ筐体１０２の内部に配置される電子インターフェース回路基板４０４に配置され得る。測定プローブ筐体１０２に配置された穴、レンズ、または光導波管４１０が、チップ端部４０８に向かって、およびチップ端部４０８周りに光を導くために使用され得る。代替的にまたは追加的に、測定デバイス１１８の外周に配置された光導波管またはライトリングが、図６の実施形態と同様の領域全体の照明を提供するために使用され得る。図９の実施形態において、本体４０６は、ねじ部４１２に近接する円錐面４１８を有する可能性がある。円錐面４１８は、少なくとも１つの凹部４２０を含む。凹部４２０から延びているのは、ＬＥＤ４０２によって生成された光を放射するための穴、レンズ、または光導波管４１０と同様の特徴と協力するレンズ４２２である。一実施形態において、ＬＥＤ４０２は、レンズ４２２内に配置される。
【００４１】
本発明のさらにその他の実施形態においては、図１０のＡＡＣＭＭのプローブ端部分４００に付属するアクセサリが、主に照明のために利用され得るか、または副次的なメリットとして照明を含み得る。例えば、図１０は、ＡＡＣＭＭ１００の測定プローブ筐体１０２に装着されたハンドル１２６を示す。この実施形態において、ハンドル１２６は、１つ以上の組み込まれた光源４２４、４２６を含む。第１の光源４２４は、測定デバイス１１８に近接するハンドル１２６の凸部４２８に配置される。第１の光源４２４は、第１の光源４２４から放射されている光を集めるかまたは拡散させるレンズ部材を含み得る。レンズ部材は、オペレータが光の集中および拡散を手動で調節することを可能にするように構成され得る。
【００４２】
ハンドル１２６は、測定プローブ筐体１０２とは反対の端部４３０に配置された第２の光源４２６を含み得る。端部４３０は、角度のついた表面４３４を有する凸部４３２を含み得る。第２の光源４２６は、測定デバイス１１８および周辺領域に向かって斜めに光を放射するために角度のついた表面４３４に配置され得る。第２の光源４２６は、測定デバイス１１８付近に配置された光源が所望の見る領域から遮断される可能性がある用途で視認性を改善するために作業面に光を分配する利点をもたらし得ることを理解されたい。一実施形態において、第２の光源４２６は、レンズを含む。レンズは、オペレータが測定デバイス１１８に向けられる光の位置および量を変更することを可能にするために手動で調整することができる可能性がある。
【００４３】
図１１を参照すると、光源４３８を持つレーザラインプローブ（ＬＬＰ）４３６を有するハンドル１２６が示されている。ＬＬＰ４３６は、例えばカメラなどのセンサ４４２に近接して配置された、例えばレーザなどの光学式デバイス４４０を有する、ＡＡＣＭＭ１００用のアクセサリである。ＬＬＰ４３６は、物体に接触せずに３次元座標データを得ることを可能にする。ＬＬＰ４３６は、座標データが最適に獲得される焦点または焦線を有する可能性がある。この実施形態において、ＬＬＰ４３６は、光学式デバイス４４０とセンサ４４２の間に配置された組み込まれた光源４３８を含む。光源４３８は、最適な焦点／線の領域などの、測定デバイス１１８およびＬＬＰ４３６に近接する領域に光を放射する。ＬＬＰ４３６を有するプローブ端部分４００は、測定されている作業面または物体の所望の照明を提供するために協力する、測定デバイス１１８または測定プローブ筐体１０２に配置されたＬＥＤ４０２などの追加的な光源も含み得ることを理解されたい。
【００４４】
光学式デバイス４４０によって放射される光とは異なり、光源４３８から放射される光は、センサ４４２からの反応を最小化するような方法で与えられる。一実施形態において、この不感知性は、ＬＬＰがデータを収集していないときにだけ光源４３８を作動させることによって実現される。別の実施形態において、この不感知性は、センサ４４２からの反応を大幅に少なくするかもしくは最小化する光源４３８の波長を選択するか、または光源４３８からの波長を遮断するための光学フィルターをセンサ４４２上に追加するかのいずれかによって、センサ４４２に対する光源４３８からの光の波長の影響を最小化することによって実現される。
【００４５】
販売されているレーザラインプローブにおいては、光学式デバイス４４０によって放射される光は、高いコヒーレンスを有する種類の光であるレーザ光である。一方、通常の照明を目的とする光源４３８は、低いコヒーレンスを有する。将来、光学式デバイス４４０から放射される光は、別の種類の低コヒーレンスデバイスであるスーパールミネッセントダイオード（ＳＬＤ）から発せられる可能性がある。
【００４６】
ＡＡＣＭＭ１００のプローブ端部分４００に取り付けられ得るＬＬＰ４３６以外のアクセサリは、それぞれ、本明細書における本発明の例示的な実施形態の教示にしたがって１つ以上の照明の光源を含み得る。これらのさまざまなアクセサリは、例えば、限定することなしに、（１）写真用のフラッシュ機能を含み得る組み込まれた光源を有するカメラと、（２）組み込まれた光源を有する熱画像デバイスと、（３）組み込まれた光源を有するバーコードリーダと、（４）組み込まれた光源を有する非接触式の温度センサと、（５）光源を有するかまたは光源として使用されるプロジェクタと、（６）独立型の光源とを、例えば、取り付け可能なアクセサリとして含み得る。
【００４７】
本発明のその他の実施形態において、２つの機能を持った照明が、多目的光源を持つ可能性をもたらす。そのような２つの機能を持った照明は、例えば、（人間の目によって読み取られる）任意の色のまたは連続スペクトルの光を生成するように制御され得る多色（例えば、ＲＧＢ）ＬＥＤコンポーネントの登場によって現れる。概して、我々は、可変スペクトル光源として２色以上の光を生成可能な光源について述べる。例えば、可変スペクトル光源は、１度に１色ずつ灯されるか、または人間の目に知覚される可視スペクトルのほとんどあらゆる色を生成するために組み合わされ得る赤、青、および緑のライトを含む可能性がある。図１２を参照すると、例えばライトリング４４４のようなＬＥＤまたはその他の光源もしくはインジケータが、ＡＡＣＭＭ１００の状態を示すために使用され得る。例えば、青色光（４５０〜４７５ナノメートル）が、「電源オン」の意味で放射され、赤（６２０〜７５０ナノメートル）が、「停止」の意味で放射され、黄色が、「警告」の意味で放射され、または緑（４９５〜５７０ナノメートル）が、「良好」の意味で放射されるといった可能性があり、これらのすべては、命令され、通常の照明の目的のために白色光に変えられる可能性がある。図１２において、これらの状態のライトは、図１Ａ、図１ＢのＡＡＣＭＭ１００の測定プローブ筐体１０２またはハンドル１２６に配置された単一の３６０度のライトリング４４４の形態である可能性がある。また、ライトリング４４４は、白色光を生成するように命令されるときは、状態のインジケータではなく通常の照明を提供するために使用され得る。
【００４８】
再び図４〜５を参照すると、測定デバイス１１８（またはプローブ端部分４００）に配置され、通常の照明を目的とするＬＥＤ４０２が、ＡＡＣＭＭ１００の状態を指示するためにそれらのＬＥＤ４０２の照明の色を変更するように命令され得る。このようにして、状態のライトの色が、部品の表面の対象領域に投射され、それによって、ＡＡＣＭＭ１００のインジケータライトを見ることを必要とせずにオペレータにフィードバックを提供することができる。例えば、通常の照明のために使用される光の色が、特定の用途のために変更される可能性がある。例として、ＬＬＰの光源の波長（例えば、赤）との干渉の可能性なしに表面の照明を提供するために、白色光ではなく青色光が、ＬＬＰ４３６とともに使用され得る。さらに、光をあまり必要としない状況、またはグレアを最小化し、光が見られる領域を小さくすることが望ましい状況では、赤色光が使用され得る。色のついた表面を照らすとき、光の色は、コントラストを最大化するように選択され得る。部品の表面に格子、目標、またはその他の視覚的な合図を投射する可能性があるその他のデバイスと連携して使用されるとき、その画像を視覚的に見えなくすること、またはデバイスがその画像を生成および利用する動作を妨げることがない色が選択され得る。
【００４９】
一実施形態において、ライトリング４４４などの光源は、例えば、センサ４４６に動作可能に結合されるＲＧＢ  ＬＥＤ４０２などの連続スペクトル光源を含む。センサ４４６は、例えば、距離計または高温計である可能性がある。センサ４４６は、所望のパラメータを測定し、測定プローブ筐体１０２内に配置されたコントローラ（図示せず）に信号を与える。コントローラは、測定されたパラメータが閾値（例えば、温度閾値もしくは距離閾値）を超えているか、または所望の範囲内であるかのいずれかに応じて、ライトリング４４４によって放射される色または色の色調を変更する。センサ４４６が距離計である場合、放射される色の色調が、プローブ端部分４００が物体に近づくにつれて変更されることができる。これは、たとえ測定デバイス１１８のチップ端部４０８が（例えば、空洞内で）オペレータに見えていなくても、オペレータが物体までの距離についての視覚的な指示を受け取ることを可能にする利点をもたらす。ＬＬＰ４３６を用いる一実施形態において、色または色調が、物体がＬＬＰの焦点／線の所望の範囲内にあるときに変化する可能性がある。一実施形態において、ライトリング４４４は、測定プローブが、例えば円筒状の穴の底と表面との間の中間部分の直径などの特定の測定値を得るための所望の位置にあるときに、ある色調または異なる色に変化する可能性がある。
【００５０】
その他の実施形態において、センサ４４６は、例えば、高温計などの温度測定デバイスである可能性がある。この実施形態において、ライトリング４４４の色または色調は、物体または周辺環境の温度に応じて変更され得る。この構成は、オペレータに、測定が行われるべき領域にプローブ端部分４００を配置することが望ましいかどうかについての視覚的なフィードバックを与えることよって利点をもたらす。温度が高すぎる場合、得られる測定値が、（熱膨張のために）誤りがある可能性があるか、または測定デバイスが、高温のために損傷を受ける可能性がある。
【００５１】
本明細書に記載の光源は、ハンドル１２６のボタン４４８またはプローブ筐体１０２のボタン４５０を作動させることなどによってオペレータにより作動され得る。さらに、光源は、電子データ処理システム２１０から、ユーザインターフェース基板２０２から、または遠隔のコンピュータを介して発せられたコマンドによって作動され得る。これは、プローブ端部分４００を操作するオペレータが狭い空間内にいるか、またはその他の理由でボタン４４８、４５０のうちの１つを押すことができない場合に、光源が第２のオペレータによって点灯されることを可能にする利点をもたらす。
【００５２】
当業者に理解されるであろうように、本発明の態様は、システム、方法、またはコンピュータプログラム製品として具現化され得る。したがって、本発明の態様は、すべてハードウェアの実施形態、すべてソフトウェアの実施形態（ファームウェア、常駐ソフトウェア、マイクロコードなどを含む）、またはすべてが概して本明細書において「回路」、「モジュール」、もしくは「システム」と呼ばれることがあるソフトウェアの態様とハードウェアの態様とを組み合わせる実施形態の形態をとる可能性がある。さらに、本発明の態様は、コンピュータ可読プログラムコードを具現化する１つ以上のコンピュータ可読媒体で具現化されるコンピュータプログラム製品の形態をとる可能性がある。
【００５３】
本発明が例示的な実施形態を参照して説明されたが、本発明の範囲を逸脱することなくさまざまな変更が行われる可能性があり、均等物が本発明の要素の代替とされる可能性があることが当業者に理解されるであろう。さらに、特定の状況または構成要素を本発明の教示に適合させるために、本発明の本質的な範囲を逸脱することなく多くの修正が行われ得る。したがって、本発明は本発明を実施するための考えられる最良の形態として開示された特定の実施形態に限定されず、本発明は添付の特許請求の範囲内に入る全ての実施形態を含むことが意図される。さらに、用語「第１」、「第２」などの使用はいかなる順序または重要度も表さず、むしろ用語「第１」、「第２」などはある要素を別の要素と区別するために使用される。その上、用語「ａ」、「ａｎ」などの使用は量の限定を表さず、むしろ言及される項目の少なくとも１つの存在を表す。
【図１Ａ】
2013517496.tif 000003
【図１Ｂ】
2013517496.tif 000004
【図２】
2013517496.tif 000005
【図２Ａ】
2013517496.tif 000006
【図２Ｂ】
2013517496.tif 000007
【図２Ｃ】
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【図２Ｄ】
2013517496.tif 000009
【図３】
2013517496.tif 000010
【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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【図５】
2013517496.tif 000014
【図６】
2013517496.tif 000015
【図７】
2013517496.tif 000016
【図８】
2013517496.tif 000017
【図９】
2013517496.tif 000018
【図１０】
2013517496.tif 000019
【図１１】
2013517496.tif 000020
【図１２】
2013517496.tif 000021
【手続補正書】
【提出日】平成25年1月11日(2013.1.11)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
本発明の一実施形態によれば、可搬型の関節アーム座標測定機（ＡＡＣＭＭ）が、提供される。ＡＡＣＭＭは、反対側にある第１の端部および第２の端部を有する手動で位置付けることが可能な関節アームであって、複数の接続されたアームセグメントを含み、アームセグメントのそれぞれが、位置信号を生成するための少なくとも１つの位置トランスデューサを含む、関節アームを含む。測定デバイスが、第１の端部に結合される。関節アーム座標測定機に配置された少なくとも１つの光源であって、測定デバイスに近接する領域を照らすために投射される調整可能な色を有する光源が、設けられる。トランスデューサからの位置信号を受信し、測定デバイスの位置に対応するデータを提供し、調整可能な色を制御する電子回路が、設けられる。少なくとも１つの光源に近接する関節アームに結合され、電子回路に電気的に接続されたセンサが、設けられる。センサは、外部の物体の特性を測定するように構成されており、電子回路は、特性が所定の閾値内に入っていることを示すセンサからの信号に応じて、少なくとも１つの光源の色を変更する。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
本発明の別の実施形態によれば、ＡＡＣＭＭが提供される。ＡＡＣＭＭは、反対側にある第１の端部および第２の端部を有する手動で位置付けることが可能な関節アームであって、複数の接続されたアームセグメントを含み、アームセグメントのそれぞれが、位置信号を生成するための少なくとも１つの位置トランスデューサを含む、関節アームを含む。測定デバイスが、ＡＡＣＭＭの第１の端部に装着される。関節アーム座標測定機に配置された少なくとも１つの光源であって、測定デバイスに近接する領域を照らすために投射される調整可能な色を有する光源が、設けられる。トランスデューサからの位置信号を受信し、測定デバイスの位置に対応するデータを提供し、調整可能な色を制御するための電子回路とが、設けられる。少なくとも１つの光源に近接する関節アームに結合され、電子回路に電気的に接続されたセンサが、設けられる。センサは、外部の環境の特性を測定するように構成されており、電子回路は、特性が所定の閾値内に入っていることを示すセンサからの信号に応じて、少なくとも１つの光源の色を変更する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正６】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
可搬型の関節アーム座標測定機（ＡＡＣＭＭ）であって、
反対側にある第１の端部および第２の端部を有する手動で位置付けることが可能な関節アームであって、複数の接続されたアームセグメントを含み、前記アームセグメントのそれぞれが、位置信号を生成するための少なくとも１つの位置トランスデューサを含む、関節アームと、
前記第１の端部に結合された測定デバイスと、
前記関節アーム座標測定機に配置された少なくとも１つの光源であって、前記測定デバイスに近接する領域を照らすために投射される調整可能な色を有する光源と、
前記トランスデューサからの前記位置信号を受信し、前記測定デバイスの位置に対応するデータを提供し、前記調整可能な色を制御する電子回路と、
前記少なくとも１つの光源に近接する前記関節アームに結合され、前記電子回路に電気的に接続されたセンサと、を含み、
前記センサは、外部の物体の特性を測定するように構成されており、
前記電子回路は、前記特性が所定の閾値内に入っていることを示す前記センサからの信号に応じて、前記少なくとも１つの光源の色を変更することを特徴とする関節アーム座標測定機（ＡＡＣＭＭ）。
【請求項２】
請求項１に記載のＡＡＣＭＭであって、前記少なくとも１つの光源は、第１の色を有する第１の光源と、第２の色を有する第２の光源と、第３の色を有する第３の光源と、を含むことを特徴とするＡＡＣＭＭ。
【請求項３】
請求項２に記載のＡＡＣＭＭであって、
前記第１の色の波長は、４５０ナノメートルから４７５ナノメートルであり、
前記第２の色の波長は、６２０ナノメートルから７５０ナノメートルであり、
前記第３の色の波長は、４９５ナノメートルから５７０ナノメートルであることを特徴とするＡＡＣＭＭ。
【請求項４】
請求項２に記載のＡＡＣＭＭであって、前記第１の色と、前記第２の色と、前記第３の色と、は同じ色であることを特徴とするＡＡＣＭＭ。
【請求項５】
請求項１に記載のＡＡＣＭＭであって、前記少なくとも１つの光源はライトリングであることを特徴とするＡＡＣＭＭ。
【請求項６】
請求項５に記載のＡＡＣＭＭであって、前記関節アーム端に設けられた測定プローブ筐体をさらに備え、前記測定プローブ筐体に前記ライトリングが配置されていることを特徴とするＡＡＣＭＭ。
【請求項７】
請求項５に記載のＡＡＣＭＭであって、前記関節アーム端に設けられたハンドルをさらに備え、前記ハンドルに前記ライトリングが配置されていることを特徴とするＡＡＣＭＭ。
【請求項８】
請求項１に記載のＡＡＣＭＭであって、前記センサは距離計であることを特徴とするＡＡＣＭＭ。
【請求項９】
請求項１に記載のＡＡＣＭＭであって、前記センサは高温計であることを特徴とするＡＡＣＭＭ。
【請求項１０】
請求項８に記載のＡＡＣＭＭであって、前記センサは前記プローブ端に結合されたレーザラインプローブであり、前記閾値はレーザラインプローブの作動閾値であることを特徴とするＡＡＣＭＭ。
【請求項１１】
請求項１０に記載のＡＡＣＭＭであって、前記光源の色は、前記レーザラインプローブの動作を妨げないように選択された波長の所定の色であることを特徴とするＡＡＣＭＭ。
【請求項１２】
請求項１０に記載のＡＡＣＭＭであって、前記光源の色は、前記物体の距離の変化に応じて変化することを特徴とするＡＡＣＭＭ。
【請求項１３】
請求項１０に記載のＡＡＣＭＭであって、前記光源は連続スペクトル光源のＬＥＤであり、前記光源の色は前記物体の距離の変化に応じて連続的に変化することを特徴とするＡＡＣＭＭ。
【請求項１４】
可搬型の関節アーム座標測定機（ＡＡＣＭＭ）であって、
反対側にある第１の端部および第２の端部を有する手動で位置付けることが可能な関節アームであって、複数の接続されたアームセグメントを含み、前記アームセグメントのそれぞれが、位置信号を生成するための少なくとも１つの位置トランスデューサを含む、関節アームと、
前記第１の端部に結合された測定デバイスと、
前記関節アーム座標測定機に配置された少なくとも１つの光源であって、前記測定デバイスに近接する領域を照らすために投射される調整可能な色を有する光源と、
前記トランスデューサからの前記位置信号を受信し、前記測定デバイスの位置に対応するデータを提供し、前記調整可能な色を制御するための電子回路と、
前記少なくとも１つの光源に近接する前記関節アームに結合され、前記電子回路に電気的に接続されたセンサと、を含み、
前記センサは、外部の環境の特性を測定するように構成されており、
前記電子回路は、前記特性が所定の閾値内に入っていることを示す前記センサからの信号に応じて、前記少なくとも１つの光源の色を変更することを特徴とする関節アーム座標測定機（ＡＡＣＭＭ）。
【請求項１５】
請求項１４に記載のＡＡＣＭＭであって、前記少なくとも１つの光源は、第１の色を有する第１の光源と、第２の色を有する第２の光源と、第３の色を有する第３の光源と、を含むことを特徴とするＡＡＣＭＭ。
【請求項１６】
請求項１５に記載のＡＡＣＭＭであって、
前記第１の色の波長は、４５０ナノメートルから４７５ナノメートルであり、
前記第２の色の波長は、６２０ナノメートルから７５０ナノメートルであり、
前記第３の色の波長は、４９５ナノメートルから５７０ナノメートルである
ことを特徴とするＡＡＣＭＭ。
【請求項１７】
請求項１５に記載のＡＡＣＭＭであって、前記第１の色と、前記第２の色と、前記第３の色と、は同じ色であることを特徴とするＡＡＣＭＭ。
【請求項１８】
請求項１４に記載のＡＡＣＭＭであって、前記少なくとも１つの光源はライトリングであることを特徴とするＡＡＣＭＭ。
【請求項１９】
請求項１８に記載のＡＡＣＭＭであって、前記関節アーム端に設けられた測定プローブ筐体をさらに備え、前記測定プローブ筐体に前記ライトリングが配置されていることを特徴とするＡＡＣＭＭ。
【請求項２０】
請求項１８に記載のＡＡＣＭＭであって、前記関節アーム端に設けられたハンドルをさらに備え、前記ハンドルに前記ライトリングが配置されていることを特徴とするＡＡＣＭＭ。
【請求項２１】
請求項１４に記載のＡＡＣＭＭであって、前記センサは距離計であることを特徴とするＡＡＣＭＭ。
【請求項２２】
請求項１４に記載のＡＡＣＭＭであって、前記センサは高温計であることを特徴とするＡＡＣＭＭ。
【請求項２３】
請求項２１に記載のＡＡＣＭＭであって、前記センサは前記プローブ端に結合されたレーザラインプローブであり、前記閾値はレーザラインプローブの作動閾値であることを特徴とするＡＡＣＭＭ。
【請求項２４】
請求項２３に記載のＡＡＣＭＭであって、前記光源の色は、前記レーザラインプローブの動作を妨げないように選択された波長の所定の色であることを特徴とするＡＡＣＭＭ。
【請求項２５】
請求項２３に記載のＡＡＣＭＭであって、前記光源の色は、距離の変化に応じて変化することを特徴とするＡＡＣＭＭ。
【請求項２６】
請求項２３に記載のＡＡＣＭＭであって、前記光源は連続スペクトル光源のＬＥＤであり、前記光源の色は距離の変化に応じて連続的に変化することを特徴とするＡＡＣＭＭ。
【国際調査報告】
2013517496.tif 000022
2013517496.tif 000023
2013517496.tif 000024
2013517496.tif 000025
2013517496.tif 000026
2013517496.tif 000027