(57)【要約】【課題】正確な測定を容易に行うことを可能にする光学式座標測定装置を提供する。【解決手段】光学式座標測定装置は、主撮像部、副撮像部、表示部１６０およびプローブを備える。プローブは、複数の発光部およびスタイラスを含む。スタイラスは、測定対象物を測定するために測定対象物に接触される接触部を有する。主撮像部は複数の発光部を撮像する。副撮像部は、複数の発光部と一定の位置関係を有するようにプローブに設けられ、測定対象物の少なくとも一部を撮像する。副撮像部により得られる測定対象物の画像が撮像画像ＳＩとして表示部１６０に表示される。主撮像部により得られる画像データに基づいて複数の発光部の位置が算出される。算出された複数の発光部と複数の発光部に対する副撮像部の位置関係とに基づいて、接触部により接触されるべき測定対象物上の測定位置を示す画像Ｐ１ａが撮像画像ＳＩ上に表示される。【選択図】図２６
2015190928.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定対象物を測定するために測定対象物に接触される接触部と複数のマーカとを有するプローブと、
予め定められた撮像位置に固定され、前記プローブの前記複数のマーカを撮像する第１の撮像部と、
前記複数のマーカに対して一定の位置関係を有するように前記プローブに設けられ、測定対象物の少なくとも一部を撮像する第２の撮像部と、
前記第１の撮像部により得られる前記複数のマーカの画像を示す画像データに基づいて前記複数のマーカの位置をそれぞれ算出する算出部と、
前記第２の撮像部により得られる測定対象物の少なくとも一部の画像を撮像画像として表示する表示部と、
前記算出部により算出された前記複数のマーカの位置と前記複数のマーカに対する前記第２の撮像部の位置関係とに基づいて、前記接触部により接触されるべき測定対象物上の測定位置を示す第１の指標を前記撮像画像上に表示するように前記表示部を制御する制御部とを備える、光学式座標測定装置。
【請求項２】
前記第１の指標は、前記測定位置に対応する前記撮像画像上の位置に表示される、請求項１記載の光学式座標測定装置。
【請求項３】
前記複数のマーカと前記接触部とは、一定の位置関係を有するように設けられ、
前記算出部は、算出された前記複数のマーカの位置と前記複数のマーカに対する前記接触部の位置関係とに基づいて前記接触部の位置をさらに算出し、
前記制御部は、前記算出部により算出された前記複数のマーカの位置と前記複数のマーカに対する前記第２の撮像部の位置関係とに基づいて、前記接触部の位置を示す第２の指標を前記撮像画像上に表示するように前記表示部を制御する、請求項１または２記載の光学式座標測定装置。
【請求項４】
前記算出部は、算出された前記接触部の位置と前記測定位置との間の距離をさらに算出し、
前記制御部は、前記算出部により算出された距離を示す第３の指標を前記撮像画像上に表示するように前記表示部を制御する、請求項１〜３のいずれか一項に記載の光学式座標測定装置。
【請求項５】
前記測定対象物のうち測定すべき部分の形状を指定するために操作される操作部をさらに備え、
前記算出部は、前記接触部が接触された測定対象物上の複数の位置を算出し、前記算出された複数の位置を通りかつ前記操作部により指定された形状を有する測定対象部分の位置を算出する、請求項１〜４のいずれか一項に記載の光学式座標測定装置。
【請求項６】
前記制御部は、前記測定対象部分の位置および形状を示す図形を前記撮像画像上に表示するように前記表示部を制御する、請求項５記載の光学式座標測定装置。
【請求項７】
前記制御部は、前記測定位置が前記接触部により測定される前に前記第１の指標を前記測定位置に対応する前記撮像画像上の位置に第１の表示形態で表示するように前記表示部を制御し、前記測定位置が前記接触部により測定された後に前記第１の指標を前記測定位置に対応する前記撮像画像上の位置に前記第１の表示形態とは異なる第２の表示形態で表示するように前記表示部を制御する、請求項１〜６のいずれか一項に記載の光学式座標測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、接触式の光学式座標測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
接触式の光学式座標測定装置には、接触部を有するプローブが設けられる。測定対象物にプローブの接触部が接触され、測定対象物と接触部との接触位置が算出される。測定対象物上の複数の位置が算出されることにより、測定対象物の所望の部分の寸法が測定される。
【０００３】
特許文献１には、データプロセッサ、接触プローブおよび角度センサを備えた空間座標の逐点式測定システムが記載されている。接触プローブには、接触点に加えて、複数の点光源が設けられる。角度センサは、測定対象物の本質的な部分を観測可能でかつ接触プローブの複数の点光源を観測可能に設けられる。
【０００４】
角度センサから各光源に向かう空間的方向が記録される。記録された空間的方向に基づいて、角度センサに関する接触プローブの位置と方向とがデータプロセッサにより算出される。接触プローブの位置が接触点の位置および測定対象物の位置に関係付けられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特表平６−５１１５５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１の逐点式測定システムを用いることにより、複数の測定対象物の各々について予め設定された測定対象部分の寸法を測定することができる。それにより、複数の測定対象物の品質管理が可能になる。
【０００７】
しかしながら、熟練していない測定作業者が複数の測定対象物を測定する場合、複数の測定対象物について実際に測定される箇所のばらつきをなくすことは難しい。また、熟練した測定作業者であっても、測定対象部分が測定対象物の外観上認識されにくい場合には、正確な作業が難しい。このように、測定対象物の形状測定は、熟練を要するとともに正確な作業が難しい。
【０００８】
本発明の目的は、正確な測定を容易に行うことを可能にする光学式座標測定装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
（１）本発明に係る光学式座標測定装置は、測定対象物を測定するために測定対象物に接触される接触部と複数のマーカとを有するプローブと、予め定められた撮像位置に固定され、プローブの複数のマーカを撮像する第１の撮像部と、複数のマーカに対して一定の位置関係を有するようにプローブに設けられ、測定対象物の少なくとも一部を撮像する第２の撮像部と、第１の撮像部により得られる複数のマーカの画像を示す画像データに基づいて複数のマーカの位置をそれぞれ算出する算出部と、第２の撮像部により得られる測定対象物の少なくとも一部の画像を撮像画像として表示する表示部と、算出部により算出された複数のマーカの位置と複数のマーカに対する第２の撮像部の位置関係とに基づいて、接触部により接触されるべき測定対象物上の測定位置を示す第１の指標を撮像画像上に表示するように表示部を制御する制御部とを備える。
【００１０】
その光学式座標測定装置においては、プローブの複数のマーカが第１の撮像部により撮像される。第１の撮像部により得られる複数のマーカの画像を示す画像データに基づいて複数のマーカの位置がそれぞれ算出される。
【００１１】
測定対象物の少なくとも一部が第２の撮像部により撮像される。第２の撮像部により得られる測定対象物の少なくとも一部の画像が撮像画像として表示部に表示される。接触部により接触されるべき測定対象物上の測定位置を示す第１の指標が撮像画像上に表示される。第１の指標は、算出された複数のマーカの位置と複数のマーカに対する第２の撮像部の位置関係とに基づいて表示される。そのため、第１の指標によれば、測定対象物上の測定位置を撮像画像上で正確に示すことができる。
【００１２】
それにより、使用者は、撮像画像上の第１の指標を視認することにより、測定対象物における測定位置を正確に認識することができる。その結果、測定対象物に対する正確な測定を容易に行うことが可能となる。
【００１３】
（２）第１の指標は、測定位置に対応する撮像画像上の位置に表示されてもよい。
【００１４】
この場合、使用者は撮像画像上の第１の指標の位置により測定対象物上の測定位置を容易に認識することができる。
【００１５】
（３）複数のマーカと接触部とは、一定の位置関係を有するように設けられ、算出部は、算出された複数のマーカの位置と複数のマーカに対する接触部の位置関係とに基づいて接触部の位置をさらに算出し、制御部は、算出部により算出された複数のマーカの位置と複数のマーカに対する第２の撮像部の位置関係とに基づいて、接触部の位置を示す第２の指標を撮像画像上に表示するように表示部を制御してもよい。
【００１６】
この場合、接触部の位置を示す第２の指標が撮像画像上に表示される。第２の指標は、算出された複数のマーカの位置と複数のマーカに対する第２の撮像部の位置関係とに基づいて表示される。そのため、第２の指標によれば、接触部の位置を撮像画像上で正確に示すことができる。
【００１７】
それにより、使用者は、撮像画像上の第２の指標を視認することにより、測定対象物と接触部との位置関係を正確に認識することができる。その結果、使用者はプローブの接触部を測定対象物の測定位置に容易かつ正確に接触させることができる。
【００１８】
（４）算出部は、算出された接触部の位置と測定位置との間の距離をさらに算出し、制御部は、算出部により算出された距離を示す第３の指標を撮像画像上に表示するように表示部を制御してもよい。
【００１９】
この場合、使用者は撮像画像上の第３の指標を視認することにより、接触部の位置と測定位置との間の距離を容易かつ正確に認識することができる。それにより、使用者はプローブの接触部を測定対象物の測定位置に容易かつ正確に接触させることができる。
【００２０】
（５）光学式座標測定装置は、測定対象物のうち測定すべき部分の形状を指定するために操作される操作部をさらに備え、算出部は、接触部が接触された測定対象物上の複数の位置を算出し、算出された複数の位置を通りかつ操作部により指定された形状を有する測定対象部分の位置を算出してもよい。
【００２１】
この場合、接触部が測定対象物の複数の位置に接触されることにより、操作部により指定された形状を有する測定対象部分の位置が算出される。それにより、算出された測定対象部分の位置に基づいて測定対象物の寸法を測定することが可能になる。
【００２２】
（６）制御部は、測定対象部分の位置および形状を示す図形を撮像画像上に表示するように表示部を制御してもよい。
【００２３】
この場合、使用者は撮像画像上の図形の位置および形状により測定対象物における測定対象部分の位置および形状を容易に認識することができる。
【００２４】
（７）制御部は、測定位置が接触部により測定される前に第１の指標を測定位置に対応する撮像画像上の位置に第１の表示形態で表示するように表示部を制御し、測定位置が接触部により測定された後に第１の指標を測定位置に対応する撮像画像上の位置に第１の表示形態とは異なる第２の表示形態で表示するように表示部を制御してもよい。
【００２５】
この場合、測定位置が接触部により測定される前と測定位置が接触部により測定された後との間で、第１の指標の表示形態が変化する。それにより、使用者は、撮像画像上の第１の指標を視認することにより、接触部を接触させるべき測定位置を容易に認識することができる。また、使用者は、測定対象物の測定作業の進捗を容易に認識することができる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、正確な測定を容易かつ迅速に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の一実施の形態に係る光学式座標測定装置の構成を示すブロック図である。
【図２】図１の光学式座標測定装置の測定ヘッドの構成を示す斜視図である。
【図３】図２の測定ヘッドのプローブの構成を示す斜視図である。
【図４】主撮像部の構成について説明するための図である。
【図５】主撮像部と複数の発光部との関係について説明するための模式図である。
【図６】図２の表示部に表示される画像の一例を示す図である。
【図７】測定対象物の一例を示す図である。
【図８】図７の測定対象物における具体的な測定例について説明するための図である。
【図９】図７の測定対象物における具体的な測定例について説明するための図である。
【図１０】図７の測定対象物における具体的な測定例について説明するための図である。
【図１１】図７の測定対象物における具体的な測定例について説明するための図である。
【図１２】図７の測定対象物における具体的な測定例について説明するための図である。
【図１３】撮像画像上に位置図形情報が表示された例を示す図である。
【図１４】光学式座標測定装置の表示部に表示される初期画面の一例を示す図である。
【図１５】設定モードでの光学式座標測定装置の一使用例を説明するための図である。
【図１６】設定モードでの光学式座標測定装置の一使用例を説明するための図である。
【図１７】設定モードでの光学式座標測定装置の一使用例を説明するための図である。
【図１８】設定モードでの光学式座標測定装置の一使用例を説明するための図である。
【図１９】設定モードでの光学式座標測定装置の一使用例を説明するための図である。
【図２０】設定モードでの光学式座標測定装置の一使用例を説明するための図である。
【図２１】設定モードでの光学式座標測定装置の一使用例を説明するための図である。
【図２２】設定モードでの光学式座標測定装置の一使用例を説明するための図である。
【図２３】設定モードでの光学式座標測定装置の一使用例を説明するための図である。
【図２４】設定モードでの光学式座標測定装置の一使用例を説明するための図である。
【図２５】測定モードでの光学式座標測定装置の一使用例を説明するための図である。
【図２６】測定モードでの光学式座標測定装置の一使用例を説明するための図である。
【図２７】測定モードでの光学式座標測定装置の一使用例を説明するための図である。
【図２８】測定モードでの光学式座標測定装置の一使用例を説明するための図である。
【図２９】測定モードでの光学式座標測定装置の一使用例を説明するための図である。
【図３０】撮像画像上に表示される複数の測定位置の表示形態の一例を示す図である。
【図３１】表示部に撮像画像がリアルタイムに表示される例を示す図である。
【図３２】設定モードでの測定結果が重畳された撮像画像の一例を示す図である。
【図３３】カメラ装置を備える光学式座標測定装置の使用例を示す図である。
【図３４】プローブの接触部が向かうべき方向を示す画像が撮像画像上に表示された例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
（１）光学式座標測定装置の構成
図１は、本発明の一実施の形態に係る光学式座標測定装置の構成を示すブロック図である。図２は、図１の光学式座標測定装置３００の測定ヘッドの構成を示す斜視図である。図３は、図２の測定ヘッド１００のプローブの構成を示す斜視図である。以下、本実施の形態に係る光学式座標測定装置３００について、図１〜図３を参照しながら説明する。図１に示すように、光学式座標測定装置３００は、測定ヘッド１００および処理装置２００を備える。測定ヘッド１００は、保持部１１０、載置台１２０、主撮像部１３０、プローブ１４０、副撮像部１５０、表示部１６０、操作部１７０および制御基板１８０を含む。
【００２９】
図２に示すように、測定ヘッド１００の保持部１１０は、設置部１１１およびスタンド部１１２を含む。設置部１１１は、水平な平板形状を有し、設置面に設置される。スタンド部１１２は、設置部１１１の一方の端部から上方に延びるように設けられる。
【００３０】
設置部１１１の他方の端部に載置台１２０が設けられる。載置台１２０は、例えば光学定盤である。載置台１２０上には、測定対象物Ｓが載置される。本例においては、載置台１２０は略正方形状を有する。載置台１２０には、互いに直交する２方向に等間隔で並ぶように複数のねじ穴が形成されている。これにより、クランプ部材および固定ねじにより測定対象物Ｓを載置台１２０に固定することができる。載置台１２０は磁性を有していてもよい。この場合、マグネットベース等の磁石を用いた固定部材により測定対象物Ｓを載置台１２０に固定することができる。また、載置台１２０の上面が粘着性を有してもよい。この場合も、測定対象物Ｓを載置台１２０に容易に固定することができる。
【００３１】
スタンド部１１２の上部に主撮像部１３０が設けられる。主撮像部１３０は、スタンド部１１２の上部に着脱自在に設けられてもよく、スタンド部１１２に一体的に設けられてもよい。主撮像部１３０は、撮像素子１３１（後述する図４）および複数のレンズ１３２（後述する図４）を含む。本実施の形態においては、撮像素子１３１は赤外線を検出可能なＣＭＯＳ（相補性金属酸化膜半導体）イメージセンサである。主撮像部１３０は、予め定められた撮像領域Ｖ（後述する図５）から放出される赤外線を検出可能に斜め下方を向くように配置される。
【００３２】
撮像領域Ｖ（図５）は、設置部１１１の載置台１２０およびその周辺を含む一定の領域である。本実施の形態においては、図１の載置台１２０および載置台１２０から図１のプローブ１４０の全長の寸法分だけ突出した領域が撮像領域Ｖとして定義されている。なお、プローブ１４０の全長は、例えば１５０ｍｍ程度である。主撮像部１３０の各画素からは、検出量に対応するアナログの電気信号（以下、受光信号と呼ぶ）が制御基板１８０に出力される。
【００３３】
図３に示すように、プローブ１４０は、筐体部１４１、把持部１４２、複数の発光部１４３、スタイラス１４４、電源基板１４５および接続端子１４６を含む。把持部１４２は、第１の方向Ｄ１に延び、筐体部１４１は第１の方向Ｄ１と交差する第２の方向Ｄ２に延びる。使用者は、把持部１４２を把持してプローブ１４０を操作する。
【００３４】
以下、特に言及しない場合には、プローブ１４０の上下および前後は、使用者が把持部１４２を垂直に保持した状態（第１の方向Ｄ１が上下方向を向く状態）でのプローブ１４０の上下および前後を指す。
【００３５】
筐体部１４１は把持部１４２の上端部に設けられる。筐体部１４１の前部分が把持部１４２の前方に突出し、筐体部１４１の後部分が把持部１４２の後方に突出するように、把持部１４２は筐体部１４１の下面の中央部から下方に延びる。ここで、第１の方向Ｄ１と第２の方向Ｄ２とがなす角度を把持部１４２と筐体部１４１の前部分とがなす角度φと定義する。本実施の形態では、角度φは鋭角であり、０°よりも大きく９０°よりも小さい。
【００３６】
把持部１４２が垂直に保持された状態において、筐体部１４１の前端は筐体部１４１の後端よりも下方に位置し、筐体部１４１の上面が後端から前端にかけて斜め下方に傾斜する。この場合、使用者は、筐体部１４１の上面を容易に斜め上方に向けることができる。
【００３７】
本実施の形態では、筐体部１４１の上面は、前部上面１４１ａ、中央部上面１４１ｂおよび後部上面１４１ｃからなる。前部上面１４１ａ、中央部上面１４１ｂおよび後部上面１４１ｃは、それぞれ第２の方向Ｄ２に平行である。また、前部上面１４１ａ、中央部上面１４１ｂおよび後部上面１４１ｃは、第１および第２の方向Ｄ１，Ｄ２を含む平面に垂直である。前部上面１４１ａおよび後部上面１４１ｃは同一の平面上にあり、中央部上面１４１ｂは前部上面１４１ａおよび後部上面１４１ｃよりも高い平面上にある。
【００３８】
筐体部１４１の内部には、複数の発光部１４３を保持するガラス製の保持部材が収容される。筐体部１４１には、内部の複数の発光部１４３を露出させるための複数の開口１４１ｈが形成される。
【００３９】
図３の例においては、筐体部１４１内に７個の発光部１４３が設けられる。筐体部１４１の前端に３個の発光部１４３が配置され、中央に２個の発光部１４３が配置され、後端に２個の発光部１４３が配置される。筐体部１４１の前部上面１４１ａ、中央部上面１４１ｂおよび後部上面１４１ｃには、前端の３個の発光部１４３を露出させるための開口１４１ｈ、中央の２個の発光部１４３を露出させるための開口１４１ｈおよび後端の２個の発光部１４３を露出させるための開口１４１ｈが形成される。
【００４０】
本例においては、筐体部１４１の前端の３個の発光部１４３および後端の２個の発光部１４３は、同一の平面上に位置するように配置されている。また、中央の２個の発光部１４３は、他の発光部１４３が位置する平面よりも高い平面上に位置するように配置されている。
【００４１】
前端の３個の発光部１４３は前部上面１４１ａから上方に露出するように配置される。中央の２個の発光部１４３は中央部上面１４１ｂから上方に露出するように配置される。後端の２個の発光部１４３は後部上面１４１ｃから上方に露出するように配置される。
【００４２】
各発光部１４３は、複数のＬＥＤ（発光ダイオード）を含む。本例においては、各ＬＥＤは赤外ＬＥＤであり、各発光部１４３は定期的に波長８６０ｎｍの赤外線を放出する。複数の発光部１４３から放出された赤外線は、筐体部１４１の複数の開口１４１ｈを通って図２の主撮像部１３０により撮像される。
【００４３】
図２の主撮像部１３０は、載置台１２０の斜め上方に位置する。上記のように、使用者は、筐体部１４１の上面を容易に斜め上方に向けることができる。そのため、主撮像部１３０は、載置台１２０上の測定対象物Ｓの形状測定時に、プローブ１４０の複数の発光部１４３から放出される赤外線を効率よく撮像することができる。
【００４４】
図３に示すように、スタイラス１４４は、測定対象物Ｓに接触可能な接触部１４４ａを有する棒状の部材である。本実施の形態においては、スタイラス１４４の先端に球状の接触部１４４ａが設けられる。筐体部１４１の前端面および下面には、スタイラス１４４を取り付けるための図示しない取付部が形成されている。使用者は、測定対象物Ｓの形状に応じて、スタイラス１４４の取り付け位置を筐体部１４１の前端面と前端の下面との間で任意に変更することができる。図３の例では、スタイラス１４４は、筐体部１４１の前端面に取り付けられている。
【００４５】
電源基板１４５は、複数の発光部１４３に電力を供給する。電源基板１４５は、把持部１４２の内部に収納される。接続端子１４６は、把持部１４２の下部に配置される。複数の発光部１４３の動作は、接続端子１４６に接続されたケーブルを通して図１の制御基板１８０により制御される。
【００４６】
副撮像部１５０は、例えばＣＣＤ（電荷結合素子）カメラである。副撮像部１５０の解像度は、主撮像部１３０の解像度よりも低くてもよい。副撮像部１５０は、プローブ１４０のスタイラス１４４の接触部１４４ａとの位置関係が既知となる位置に配置される。本実施の形態においては、副撮像部１５０は、プローブ１４０の筐体部１４１の前端の端面に配置される。副撮像部１５０の各画素から受光信号が接続端子１４６に接続されたケーブルを通して制御基板１８０に出力される。
【００４７】
図２に示すように、表示部１６０は、保持部１１０のスタンド部１１２に支持され、かつ表示部１６０の表示画面が斜め上方を向くように設置部１１１上に設けられる。これにより、使用者は、最小限の視線の移動で測定対象物Ｓおよび表示部１６０を選択的に視認することができ、または測定対象物Ｓおよび表示部１６０を同時に視認することができる。
【００４８】
表示部１６０は、例えば液晶ディスプレイパネルまたは有機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）パネルにより構成される。表示部１６０には、制御基板１８０による制御に基づいて、処理装置２００により生成された画像、光学式座標測定装置３００の操作手順画面、または測定の結果等が表示される。
【００４９】
操作部１７０は、例えば複数の操作ボタンを有する。操作部１７０は、測定を行う測定対象物Ｓの部分を指定するとき等に使用者により操作される。操作部１７０は、プローブ１４０に一体的に設けられてもよい。例えば、図３の把持部１４２に１または複数の操作ボタンが操作部１７０として設けられてもよい。この場合、使用者が一方の手で把持部１４２を把持しつつ操作部１７０を操作することができる。
【００５０】
制御基板１８０は、保持部１１０の設置部１１１内に設けられる。制御基板１８０は、主撮像部１３０、プローブ１４０、副撮像部１５０、表示部１６０および操作部１７０に接続される。処理装置２００は、制御基板１８０を介して主撮像部１３０、プローブ１４０、副撮像部１５０、表示部１６０および操作部１７０の動作を制御する。
【００５１】
制御基板１８０には、図示しないＡ／Ｄ変換器（アナログ／デジタル変換器）およびＦＩＦＯ（First In First Out）メモリが実装される。主撮像部１３０および副撮像部１５０から出力される受光信号は、制御基板１８０のＡ／Ｄ変換器により一定のサンプリング周期でサンプリングされるとともにデジタル信号に変換される。Ａ／Ｄ変換器から出力されるデジタル信号は、ＦＩＦＯメモリに順次蓄積される。ＦＩＦＯメモリに蓄積されたデジタル信号は画素データとして順次処理装置２００に転送される。
【００５２】
本実施の形態においては、図３の複数の発光部１４３の発光のタイミングと図２の主撮像部１３０の検出のタイミングとが同期される。複数の発光部１４３の発光期間に蓄積された画素データが、次の発光部１４３の消光期間に制御基板１８０から処理装置２００に転送される。
【００５３】
図１に示すように、処理装置２００は、記憶部２１０、制御部２２０および操作部２３０を含む。記憶部２１０は、ＲＯＭ（リードオンリメモリ）、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）およびハードディスクを含む。記憶部２１０には、システムプログラムが記憶される。また、記憶部２１０は、種々のデータの処理および測定ヘッド１００から与えられる画素データ等の種々のデータを保存するために用いられる。
【００５４】
制御部２２０は、ＣＰＵ（中央演算処理装置）を含む。本実施の形態においては、記憶部２１０および制御部２２０は、パーソナルコンピュータにより実現される。制御部２２０は、測定ヘッド１００から与えられる画素データに基づいて画像データを生成する。画像データは複数の画素データの集合である。制御部２２０は、生成された画像データに基づいて、プローブ１４０のスタイラス１４４の接触部１４４ａの位置を算出する。
【００５５】
操作部２３０は、キーボードおよびポインティングデバイスを含む。ポインティングデバイスは、マウスまたはジョイスティック等を含む。操作部２３０は、使用者により操作される。
【００５６】
（２）主撮像部の構成
図４は、主撮像部１３０の構成について説明するための図である。図４（ａ）は、主撮像部１３０の模式的断面図であり、図４（ｂ）は、主撮像部１３０の外観斜視図である。
【００５７】
図４（ａ）に示すように、主撮像部１３０は、素子保持部１３０ａ、レンズ保持部１３０ｂ、撮像素子１３１および複数のレンズ１３２を備える。素子保持部１３０ａおよびレンズ保持部１３０ｂは例えばチタンからなる。素子保持部１３０ａおよびレンズ保持部１３０ｂは、一体成形により共通の部材として設けられてもよく、または別体として設けられてもよい。
【００５８】
素子保持部１３０ａの一面に矩形の断面を有する凹部１３３が形成される。凹部１３３に撮像素子１３１が嵌合される。撮像素子１３１の位置ずれを防止するため、ねじまたはばね等の固定部材を用いて凹部１３３内で撮像素子１３１が固定されてもよい。凹部１３３の底面から素子保持部１３０ａの上記一面に平行な他面にかけて貫通孔１３４が形成される。
【００５９】
図４（ａ）および図４（ｂ）に示すように、レンズ保持部１３０ｂは、円筒形状を有する。レンズ保持部１３０ｂの一端部が素子保持部１３０ａの上記他面に固定される。レンズ保持部１３０ｂには種々の大きさを有する複数のレンズ１３２が保持される。複数のレンズ１３２は、素子保持部１３０ａの貫通孔１３４と重なり、かつ互いに光軸が一致するように配置される。レンズ保持部１３０ｂの他端部から複数のレンズ１３２を通して撮像素子１３１に光が入射する。
【００６０】
（３）主撮像部による検出
上記のように、主撮像部１３０は、プローブ１４０の複数の発光部１４３から放出される赤外線を検出する。図５は、主撮像部１３０と複数の発光部１４３との関係について説明するための模式図である。図５においては、理解を容易にするため、いわゆるピンホールカメラモデルを用いて説明する。図５には、主撮像部１３０の複数のレンズ１３２のうち１つのレンズ１３２のみが示され、そのレンズ１３２の主点１３２ａを通るように撮像素子１３１に光が導かれる。
【００６１】
図５に示すように、主撮像部１３０は、一定の画角（視野角）θを有する。主撮像部１３０の画角θの範囲内に、撮像領域Ｖが含まれる。撮像領域Ｖ内に複数の発光部１４３がそれぞれ位置する場合、それらの発光部１４３から放出される赤外線が、レンズ１３２の主点１３２ａを通って撮像素子１３１に入射する。
【００６２】
この場合、撮像素子１３１の受光位置Ｐに基づいて、レンズ１３２の主点１３２ａから各発光部１４３へ向かう方向が特定される。図５の例では、一点鎖線で示すように、各受光位置Ｐおよびレンズ１３２の主点１３２ａを通る各直線上に各発光部１４３が位置する。また、複数の発光部１４３の相対的な位置関係は、例えば図１の記憶部２１０に予め記憶される。
【００６３】
レンズ１３２の主点１３２ａから各発光部１４３へ向かう方向および複数の発光部１４３の位置関係に基づいて、各発光部１４３の中心の位置が一義的に定まる。また、本実施の形態では、原点と互いに直交するｘ軸、ｙ軸およびｚ軸とがそれぞれ定義され、撮像領域Ｖ内の絶対位置が３次元座標で表される。図１の制御部２２０は、撮像素子１３１の受光位置Ｐ、および予め記憶された複数の発光部１４３の位置関係に基づいて、各発光部１４３の中心の座標を算出する。
【００６４】
算出された各発光部１４３の中心の座標に基づいて、プローブ１４０の接触部１４４ａ（図３）と測定対象物Ｓとの接触位置の座標が図１の制御部２２０により算出される。
【００６５】
例えば、各発光部１４３の中心と接触部１４４ａ（図３）の中心との位置関係が、図１の記憶部２１０に予め記憶される。算出された各発光部１４３の中心の座標、および予め記憶された各発光部１４３の中心と接触部１４４ａの中心との位置関係に基づいて、接触部１４４ａの中心の座標が特定される。
【００６６】
また、各発光部１４３の中心の座標に基づいて、プローブ１４０の位置および姿勢が特定される。これにより、スタイラス１４４の位置が特定される。また、プローブ１４０の位置および姿勢、あるいはスタイラス１４４とプローブ１４０との位置関係等に基づいて、接触部１４４ａの中心と接触位置、すなわち測定位置との相対的な位置関係が推定される。推定された位置関係に基づいて、接触部１４４ａの中心の座標から接触部１４４ａと測定対象物Ｓとの接触位置（測定位置）の座標が算出される。
【００６７】
なお、測定対象物Ｓから接触部１４４ａに加わる力の方向を検出するセンサがプローブ１４０に設けられもよい。その場合、センサの検出結果に基づいて、接触部１４４ａと測定対象物Ｓとの接触位置の座標を算出することができる。
【００６８】
撮像素子１３１と複数のレンズ１３２との位置関係、複数の発光部１４３の位置関係、および複数の発光部１４３と接触部１４４ａとの位置関係等に個体差があると、算出される座標にばらつきが生じる。そこで、光学式座標測定装置３００による測定を行う前に、個体差によるばらつきを防止するためのキャリブレーション（校正）が行われることが好ましい。
【００６９】
（４）基本的な測定例
光学式座標測定装置３００による測定対象物Ｓの寸法の基本的な測定例について説明する。図６は、図２の表示部１６０に表示される画像の一例を示す図である。図７は、測定対象物Ｓの一例を示す図である。
【００７０】
図６には、撮像領域Ｖを仮想的に表す画像（以下、撮像領域仮想画像と呼ぶ）ＶＩが示される。上記のように、撮像領域Ｖには、原点、ｘ軸、ｙ軸およびｚ軸がそれぞれ定義される。本例では、載置台１２０の上面に平行でかつ互いに直交するようにｘ軸およびｙ軸が設定され、載置台１２０の上面に対して垂直にｚ軸が設定される。また、載置台１２０の中心が原点Ｏに設定される。図６の撮像領域仮想画像ＶＩには、原点Ｏ、ｘ軸、ｙ軸およびｚ軸が含まれるとともに、載置台１２０の外周を表す線（図６の点線）が含まれる。
【００７１】
図７の測定対象物Ｓは、直方体形状を有する。本例では、測定対象物Ｓの一側面Ｓａと、その反対側の側面Ｓｂとの間の距離が測定される。測定対象物Ｓの側面Ｓａ，Ｓｂは、それぞれｘ軸に対して垂直である。
【００７２】
図８〜図１２は、図７の測定対象物Ｓにおける具体的な測定例について説明するための図である。図８（ａ）および図１０（ａ）は、載置台１２０、主撮像部１３０、プローブ１４０および測定対象物Ｓの位置関係を示す正面図であり、図８（ｂ）および図１０（ｂ）は、プローブ１４０および測定対象物Ｓの外観斜視図である。図９、図１１および図１２には、表示部１６０に表示される撮像領域仮想画像ＶＩの例が示される。
【００７３】
図８（ａ）および図８（ｂ）に示すように、プローブ１４０の複数の発光部１４３が撮像領域Ｖ内に位置するように、スタイラス１４４の接触部１４４ａが測定対象物Ｓの側面Ｓａに接触される。その状態で、図１の操作部１７０が操作されることにより、図８（ｂ）に示すように、測定対象物Ｓと接触部１４４ａとの接触位置が測定位置Ｍ１ａとして設定（測定）される。この場合、測定位置Ｍ１ａの座標が算出される。
【００７４】
同様にして、測定対象物Ｓの側面Ｓａ上の３つの位置が測定位置Ｍ２ａ，Ｍ３ａ，Ｍ４ａとして設定（測定）され、測定位置Ｍ２ａ，Ｍ３ａ，Ｍ４ａの座標が算出される。続いて、図１の操作部１７０または操作部２３０が操作されることにより、測定位置Ｍ１ａ〜Ｍ４ａを通る平面が、測定対象物Ｓの側面Ｓａに対応する測定平面ＭＬ１として設定され、測定平面ＭＬ１の位置が算出される。この場合、図９に示すように、撮像領域仮想画像ＶＩ上に、設定された測定平面ＭＬ１が重畳される。
【００７５】
続いて、図１０（ａ）および図１０（ｂ）に示すように、プローブ１４０の複数の発光部１４３が撮像領域Ｖ内に位置するように、スタイラス１４４の接触部１４４ａが測定対象物Ｓの側面Ｓｂに接触される。その状態で、図１の操作部１７０が操作されることにより、図１０（ｂ）に示すように、測定対象物Ｓと接触部１４４ａとの接触位置が測定位置Ｍ１ｂとして設定（測定）される。この場合、測定位置Ｍ１ｂの座標が算出される。
【００７６】
同様にして、測定対象物Ｓの側面Ｓｂ上の３つの位置が測定位置Ｍ２ｂ，Ｍ３ｂ，Ｍ４ｂとして設定（測定）され、測定位置Ｍ２ｂ，Ｍ３ｂ，Ｍ４ｂの座標が算出される。続いて、図１の操作部１７０または操作部２３０が操作されることにより、測定位置Ｍ１ｂ〜Ｍ４ｂを通る平面が、測定対象物Ｓの側面Ｓｂに対応する測定平面ＭＬ２として設定され、測定平面ＭＬ２の位置が算出される。この場合、図１１に示すように、撮像領域仮想画像ＶＩ上に、測定平面ＭＬ１に加えて、設定された測定平面ＭＬ２が重畳される。
【００７７】
続いて、図１の操作部１７０または操作部２３０が操作されることにより、図１の制御部２２０において、設定された測定平面ＭＬ１，ＭＬ２の間の距離が算出され、図１２に示すように、算出結果が撮像領域仮想画像ＶＩ上に表示される。なお、算出結果は、撮像領域仮想画像ＶＩと別個に表示部１６０に表示されてもよい。また、２つの測定平面ＭＬ１，ＭＬ２間の距離の算出方法等は、使用者により適宜設定可能であってもよい。
【００７８】
本例では、４つの測定位置に基づいて１つの測定平面が設定されるが、最少で３つの測定位置に基づいて、１つの測定平面を設定することができる。一方、４つ以上の測定位置を設定することにより、測定対象物Ｓに対応する測定平面をより正確に設定することができる。また、４つ以上の測定位置に基づいて、測定対象物Ｓの面の平面度を求めることもできる。
【００７９】
また、本例では、測定対象物Ｓの測定すべき部分を特定するために、スタイラス１４４の接触部１４４ａが接触された４つの位置（測定位置）を通る矩形状の測定対象部分（測定平面）が設定される。これに限らず、測定対象物Ｓの測定すべき部分の形状に応じて複数の測定位置を通る他の幾何学形状を有する測定平面が設定されてもよい。また、測定対象物Ｓの測定すべき部分を特定するために、平面に限らず複数の測定位置を通る円筒または球等が設定されてもよい。この場合、設定された円筒の断面の径または球の半径等を求めることができる。
【００８０】
（５）副撮像部を用いた機能
図３の副撮像部１５０によって測定対象物Ｓを撮像することにより、副撮像部１５０から出力される受光信号に基づいて測定対象物Ｓを示す画像データが図１の制御部２２０により生成される。生成された画像データに基づいて測定対象物Ｓの画像を表示部１６０に表示させることができる。以下、副撮像部１５０により得られる画像データを撮像画像データと呼び、撮像画像データに基づく画像を撮像画像と呼ぶ。
【００８１】
複数の発光部１４３と副撮像部１５０との位置関係、および副撮像部１５０の特性（画角およびディストーション等）は、例えば図１の記憶部２１０に撮像情報として予め記憶される。そのため、複数の発光部１４３が撮像領域Ｖ内にある場合、副撮像部１５０により撮像される領域が図１の制御部２２０により認識される。すなわち、主撮像部１３０により得られる複数の発光部１４３の位置の算出結果と複数の発光部１４３に対する副撮像部１５０の位置関係とに基づいて、撮像画像に対応する３次元空間が制御部２２０により認識される。
【００８２】
上記のように、測定位置および測定対象部分（上記の例では測定平面）の情報（以下、位置図形情報と呼ぶ）は、３次元空間で設定される。本実施の形態では、これらの位置図形情報を撮像画像と対応付け、撮像画像上の適切な位置（例えば、位置図形情報が示す座標位置を撮像画像に対応する３次元空間上で表した場合の撮像画像上の位置）に位置図形情報を表示することができる。
【００８３】
図１３は、撮像画像上に位置図形情報が表示された例を示す図である。図１３の例では、測定対象物Ｓの側面Ｓｂが副撮像部１５０により撮像される。その撮像画像ＳＩ上に、測定位置Ｍ１ｂ〜Ｍ４ｂを表す複数の球体の画像Ｐ１ｂ，Ｐ２ｂ，Ｐ３ｂ，Ｐ４ｂが表示されるとともに、測定平面ＭＬ２を表す図形ＰＬ２が表示される。さらに、撮像画像ＳＩ上に、３次元空間において定義された原点Ｏ、ｘ軸、ｙ軸およびｚ軸を示す画像が表示される。
【００８４】
このように、実際に測定対象物Ｓが撮像されることによって得られる撮像画像ＳＩ上の適切な位置に位置図形情報が表示されることにより、使用者が位置図形情報を視覚的に把握しやすくなる。また、一の測定対象物Ｓに対する測定を行った後に、他の測定対象物Ｓに対して同様の測定を行う場合、使用者は、位置図形情報が重畳された撮像画像ＳＩを参照することにより、他の測定対象物Ｓに対する測定を容易に行うことが可能となる。
【００８５】
複数の発光部１４３と副撮像部１５０との位置関係が設計された位置関係からずれていると、撮像領域Ｖに定義される３次元空間と撮像画像ＳＩに対応する３次元空間との間にずれが生じる。この場合、位置図形情報を撮像画像ＳＩ上の適切な位置に表示させることができない。そこで、光学式座標測定装置３００による測定を行う前に、撮像領域Ｖに定義される３次元空間と撮像画像ＳＩに対応する３次元空間との間のずれを防止するためのキャリブレーション（校正）が行われることが好ましい。
【００８６】
（６）撮像画像を用いた測定例
（６−１）設定モードおよび測定モード
以下の説明では、光学式座標測定装置３００の使用者のうち測定対象物Ｓの測定作業を管理する使用者を測定管理者と呼び、測定管理者の管理の下で測定対象物Ｓの測定作業を行う使用者を測定作業者と呼ぶ。
【００８７】
光学式座標測定装置３００は、測定管理者用の設定モードおよび測定作業者用の測定モードの２種類のモードで使用することができる。設定モードでは、測定管理者が一の測定対象物Ｓを測定することにより、測定対象物Ｓの測定条件および測定手順に関する情報が設定情報として生成される。生成された設定情報は図１の記憶部２１０に保存される。一方、測定モードでは、測定作業者が、図１の表示部１６０を視認することにより、図１の記憶部２１０に保存された設定情報に従って他の測定対象物Ｓの測定を行うことができる。
【００８８】
本実施の形態において、測定対象物Ｓの測定条件には、測定項目および対象部分形状が含まれる。測定項目は、測定対象物Ｓに対して何を測定すべきかを示すものであり、距離、角度、面積および体積等の種々の物理量が含まれる。なお、測定項目は、それらの種々の物理量の算出方法を含んでもよい。対象部分形状は、測定対象物Ｓにおいて測定すべき部分の形状を示す幾何学形状の種類である。幾何学形状の種類には、点、直線、平面、円、円筒および球等が含まれる。
【００８９】
（６−２）設定モード
図１４は、光学式座標測定装置３００の表示部１６０に表示される初期画面ＳＣ１の一例を示す図である。図１４に示すように、光学式座標測定装置３００の初期画面ＳＣ１には、測定ボタン６０１および設定ボタン６０２が表示される。
【００９０】
測定管理者が設定ボタン６０２を操作することにより、光学式座標測定装置３００が設定モードで動作する。設定モードにおいて、測定管理者が図７の測定対象物Ｓの２つの側面Ｓａ，Ｓｂ間の距離を測定することにより設定情報が生成される例を説明する。
【００９１】
図１５〜図２４は、設定モードでの光学式座標測定装置３００の一使用例を説明するための図である。測定管理者は、まず図１５に示すように測定対象物Ｓを予め定められた位置および姿勢で載置台１２０上に載置する。上記のように、撮像領域Ｖには、原点、ｘ軸、ｙ軸およびｚ軸がそれぞれ定義される。本例では、測定対象物Ｓの下面の中心が３次元座標の原点に重なりかつ測定対象物Ｓの側面Ｓａ，Ｓｂがそれぞれｘ軸に対して垂直となるように、測定対象物Ｓが載置台１２０の上面に載置される。
【００９２】
図１４の設定ボタン６０２が操作されることにより、図１６に示すように、表示部１６０に測定条件設定画面ＳＣ２が表示される。測定条件設定画面ＳＣ２は、第１の画像表示欄６１１、測定項目選択欄６１２および対象部分形状選択欄６１３を含む。
【００９３】
第１の画像表示欄６１１に撮像領域仮想画像ＶＩが表示される。本例の撮像領域仮想画像ＶＩには、ｘ軸、ｙ軸およびｚ軸が含まれるとともに、図１５の載置台１２０の外周を表す線（図１６の点線）が含まれる。
【００９４】
測定項目選択欄６１２には、複数種類の物理量をそれぞれ示す複数のボタンが表示される。図１６の例では、測定項目選択欄６１２に距離ボタン６１２ａおよび角度ボタン６１２ｂが表示される。測定管理者は、図１の操作部２３０を操作して測定項目選択欄６１２内のいずれかのボタンを選択することにより、測定項目を指定することができる。
【００９５】
対象部分形状選択欄６１３には、複数種類の幾何学形状をそれぞれ示す複数のボタンが表示される。図１６の例では、対象部分形状選択欄６１３に平面ボタン６１３ａ、直線ボタン６１３ｂ、点ボタン６１３ｃおよび円ボタン６１３ｄが表示される。測定管理者は、図１の操作部２３０を操作して対象部分形状選択欄６１３内のいずれかのボタンを選択することにより、対象部分形状を指定することができる。
【００９６】
測定管理者は、測定対象物Ｓの２つの側面Ｓａ，Ｓｂ間の距離を測定するために、測定項目選択欄６１２の距離ボタン６１２ａを選択するとともに対象部分形状選択欄６１３の平面ボタン６１３ａを選択する。それにより、測定対象物Ｓの測定条件として、２つの平面間の距離を測定することが設定される。本例では、測定条件で設定されるべき２つの平面をそれぞれ「平面１」および「平面２」と呼ぶ。
【００９７】
測定対象物Ｓの測定条件が設定されると、図１７に示すように、表示部１６０に測定手順設定画面ＳＣ３が表示される。測定手順設定画面ＳＣ３は、第１の画像表示欄６１１、対象部分表示欄６２１および測定点座標表示欄６２２を含む。
【００９８】
第１の画像表示欄６１１には、図１６の撮像領域仮想画像ＶＩが継続して表示される。対象部分表示欄６２１には、設定されるべき２つの平面のうちの一方を示す文字列（本例では、「平面１」）が表示される。また、対象部分表示欄６２１には、撮像ボタン６２１ａが表示される。測定点座標表示欄６２２には、プローブ１４０による測定位置の算出結果（座標）が表示される。なお、図１７の例では、プローブ１４０の操作が行われていないので、測定点座標表示欄６２２に測定位置の算出結果が表示されていない。
【００９９】
図１７の撮像ボタン６２１ａは、「平面１」に対応する撮像画像を得るために用いられる。測定管理者は、撮像ボタン６２１ａを操作することにより副撮像部１５０により測定対象物Ｓを撮像する。このとき、測定管理者は、図１８に示すように、「平面１」に対応する平面（本例では、測定対象物Ｓの側面Ｓａ）が撮像されるようにプローブ１４０の位置および姿勢を調整する。
【０１００】
なお、図２の操作部１７０に副撮像部１５０による撮像を指令する撮像ボタンが設けられてもよい。この場合、測定管理者は、表示部１６０に表示される撮像ボタン６２１ａを操作する代わりに操作部１７０の撮像ボタンを操作してもよい。
【０１０１】
副撮像部１５０による撮像が行われることにより、図１９に示すように、撮像により得られる画像が「平面１」に対応する撮像画像ＳＩとして第１の画像表示欄６１１に表示される。図１９の撮像画像ＳＩは、測定対象物Ｓの側面Ｓａを示す画像を含むとともに、３次元空間において定義されたｘ軸、ｙ軸およびｚ軸を示す画像を含む。なお、図１９では、撮像画像ＳＩにおいて測定対象物Ｓを示す部分に符号Ｓを付し、測定対象物Ｓの側面Ｓａに対応する部分に符号Ｓａを付している。
【０１０２】
その後、測定管理者は、図８の例と同様に、「平面１」を特定するために測定対象物Ｓの側面Ｓａ上の４つの位置を測定位置Ｍ１ａ，Ｍ２ａ，Ｍ３ａ，Ｍ４ａ（図８（ｂ）参照）として順次設定する。
【０１０３】
複数の測定位置Ｍ１ａ，Ｍ２ａ，Ｍ３ａ，Ｍ４ａの設定時には、測定位置が設定されるごとに、設定された測定位置を示す画像が撮像画像ＳＩに重畳表示される。図２０に、測定位置Ｍ１ａ，Ｍ２ａが設定された時の表示部１６０の表示状態が示される。図２０の例では、測定位置Ｍ１ａ，Ｍ２ａが設定されることにより、測定位置Ｍ１ａ，Ｍ２ａを表す球体の画像Ｐ１ａ，Ｐ２ａが撮像画像ＳＩ上に表示される。より具体的には、算出された測定位置Ｍ１ａ，Ｍ２ａの座標位置を撮像画像ＳＩに対応する３次元空間上で表した場合の撮像画像ＳＩ上の位置に画像Ｐ１ａ，Ｐ２ａが表示される。
【０１０４】
また、複数の測定位置Ｍ１ａ，Ｍ２ａ，Ｍ３ａ，Ｍ４ａの設定時には、接触部１４４ａの位置を示す画像ＰＰが撮像画像ＳＩ上に表示される。より具体的には、制御部２２０により算出される接触部１４４ａの座標位置を撮像画像ＳＩに対応する３次元空間上で表した場合の撮像画像ＳＩ上の位置に画像ＰＰが表示される。本例では、接触部１４４ａの位置を示す画像ＰＰとしてプローブ１４０の模式図が用いられる。それにより、測定管理者は測定対象物Ｓに対する接触部１４４ａの位置関係を容易かつ正確に認識することができる。
【０１０５】
複数の測定位置Ｍ１ａ〜Ｍ４ａの設定が完了することにより、複数の測定位置Ｍ１ａ〜Ｍ４ａを通りかつ測定条件において指定された形状を有する測定対象物Ｓの測定対象部分が「平面１」を特定する測定平面ＭＬ１として設定され、測定平面ＭＬ１の位置が算出される。
【０１０６】
この場合、図２１に示すように、測定平面ＭＬ１の位置および形状を示す図形ＰＬ１が複数の測定位置Ｍ１ａ，Ｍ２ａ，Ｍ３ａ，Ｍ４ａを示す画像Ｐ１ａ，Ｐ２ａ，Ｐ３ａ，Ｐ４ａとともに撮像画像ＳＩ上に表示される。測定平面ＭＬ１の設定時には、測定点座標表示欄６２２に確定ボタン６２２ａが表示される。
【０１０７】
測定平面ＭＬ１の設定後、測定管理者は確定ボタン６２２ａを操作する。この場合、図２２に示すように、第１の画像表示欄６１１に撮像領域仮想画像ＶＩが表示される。このとき、撮像領域仮想画像ＶＩ上には、既に設定された測定平面ＭＬ１を示す図形ＰＬ１が表示される。
【０１０８】
対象部分表示欄６２１には、設定されるべき２つの平面のうちの他方を示す文字列（本例では、「平面２」）が表示される。図１７の例と同様に、対象部分表示欄６２１には、撮像ボタン６２１ａが表示される。
【０１０９】
図２２の撮像ボタン６２１ａは、「平面２」に対応する撮像画像を得るために用いられる。測定管理者は、撮像ボタン６２１ａを操作することにより副撮像部１５０により測定対象物Ｓを撮像する。このとき、測定管理者は、「平面２」に対応する平面（本例では、測定対象物Ｓの側面Ｓｂ）が撮像されるようにプローブ１４０の位置および姿勢を調整する。
【０１１０】
副撮像部１５０による撮像が行われることにより、撮像により得られる画像が「平面２」に対応する撮像画像ＳＩとして第１の画像表示欄６１１に表示される。その後、測定管理者は、図１０の例と同様に、「平面２」を特定するために測定対象物Ｓの側面Ｓｂ上の４つの位置を測定位置Ｍ１ｂ，Ｍ２ｂ，Ｍ３ｂ，Ｍ４ｂ（図１０（ｂ）参照）として順次設定する。これらの設定時には、図２０の例と同様に、設定された測定位置を表す球体の画像および接触部１４４ａの位置を示す画像が撮像画像ＳＩ上に表示される。
【０１１１】
複数の測定位置Ｍ１ｂ〜Ｍ４ｂの設定が完了することにより、複数の測定位置Ｍ１ｂ〜Ｍ４ｂを通りかつ測定条件において指定された形状を有する測定対象物Ｓの測定対象部分が「平面２」を特定する測定平面ＭＬ２として設定され、測定平面ＭＬ２の位置が算出される。
【０１１２】
この場合、図２３に示すように、測定平面ＭＬ２の位置および形状を示す図形ＰＬ２が複数の測定位置Ｍ１ｂ，Ｍ２ｂ，Ｍ３ｂ，Ｍ４ｂを示す画像Ｐ１ｂ，Ｐ２ｂ，Ｐ３ｂ，Ｐ４ｂとともに撮像画像ＳＩ上に表示される。測定平面ＭＬ２の設定時には、測定点座標表示欄６２２に確定ボタン６２２ｂが表示される。
【０１１３】
測定平面ＭＬ２の設定後、測定管理者は確定ボタン６２２ｂを操作する。それにより、図２４に示すように、第１の画像表示欄６１１に撮像領域仮想画像ＶＩが表示される。このとき、撮像領域仮想画像ＶＩ上には、設定された測定平面ＭＬ１，ＭＬ２を示す図形ＰＬ１，ＰＬ２が表示される。さらに、設定された測定平面ＭＬ１，ＭＬ２の間の距離が算出され、算出された距離、すなわち「平面１」と「平面２」との間の距離が、測定結果として撮像領域仮想画像ＶＩに重畳表示される。
【０１１４】
また、図２４に示すように、表示部１６０の画面上では、図２３の対象部分表示欄６２１および測定点座標表示欄６２２に代えて測定結果表示欄６２３が表示される。測定結果表示欄６２３には、「平面１」および「平面２」間の距離が測定結果として表示されるとともに、設定保存ボタン６２３ａが表示される。
【０１１５】
最後に、測定管理者は図２４の設定保存ボタン６２３ａを操作する。それにより、設定された測定条件、「平面１」および「平面２」にそれぞれ対応する撮像画像ＳＩの撮像画像データおよび位置図形情報を含む設定情報が図１の記憶部２１０に記憶される。なお、本例の位置図形情報には、複数の測定位置Ｍ１ａ〜Ｍ４ａ，Ｍ１ｂ〜Ｍ４ｂの設定順序、複数の測定位置Ｍ１ａ〜Ｍ４ａ，Ｍ１ｂ〜Ｍ４ｂの位置および２つの測定平面ＭＬ１，ＭＬ２の位置および形状を示す情報が含まれる。その後、表示部１６０の画面上には、図１４の初期画面ＳＣ１が表示される。
【０１１６】
（６−３）測定モード
測定作業者が図１４の測定ボタン６０１を操作することにより、光学式座標測定装置３００が測定モードで動作する。測定モードでは、測定作業者が測定対象物Ｓの測定を行う。測定作業者は、図１５の例と同様に、新たな測定対象物Ｓを予め定められた位置および姿勢で載置台１２０上に載置する。
【０１１７】
図２５〜図２９は、測定モードでの光学式座標測定装置３００の一使用例を説明するための図である。測定モードの動作が開始されることにより、図１の記憶部２１０に記憶された設定情報が図１の制御部２２０により読み込まれる。本例では、上記の設定モードで設定された設定情報が読み込まれるものとする。
【０１１８】
この場合、図２５に示すように、表示部１６０に実測定画面ＳＣ４が表示される。実測定画面ＳＣ４には、第１の画像表示欄６１１、測定開始ボタン６２４ａおよび第２の画像表示欄６２５が表示される。
【０１１９】
図２５の第１の画像表示欄６１１に撮像領域仮想画像ＶＩが表示される。その撮像領域仮想画像ＶＩ上には、ｘ軸、ｙ軸およびｚ軸、設定モードで設定された測定平面ＭＬ１，ＭＬ２を示す図形ＰＬ１，ＰＬ２および測定平面ＭＬ１，ＭＬ２間の距離を示す矢印が表示される。
【０１２０】
それにより、測定作業者は、第１の画像表示欄６１１を視認することにより、測定平面ＭＬ１，ＭＬ２により特定される「平面１」および「平面２」間の距離を測定すべきことを認識することができる。さらに、その撮像領域仮想画像ＶＩ上には、プローブ１４０の接触部１４４ａの位置を示す画像ＰＰが表示される。このとき、第２の画像表示欄６２５には画像が表示されない。
【０１２１】
次に、測定作業者は、図２５の測定開始ボタン６２４ａを操作する。この場合、図２６に示すように、第１の画像表示欄６１１においては、最初に設定されるべき「平面１」の測定平面ＭＬ１を示す図形ＰＬ１がハイライト表示される。
【０１２２】
また、図２６に示すように、第２の画像表示欄６２５には、「平面１」に対応する撮像画像ＳＩが表示される。このとき、撮像画像ＳＩ上には、図２１の例と同様に、ｘ軸、ｙ軸およびｚ軸とともに、設定モードで設定された測定平面ＭＬ１を示す図形ＰＬ１が表示される。測定作業者は、撮像画像ＳＩ上の図形ＰＬ１を視認することにより、測定対象物Ｓにおけるどの部分を測定すべきかを認識することができる。
【０１２３】
また、撮像画像ＳＩ上には、図２１の例と同様に、設定モードで設定された測定位置Ｍ１ａ，Ｍ２ａ，Ｍ３ａ，Ｍ４ａを示す画像Ｐ１ａ，Ｐ２ａ，Ｐ３ａ，Ｐ４ａが表示される。測定作業者は、撮像画像ＳＩ上の画像Ｐ１ａ，Ｐ２ａ，Ｐ３ａ，Ｐ４ａを視認することにより、測定対象物Ｓにおけるどの部分に測定位置を設定すればよいのかを容易かつ正確に認識することができる。
【０１２４】
読み込まれた設定情報には、上記のように、測定管理者による複数の測定位置Ｍ１ａ，Ｍ２ａ，Ｍ３ａ，Ｍ４ａの測定手順も含まれる。そのため、撮像画像ＳＩにおいては、測定作業が進むごとに、測定作業者により現在設定されるべき測定位置を示す画像が他の測定位置を示す画像とは異なる表示形態で表示される。
【０１２５】
表示形態としては、画像の色または形等が挙げられる。本例では、現在設定されるべき測定位置Ｍ１ａを示す画像Ｐ１ａが、他の測定位置Ｍ２ａ，Ｍ３ａ，Ｍ４ａを示す画像Ｐ２ａ，Ｐ３ａ，Ｐ４ａの色（白色）とは異なる色（黒色）で表示される。それにより、測定作業者は、現在設定すべき測定位置を容易に認識することができる。
【０１２６】
また、撮像画像ＳＩ上には、プローブ１４０の接触部１４４ａの位置を示す画像ｉａが表示されるとともに、接触部１４４ａと現在設定されるべき測定位置とを結ぶ直線を示す画像ｉｂが表示される。それにより、測定作業者は、測定対象物Ｓに対して接触部１４４ａをどのような方向に移動させればよいかを容易に認識することができる。
【０１２７】
さらに、撮像画像ＳＩには、プローブ１４０の接触部１４４ａから現在設定されるべき測定位置までの距離を示すインジケータｉｃが表示される。測定作業者は、インジケータｉｃを視認することにより、接触部１４４ａから現在設定されるべき測定位置までの距離を正確に認識することができる。それにより、使用者は接触部１４４ａを測定対象物Ｓの測定位置に容易かつ正確に接触させることができる。
【０１２８】
本例のインジケータｉｃは、現在設定されるべき測定位置から接触部１４４ａまでの距離を棒グラフで表す。これに限らず、インジケータｉｃは、接触部１４４ａから現在設定されるべき測定位置までの距離を数値で表してもよい。
【０１２９】
これらより、測定作業者は、図２６の第２の画像表示欄６２５に表示される撮像画像ＳＩを視認しつつ「平面１」を特定する測定平面ＭＬ１を容易かつ正確に設定することができる。
【０１３０】
測定モード中の第１の画像表示欄６１１においては、図２６に示すように、接触部１４４ａの現在の位置を示す画像ＰＰとともに、現在設定されるべき測定位置に接触部１４４ａを接触させるためのプローブ１４０の理想的な位置および姿勢を示す画像ＰＰｘが表示されてもよい。
【０１３１】
図２６の例では、画像ＰＰｘとしてプローブ１４０の模式図が用いられる。この場合、測定作業者は、画像ＰＰｘを視認することにより、現在設定すべき測定位置を容易に認識することができる。また、測定作業者は、現在設定すべき測定位置を正確に設定するための理想的なプローブ１４０の姿勢を容易に認識することができる。
【０１３２】
ここで、第１の画像表示欄６１１においては、例えば図２６および図２７に示すように、画像ＰＰが常に黒色で表示され、画像ＰＰｘが黒色と白色（または黄色）とで交互に点滅表示されてもよい。この場合、測定作業者は、画像ＰＰ，ＰＰｘのそれぞれの表示形態を視認することにより、画像ＰＰ，ＰＰｘを容易に識別することができる。
【０１３３】
測定作業者が測定平面ＭＬ１の設定を完了すると、図２８に示すように、第１の画像表示欄６１１内の測定平面ＭＬ１を示す図形ＰＬ１が通常表示に切り替わり、次に設定されるべき「平面２」の測定平面ＭＬ２を示す図形ＰＬ２がハイライト表示される。
【０１３４】
また、第２の画像表示欄６２５には、「平面２」に対応する撮像画像ＳＩが表示される。このとき、撮像画像ＳＩ上には、図２３の例と同様に、ｘ軸、ｙ軸およびｚ軸とともに、設定モードで設定された測定平面ＭＬ２を示す図形ＰＬ２が表示される。また、撮像画像ＳＩ上には、設定モードで設定された測定位置Ｍ１ｂ，Ｍ２ｂ，Ｍ３ｂ，Ｍ４ｂを示す画像Ｐ１ｂ，Ｐ２ｂ，Ｐ３ｂ，Ｐ４ｂが表示される。さらに、撮像画像ＳＩには、図２６の例と同様に、プローブ１４０の接触部１４４ａの位置を示す画像ｉａ、接触部１４４ａと現在設定されるべき測定位置とを結ぶ直線を示す画像ｉｂ、および接触部１４４ａから現在設定されるべき測定位置までの距離を示すインジケータｉｃが重畳表示される。
【０１３５】
これらより、測定作業者は、図２８の第２の画像表示欄６２５に表示される撮像画像ＳＩおよび第１の画像表示欄６１１に表示される画像ＰＰｘを視認しつつ「平面２」の測定平面ＭＬ２を容易かつ正確に設定することができる。
【０１３６】
測定平面ＭＬ１，ＭＬ２の設定が完了すると、図２９に示すように、第１の画像表示欄６１１内の測定平面ＭＬ２を示す図形ＰＬ２が通常表示に切り替わる。また、「平面１」および「平面２」間の距離が算出され、算出された測定結果が撮像領域仮想画像ＶＩに重畳表示される。
【０１３７】
さらに、図２９に示すように、表示部１６０の画面上では、図２８の第２の画像表示欄６２５に代えて測定結果表示欄６２６が表示される。測定結果表示欄６２６には、「平面１」および「平面２」間の距離が測定結果として表示される。このとき、測定結果は図１の記憶部２１０に記憶される。
【０１３８】
設定モードにおいては測定管理者により測定条件として予め良否判定用の基準範囲が設定されてもよく、測定モードにおいては設定された基準範囲と測定結果とに基づいて製造部品等の良否判定が行われてもよい。この場合、測定モードにおいて測定結果が基準範囲内であるときには、図２９に示すように測定結果表示欄６２６内に測定結果とともに良品を示す判定結果（例えば「ＯＫ」）が表示されてもよい。一方、測定結果が基準範囲外であるときには、測定結果表示欄６２６内に測定結果とともに不良品を示す判定結果（例えば「ＮＧ」）が表示されてもよい。
【０１３９】
また、測定結果表示欄６２６には、次の測定ボタン６２６ａおよびメインメニューボタン６２６ｂが表示される。測定作業者は、次の測定ボタン６２６ａを操作することにより、さらに新たな測定対象物Ｓに対して、上記の例と同様の測定を行うことができる。
【０１４０】
また、測定作業者は、メインメニューボタン６２６ｂを操作することにより、測定作業を終了することができる。この場合、表示部１６０には図１４の初期画面ＳＣ１が表示される。
【０１４１】
測定モードにおいては、撮像画像ＳＩ上に表示される複数の測定位置のうち設定が終了した測定位置を示す画像は、現在設定されるべき測定位置を示す画像および設定されていない測定位置を示す画像とは異なる表示形態で表示されてもよい。
【０１４２】
図３０は、撮像画像ＳＩ上に表示される複数の測定位置の表示形態の一例を示す図である。図３０の例では、設定が終了した測定位置Ｍ１ａ，Ｍ２ａを示す画像Ｐ１ａ，Ｐ２ａにハッチングが施される。また、現在設定されるべき測定位置Ｍ３ａを示す画像Ｐ３ａが黒色で表示される。さらに、設定されていない測定位置Ｍ４ａを示す画像Ｐ４ａが白色で表示される。この場合、測定作業者は、接触部１４４ａを接触させるべき測定位置を容易に認識することができる。また、測定作業者は、測定作業の進捗を容易に認識することができる。
【０１４３】
（７）効果
光学式座標測定装置３００においては、プローブ１４０の複数の発光部１４３が主撮像部１３０により撮像される。主撮像部１３０により得られる複数の発光部１４３の画像を示す画像データに基づいて複数の発光部１４３の位置がそれぞれ算出される。
【０１４４】
設定モードにおいて、測定対象物Ｓが副撮像部１５０により撮像される。測定モードにおいて、副撮像部１５０により得られる測定対象物Ｓの画像が撮像画像ＳＩとして表示部１６０に表示される。設定されるべき測定対象物Ｓ上の測定位置を示す画像が撮像画像ＳＩ上に表示される。測定位置を示す画像は、算出された複数の発光部１４３の位置と複数の発光部１４３に対する副撮像部１５０の位置関係とに基づいて表示される。そのため、測定対象物Ｓ上の測定位置が撮像画像ＳＩ上で正確に示される。
【０１４５】
それにより、測定作業者は、撮像画像ＳＩ上の測定位置を示す画像を視認することにより、測定対象物Ｓにおける測定位置を正確に認識することができる。その結果、測定作業者は、測定対象物Ｓに対する正確な測定を容易に行うことが可能となる。
【０１４６】
上記のように、本実施の形態では、測定位置を示す画像がその測定位置を含む測定平面に対応する撮像画像ＳＩ上の位置に表示される。それにより、測定作業者は、撮像画像ＳＩを視認することにより測定対象物Ｓ上の測定位置を容易に認識することができる。
【０１４７】
（８）他の実施の形態
（８−１）上記の実施の形態では、設定モードおよび測定モードによる測定対象物Ｓの測定時に、表示部１６０に撮像画像ＳＩが表示される。これらの撮像画像ＳＩは、静止画である。
【０１４８】
これに限らず、表示部１６０には、副撮像部１５０により所定のフレームレートで得られる複数の撮像画像ＳＩが連続してリアルタイムに表示されてもよい。また、各撮像画像ＳＩが表示部１６０に表示される際には、測定位置および測定対象部分を示す画像、接触部１４４ａと現在設定されるべき測定位置とを結ぶ直線を示す画像ｉｂ、インジケータｉｃが各撮像画像ＳＩ上に表示されてもよい。
【０１４９】
図３１は、表示部１６０に撮像画像ＳＩがリアルタイムに表示される例を示す図である。図３１に示すように、本例では、測定位置の設定時に副撮像部１５０により所定のフレームレートで得られる撮像画像ＳＩが表示部１６０の第２の画像表示欄６２５にリアルタイムに表示される。
【０１５０】
この場合、測定作業者は、副撮像部１５０の位置および向きを変更することにより、種々の位置および種々の方向から見た測定対象物Ｓの外観を表示部１６０の画面上で確認することができる。また、測定対象物Ｓにおける複数の測定位置および測定対象部分を種々の方向から確認することができる。
【０１５１】
なお、スタイラス１４４の接触部１４４ａが副撮像部１５０の撮像範囲内に存在しない場合には、図３１に示すように、接触部１４４ａの位置を示す画像を撮像画像ＳＩ上に表示させることができない。したがって、測定作業者が接触部１４４ａを測定位置に近づけるとその測定位置も副撮像部１５０の撮像範囲から外れてしまう。
【０１５２】
そこで、接触部１４４ａと設定すべき測定位置との間の距離が所定のしきい値よりも大きい場合に、撮像画像ＳＩをリアルタイムに表示部１６０に表示させる。また、接触部１４４ａと設定すべき測定位置との間の距離が所定のしきい値以下になると、直前に得られた撮像画像ＳＩを表示部１６０に静止画として表示させ、撮像画像ＳＩの更新を行わない。それにより、測定作業者が接触部１４４ａを測定位置に近づけた場合でも、撮像画像ＳＩ上に接触部１４４ａの位置を示す画像ｉｃを重畳表示することが可能になる。
【０１５３】
（８−２）上記の実施の形態では、副撮像部１５０は、プローブ１４０のスタイラス１４４に隣り合うように配置される。これに限らず、副撮像部１５０は、複数の発光部１４３との位置関係が一定に保たれるのであれば、スタイラス１４４から離間した位置に設けられてもよい。
【０１５４】
例えば、副撮像部１５０は、スタイラス１４４の接触部１４４ａが撮像範囲内に位置するように筐体部１４１または把持部１４２のいずれかに取り付けられてもよい。この場合、撮像画像ＳＩには常に接触部１４４ａが表示される。したがって、図３１の例で説明したように、表示部１６０に撮像画像ＳＩがリアルタイムに表示される場合でも、測定作業者は撮像画像ＳＩを視認することにより接触部１４４ａの現在の位置を容易に認識することができる。
【０１５５】
（８−３）上記の実施の形態では、主として位置図形情報が撮像画像ＳＩに重畳表示される。これに限らず、測定モードにおいては、撮像画像ＳＩに設定モードでの測定結果が重畳表示されてもよい。
【０１５６】
図３２は、設定モードでの測定結果が重畳された撮像画像ＳＩの一例を示す図である。図３２の例では、測定位置、測定対象部分および接触部１４４ａの位置を示す画像に加えて、太い点線で示すように設定モードでの測定結果が撮像画像ＳＩ上に表示されている。この場合、測定作業者は、設定モードでの測定結果を視認することにより、測定結果を予測することができる。
【０１５７】
（８−４）上記の実施の形態では、表示部１６０に表示する撮像画像ＳＩを得るための撮像手段として副撮像部１５０のみが用いられる。これに限らず、光学式座標測定装置３００は、撮像画像ＳＩを得るための撮像手段として、副撮像部１５０に加えて他のカメラ装置を有してもよい。この場合、カメラ装置は、例えばＣＣＤカメラ等の撮像部とその撮像部と一定の位置関係を有する複数の発光部１４３を有する必要がある。
【０１５８】
図３３は、カメラ装置を備える光学式座標測定装置３００の使用例を示す図である。図３３（ａ）に示すように、本例のカメラ装置９００は、複数の発光部１４３とＣＣＤカメラ１９０とを含み、例えば測定作業者のヘルメット等に取り付けられる。そのカメラ装置９００においては、複数の発光部１４３とＣＣＤカメラ１９０とが一定の位置関係で固定される。
【０１５９】
さらに、カメラ装置９００における複数の発光部１４３とＣＣＤカメラ１９０との位置関係、およびＣＣＤカメラ１９０の特性（画角およびディストーション等）が撮像情報として図１の記憶部２１０に記憶される。
【０１６０】
それにより、カメラ装置９００が撮像領域Ｖ内にある場合、ＣＣＤカメラ１９０により撮像される領域が図１の制御部２２０により認識される。したがって、ＣＣＤカメラ１９０により得られる画像についても、副撮像部１５０により得られる画像と同様に、撮像画像ＳＩとして用いることができる。
【０１６１】
図３３（ｂ）に、図３３（ａ）の例で副撮像部１５０により得られる撮像画像ＳＩの例が示される。また、図３３（ｃ）に、図３３（ａ）の例でＣＣＤカメラ１９０により得られる撮像画像ＳＩの例が示される。図１の制御部２２０は、例えば、測定作業者による図１の操作部１７０または操作部２３０の操作に応答して、これらの撮像画像ＳＩを表示部１６０に切り替えて表示してもよい。
【０１６２】
それにより、測定作業者は、互いに異なる２つの位置から見た測定対象物Ｓの外観を２つの撮像画像ＳＩにより確認することができる。また、これらの撮像画像ＳＩ上に位置図形情報および接触部１４４ａの位置を示す画像が表示されることにより、測定作業者は、測定対象物Ｓにおける測定対象部分および現在設定すべき測定位置をより容易かつ正確に認識することができる。
【０１６３】
なお、光学式座標測定装置３００は、２以上のカメラ装置９００を有してもよい。この場合、測定作業者は、互いに異なる３以上の位置から見た測定対象物Ｓの外観を３以上の撮像画像ＳＩにより確認することができる。
【０１６４】
（８−５）上記の実施の形態では、位置図形情報として、測定位置を示す球体の画像が撮像画像ＳＩ上の３次元空間の対応する位置に重畳表示される。また、測定対象部分を示す平面の画像が撮像画像ＳＩ上の３次元空間の対応する位置に重畳表示される。
【０１６５】
これに限らず、測定モードにおいては、測定位置を示す球体の画像が撮像画像ＳＩ上に表示される代わりに、プローブ１４０の接触部１４４ａの位置から現在設定されるべき測定位置に向かう方向を示す画像が、測定位置を示す画像として撮像画像ＳＩ上に表示されてもよい。
【０１６６】
図３４は、プローブ１４０の接触部１４４ａが向かうべき方向を示す画像が撮像画像ＳＩ上に表示された例を示す図である。図３４の例では、接触部１４４ａの位置を示す画像ｉａと、その接触部１４４ａから現在設定されるべき測定位置に向かう方向を示す矢印の画像ｉｄとが撮像画像ＳＩに重畳表示されている。この場合、測定作業者は、画像ｉｄを視認することにより、現在設定されるべき測定位置を設定するために測定対象物Ｓに対してプローブ１４０の接触部１４４ａをどの方向に移動させればよいのかを容易かつ正確に認識することができる。
【０１６７】
なお、本例の画像ｉｄを撮像画像ＳＩ上に表示する場合には、接触部１４４ａから現在設定されるべき測定位置までの距離に応じて矢印の長さを変更してもよい。例えば、接触部１４４ａから現在設定されるべき測定位置までの距離が大きい場合には、矢印の長さを長くする。また、接触部１４４ａから現在設定されるべき測定位置までの距離が小さい場合には、矢印の長さを短くする。それにより、測定作業者は、画像ｉｄを視認することによりプローブ１４０を移動させるべき方向および距離を容易に認識することができる。
【０１６８】
（８−６）上記の副撮像部１５０はバーコード読取機能を有してもよい。この場合、例えば測定対象物Ｓに所定の情報を示すバーコードを付す。それにより、測定管理者または測定作業者は、測定対象物Ｓの測定とともに測定対象物Ｓに付されたバーコードを副撮像部１５０により容易に読み取ることができる。なお、副撮像部１５０は、バーコード読取機能に限らずＱＲ（Quick Response）コード読取機能を有してもよい。また、副撮像部１５０は、ＯＣＲ（Optical Character Reader）等の機能を有してもよい。
【０１６９】
（８−７）上記の実施の形態では、プローブ１４０により設定された測定位置および測定対象部分を示す画像が撮像画像ＳＩに重畳表示される。これに限らず、光学式座標測定装置３００において定義された３次元座標により表される図形の３次元ＣＡＤ（Computer-Aided Design）データが存在する場合には、そのＣＡＤデータに基づく画像が撮像画像ＳＩ上に表示されてもよい。この場合、設定モードで測定対象物Ｓを測定する代わりに、位置図形情報をＣＡＤデータで作製することも可能となる。また、このようなＣＡＤデータを用いることにより、設定モードにおいて基準線等の仮想線を撮像画像ＳＩ上に表示させることも可能になる。
【０１７０】
（８−８）上記の実施の形態では、プローブ１４０と制御基板１８０とがケーブルを介して接続される。これに限らず、プローブ１４０と制御基板１８０とが無線により通信可能に構成されてもよい。この場合、プローブ１４０の複数の発光部１４３の動作が制御基板１８０からの無線通信により制御される。また、副撮像部１５０から出力される受光信号が無線通信により制御基板１８０に送信される。それにより、プローブ１４０の操作性が向上する。
【０１７１】
（８−９）上記の実施の形態では、位置図形情報が撮像画像ＳＩ上に表示される。これに限らず、撮像画像ＳＩ上には位置図形情報が表示されなくてもよい。例えば、測定対象物Ｓにおける測定対象から外れた部分が副撮像部１５０により撮像されてもよい。この場合、測定管理者は、撮像領域Ｖの外側にプローブ１４０を配置した状態で副撮像部１５０により測定対象物Ｓを撮像し、その撮像画像を表示部１６０に表示させることができる。
【０１７２】
（９）請求項の各構成要素と実施の形態の各部との対応関係
以下、請求項の各構成要素と実施の形態の各構成要素との対応の例について説明するが、本発明は下記の例に限定されない。
【０１７３】
上記実施の形態においては、測定対象物Ｓが測定対象物の例であり、接触部１４４ａが接触部の例であり、複数の発光部１４３が複数のマーカの例であり、プローブ１４０がプローブの例であり、保持部１１０のスタンド部１１２の上端部の位置が予め定められた撮像位置の例である。
【０１７４】
また、主撮像部１３０が第１の撮像部の例であり、副撮像部１５０が第２の撮像部の例であり、制御部２２０が算出部および制御部の例であり、撮像画像ＳＩが撮像画像の例であり、表示部１６０が表示部の例であり、撮像画像ＳＩ上に表示される画像Ｐ１ａ，Ｐ２ａ，Ｐ３ａ，Ｐ４ａ，Ｐ１ｂ，Ｐ２ｂ，Ｐ３ｂ，Ｐ４ｂ，ｉｄが第１の指標の例である。
【０１７５】
また、光学式座標測定装置３００が光学式座標測定装置の例であり、撮像画像ＳＩ上に表示される画像ｉａが第２の指標の例であり、撮像画像ＳＩ上に表示される画像ｉｃが第３の指標の例であり、操作部２３０が操作部の例であり、測定平面ＭＬ１により示される「平面１」および測定平面ＭＬ２により示される「平面２」が測定対象物Ｓの測定対象部分の例である。
【０１７６】
さらに、対象部分形状が測定対象物のうち測定すべき部分の形状の例であり、撮像画像ＳＩ上に表示される図形ＰＬ１，ＰＬ２が測定対象部分の位置および形状を示す図形の例である。
【０１７７】
請求項の各構成要素として、請求項に記載されている構成または機能を有する他の種々の構成要素を用いることもできる。
【産業上の利用可能性】
【０１７８】
本発明は、種々の測定対象物の寸法等の測定に有効に利用することができる。
【符号の説明】
【０１７９】
１００  測定ヘッド
１１０  保持部
１１１  設置部
１１２  スタンド部
１２０  載置台
１３０  主撮像部
１３０ａ  素子保持部
１３０ｂ  レンズ保持部
１３１  撮像素子
１３２  レンズ
１３２ａ  主点
１３３  凹部
１３４  貫通孔
１４０  プローブ
１４１  筐体部
１４１ａ  前部上面
１４１ｂ  中央部上面
１４１ｃ  後部上面
１４１ｈ  開口
１４２  把持部
１４３  発光部
１４４  スタイラス
１４４ａ  接触部
１４５  電源基板
１４６  接続端子
１５０  副撮像部
１６０  表示部
１７０，２３０  操作部
１８０  制御基板
１９０  ＣＣＤカメラ
２００  処理装置
２１０  記憶部
２２０  制御部
３００  光学式座標測定装置
６０１  測定ボタン
６０２  設定ボタン
６１１  第１の画像表示欄
６１２  測定項目選択欄
６１２ａ  距離ボタン
６１２ｂ  角度ボタン
６１３  対象部分形状選択欄
６１３ａ  平面ボタン
６１３ｂ  直線ボタン
６１３ｃ  点ボタン
６１３ｄ  円ボタン
６２１  対象部分表示欄
６２１ａ  撮像ボタン
６２２  測定点座標表示欄
６２２ａ，６２２ｂ  確定ボタン
６２３，６２６  測定結果表示欄
６２３ａ  設定保存ボタン
６２４ａ  測定開始ボタン
６２５  第２の画像表示欄
６２６ａ  次の測定ボタン
６２６ｂ  メインメニューボタン
９００  カメラ装置
Ｄ１，Ｄ２  方向
ｉｃ  インジケータ
ＩＰ  発光点
Ｍ１ａ〜Ｍ４ａ，Ｍ１ｂ〜Ｍ４ｂ  測定位置
ＭＬ１，ＭＬ２  測定平面
Ｏ  原点
Ｐ  受光位置
Ｐ１ａ，Ｐ２ａ，Ｐ３ａ，Ｐ４ａ，Ｐ１ｂ，Ｐ２ｂ，Ｐ３ｂ，Ｐ４ｂ，ｉａ，ｉｂ，ｉｃ，ｉｄ，ＰＰ  画像
ＰＬ１，ＰＬ２  図形
Ｓ  測定対象物
Ｓａ，Ｓｂ  側面
ＳＣ１  初期画面
ＳＣ２  測定条件設定画面
ＳＣ３  測定手順設定画面
ＳＣ４  実測定画面
ＳＩ  撮像画像
Ｖ  撮像領域
ＶＩ  撮像領域仮想画像
【図１】
2015190928.tif 000003
【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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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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