(57)【要約】      （修正有）【課題】使用者の負担を軽減しつつ容易に取り扱い可能なプローブおよびプローブを備えた形状測定装置を提供する。【解決手段】プローブ１４０の接触部が載置台１２０に載置された測定対象物に接触される。プローブ１４０の複数の発光部が主撮像部１３０により撮像され、複数の発光部の画像に対応する画像データが生成される。生成された画像データに基づいて、測定対象物と接触部との接触位置の座標が算出される。プローブ１４０の把持部は第１の方向に延びるように設けられ、筐体部は第１の方向に対して角度をなす第２の方向に延びるように把持部の上端部に設けられる。複数の発光部は筐体部の上面に設けられ、接触部は筐体部の端部に設けられる。【選択図】図２
2015212681.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定対象物が載置される載置台と、
複数のマーカを有するとともに測定対象物に接触される接触部を有するプローブと、
前記プローブの前記複数のマーカを撮像することにより前記複数のマーカの画像に対応する画像データを生成する撮像部と、
前記撮像部により生成された画像データに基づいて、測定対象物と前記接触部との接触位置の座標を算出する算出部とを備え、
前記プローブは、
第１の方向に延びるように設けられ、使用者により把持される把持部と、
前記第１の方向に対して角度をなす第２の方向に延びるように前記把持部の上端部に設けられる本体部とを有し、
前記複数のマーカは前記本体部の上面に設けられ、前記接触部は前記本体部の端部に設けられる、光学式座標測定装置。
【請求項２】
前記本体部は、操作者の２本の指で挟み込み可能な第１および第２の側面を有する、請求項１記載の光学式座標測定装置。
【請求項３】
前記第１および第２の側面は滑り止め機能を有する、請求項２記載の光学式座標測定装置。
【請求項４】
前記本体部のうち前記端部から前記把持部までの部分が前記把持部に対して鋭角をなすように前記把持部の上端部に前記本体部が設けられる、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】
前記複数のマーカの各々は発光素子を含む、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】
前記プローブの前記把持部には、前記複数のマーカに電力を供給する電源装置が配置される、請求項５記載の光学式座標測定装置。
【請求項７】
前記複数のマーカの発光動作を制御する発光制御部をさらに備え、
前記プローブの前記把持部の下部には、ケーブルが取り付けられる接続端子が形成され、
前記複数のマーカは、前記接続端子に取り付けられた前記ケーブルを通して前記発光制御部に接続される、請求項５または６記載の光学式座標測定装置。
【請求項８】
前記プローブは、前記複数のマーカが前記撮像部の撮像領域内に存在するか否かを使用者に知らせるための第１の通知部をさらに含む、請求項１〜７のいずれか一項に記載の光学式座標測定装置。
【請求項９】
前記プローブは複数設けられ、
前記光学式座標測定装置は、測定対象物の測定部分に対応して前記複数のプローブのうち使用されるべきプローブが設定される設定部をさらに備え、
前記複数のプローブの各々は、前記設定部の設定内容に基づいて、当該プローブが使用されるべきか否かを使用者に知らせるための第２の通知部をさらに含む、請求項１〜８のいずれか一項に記載の光学式座標測定装置。
【請求項１０】
前記複数のマーカおよび前記接触部は、前記第２の方向、または前記第１および第２の方向に交差する方向に一体的に移動可能に前記プローブの前記本体部に設けられ、
前記プローブの前記把持部には、前記複数のマーカおよび前記接触部の移動を指示する移動指示部が設けられる、請求項１〜９のいずれか一項に記載の光学式座標測定装置。
【請求項１１】
測定対象物に接触可能な接触部を有するとともに光学式座標測定装置の撮像部により撮像可能なプローブであって、
第１の方向に延びるように設けられ、使用者により把持される把持部と、
前記第１の方向に対して角度をなす第２の方向に延びるように前記把持部の上端部に設けられる本体部とを備え、
前記撮像部により撮像される複数のマーカが前記本体部の上面に設けられ、前記接触部が前記本体部の端部に設けられる、プローブ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、接触式のプローブを用いる光学式座標測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
接触式の座標測定装置には、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の座標が算出される。測定対象物上の複数の位置の座標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においては、複数の点光源からの光が角度センサで記録されることにより接触プローブの位置および方向が算出される。そのため、使用者の指等によりいずれかの点光源からの光が遮られると、接触プローブの位置および方向が算出されない。したがって、使用者は、接触プローブの全ての光源からの光を遮らないように接触プローブを把持する必要がある。しかしながら、全ての光源からの光を遮らないように不自然な姿勢で接触プローブを把持し続けると、使用者の負担が増大する。
【０００７】
本発明の目的は、使用者の負担を軽減しつつ容易に取り扱い可能なプローブおよびプローブを備えた形状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】
【０００８】
（１）第１の発明に係る光学式座標測定装置は、測定対象物が載置される載置台と、複数のマーカを有するとともに測定対象物に接触される接触部を有するプローブと、プローブの複数のマーカを撮像することにより複数のマーカの画像に対応する画像データを生成する撮像部と、撮像部により生成された画像データに基づいて、測定対象物と接触部との接触位置の座標を算出する算出部とを備え、プローブは、第１の方向に延びるように設けられ、使用者により把持される把持部と、第１の方向に対して角度をなす第２の方向に延びるように把持部の上端部に設けられる本体部とを有し、複数のマーカは本体部の上面に設けられ、接触部は本体部の端部に設けられる。
【０００９】
この光学式座標測定装置においては、プローブの接触部が載置台に載置された測定対象物に接触される。プローブの複数のマーカが撮像部により撮像され、複数のマーカの画像に対応する画像データが生成される。撮像部により生成された画像データに基づいて、測定対象物と接触部との接触位置の座標が算出される。ここで、プローブの把持部は第１の方向に延びるように設けられ、本体部は第１の方向に対して角度をなす第２の方向に延びるように把持部の上端部に設けられる。複数のマーカは本体部の上面に設けられ、接触部は本体部の端部に設けられる。
【００１０】
この構成においては、使用者は、把持部を保持した状態で、本体部の端部の接触部を測定対象物に接触させることができる。この場合、複数のマーカは本体部の上面に設けられるので、複数のマーカと撮像部との間が使用者の指等により遮られることがない。そのため、使用者は、複数のマーカを遮らないように不自然な姿勢でプローブを把持する必要がない。また、把持部が本体部の下方に形成されることにより、プローブの重心がより下方に設けられる。これにより、使用者が、プローブを安定して把持することができる。これらの結果、使用者は、負担なく容易にプローブを取り扱うことができる。
【００１１】
（２）本体部は、操作者の２本の指で挟み込み可能な第１および第２の側面を有してもよい。
【００１２】
この場合、プローブの重量を手のひらおよび他の３本の指で支持しつつ２本の指で本体部の第１および第２の側面を挟み込むことにより本体部を保持することができる。それにより、２本の指で本体部の向きを容易かつ精細に操作することができる。その結果、使用者はプローブの微小な操作を容易に行うことができる。
【００１３】
（３）第１および第２の側面は滑り止め機能を有してもよい。この構成によれば、使用者が２本の指で本体部の第１および第２の側面を挟み込むことにより本体部を保持した場合でも、本体部が指から滑ることが防止される。これにより、使用者は、本体部の向きをより容易かつ精細に操作することができる。
【００１４】
（４）本体部のうち端部から把持部までの部分が把持部に対して鋭角をなすように把持部の上端部に本体部が設けられてもよい。
【００１５】
この場合、使用者は、略上下方向に把持部を保持した状態で、本体部の端部の接触部を測定対象物に接触させることがより容易になる。これにより、使用者は、より負担なくプローブを取り扱うことができる。
【００１６】
（５）複数のマーカの各々は発光素子を含んでもよい。この場合、撮像部は、複数のマーカを容易に撮像することができる。
【００１７】
（６）プローブの把持部には、複数のマーカに電力を供給する電源装置が配置されてもよい。
【００１８】
この場合、プローブの重心の位置がより低くなる。それにより、使用者は、本体部を安定に操作することができる。
【００１９】
（７）光学式座標測定装置は、複数のマーカの発光動作を制御する発光制御部をさらに備え、プローブの把持部の下部には、ケーブルが取り付けられる接続端子が形成され、複数のマーカは、接続端子に取り付けられたケーブルを通して発光制御部に接続されてもよい。
【００２０】
この場合、ケーブルはプローブの把持部の下部の接続端子が下方に延びる。そのため、ケーブルが複数のマーカと撮像部との間を遮ることが防止される。また、ケーブルの重量が把持部の下部に加わるので、本体部を容易かつ精細に操作することができる。
【００２１】
（８）プローブは、複数のマーカが撮像部の撮像領域内に存在するか否かを使用者に知らせるための第１の通知部をさらに含んでもよい。
【００２２】
この場合、使用者は、複数のマーカが撮像部の撮像領域内に存在するか否かを容易に認識することができる。
【００２３】
（９）プローブは複数設けられ、光学式座標測定装置は、測定対象物の測定部分に対応して複数のプローブのうち使用されるべきプローブが設定される設定部をさらに備え、複数のプローブの各々は、設定部の設定内容に基づいて、当該プローブが使用されるべきか否かを使用者に知らせるための第２の通知部をさらに含んでもよい。
【００２４】
この場合、使用者は、複数のプローブから測定対象物の測定部分に対応した使用すべきプローブを容易に認識することができる。
【００２５】
（１０）複数のマーカおよび接触部は、第２の方向、または第１および第２の方向に交差する方向に一体的に移動可能にプローブの本体部に設けられ、プローブの把持部には、複数のマーカおよび接触部の移動を指示する移動指示部が設けられてもよい。
【００２６】
この場合、使用者は、測定対象物の形状に応じて適した位置に接触点を移動させることができる。これにより、測定対象物の測定をより容易に行うことができる。また、複数のマーカおよび接触部は一体的に移動するので、接触部を移動させた場合でも、複数のマーカと接触部との位置関係は変化しない。そのため、算出部は複数のマーカと接触部との位置関係を更新することなく、測定対象物と接触部との接触位置の座標を短時間で算出することができる。
【００２７】
（１１）第２の発明に係るプローブは、測定対象物に接触可能な接触部を有するとともに光学式座標測定装置の撮像部により撮像可能なプローブであって、第１の方向に延びるように設けられ、使用者により把持される把持部と、第１の方向に対して角度をなす第２の方向に延びるように把持部の上端部に設けられる本体部とを備え、撮像部により撮像される複数のマーカが本体部の上面に設けられ、接触部が本体部の端部に設けられる。
【００２８】
このプローブにおいては、把持部が第１の方向に延びるように設けられ、本体部は第１の方向に対して角度をなす第２の方向に延びるように把持部の上端部に設けられる。複数のマーカは本体部の上面に設けられ、接触部は本体部の端部に設けられる。
【００２９】
この構成においては、使用者は、把持部を保持した状態で、本体部の端部の接触部を測定対象物に接触させることができる。この場合、複数のマーカは本体部の上面に設けられるので、複数のマーカと撮像部との間が使用者の指等により遮られることがない。そのため、使用者は、複数のマーカを遮らないように不自然な姿勢でプローブを把持する必要がない。また、把持部が本体部の下方に形成されることにより、プローブの重心がより下方に設けられる。これにより、使用者が、プローブを安定して把持することができる。これらの結果、使用者は、負担なく容易にプローブを取り扱うことができる。
【発明の効果】
【００３０】
本発明によれば、使用者は、負担なく容易にプローブを取り扱うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【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】プローブの内部構成を示すブロック図である。
【図５】プローブの前部の縦断面図である。
【図６】プローブの前部の斜視図である。
【図７】図３のプローブを載置するためのプローブ載置部材を示す図である。
【図８】図３のプローブを載置するためのプローブ載置部材を示す図である。
【図９】主撮像部の構成について説明するための図である。
【図１０】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１１】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１２】測定対象物の一例を示す図である。
【図１３】図１２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１４】図１２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１５】図１２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１６】図１２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１７】図１２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１８】撮像画像上に測定情報が重畳表示された例を示す図である。
【図１９】第１の変形例におけるプローブの構成を示す模式図である。
【図２０】スタイラスが移動された状態のプローブを示す模式図である。
【図２１】第２の変形例におけるプローブの構成を示す模式的側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
（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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。なお、載置台１２０が着脱自在に構成されてもよい。例えば、複数のねじ穴が形成された載置台１２０に、上面が粘着性を有する板状部材をねじにより固定することで、上面が粘着性を有する載置台１２０を実現してもよい。
【００３５】
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９）および複数のレンズ１３２（後述する図９）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１０）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。
【００３６】
撮像領域Ｖ（図１０）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。
【００３７】
図３に示すように、プローブ１４０は、複数の発光部１４３およびスタイラス１４４を含む。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、図２の主撮像部１３０により撮像される。
【００３８】
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。プローブ１４０の構成の詳細については後述する。
【００３９】
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の後述する筐体部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制御基板１８０に出力される。
【００４０】
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。
【００４１】
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。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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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の撮像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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
（２）プローブの構成
図４は、プローブ１４０の内部構成を示すブロック図である。以下、図３および図４を用いて、プローブ１４０の詳細な構成を説明する。図３に示すように、プローブ１４０は、複数の発光部１４３およびスタイラス１４４に加えて、筐体部１４１、把持部１４２、回路基板１４５、接続端子１４６および通知部１４８をさらに含む。筐体部１４１の両側面には、保持領域１４７が設けられる。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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。なお、図４では、３個の発光部１４３のみが図示され、他の４個の発光部１４３の図示が省略されている。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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。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。
【００５７】
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。
【００５８】
図５は、プローブ１４０の前部の縦断面図である。図６は、プローブ１４０の前部の斜視図である。図５および図６に示すように、筐体部１４１の前端面、上面の前端および下面の前端には、スタイラス１４４を取り付けるための取付部１４１Ａ，１４１Ｂ，１４１Ｃがそれぞれ形成されている。図５および図６では、取付部１４１Ａに取り付けられるスタイラス１４４を実線で示し、取付部１４１Ｂ，１４１Ｃに取り付けられるスタイラス１４４を点線で示す。
【００５９】
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の前端面と上面の前端と下面の前端との間で任意に変更することができる。それにより、スタイラス１４４の方向を変更することができる。図３の例では、スタイラス１４４は取付部１４１Ａに取り付けられている。この場合、スタイラス１４４は、前方斜め下方を向いている。一方、スタイラス１４４が取付部１４１Ｂに取り付けられる場合、スタイラス１４４は前方斜め上方を向き、スタイラス１４４が取付部１４１Ｃに取り付けられる場合、スタイラス１４４は略下方を向く。
【００６０】
回路基板１４５は、把持部１４２の内部に収納される。把持部１４２が筐体部１４１の下方に形成されることにより、プローブ１４０の重心が下方に設けられる。また、回路基板１４５が把持部１４２の内部に収納されることにより、プローブ１４０の重心がさらに下方に設けられる。これにより、使用者が、プローブ１４０を安定して把持することができる。
【００６１】
回路基板１４５には、メモリ１４５ａ、電源回路１４５ｂ、制御回路１４５ｃおよびインターフェース１４５ｄが実装される。メモリ１４５ａには、複数の発光部１４３間の距離のばらつき、および複数の発光部１４３とスタイラス１４４の接触部１４４ａとの位置ずれ等の個体のばらつきを補正するための校正情報が記憶される。電源回路１４５ｂは、複数の発光部１４３および通知部１４８に電力を供給する。
【００６２】
制御回路１４５ｃは、インターフェース１４５ｄを介して接続端子１４６に接続される。接続端子１４６と制御基板１８０とがケーブルＣＡにより接続される。これにより、複数の発光部１４３および通知部１４８の動作が制御回路１４５ｃを介して制御基板１８０により制御される。
【００６３】
また、制御回路１４５ｃは、メモリ１４５ａに記憶された校正情報をインターフェース１４５ｄを介して制御基板１８０に与える。図１の制御部２２０は、制御基板１８０に与えられた校正情報に基づいて、複数の発光部１４３間の距離のばらつき、および複数の発光部１４３とスタイラス１４４の接触部１４４ａとの位置ずれ等の個体のばらつきを補正する。
【００６４】
副撮像部１５０は、副撮像素子１５１および副撮像制御部１５２を有する。副撮像素子１５１は、例えばＣＣＤ素子である。副撮像制御部１５２は、副撮像素子１５１による撮像タイミングを制御する。また、副撮像制御部１５２は、副撮像素子１５１による取得される画像データをインターフェース１４５ｄを介して制御基板１８０に与える。
【００６５】
接続端子１４６は、図３の把持部１４２の下部に配置される。この場合、ケーブルＣＡは把持部１４２の下部の接続端子１４６が下方に延びる。そのため、ケーブルＣＡが複数の発光部１４３と主撮像部１３０との間を遮ることが防止される。また、ケーブルＣＡの重量が把持部１４２の下部に加わるので、筐体部１４１を容易かつ精細に操作することができる。なお、プローブ１４０と制御基板１８０とが無線により通信可能に設けられてもよい。
【００６６】
保持領域１４７は、第２の方向Ｄ２に延びる筐体部１４１の両側面の中央部にそれぞれ形成される。本実施の形態においては、保持領域１４７は、第２の方向Ｄ２に並ぶ複数の微小な突起１４７ａを含む。複数の突起１４７ａは滑り止めとして機能する。使用者は、例えば親指および人差し指を筐体部１４１の両側面の保持領域１４７にそれぞれ接触させつつ、手のひらおよび他の指で把持部１４２を把持することができる。
【００６７】
この場合、プローブ１４０の重量を手のひらおよび３本の指で支持しつつ親指および人差し指で筐体部１４１の保持領域１４７を挟み込むことにより筐体部１４１を保持することができる。それにより、親指および人差し指で筐体部１４１の向きを容易かつ精細に操作することができる。そのため、使用者はプローブ１４０の微小な操作を容易に行うことができる。また、保持領域１４７の複数の突起１４７ａによりプローブ１４０が使用者の手から滑ることが防止される。
【００６８】
通知部１４８は、筐体部１４１の上面の後端近傍に配置される。本実施の形態においては、通知部１４８は、複数の緑色ＬＥＤおよび複数の赤色ＬＥＤを含む。複数の発光部１４３が主撮像部１３０（図２）の撮像領域Ｖ（図１０）内に存在する場合には、通知部１４８は緑色に発光する。一方、複数の発光部１４３が主撮像部１３０の撮像領域Ｖ内に存在しない場合には、通知部１４８は赤色に発光する。これにより、複数の発光部１４３が主撮像部１３０の撮像領域Ｖ内に存在しているか否かを容易に認識することができる。
【００６９】
また、光学式座標測定装置３００には、複数のプローブ１４０を設けることが可能である。使用者は、測定対象物Ｓの形状に応じて、適切な位置に適切な形状を有するスタイラス１４４が設けられたプローブ１４０を選択して測定対象物Ｓの測定を行うことができる。制御部２２０には、測定対象物Ｓの測定位置に対応して複数のプローブ１４０のうち使用されるべきプローブ１４０が予め登録されている。
【００７０】
使用されるべきプローブ１４０の通知部１４８は、緑色または赤色に発光する。具体的には、使用されるべきプローブ１４０の複数の発光部１４３が主撮像部１３０の撮像領域Ｖ（図１０）内に存在する場合には、当該プローブ１４０の通知部１４８は緑色に発光する。一方、使用されるべきプローブ１４０の複数の発光部１４３が主撮像部１３０の撮像領域Ｖ内に存在しない場合には、当該プローブ１４０の通知部１４８は赤色に発光する。他のプローブ１４０の通知部１４８は発光しない。これにより、使用者は、使用されるべきプローブ１４０を容易に認識することができる。
【００７１】
なお、本実施の形態においては、使用されるべきプローブ１４０以外のプローブ１４０の複数の発光部１４３は発光しない。そのため、使用されるべきプローブ１４０以外のプローブ１４０を用いて測定が行われることが防止される。
【００７２】
図２の操作部１７０は、プローブ１４０に一体的に設けられてもよい。例えば、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。
【００７３】
（３）プローブ載置部材
図７および図８は、図３のプローブ１４０を載置するためのプローブ載置部材を示す図である。プローブ１４０の未使用時には、プローブ１４０はプローブ載置部材１０に載置される。図７（ａ）はプローブ１４０の一方の側面が上方を向いた姿勢でプローブ１４０が載置された状態におけるプローブ載置部材１０の平面図を示す。図７（ｂ）はプローブ１４０の他方の側面が上方を向いた姿勢でプローブ１４０が載置された状態におけるプローブ載置部材１０の平面図を示す。図８（ａ）は、プローブ１４０が載置される前のプローブ載置部材１０の側面図を示す。図８（ｂ）は、プローブ１４０が載置された状態におけるプローブ載置部材１０の側面図を示す。
【００７４】
図７（ａ），（ｂ）および図８（ａ），（ｂ）に示すように、プローブ載置部材１０は、底部１１、側壁部１２および突出部１３，１４により構成される。本実施の形態においては、底部１１、側壁部１２および突出部１３，１４は、樹脂により一体的に形成される。底部１１、側壁部１２および突出部１３，１４は、例えば三次元プリンタにより製造することができる。
【００７５】
底部１１は、縁部１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄを有する。縁部１１ａと縁部１１ｃとが互いに対向し、縁部１１ｂと縁部１１ｄとが互いに対向する。底部１１上に縁部１１ａに沿って側壁部１２が配置される。側壁部１２の内側面１２ａは、プローブ１４０の筐体部１４１の上面に当接する形状を有する。縁部１１ｂと縁部１１ｃとにより形成される底部１１上の角部に突出部１３が配置される。縁部１１ｄと縁部１１ｃとにより形成される底部１１上の角部に突出部１４が配置される。
【００７６】
これにより、側壁部１２と突出部１３との間に隙間１０ａが形成され、側壁部１２と突出部１４との間に隙間１０ｂが形成され、突出部１３と突出部１４との間に隙間１０ｃが形成される。隙間１０ａおよび隙間１０ｂの幅は、上下方向におけるプローブ１４０の筐体部１４１の前部および後部の寸法と略等しいかまたはわずかに大きい。隙間１０ｃの幅は、前後方向におけるプローブ１４０の把持部１４２の断面の寸法よりも十分に大きい。
【００７７】
この構成において、底部１１上にプローブ１４０を載置した場合、筐体部１４１の上面が側壁部１２の内側面１２ａに当接する。これにより、プローブ１４０の上面の複数の発光部１４３が側壁部１２により保護される。また、筐体部１４１の前部および後部の一方が側壁部１２の内側面１２ａと突出部１３の内側面１３ａとにより狭持され、筐体部１４１の前部および後部の他方が側壁部１２の内側面１２ａと突出部１４の内側面１４ａとにより狭持される。さらに、把持部１４２およびケーブルＣＡが底部１１の縁部１１ｃから外方に突出する。
【００７８】
この構成によれば、図７（ａ），（ｂ）に示すように、プローブ１４０のいずれの側面を上方にした姿勢においても、プローブ１４０をプローブ載置部材１０に載置することができる。そのため、プローブ１４０をプローブ載置部材１０に載置する際に、プローブ１４０の向きを一定方向にそろえる必要がない。そのため、使用者の利き手が右および左のいずれであっても、容易かつ迅速にプローブ１４０をプローブ載置部材１０に載置することができる。
【００７９】
また、プローブ１４０をプローブ載置部材１０に載置した状態では、取付部１４１Ａ〜１４１Ｃを含む筐体部１４１の前端が底部１１の縁部１１ｂまたは縁部１１ｃから外方に突出する。そのため、いずれの取付部１４１Ａ〜１４１Ｃにスタイラス１４４が取り付けられた状態であっても、プローブ１４０をプローブ載置部材１０に確実に載置することができる。また、取付部１４１Ａ〜１４１Ｃにどのような長さを有するスタイラス１４４が取り付けられた状態であっても、プローブ１４０をプローブ載置部材１０に確実に載置することができる。
【００８０】
（４）主撮像部の構成
図９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９（ａ）は、主撮像部１３０の模式的断面図であり、図９（ｂ）は、主撮像部１３０の外観斜視図である。
【００８１】
図９（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は例えば金属材料からなる。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。
【００８２】
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、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。
【００８３】
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。
【００８４】
（５）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１０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１０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１０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。
【００８５】
図１０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。
【００８６】
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１０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。
【００８７】
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、互いに直交するｘ軸、ｙ軸およびｚ軸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。
【００８８】
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。
【００８９】
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。
【００９０】
また、各発光部１４３の中心の座標に基づいて、プローブ１４０の姿勢が特定される。これにより、スタイラス１４４の向きが特定される。また、各発光部１４３の中心の座標の変化に基づいて、接触部１４４ａの移動方向が特定される。通常、接触部１４４ａは、接触されるべき測定対象物Ｓの面に対して垂直に近づけられる。そのため、特定されたスタイラス１４４の向きおよび接触部１４４ａの移動方向に基づいて、接触部１４４ａの中心と接触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との接触位置の座標が算出される。
【００９１】
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。
【００９２】
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が行われることが好ましい。キャリブレーション結果を固有データとして保持し、その固有データを測定対象物Ｓの測定の際に参照してもよく、またはキャリブレーション結果に基づいて、実際に測定を行う前に上記の各位置関係等の個体差を調整してもよい。
【００９３】
（６）測定例
光学式座標測定装置３００による測定対象物Ｓの寸法の測定例について説明する。図１１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１２は、測定対象物Ｓの一例を示す図である。
【００９４】
図１１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、ｘ軸、ｙ軸およびｚ軸がそれぞれ設定される。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１１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１１の点線）が含まれる。
【００９５】
図１２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。
【００９６】
図１３〜図１７は、図１２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１３（ａ）および図１５（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１３（ｂ）および図１５（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１４、図１６および図１７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。
【００９７】
図１３（ａ）および図１３（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１３（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として設定される。この場合、測定位置Ｍ１ａの座標が特定される。
【００９８】
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として設定され、測定位置Ｍ２ａ，Ｍ３ａ，Ｍ４ａの座標が特定される。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として設定される。この場合、図１４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。
【００９９】
続いて、図１５（ａ）および図１５（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１５（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として設定される。この場合、測定位置Ｍ１ｂの座標が特定される。
【０１００】
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として設定され、測定位置Ｍ２ｂ，Ｍ３ｂ，Ｍ４ｂの座標が特定される。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として設定される。この場合、図１６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。
【０１０１】
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、決定された測定平面ＭＬ１，ＭＬ２の距離が算出され、図１７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つの測定平面間の距離の算出条件等は、使用者により適宜設定可能であってもよい。
【０１０２】
本例では、４つの測定位置に基づいて１つの測定平面が決定されるが、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。
【０１０３】
また、本例では、指定された複数の位置（測定位置）を通る平面（測定平面）が測定対象として設定されるが、測定対象物の形状に応じて、他の幾何学形状が測定対象として設定されてもよい。例えば、指定された複数の位置を通る円筒または球等が測定対象として設定されてもよい。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。また、設定された幾何学形状に関する角度または面積等が求められてもよい。
【０１０４】
本実施の形態に係る光学式座標測定装置３００が製造部品の良否検査に用いられる場合、実際に測定対象物（製造部品）の測定が行われる前に、測定すべき幾何学的特徴が光学式座標測定装置３００に予め設定される。その幾何学的特徴に関して測定対象物の測定が行われ、その測定結果に基づいて、測定対象物が設計通りの形状を有するか否かが検査される。この場合、測定すべき複数の幾何学的特徴の各々に関して良否基準が光学式座標測定装置３００に予め設定され、光学式座標測定装置３００が、その複数の幾何学的特徴に関する測定対象物の測定結果と、予め設定された複数の幾何学的特徴に関する良否基準とをそれぞれ比較し、各幾何学的特徴に関して良否の判別を行ってもよい。また、複数の幾何学的特徴の測定手順と複数の幾何学的特徴に関する良否基準が光学式座標測定装置３００に予め設定され、光学式座標測定装置３００が、各幾何学的特徴に関して良否の判別を行うのに加え、複数の幾何学的特徴に関する測定結果と良否基準との比較結果に基づいて総合的に測定対象物の良否判定を行ってもよい。
【０１０５】
（７）撮像部の使用例
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、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を撮像画像と呼ぶ。
【０１０６】
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、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。
【０１０７】
上記のように、測定位置および測定平面等の測定に関する情報（以下、測定情報と呼ぶ）は、３次元空間で設定される。本実施の形態では、これらの測定情報を撮像画像と対応付け、撮像画像上に測定情報を重畳表示することができる。
【０１０８】
図１８は、撮像画像上に測定情報が重畳表示された例を示す図である。図１８の例では、測定対象物Ｓの側面Ｓａが副撮像部１５０により撮像される。その撮像画像ＳＩに、測定位置Ｍ１ａ〜Ｍ４ａを表す複数の球体の画像Ｐ１ａ〜Ｐ４ａが重畳されるとともに、測定平面ＭＬ１を表す画像ＰＬ１が重畳される。
【０１０９】
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上に測定情報が重畳されることにより、測定情報を使用者が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、測定情報が重畳された撮像画像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。
【０１１０】
（８）効果
本実施の形態においては、使用者は、プローブ１４０の把持部１４２を保持した状態で、筐体部１４１の前端に設けられたスタイラス１４４の接触部１４４ａを測定対象物Ｓに接触させることができる。この場合、複数の発光部１４３は筐体部１４１の上面に設けられるので、複数の発光部１４３と主撮像部１３０との間が使用者の指等により遮られることがない。そのため、使用者は、複数の発光部１４３を遮らないように不自然な姿勢でプローブ１４０を把持する必要がない。また、把持部１４２が筐体部１４１の下方に形成されることにより、プローブ１４０の重心がより下方に設けられる。これにより、使用者が、プローブ１４０を安定して把持することができる。これらの結果、使用者は、負担なく容易にプローブ１４０を取り扱うことができる。
【０１１１】
（９）第１の変形例
第１の変形例におけるプローブについて、図３のプローブ１４０と異なる点を説明する。図１９は、第１の変形例におけるプローブの構成を示す模式図である。図１９（ａ），（ｂ）は、それぞれプローブ１４０の側面図および上面図を示す。図１９のプローブ１４０が図３のプローブ１４０と異なるのは次の点である。
【０１１２】
図１９（ａ）に示すように、把持部１４２には、移動指示部１４９が設けられる。図１９（ａ）の例では、移動指示部１４９は把持部１４２の前面の上部に配置される。移動指示部１４９は、１または複数のボタンまたはレバーを含む。また、図１９（ｂ）に示すように、前部上面１４１ａ、中央部上面１４１ｂおよび後部上面１４１ｃの開口１４１ｈの面積は、図３の前部上面１４１ａ、中央部上面１４１ｂおよび後部上面１４１ｃの開口１４１ｈの面積よりもそれぞれ大きく形成される。
【０１１３】
第１の変形例においては、複数の発光部１４３を保持するガラス製の保持部材（図示せず）とスタイラス１４４とが一体的に移動可能に構成される。使用者は、把持部１４２を把持しつつ移動指示部１４９を操作することにより、スタイラス１４４および複数の発光部１４３を一体的に矢印Ａ，Ｂで示す方向に移動させることができる。ここで、矢印Ａで示す方向は第２の方向Ｄ２であり、矢印Ｂで示す方向は筐体部１４１の側面に直交する方向である。
【０１１４】
図２０は、スタイラス１４４が移動された状態のプローブ１４０を示す模式図である。図２０（ａ）の例においては、図１９（ｂ）の矢印Ａに沿って前方にスタイラス１４４が移動される。図２０（ｂ）の例においては、図１９（ｂ）の矢印Ｂに沿って一方向にスタイラス１４４が移動される。図２０（ｃ）の例においては、図１９（ｂ）の矢印Ａに沿って前方にスタイラス１４４が移動され、かつ図１９（ｂ）の矢印Ｂに沿って他方向にスタイラス１４４が移動される。
【０１１５】
この構成によれば、使用者は、測定対象物Ｓの形状に応じて適した位置にスタイラス１４４を移動させることができる。これにより、測定対象物Ｓの測定をより容易に行うことができる。また、スタイラス１４４を移動させた場合でもスタイラス１４４の接触部１４４ａと複数の発光部１４３との位置関係は変化しない。そのため、使用者は、スタイラス１４４の接触部１４４ａと複数の発光部１４３との位置関係の調整等のキャリブレーションを行うことなくスタイラス１４４の位置を移動させることができる。
【０１１６】
（１０）第２の変形例
第２の変形例におけるプローブについて、図３のプローブ１４０と異なる点を説明する。図２１は、第２の変形例におけるプローブの構成を示す模式的側面図である。図２１のプローブ１４０が図３のプローブ１４０と異なるのは次の点である。
【０１１７】
図２１に示すように、プローブ１４０の把持部１４２の下部には、後方に延びるように突出部１４２ａが形成される。使用者は、突出部１４２ａに手首を接触させた状態で把持部１４２を把持することにより、使用者は、より負担なくプローブ１４０を操作することができる。
【０１１８】
また、図３のプローブ１４０と同様に、接続端子１４６は、プローブ１４０の下部に設けられてもよい。あるいは、接続端子１４６は、図２１に点線で示すように、突出部１４２ａの後端面に設けられてもよい。あるいは、接続端子１４６は、突出部１４２ａの下面に設けられてもよい。
【０１１９】
（１１）他の実施の形態
（ａ）上記実施の形態では、主撮像部１３０により撮像されるプローブ１４０のマーカとして、ＬＥＤにより発光される発光部１４３が用いられるが、プローブ１４０のマーカはこれに限定されない。例えば、フィラメント等の他の発光素子により発光される発光部がマーカとして用いられてもよく、蛍光色等の特定の色を有する非発光部がマーカとして用いられてもよく、特定の形状を有する非発光部がマーカとして用いられてもよい。
【０１２０】
（ｂ）上記実施の形態では、通知部１４８は、特定の色彩で発光するか、または消光することにより、使用されるべきプローブ１４０を使用者に知らせるとともに、複数の発光部１４３が主撮像部１３０の撮像領域Ｖ内に存在するか否かを使用者に知らせるが、これに限定されない。
【０１２１】
通知部１４８は発光、点滅および消光等の任意のパターンで発光することにより、使用されるべきプローブ１４０を使用者に知らせるとともに、複数の発光部１４３が主撮像部１３０の撮像領域Ｖ内に存在するか否かを使用者に知らせてもよい。あるいは、通知部１４８は音声または他の信号を出力することにより、使用されるべきプローブ１４０を使用者に知らせるとともに、複数の発光部１４３が主撮像部１３０の撮像領域Ｖ内に存在するか否かを使用者に知らせてもよい。
【０１２２】
（ｃ）上記実施の形態において、第１の方向Ｄ１と第２の方向Ｄ２とがなす角度φは鋭角であるが、これに限定されない。第１の方向Ｄ１と第２の方向Ｄ２とがなす角度φは直角であってもよい。
【０１２３】
（１２）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部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。
【０１２４】
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、載置台１２０が載置台の例であり、発光部１４３がマーカの例であり、接触部１４４ａが接触部の例であり、プローブ１４０がプローブの例である。主撮像部１３０および制御部２２０が撮像部の例であり、制御部２２０が算出部、発光制御部および設定部の例であり、光学式座標測定装置３００が光学式座標測定装置の例である。
【０１２５】
把持部１４２が把持部の例であり、筐体部１４１が本体部の例であり、保持領域１４７が第１および第２の側面の例であり、電源回路１４５ｂが電源装置の例である。接続端子１４６が接続端子の例であり、通知部１４８が第１および第２の通知部の例であり、撮像領域Ｖが撮像領域の例であり、移動指示部１４９が移動指示部の例である。
【０１２６】
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要素を用いることもできる。
【産業上の利用可能性】
【０１２７】
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】
【０１２８】
１０  プローブ載置部材
１０ａ〜１０ｃ  隙間
１１  底部
１１ａ〜１１ｄ  縁部
１２  側壁部
１２ａ〜１４ａ  内側面
１３，１４  突出部
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
１４１Ａ〜１４１Ｃ  取付部
１４１ｂ  中央部上面
１４１ｃ  後部上面
１４１ｈ  開口
１４２  把持部
１４２ａ  突出部
１４３  発光部
１４４  スタイラス
１４４ａ  接触部
１４５  回路基板
１４５ａ  メモリ
１４５ｂ  電源回路
１４５ｃ  制御回路
１４５ｄ  インターフェース
１４６  接続端子
１４７  保持領域
１４７ａ  突起
１４８  発光表示部
１４９  移動指示部
１５０  副撮像部
１５１  副撮像素子
１５２  副撮像制御部
１６０  表示部
１７０，２３０  操作部
１８０  制御基板
２００  処理装置
２１０  記憶部
２２０  制御部
３００  光学式座標測定装置
ＣＡ  ケーブル
Ｄ１  第１の方向
Ｄ２  第２の方向
Ｓ  測定対象物
Ｓａ，Ｓｂ  側面
Ｖ  撮像領域
ＶＩ  撮像領域仮想画像
【図１】
2015212681.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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