(57)【要約】【課題】３次元形状を構成する要素間の距離・角度等の寸法について、３次元計測に加えて２次元計測も実行可能とし、さらに両者の計測結果の識別および計測時の視点への復帰を容易とする３次元形状計測結果表示装置を提供する。【解決手段】この３次元形状計測結果表示装置は、３次元形状を２次元平面であるスクリーン上に平行投影表示する３次元形状表示部１５と、前記スクリーン上に表示された前記３次元形状を構成する要素を指定する要素指定部１２と、前記要素間の距離や角度を、３次元計測するか、スクリーン垂直方向の奥行きを無視して２次元計測するか、いずれかの計測種類を指定する計測種類指定部１３と、前記要素間の距離や角度を、前記計測種類によって計測し、計測結果を前記スクリーン上の前記要素間に表示する３次元形状計測結果表示部１７とを備えている。【選択図】　　　　図２
2004110119.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
３次元形状の計測結果を表示する３次元形状計測結果表示装置であって、３次元形状を２次元平面であるスクリーン上に平行投影表示する３次元形状表示部と、前記スクリーン上に表示された前記３次元形状を構成する要素を指定する要素指定部と、前記要素間の距離や角度を、３次元計測するか、スクリーン垂直方向の奥行きを無視して２次元計測するか、いずれかの計測種類を指定する計測種類指定部と、前記要素間の距離や角度を、前記計測種類によって計測し、計測結果を前記スクリーン上の前記要素間に表示する３次元形状計測結果表示部とを備えることを特徴とする３次元形状計測結果表示装置。
【請求項２】
請求項１に記載の３次元形状計測結果表示装置において、前記３次元形状計測結果表示部は、前記計測種類が３次元計測か２次元計測かに応じて計測結果の表示文字列を変更することを特徴とする３次元形状計測結果表示装置。
【請求項３】
請求項１に記載の３次元形状計測結果表示装置において、前記３次元形状計測結果表示部は、前記計測種類が３次元計測か２次元計測かに応じて計測結果の表示様態を変更することを特徴とする３次元形状計測結果表示装置。
【請求項４】
請求項１、２または３に記載の３次元形状計測結果表示装置において、計測時の視点情報を計測結果に関連付けて保存する計測実行視点保存部と、前記スクリーン上に表示された前記計測結果を指定する計測結果指定部と、前記計測結果指定部で指定された計測結果と関連付けて保存した視点情報から計測時の視点に復帰する視点復帰部とを備えることを特徴とする３次元形状計測結果表示装置。
【請求項５】
３次元形状の計測結果を表示する３次元形状計測結果表示方法であって、３次元形状を２次元平面であるスクリーン上に平行投影表示するステップと、前記スクリーン上に表示された前記３次元形状を構成する要素を指定するステップと、前記要素間の距離や角度を、３次元計測するか、スクリーン垂直方向の奥行きを無視して２次元計測するか、いずれかの計測種類を指定するステップと、前記要素間の距離や角度を、前記計測種類によって計測し、計測結果を前記スクリーン上の前記要素間に表示するステップとを有することを特徴とする３次元形状計測結果表示方法。
【請求項６】
請求項５に記載の３次元形状計測結果表示方法において、計測結果を前記スクリーン上に表示するとき、前記計測種類が３次元計測か２次元計測かに応じて計測結果の表示文字列を変更することを特徴とする３次元形状計測結果表示方法。
【請求項７】
請求項５に記載の３次元形状計測結果表示方法において、計測結果を前記スクリーン上に表示するとき、前記計測種類が３次元計測か２次元計測かに応じて計測結果の表示様態を変更することを特徴とする３次元形状計測結果表示方法。
【請求項８】
請求項５、６または７に記載の３次元形状計測結果表示方法において、計測時の視点情報を計測結果に関連付けて保存するステップと、前記スクリーン上に表示された前記計測結果を指定するステップと、この指定された計測結果と関連付けて保存した視点情報から計測時の視点に復帰するステップとを有することを特徴とする３次元形状計測結果表示方法。
【請求項９】
コンピュータを用いて、３次元形状の計測結果を表示するためのプログラムであって、前記コンピュータに、請求項１乃至４のいずれか１に記載の３次元形状計測結果表示装置の機能を実行させるためのプログラム。
【請求項１０】
請求項９に記載の３次元形状計測結果表示プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、３次元形状計測結果表示装置、３次元形状計測結果表示方法、プログラムおよび記録媒体に関し、３次元形状を扱う３次元ＣＡＤ／ＣＡＭ／ＣＡＥ／ＣＧなどに用いて好適である。
【０００２】
【従来の技術】
３次元ＣＡＤ／ＣＧシステム等の普及により３次元形状データの利用者層が拡大するとともに、設計生産工程を中心として、上流から下流までのさまざまな工程で実際の製品の３次元形状データが有効活用される機会が増加している。
【０００３】
３次元ＣＡＤ／ＣＧ等の３次元形状表示システムを導入する利点の１つとして、３次元形状データを任意の視点から見た様子を表示し、製品形状を構成する面・稜線・頂点等の要素間の距離・角度等の寸法を自在に計測できることが挙げられる。
従来、３次元形状を計測した結果の寸法線を表示する方法として、特許文献１の「寸法線記入方式」が知られている。
【０００４】
【特許文献１】
特開平７−６５０５７号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上述の特許文献１の技術では、３次元形状を構成する要素間の距離・角度等の３次元的な計測（３次元計測）のみを対象としており、図面上の寸法線のような奥行きを無視した２次元的な計測（２次元計測）は考慮されていなかった。
【０００６】
しかし、３次元形状表示システムの利用者が３次元形状を任意の視点から見て要素間の距離・角度等の寸法を計測する場合、３次元計測のみではなく、手描きや２次元ＣＡＤで図面を作成する場合のように、奥行きを無視した２次元計測を行う必要があることも多い。
【０００７】
また、３次元計測と２次元計測を併用する場合、両者は計測の種類が異なるのであるから、３次元計測の計測結果と２次元計測の計測結果は、利用者にとって容易に識別可能である必要がある。
さらに、特に２次元計測の計測結果は、どの視点から見て奥行きを無視した計測結果であるのかが意味をもつため、計測実行後に視点を変更した場合等に、容易に計測時の視点に復帰し、計測結果を再び正対表示できる必要もある。
【０００８】
本発明は、上述の実情を考慮してなされたものであって、３次元形状を構成する要素間の距離・角度等の寸法について、３次元計測に加えて２次元計測も実行可能とし、さらに両者の計測結果の識別および計測時の視点への復帰を容易とする３次元形状計測結果表示装置、３次元形状計測結果表示方法、プログラムおよび記録媒体を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、本発明の請求項１の３次元形状計測結果表示装置は、３次元形状の計測結果を表示する３次元形状計測結果表示装置であって、３次元形状を２次元平面であるスクリーン上に平行投影表示する３次元形状表示部と、前記スクリーン上に表示された前記３次元形状を構成する要素を指定する要素指定部と、前記要素間の距離や角度を、３次元計測するか、スクリーン垂直方向の奥行きを無視して２次元計測するか、いずれかの計測種類を指定する計測種類指定部と、前記要素間の距離や角度を、前記計測種類によって計測し、計測結果を前記スクリーン上の前記要素間に表示する３次元形状計測結果表示部とを備えることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明の請求項２は、請求項１に記載の３次元形状計測結果表示装置において、前記３次元形状計測結果表示部は、前記計測種類が３次元計測か２次元計測かに応じて計測結果の表示文字列を変更することを特徴とする。
【００１１】
また、本発明の請求項３は、請求項１に記載の３次元形状計測結果表示装置において、前記３次元形状計測結果表示部は、前記計測種類が３次元計測か２次元計測かに応じて計測結果の表示様態を変更することを特徴とする。
【００１２】
また、本発明の請求項４は、請求項１、２または３に記載の３次元形状計測結果表示装置において、計測時の視点情報を計測結果に関連付けて保存する計測実行視点保存部と、前記スクリーン上に表示された前記計測結果を指定する計測結果指定部と、前記計測結果指定部で指定された計測結果と関連付けて保存した視点情報から計測時の視点に復帰する視点復帰部とを備えることを特徴とする。
【００１３】
また、本発明の請求項５の３次元形状計測結果表示方法は、３次元形状の計測結果を表示する３次元形状計測結果表示方法であって、３次元形状を２次元平面であるスクリーン上に平行投影表示するステップと、前記スクリーン上に表示された前記３次元形状を構成する要素を指定するステップと、前記要素間の距離や角度を、３次元計測するか、スクリーン垂直方向の奥行きを無視して２次元計測するか、いずれかの計測種類を指定するステップと、前記要素間の距離や角度を、前記計測種類によって計測し、計測結果を前記スクリーン上の前記要素間に表示するステップとを有することを特徴とする。
【００１４】
また、本発明の請求項６は、請求項５に記載の３次元形状計測結果表示方法において、計測結果を前記スクリーン上に表示するとき、前記計測種類が３次元計測か２次元計測かに応じて計測結果の表示文字列を変更することを特徴とする。
【００１５】
また、本発明の請求項７は、請求項５に記載の３次元形状計測結果表示方法において、計測結果を前記スクリーン上に表示するとき、前記計測種類が３次元計測か２次元計測かに応じて計測結果の表示様態を変更することを特徴とする。
【００１６】
また、本発明の請求項８は、請求項５、６または７に記載の３次元形状計測結果表示方法において、計測時の視点情報を計測結果に関連付けて保存するステップと、前記スクリーン上に表示された前記計測結果を指定するステップと、この指定された計測結果と関連付けて保存した視点情報から計測時の視点に復帰するステップとを有することを特徴とする。
【００１７】
また、本発明の請求項９のプログラムは、コンピュータを用いて、３次元形状の計測結果を表示するためのプログラムであって、前記コンピュータに、請求項１乃至４のいずれか１に記載の３次元形状計測結果表示装置の機能を実行させるためのプログラムであある。
【００１８】
また、本発明の請求項１０の記録媒体は、請求項９に記載の３次元形状計測結果表示プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体である。
【００１９】
以上の構成により、３次元形状を構成する要素間の距離・角度等の寸法について、３次元計測に加えて２次元計測を実行することができる。
また、計測結果の表示文字列や表示様態によって、３次元計測の計測結果と２次元計測の計測結果を容易に識別することができる。
また、計測結果を指定するだけで、その計測が実行された時の視点に復帰することができる。特に、２次元計測を実行した後に視点を変更した場合に、容易に計測時の視点に復帰することができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の３次元形状計測結果表示装置に係る一実施形態を説明する。
以下の実施形態の説明では、本発明の３次元形状計測結果表示装置をＣＡＤシステムへ組み込んだものとして説明する。
【００２１】
図１は、一般のＣＡＤシステムを実現するためのハードウェア構成を示すブロック図である。
図１において、ＣＡＤシステムは、データ等の演算や処理を行うＣＰＵ（中央処理ユニット）１０１と、プログラムやデータ等を記憶するメモリ１０２と、キー操作に基づきプログラムやデータ等を入力するキーボードや一般にマウスカーソルと呼ばれる目印を移動させると共に、その移動に基づくデータを入力するマウス等のポインティングデバイスである入力装置１０３と、図形などを画面上に表示するグラフィックディスプレイ等の表示装置１０４と、プログラムやＣＡＤデータを記憶するハードディスク等の外部記憶装置１０５と、それらを相互に接続するバスライン１０６とを少なくとも備えている。
このＣＡＤシステムは、キーボードやマウス等の入力装置１０３を操作して指示された指示内容に基づき所定のプログラムに従い演算や処理を行うことで図形等を生成し、その図形等を表示装置１０４の画面上に表示する。
【００２２】
図２は、ＣＡＤシステムに組み込まれた本発明の３次元形状計測結果表示装置の機能構成を示すブロック図である。
図２において、３次元形状計測結果表示装置１０は、入力部１１、要素指定部１２、計測種類指定部１３、計測結果指定部１４、３次元形状表示部１５、計測実行視点保存部１６、３次元形状計測結果表示部１７、視点復帰部１８の各機能から構成される。
【００２３】
図３は、本発明の３次元形状計測結果表示装置１０の処理手順を示すフローチャートである。図３を用いて、３次元形状計測結果表示装置１０の構成および動作を説明する。
まず、利用者が入力装置１０３によって指定した３次元形状のデータを外部記憶装置１０５から読み出し入力し、３次元形状を２次元平面である表示装置１０４のスクリーン上に平行投影表示する（ステップＳ１）。ステップＳ１で入力部１１および３次元形状表示部１５を構成する。
【００２４】
利用者は表示装置１０４のスクリーン上に表示された３次元形状を見て、入力装置１０３のポインティングデバイスを使って、３次元形状を構成する面・稜線・頂点等の要素と、それらの要素に対して何を計測するか、例えば、距離や角度等を指示する。３次元形状計測結果表示装置１０はこの指定された要素と距離や角度等の種類を入力する（ステップＳ２）。ステップＳ２で要素指定部１２を構成する。
例えば、図４において、面Ａの稜線Ｂと面Ｃの稜線Ｄの高さを計測したい場合に、利用者は、スクリーン上に表示された３次元形状の中からポインティングデバイスによって、稜線Ｂと稜線Ｄと、その稜線間の高さを計測することを指定する。指定された要素を他の構成要素とは別の色（例えば、赤色）で表示するようにすれば、選択した要素を利用者が確認しやすくなる。
【００２５】
次に、利用者は入力装置１０３を使って計測種類を指示する。この計測種類には、要素間の距離・角度等の寸法を３次元計測するか２次元計測するかの２種類がある。
３次元形状計測結果表示装置１０はこの指定された計測種類と入力する（ステップＳ３）。ステップＳ３で計測種類指定部１３を構成する。
例えば、利用者が計測種類選択メニューから「３次元計測」または「２次元計測」のいずれかを選択する。
【００２６】
指定された要素間の距離・角度等の寸法を、指定された計測種類によって計測し、計測実行時の視点情報を、計測結果に関連付けて外部記憶装置１０５へ保存する（ステップＳ４）。
計測対象の３次元形状は、スクリーン上に平行投影表示されているので、各要素の位置を表わす座標のうち、スクリーン垂直方向の奥行き成分を無視すれば、２次元計測を実行することができる。
ステップＳ４で計測実行視点保存部１６を構成する。
【００２７】
３次元形状をスクリーン上に平行投影表示するとともに、計測結果の寸法値を表わす文字列・寸法線等をスクリーン上の要素間に表示する（ステップＳ５）。このとき、３次元計測の計測結果と２次元計測の計測結果は、計測種類に応じて異なる表示文字列または表示様態で表示し、両者の識別を容易にする。
例えば、距離の寸法値が「５２．１９７ｍｍ」のときの異なる表示文字列での表示は、寸法値に続けて計測種類を次のように表示する。
３次元計測の場合は、「５２．１９７ｍｍ（３次元）」、
２次元計測の場合は「５２．１９７ｍｍ（２次元）」
また、表示様態については、計測種類に応じて、線色、線幅、線種、文字色、文字サイズ、フォント等を変化させて寸法値を表示する。
例えば、３次元計測に対しては、黒色の文字や寸法引出し線で表示し、２次元計測に対しては、青色の文字や寸法引出し線で表示する。
ステップＳ５で３次元形状計測結果表示部１７を構成する。この３次元形状計測結果表示部１７は、３次元形状表示部１５の一部の機能である。
図４は、指定した３次元形状を構成する２本の稜線（ＢとＤ）間の距離を２次元計測した計測結果の表示例であり、計測対象の２本の稜線（ＢとＤ）を赤線で表示し、計測結果を寸法引出し線と寸法値を青色で表示している。
【００２８】
利用者は、ＣＡＤシステムを利用して、図４のように２次元表示された計測結果を含む３次元形状を回転や平行移動等によって他の視点から見た３次元形状を表示させ、形状を検討する。
例えば、図５のように、図４の３次元形状および計測結果の表示後に視点を変更した例では、計測結果（青）の寸法引出し線の一方（引出し線Ｅ）が計測対象の稜線Ｂ（赤）から離れてしまうため、計測結果と計測対象との関連が分かりにくくなってしまう。
【００２９】
このように計測結果の表示後に視点を変更した場合、利用者はスクリーン上で、ポインティングデバイスによって計測結果を指定し、その指定した計測時の視点に復帰するように指定する。
３次元形状計測結果表示装置１０は、この指定された計測結果を入力し、ステップＳ７に進み、そうでない場合には終了する（ステップＳ６）。
ステップＳ６で計測結果指定部１４を構成する。
【００３０】
計測実行視点保存部１６で外部記憶装置１０５へ保存した計測結果と視点情報の関連付けから、指定された計測結果に関連付けられた視点情報を検索し、その計測結果の計測時の視点に復帰し（ステップＳ７）、ステップＳ５に戻って計測したときの計測結果を表示させる。
ステップＳ７で視点復帰部１８を構成する。
図５のように３次元形状および計測結果の表示後に視点を変更した場合であっても、図４のように計測時の視点に復帰すれば、計測結果の寸法引出し線の一方が計測対象の稜線から離れてしまい、計測結果と計測対象との関連が分かりにくくなるという問題は解消される。
【００３１】
さらに、本発明は上述した実施形態のみに限定されたものではない。上述した実施形態の３次元形状計測結果表示装置を構成する各機能をそれぞれプログラム化し、あらかじめＣＤ−ＲＯＭ等の記録媒体に書き込んでおき、このＣＤ−ＲＯＭをＣＤ−ＲＯＭドライブのような媒体駆動装置を搭載したコンピュータに装着して、これらのプログラムをコンピュータのメモリあるいは記憶装置に格納し、それを実行することによって、本発明の目的が達成されることは言うまでもない。
この場合、記録媒体から読み出されたプログラム自体が上述した実施形態の機能を実現することになり、そのプログラムおよびそのプログラムを記録した記録媒体も本発明を構成することになる。
【００３２】
なお、記録媒体としては半導体媒体（例えば、ＲＯＭ、不揮発性メモリカード等）、光媒体（例えば、ＤＶＤ、ＭＯ、ＭＤ、ＣＤ−Ｒ等）、磁気媒体（例えば、磁気テープ、フレキシブルディスク等）等のいずれであってもよい。
【００３３】
また、ロードしたプログラムを実行することにより上述した実施形態の機能が実現されるだけでなく、そのプログラムの指示に基づき、オペレーティングシステム等が実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって上述した実施形態の機能が実現される場合も含まれる。
【００３４】
また、上述したプログラムをサーバコンピュータの磁気ディスク等の記憶装置に格納しておき、インターネット等の通信網で接続された利用者のコンピュータからダウンロード等の形式で頒布する場合、このサーバコンピュータの記憶装置も本発明の記録媒体に含まれる。
【００３５】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、以下のような効果が達成できる。
（１）３次元形状を構成する要素間の距離・角度等の寸法について、３次元計測に加えて２次元計測を実行することができる。
（２）計測結果の表示文字列や表示様態によって、３次元計測の計測結果と２次元計測の計測結果を容易に識別することができる。
（３）計測結果を指定するだけで、その計測が実行された時の視点に復帰することができる。特に、２次元計測を実行した後に視点を変更した場合に、容易に計測時の視点に復帰することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】一般のＣＡＤシステムを実現するためのハードウェア構成を示すブロック図である。
【図２】ＣＡＤシステムに組み込まれた本発明の３次元形状計測結果表示装置の機能構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の３次元形状計測結果表示装置の処理手順を示すフローチャートである。
【図４】３次元形状に対する２次元計測の計測結果の表示例である。
【図５】２次元計測の実行後に視点を変更したときの表示例である。
【符号の説明】
１０…３次元形状計測結果表示装置、１１…入力部、１２…要素指定部、１３…計測種類指定部、１４…計測結果指定部、１５…３次元形状表示部、１６…計測実行視点保存部、１７…３次元形状計測結果表示部、１８…視点復帰部、１０１…ＣＰＵ、１０２…メモリ、１０３…入力装置、１０４…表示装置、１０５…外部記憶装置、１０６…バスライン。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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