JP2015224947A - Optical coordinate measurement device - Google Patents
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Description
本発明は、接触式の光学式座標測定装置に関する。 The present invention relates to a contact-type optical coordinate measuring apparatus.
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。 The contact-type optical coordinate measuring device is provided with a probe having a contact portion. The contact portion of the probe is brought into contact with the measurement object, and the contact position between the measurement object and the contact portion is calculated. By calculating a plurality of positions on the measurement object, the dimensions of a desired portion of the measurement object are measured.
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。
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。 The spatial direction from the angle sensor towards each light source is recorded. Based on the recorded spatial direction, the position and direction of the contact probe with respect to the angle sensor is calculated by the data processor. The position of the contact probe is related to the position of the contact point and the position of the measurement object.
特許文献1の逐点式測定システムにおいては、三脚等の固定器具を用いて目的物および接触プローブの複数の点光源を観測可能に角度センサが固定する必要がある。この場合、比較的大型の測定対象物に関しては、一定の効率で測定を行うことができる。一方、比較的小型の測定対象物に関しては、固定器具を準備して角度センサを固定する等の手順を行うことにより、測定効率が低下する。また、光学式の測定装置で数μm〜数十μmといった高い測定精度を実現しようとすると、測定対象範囲が比較的限定される。そのため、三脚等の固定器具の調整に手間がかかる、あるいは、使用者が測定対象範囲を認識しにくくなる。これらも、測定効率が低下する要因となる。
In the point-by-point measurement system of
本発明の目的は、測定効率が向上された光学式座標測定装置を提供することである。 An object of the present invention is to provide an optical coordinate measuring apparatus with improved measurement efficiency.
(1)本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、載置台上の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画像データを生成する第1の撮像部と、載置台の上方の領域が第1の撮像部により撮像されるように第1の撮像部と載置台とを一体的に保持する保持部と、使用者により操作される操作装置と、測定対象物の測定すべき部分に関する物理量を算出する算出部とを備え、操作装置は、プローブの接触部が接触される位置を測定位置として設定するために操作される測定操作部と、設定された複数の測定位置を1または複数の測定位置群として確定するために操作される確定操作部と、測定操作部または確定操作部の操作を取り消すために操作されるキャンセル操作部とを含み、算出部は、第1の撮像部により生成された画像データに基づいて1または複数の測定位置群の複数の測定位置の座標を算出し、算出された複数の測定位置の座標に基づいて測定すべき部分に関する物理量を算出する。 (1) An optical coordinate measuring apparatus according to the present invention includes a mounting table on which a measurement object is mounted, a probe having a plurality of markers and a contact portion that is in contact with the measurement object on the mounting table. A first imaging unit that generates image data by imaging a plurality of markers of the probe, and a first imaging unit and a mounting table so that an area above the mounting table is imaged by the first imaging unit. And a calculation unit for calculating a physical quantity related to a portion to be measured of the measurement object. The operation device is in contact with the contact portion of the probe. A measurement operation unit operated to set a measurement position as a measurement position, a confirmation operation unit operated to determine a plurality of set measurement positions as one or a plurality of measurement position groups, and a measurement operation unit or Operation of the confirmation operation section A calculation unit that calculates coordinates of a plurality of measurement positions of one or a plurality of measurement position groups based on the image data generated by the first imaging unit. A physical quantity relating to a portion to be measured is calculated based on the coordinates of the plurality of measurement positions.
この光学式座標測定装置においては、載置台上に載置された測定対象物にプローブの接触部が接触される。操作装置の測定操作部が操作されることにより、接触部の接触位置が測定位置として設定される。また、操作装置の確定操作部が操作されることにより、設定された複数の測定位置が1または複数の測定位置群として確定される。使用者が測定操作部または確定操作部の操作を誤った場合、操作装置のキャンセル操作部が操作されることにより、測定操作部または確定操作部の操作が取り消される。 In this optical coordinate measuring apparatus, the contact portion of the probe is brought into contact with the measurement object placed on the placing table. By operating the measurement operation unit of the operating device, the contact position of the contact unit is set as the measurement position. Further, by operating the confirmation operation unit of the controller device, the set plurality of measurement positions are confirmed as one or a plurality of measurement position groups. When the user misoperates the measurement operation unit or the confirmation operation unit, the operation of the measurement operation unit or the confirmation operation unit is canceled by operating the cancel operation unit of the operation device.
第1の撮像部によってプローブの複数のマーカが撮像されることにより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1または複数の測定位置群の複数の測定位置の座標が算出され、算出された複数の測定位置の座標に基づいて測定すべき部分に関する物理量が算出される。 Image data is generated by imaging a plurality of markers of the probe by the first imaging unit. Coordinates of a plurality of measurement positions of one or a plurality of measurement position groups are calculated based on the generated image data, and physical quantities relating to a portion to be measured are calculated based on the calculated coordinates of the plurality of measurement positions.
このように、使用者は、プローブを移動させつつ操作装置を操作することにより、容易にかつ効率良く測定対象物の測定すべき部分に関する物理量を得ることができる。 As described above, the user can easily and efficiently obtain a physical quantity related to a portion to be measured of the measurement object by operating the operating device while moving the probe.
また、載置台の上方の領域が撮像部により撮像されるように、撮像部と載置台とが保持部により一体的に保持される。それにより、撮像部および載置台がそれぞれ別体として設けられる場合に比べて、光学式座標測定装置の取り扱いが容易になる。また、撮像部を固定するための固定具を別途用意する必要がない。それにより、光学式座標測定装置による測定効率が向上される。 In addition, the imaging unit and the mounting table are integrally held by the holding unit so that the region above the mounting table is imaged by the imaging unit. Thereby, compared with the case where an imaging part and a mounting base are each provided separately, handling of an optical coordinate measuring device becomes easy. Further, it is not necessary to separately prepare a fixture for fixing the imaging unit. Thereby, the measurement efficiency by the optical coordinate measuring device is improved.
(2)操作装置は、使用者の一方の手で把持可能でかつ載置台に対して独立に移動可能に構成され、有線または無線により算出部と通信可能であってもよい。 (2) The operating device may be configured to be graspable with one hand of the user and movable independently of the mounting table, and may be communicable with the calculation unit by wire or wirelessly.
この場合、使用者は、一方の手で操作装置を把持して操作しつつ他方の手でプローブを移動させることができる。これにより、操作装置の操作およびプローブの移動を容易にかつ効率良く行うことができる。 In this case, the user can move the probe with the other hand while holding and operating the operating device with one hand. Thereby, operation of an operating device and movement of a probe can be performed easily and efficiently.
(3)操作装置は、使用者が把持して操作可能であるとともに載置して操作可能であり、かつ載置台に対して独立に移動可能に構成され、有線または無線により算出部と通信可能であってもよい。 (3) The operating device can be held and operated by the user and can be placed and operated, and can be moved independently of the mounting table, and can communicate with the calculation unit by wire or wirelessly. It may be.
この場合、使用者は、状況に応じて操作装置を把持または載置して使用することができる。これにより、操作装置の利便性が高くなる。 In this case, the user can use the operating device by gripping or placing it according to the situation. Thereby, the convenience of an operating device becomes high.
(4)操作装置は、載置台に一体的に設けられてもよい。この場合、操作装置の落下または紛失等が防止される。また、光学式座標測定装置のコンパクト化が可能になる。 (4) The operating device may be provided integrally with the mounting table. In this case, the operating device can be prevented from dropping or losing. In addition, the optical coordinate measuring device can be made compact.
(5)操作装置は、使用者の足で操作可能に構成され、有線通信または無線通信により算出部に接続されてもよい。 (5) The operation device may be configured to be operated by a user's foot, and may be connected to the calculation unit by wired communication or wireless communication.
この場合、使用者は、足で操作装置を操作しつつ手でプローブを移動させることができる。これにより、操作装置の操作およびプローブの移動を容易にかつ効率良く行うことができる。また、両手でプローブを移動させることができるので、接触部の接触位置を精度良く調整することができる。 In this case, the user can move the probe with his / her hand while operating the operating device with his / her foot. Thereby, operation of an operating device and movement of a probe can be performed easily and efficiently. Moreover, since the probe can be moved with both hands, the contact position of the contact portion can be adjusted with high accuracy.
(6)操作装置は、プローブをポインティングデバイスとして機能させるために操作されるポインティング代替操作部をさらに含んでもよい。 (6) The operation device may further include a pointing substitute operation unit operated to cause the probe to function as a pointing device.
この場合、別個で設けられたポインティングデバイスを操作する必要がなくなり、操作の煩雑化が抑制される。 In this case, it is not necessary to operate a pointing device provided separately, and the complication of the operation is suppressed.
(7)光学式座標測定装置は、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、載置台の上方の領域を仮想的に表す仮想画像を表示するとともに第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をさらに備え、操作装置は、仮想画像および撮像画像を表示部により選択的に表示させるために操作される表示切替操作部をさらに含んでもよい。 (7) The optical coordinate measuring apparatus is provided on the probe so as to have a certain positional relationship with respect to the plurality of markers, and includes a second imaging unit that images at least a part of the measurement object, and a position above the mounting table. And a display unit that displays a virtual image that virtually represents the area of the measurement object and displays at least a part of an image of the measurement target obtained by the second imaging unit as a captured image. You may further include the display switching operation part operated in order to selectively display a captured image by a display part.
この場合、表示部に表示される仮想画像または撮像画像に基づいて、測定位置の設定および測定位置群の確定を効率良く行うことができる。また、操作装置の表示切替操作部が操作されることにより、仮想画像と撮像画像とが表示部に選択的に表示される。そのため、仮想画像および撮像画像のうち、使用者の要望に応じた一方を適宜表示装置に表示させることができる。 In this case, the measurement position can be set and the measurement position group can be determined efficiently based on the virtual image or the captured image displayed on the display unit. Further, by operating the display switching operation unit of the operation device, the virtual image and the captured image are selectively displayed on the display unit. Therefore, one of the virtual image and the captured image can be appropriately displayed on the display device according to the user's request.
(8)光学式座標測定装置は、記憶部と、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ことにより画像データを生成する第2の撮像部とをさらに備え、操作装置は、第2の撮像部により生成される画像データを記憶部に記憶させるために操作される撮像ボタンをさらに含んでもよい。 (8) The optical coordinate measuring device is provided in the probe so as to have a fixed positional relationship with respect to the storage unit and the plurality of markers, and generates image data by imaging at least a part of the measurement object. The controller may further include a second imaging unit, and the controller device may further include an imaging button operated to store the image data generated by the second imaging unit in the storage unit.
この場合、第2の撮像部により測定対象物の所望の部分を撮像しつつ撮像ボタンを操作することにより、測定対象物の所望の部分の画像データを記憶部に記憶させることができる。また、記憶された画像データに基づいて、測定対象物の所望の部分の静止画像を表示部により表示させることができる。 In this case, the image data of the desired part of the measurement target can be stored in the storage unit by operating the imaging button while imaging the desired part of the measurement target with the second imaging unit. Further, based on the stored image data, a still image of a desired portion of the measurement object can be displayed on the display unit.
(9)操作装置は、ポインティングデバイスとして操作されるポインティング操作部をさらに含んでもよい。 (9) The operating device may further include a pointing operation unit operated as a pointing device.
この場合、操作装置をポインティングデバイスとして機能させることができる。それにより、操作装置と別個にポインティングデバイスを操作する必要がなく、操作効率が高くなる。 In this case, the operating device can function as a pointing device. Accordingly, it is not necessary to operate the pointing device separately from the operation device, and the operation efficiency is increased.
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。 According to the present invention, accurate measurement can be performed easily and quickly.
(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、コンソール170および制御基板180を含む。
(1) Configuration of Optical Coordinate Measuring Device FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an optical coordinate measuring device according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a perspective view showing the configuration of the measuring head of the optical coordinate measuring
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。
As shown in FIG. 2, the holding
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。
A mounting table 120 is provided at the other end of the
設置部111の載置台120側の端面には、1または複数の接続端子113が設けられる。図2の例では、2つの接続端子113が設けられる。一方の接続端子113とプローブ140とがケーブルCAにより接続される。各接続端子113は、制御基板180に電気的に接続される。
One or a plurality of
スタンド部112の前方における設置部111には、上方に突出するようにインターフェース部114が形成される。インターフェース部114は、制御基板180に電気的に接続される。インターフェース部114には、電源スイッチ114a、動作表示ランプ114bおよびUSB(ユニバーサルシリアルバス)ポート114cが設けられる。
An
使用者は、処理装置200の図示しないスイッチがオン状態である場合において、電源スイッチ114aをオン状態にすることにより、測定ヘッド100の動作を開始させることができる。動作表示ランプ114bは、例えばLED(発光ダイオード)により構成される。動作表示ランプ114bは、電源スイッチ114aがオン状態であるときに点灯し、オフ状態であるときに消灯する。そのため、使用者は、動作表示ランプ114bを視認することにより、測定ヘッド100が動作中であるか否かを認識することができる。使用者は、USBポート114cに例えばUSBメモリを接続することにより、光学式座標測定装置300による測定結果を示すデータをUSBメモリに保存することができる。
The user can start the operation of the measuring
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。
A
撮像領域V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。
The imaging region V is a certain region including the mounting table 120 of the
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。
As shown in FIG. 3, the
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。
In the following, unless otherwise specified, the
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。
The
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。
In a state in which the
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。
In the present embodiment, the upper surface of the
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。
A glass holding member that holds the plurality of light emitting
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。
In the example of FIG. 3, seven light emitting
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。
In this example, the three light emitting
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。
The three light emitting
各発光部143は、複数のLED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。
Each
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。
The
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。
As shown in FIG. 3, the
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。
The
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。
The
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。
As shown in FIG. 2, the
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。
The
コンソール170は、使用者により操作される操作装置の例である。使用者は、プローブ140を移動させつつコンソール170を操作する。コンソール170の詳細については後述する。
The
制御基板180は、保持部110のスタンド部112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およびコンソール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およびコンソール170の動作を制御する。
The
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。
On the
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。
In the present embodiment, the light emission timings of the plurality of light emitting
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。
As illustrated in FIG. 1, the
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の座標を算出する。
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。
The
(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。
(2) Configuration of Main Imaging Unit FIG. 4 is a diagram for describing the configuration of the
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。
As shown in FIG. 4A, the
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。
A
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。
As shown in FIGS. 4A and 4B, the
(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。
(3) Detection by Main Imaging Unit As described above, the
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。
As shown in FIG. 5, the
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。
In this case, the direction from the
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。
Based on the direction from the
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。
Based on the calculated coordinates of the center of each
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。
For example, the positional relationship between the center of each
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。
Further, the position and orientation of the
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。
Note that a sensor that detects the direction of the force applied from the measurement object S to the
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。
If there are individual differences in the positional relationship between the
(4)コンソールの詳細
コンソール170の詳細について説明する。図6は、表面側から見たコンソール170の外観斜視図であり、図7は、裏面側から見たコンソール170の外観斜視図である。図6および図7に示すように、コンソール170は、本体部171を有する。本体部171は、片手で把持可能な大きさに形成され、ケーブル172を介して図1の制御基板180に接続される。なお、無線通信によりコンソール170が図1の制御基板180または処理装置200に接続されてもよい。
(4) Details of Console Details of the
本体部171は、表面171a(図6)および裏面171b(図7)を有する。以下の説明において、表面171aに平行でかつ互いに垂直な2方向を長さ方向DR1および幅方向DR2と呼ぶ。本体部171は長さ方向DR1に延びるように設けられる。
The
本体部171の表面171aに、測定ボタンB1、確定ボタンB2、キャンセルボタンB3、表示切替ボタンB4および撮像ボタンB5が設けられる。測定ボタンB1は、表面171aの長さ方向DR1における一端部に設けられる。測定ボタンB1は、プローブ140の接触部144aの接触位置を測定位置として設定するために操作される。測定ボタンB1の幅方向DR2の寸法は、表面171aの幅方向DR2の寸法とほぼ等しい。
A measurement button B1, a confirmation button B2, a cancel button B3, a display switching button B4, and an imaging button B5 are provided on the
長さ方向DR1において測定ボタンB1と隣り合うように、確定ボタンB2およびキャンセルボタンB3が設けられる。確定ボタンB2およびキャンセルボタンB3は、幅方向DR2に並ぶように配置される。確定ボタンB2は、1または複数の測定位置群を確定するために操作される。各測定位置群は、複数の測定位置を含み、測定対象物Sの測定すべき部分(以下、測定対象部分)を特定するための要素(以下、測定要素と呼ぶ)に対応する。測定対象部分、測定要素および測定位置群の関係については後述する。 A confirmation button B2 and a cancel button B3 are provided so as to be adjacent to the measurement button B1 in the length direction DR1. The confirmation button B2 and the cancel button B3 are arranged so as to be aligned in the width direction DR2. The confirm button B2 is operated to confirm one or a plurality of measurement position groups. Each measurement position group includes a plurality of measurement positions, and corresponds to an element (hereinafter referred to as a measurement element) for specifying a part to be measured (hereinafter, a measurement target part) of the measurement object S. The relationship between the measurement target portion, the measurement element, and the measurement position group will be described later.
キャンセルボタンB3は、測定ボタンB1および確定ボタンB2の操作を取り消すために操作される。使用者は、測定ボタンB1または確定ボタンB2の操作を誤った場合、キャンセルボタンB3を押下する。その場合、測定ボタンB1または確定ボタンB2の前回の操作が取り消される。 The cancel button B3 is operated to cancel the operations of the measurement button B1 and the confirmation button B2. The user presses the cancel button B3 when the measurement button B1 or the confirmation button B2 is erroneously operated. In that case, the previous operation of the measurement button B1 or the confirmation button B2 is canceled.
確定ボタンB2の幅方向DR2の寸法はキャンセルボタンB3の幅方向DR2の寸法よりも大きい。また、確定ボタンB2およびキャンセルボタンB3の長さ方向DR1の寸法は、測定ボタンB1の長さ方向DR1の寸法よりもそれぞれ小さい。 The dimension in the width direction DR2 of the confirmation button B2 is larger than the dimension in the width direction DR2 of the cancel button B3. Further, the dimension in the length direction DR1 of the confirmation button B2 and the cancel button B3 is smaller than the dimension in the length direction DR1 of the measurement button B1.
なお、測定ボタンB1または確定ボタンB2が一定時間以上継続して操作されることにより、キャンセルボタンB3が操作される場合と同様に、測定ボタンB1または確定ボタンB2の操作が取り消し可能であってもよい。 Even if the operation of the measurement button B1 or the confirmation button B2 can be canceled by operating the measurement button B1 or the confirmation button B2 continuously for a certain period of time or more, the operation of the measurement button B1 or the confirmation button B2 can be canceled. Good.
確定ボタンB2およびキャンセルボタンB3に関して測定ボタンB1と反対側に、表示切替ボタンB4および撮像ボタンB5が長さ方向DR1に並ぶように設けられる。表示切替ボタンB4は、図1の表示部160による表示の切替のために操作される。撮像ボタンB5は、図1の副撮像部150による撮像のために操作される。
On the opposite side of the measurement button B1 with respect to the confirmation button B2 and the cancel button B3, a display switching button B4 and an imaging button B5 are provided so as to be arranged in the length direction DR1. The display switching button B4 is operated for switching the display by the
表面171aの一端部と裏面171bの一端部との間に曲面状の端面171cが形成される。端面171cから裏面171bにかけて、ポインティング代替ボタンB6が設けられる。ポインティング代替ボタンB6は、図1のプローブ140を操作部230のポインティングデバイスの代わりに用いるために操作される。表示部160に表示される画像上での操作は、通常、マウス等のポインティングデバイスを用いて行われる。ポインティング代替ボタンB6が押下された状態では、ポインティングデバイスの代わりにプローブ140を用いて、表示部160に表示される画像上での操作を行うことができる。
A
具体的には、プローブ140が移動されることにより、表示部160に表示されるカーソルが移動される。この場合、プローブ140の複数の発光部143が主撮像部130によって撮像されることによりプローブ140の移動が検出され、その検出に基づいてカーソルが移動される。また、コンソール170の例えば測定ボタンB1および確定ボタンB2が、マウスの左ボタンおよび右ボタンの代わりに用いられる。
Specifically, when the
通常、使用者は、一方の手(例えば、利き手)で図3のプローブ140を把持し、他方の手でコンソール170を把持する。測定ボタンB1、確定ボタンB2、キャンセルボタンB3、表示切替ボタンB4および撮像ボタンB5の操作は、親指で行われ、ポインティング代替ボタンB6の操作は、人差し指で行われる。測定ボタンB1は、他のボタンに比べて大きく、かつ自然に親指が重なる位置にある。そのため、他のボタンに比べて、測定ボタンB1の操作は容易である。また、確定ボタンB2は、測定ボタンB1に近接し、かつ幅方向DR2の寸法が比較的大きい。そのため、測定ボタンB1に次いで、確定ボタンB2の操作が容易である。
Normally, the user holds the
本実施の形態では、確定ボタンB2の操作によって確定された1または複数の測定位置群の座標に基づいて、測定対象物Sの測定すべき部分の物理量が図1の制御部220により算出される。ここで、物理量とは、距離、角度および平面度等を含む。
In the present embodiment, the physical quantity of the portion to be measured of the measurement object S is calculated by the
以下、光学式座標測定装置300の基本動作とともに、コンソール170の各ボタンの操作例について説明する。
Hereinafter, an operation example of each button of the
(5)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8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9は、測定対象物Sの一例を示す図である。
(5) Basic Measurement Example A basic measurement example of the dimension of the measuring object S by the optical coordinate measuring
図8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8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8の点線)が含まれる。 FIG. 8 shows an image VI (hereinafter referred to as an imaging region virtual image) VI that virtually represents the imaging region V. As described above, the origin, x axis, y axis, and z axis are defined in the imaging region V, respectively. In this example, the x axis and the y axis are set so as to be parallel to and orthogonal to the upper surface of the mounting table 120, and the z axis is set perpendicular to the upper surface of the mounting table 120. The center of the mounting table 120 is set to the origin O. The imaging area virtual image VI in FIG. 8 includes the origin O, the x-axis, the y-axis, and the z-axis, and also includes a line representing the outer periphery of the mounting table 120 (dotted line in FIG. 8).
図9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。この場合、側面Sa,Sbが測定対象部分に相当し、側面Saに対応する平面および側面Sbに対応する平面がそれぞれ測定要素に相当する。側面Sa,Sbは、それぞれx軸に対して垂直である。 The measuring object S in FIG. 9 has a rectangular parallelepiped shape. In this example, the distance between one side surface Sa of the measuring object S and the opposite side surface Sb is measured. In this case, the side surfaces Sa and Sb correspond to measurement target portions, and the plane corresponding to the side surface Sa and the plane corresponding to the side surface Sb correspond to measurement elements, respectively. The side surfaces Sa and Sb are each perpendicular to the x-axis.
図10〜図14は、図9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10(a)および図12(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10(b)および図12(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11、図13および図14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。
10-14 is a figure for demonstrating the specific example of a measurement in the measuring object S of FIG. 10 (a) and 12 (a) are front views showing the positional relationship between the mounting table 120, the
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Saに接触される。その状態で、コンソール170(図6)の測定ボタンB1が押下されることにより、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M1aとして設定される。この場合、測定位置M1aの座標が算出され、図1の記憶部210に記憶される。
10 (a) and 10 (b), the
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として設定される。これにより、測定位置M2a,M3a,M4aの座標が算出され、図1の記憶部210に記憶される。続いて、コンソール170(図6)の確定ボタンB2が押下されることにより、測定位置M1a〜M4aが測定位置群として確定される。この場合、測定位置M1a〜M4aを通る平面ML1が、測定対象物Sの側面Sbに対応する測定要素として設定される。以下、測定要素として設定される平面を測定平面と呼ぶ。この場合、図11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。
Similarly, three positions on the side surface Sa of the measurement object S are set as measurement positions M2a, M3a, and M4a. Thereby, the coordinates of the measurement positions M2a, M3a, and M4a are calculated and stored in the
続いて、図12(a)および図12(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、コンソール170(図6)の測定ボタンB1が押下されることにより、図12(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の座標が算出され、図1の記憶部210に記憶される。
Subsequently, as shown in FIGS. 12A and 12B, the
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として設定される。それにより、測定位置M2b,M3b,M4bの座標が算出され、図1の記憶部210に記憶される。続いて、コンソール170(図6)の確定ボタンB2が押下されることにより、測定位置M1b〜M4bが測定位置群として確定される。この場合、測定位置M1b〜M4bを通る測定平面ML2が、測定対象物Sの側面Sbに対応する測定要素として設定される。この場合、図13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。
Similarly, three positions on the side surface Sb of the measurement object S are set as measurement positions M2b, M3b, and M4b. Thereby, the coordinates of the measurement positions M2b, M3b, and M4b are calculated and stored in the
測定平面ML1,ML2が設定されると、図1の制御部220において、測定平面ML1,ML2の間の距離が算出され、図14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。
When the measurement planes ML1 and ML2 are set, the
本例では、4つの測定位置に基づいて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、測定平面の平面度を求めることもできる。 In this example, the measurement plane is set based on four measurement positions, but the measurement plane can be set based on at least three measurement positions. On the other hand, the measurement plane can be set more accurately by setting four or more measurement positions. Further, the flatness of the measurement plane can be obtained based on four or more measurement positions.
また、本例では、測定要素として、複数の測定位置を通る平面が設定されるが、これに限らず、複数の測定位置を通る円筒または球等が測定要素として設定されてもよい。例えば、測定対象物Sが円柱状の突起を有し、その突起の断面の径を測定する場合、突起が測定対象部分に相当し、突起の外周面に対応する円筒が測定要素として設定される。また、測定対象物Sの2つの面がなす角度を測定する場合、その2つの面が測定対象部分に相当し、各面に対応する平面が測定要素として設定される。 In this example, a plane passing through a plurality of measurement positions is set as the measurement element. However, the measurement element is not limited thereto, and a cylinder or a sphere passing through the plurality of measurement positions may be set as the measurement element. For example, when the measuring object S has a columnar protrusion and the cross-sectional diameter of the protrusion is measured, the protrusion corresponds to the measurement target portion, and a cylinder corresponding to the outer peripheral surface of the protrusion is set as the measurement element. . When measuring the angle formed by the two surfaces of the measurement object S, the two surfaces correspond to the measurement object portion, and a plane corresponding to each surface is set as a measurement element.
(6)副撮像部の使用例
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、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。
(6) Usage Example of Sub-imaging Unit Image data indicating the measurement target S based on the light reception signal output from the
表示部160における撮像領域仮想画像VIの表示と撮像画像の表示との切替は、コンソール170(図6)の表示切替ボタンB4が押下されることにより行われる。また、表示部160に撮像画像が表示される状態で、コンソール170(図6)の撮像ボタンB5が押下されると、その時点での撮像画像データが図1の記憶部210に記憶される。これにより、表示部160に測定対象物Sの静止画像を表示することができる。
Switching between the display of the imaging region virtual image VI and the display of the captured image on the
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。
The positional relationship between the plurality of light emitting
上記のように、測定位置および測定要素(上記の例では平面)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。 As described above, information on the measurement position and measurement element (plane in the above example) (hereinafter referred to as position graphic information) is set in a three-dimensional space. In the present embodiment, the position graphic information is associated with the captured image, and an appropriate position on the captured image (for example, the coordinate position indicated by the position graphic information is represented on the three-dimensional space corresponding to the captured image. Position graphic information can be displayed at a position on the captured image.
図15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15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。
FIG. 15 is a diagram illustrating an example in which position graphic information is displayed on a captured image. In the example of FIG. 15, the side surface Sb of the measurement object S is imaged by the
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。 As described above, the position graphic information is displayed at an appropriate position on the captured image SI obtained by actually imaging the measurement object S, so that the user can easily grasp the position graphic information visually. Become. In addition, after performing measurement on one measurement object S, when performing the same measurement on another measurement object S, the user refers to the captured image SI on which the position graphic information is superimposed. Thus, it is possible to easily perform measurements on other measurement objects S.
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。
If the positional relationship between the plurality of light emitting
(7)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。
(7) Setting Mode and Measurement Mode In the following description, a user who manages the measurement work of the measurement object S among users of the optical coordinate measuring
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。
The optical coordinate measuring
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、測定要素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。 In the present embodiment, the measurement condition of the measurement object S includes the measurement item and the target part shape. The measurement item indicates what is to be measured for the measurement object S, and includes various physical quantities such as a distance. Note that the measurement items may include calculation methods for these various physical quantities. The target portion shape is a type of geometric shape indicating the shape of the measurement element. Types of geometric shapes include points, straight lines, planes, circles, cylinders, spheres, and the like.
(7−1)設定モード
図16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16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。
(7-1) Setting Mode FIG. 16 is a diagram illustrating an example of the initial screen SC1 displayed on the
測定管理者が設定ボタン602を選択することにより、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9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。
When the measurement manager selects the
図17〜図26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17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。
FIGS. 17 to 26 are diagrams for explaining an example of use of the optical coordinate measuring
図16の設定ボタン602が選択されることにより、図18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。
When the
第1の画像表示欄611には、撮像領域仮想画像VIが表示される。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18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。
In the first
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18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。
In the target part
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。
The measurement manager selects the
測定対象物Sの測定条件が設定されると、図19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。
When the measurement conditions for the measurement object S are set, a measurement procedure setting screen SC3 is displayed on the
第1の画像表示欄611には、図18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。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19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。
In the first
測定管理者は、図20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。その状態で、コンソール170(図6)の撮像ボタンB5が押下されることにより、「平面1」に対応する撮像画像データが記憶される。
As shown in FIG. 20, the measurement manager adjusts the position and orientation of the
この場合、図21に示すように、「平面1」に対応する撮像画像SIが第1の画像表示欄611に表示される。図21の撮像画像SIは、静止画像である。図21の撮像画像SIは、測定対象物Sの側面Saを表すとともに、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。
In this case, as shown in FIG. 21, the captured image SI corresponding to “
その後、測定管理者は、図10の例と同様に、プローブ140を移動させつつ、コンソール170の測定ボタンB1を順次押下することにより、「平面1」を特定するために測定対象物Sの側面Sa上の4つの測定位置M1a,M2a,M3a,M4a(図10(b))を順次設定する。
Thereafter, as in the example of FIG. 10, the measurement manager sequentially presses the measurement button B1 of the
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22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22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。
When setting a plurality of measurement positions M1a, M2a, M3a, and M4a, each time the measurement position is set, an image indicating the set measurement position is superimposed on the captured image SI. FIG. 22 shows a display state of the
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。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。
In addition, when setting a plurality of measurement positions M1a, M2a, M3a, and M4a, an image PP indicating the position of the
複数の測定位置M1a〜M4aの設定が完了した後、コンソール170(図6)の確定ボタンB2が押下されることにより、複数の測定位置M1a〜M4aが測定位置群として確定される。この場合、「平面1」に対応する測定要素として、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平面ML1が設定され、測定平面ML1の位置が算出される。
After the setting of the plurality of measurement positions M1a to M4a is completed, the plurality of measurement positions M1a to M4a are determined as measurement position groups by pressing the confirmation button B2 of the console 170 (FIG. 6). In this case, the measurement plane ML1 that passes through the measurement positions M1a to M4a and has the shape specified in the measurement conditions is set as the measurement element corresponding to “
この場合、図23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。 In this case, as shown in FIG. 23, the figure PL1 indicating the position and shape of the measurement plane ML1 is displayed on the captured image SI together with the images P1a, P2a, P3a, and P4a indicating the plurality of measurement positions M1a, M2a, M3a, and M4a. Is done.
続いて、測定平面ML2の設定が行われる。対象部分表示欄621には、設定されるべき2つの平面のうちの他方を示す文字列(本例では、「平面2」)が表示される。
Subsequently, the measurement plane ML2 is set. In the target
測定管理者は、図20の例と同様に、「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。その状態で、コンソール170(図6)の撮像ボタンB5が押下されることにより、「平面2」に対応する撮像画像データが記憶される。
As in the example of FIG. 20, the measurement manager adjusts the position and orientation of the
これにより、図25に示すように、「平面2」に対応する撮像画像SIが第1の画像表示欄611に表示される。図21の例と同様に、図25の撮像画像SIは、静止画像である。
As a result, the captured image SI corresponding to “
その後、測定管理者は、図12の例と同様に、プローブ140を移動させつつ、コンソール170の測定ボタンB1を順次押下することにより、「平面2」を特定するために測定対象物Sの側面Sb上の4つの測定位置M1b,M2b,M3b,M4b(図12(b))を順次設定する。この場合、図22の例と同様に、測定位置M1b,M2b,M3b,M4bを表す球体の画像P1b〜P4b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。
Thereafter, as in the example of FIG. 12, the measurement manager sequentially presses the measurement button B1 of the
複数の測定位置M1b〜M4bの設定が完了した後、コンソール170(図6)の確定ボタンB2が押下されることにより、複数の測定位置M1b〜M4bが測定位置群として確定される。この場合、「平面2」に対応する測定要素として、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平面ML2が設定され、測定平面ML2の位置が算出される。
After the setting of the plurality of measurement positions M1b to M4b is completed, the determination button B2 on the console 170 (FIG. 6) is pressed, so that the plurality of measurement positions M1b to M4b are determined as the measurement position group. In this case, the measurement plane ML2 that passes through the measurement positions M1b to M4b and has the shape specified in the measurement conditions is set as the measurement element corresponding to the “
このようにして、測定平面ML1、ML2(「平面1」および「平面2」)が設定されると、図26に示すように、撮像領域仮想画像VI上には、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。
When the measurement planes ML1 and ML2 ("
また、表示部160の画面上では、図25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。
Further, on the screen of the
最後に、測定管理者は図26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16の初期画面SC1が表示される。
Finally, the measurement manager operates the setting save
なお、本例では、測定平面ML1,ML2の設定時に、側面Sa(「平面1」)および側面Sb(「平面2」)にそれぞれ対応する撮像画像SIが表示部160上に表示されるが、コンソール170の表示切替ボタンB4が押下されることにより、撮像画像SIおよび撮像領域仮想画像VIを選択的に表示部160上に表示させることができる。
In this example, when the measurement planes ML1 and ML2 are set, the captured images SI corresponding to the side surface Sa (“
(7−2)測定モード
測定作業者が図16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17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。
(7-2) Measurement Mode When the measurement operator operates the
図27〜図31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。
FIGS. 27 to 31 are diagrams for explaining an example of use of the optical coordinate measuring
この場合、図27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。
In this case, as shown in FIG. 27, the actual measurement screen SC4 is displayed on the
図27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。
The imaging region virtual image VI is displayed in the first
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。
Thereby, the measurement operator recognizes that the distance between “
次に、測定作業者は、図27の測定開始ボタン624aを操作する。この場合、図28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」に対応する測定平面ML1を示す図形PL1がハイライト表示される。
Next, the measurement operator operates the measurement start button 624a in FIG. In this case, as shown in FIG. 28, in the first
また、図28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。
As shown in FIG. 28, the captured image SI corresponding to “
また、撮像画像SI上には、図23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。 Similarly to the example of FIG. 23, images P1a, P2a, P3a, and P4a indicating the measurement positions M1a, M2a, M3a, and M4a set in the setting mode are displayed on the captured image SI. The measurement operator can easily and accurately recognize which portion of the measurement object S should be set by visually recognizing the images P1a, P2a, P3a, and P4a on the captured image SI. .
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。 The read setting information includes the measurement procedure of the plurality of measurement positions M1a, M2a, M3a, and M4a by the measurement manager as described above. Therefore, in the captured image SI, each time the measurement operation proceeds, an image indicating the measurement position that should be currently set by the measurement operator is displayed in a display form different from the image indicating the other measurement position.
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。 The display form includes the color or shape of the image. In this example, the image P1a indicating the measurement position M1a to be currently set is displayed in a color (black) different from the color (white) of the images P2a, P3a, and P4a indicating the other measurement positions M2a, M3a, and M4a. The Thereby, the measurement operator can easily recognize the measurement position to be currently set.
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。
In addition, on the captured image SI, an image ia indicating the position of the
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。
Further, an indicator ic indicating the distance from the
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。
The indicator ic in this example represents a distance from the measurement position to be set at present to the
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。
From these, the measurement operator can easily and accurately set the measurement plane ML1 that identifies “
具体的には、測定作業者は、プローブ170を移動させつつ、コンソール170の測定ボタンB1を順次押下することにより、測定位置M1a,M2a,M3a,M4aを順次設定する。この場合、確定ボタンB2が押下されることなく、記憶される設定情報に基づいて、測定位置M1a,M2a,M3a,M4aが測定位置群として自動的に確定され、測定平面ML1が自動的に設定される。
Specifically, the measurement operator sequentially sets the measurement positions M1a, M2a, M3a, and M4a by sequentially pressing the measurement buttons B1 on the
測定モード中の第1の画像表示欄611においては、図28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。
In the first
図28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。
In the example of FIG. 28, a schematic diagram of the
ここで、第1の画像表示欄611においては、例えば図28および図29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。
Here, in the first
測定作業者が測定平面ML1の設定を完了すると、図30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。
When the measurement operator completes the setting of the measurement plane ML1, as shown in FIG. 30, the figure PL1 indicating the measurement plane ML1 in the first
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25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28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。
In the second
これらより、測定作業者は、図30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。
Thus, the measurement operator can visually recognize the captured image SI displayed in the second
具体的には、測定作業者は、プローブ170を移動させつつ、コンソール170の測定ボタンB1を順次押下することにより、測定位置M1b,M2b,M3b,M4bを順次設定する。この場合、確定ボタンB2が押下されることなく、記憶される設定情報に基づいて、測定位置M1b,M2b,M3b,M4bが自動的に測定位置群として確定され、測定平面ML2が自動的に設定される。
Specifically, the measurement operator sequentially sets the measurement positions M1b, M2b, M3b, and M4b by sequentially pressing the measurement buttons B1 on the
測定平面ML1,ML2の設定が完了すると、図31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。
When the setting of the measurement planes ML1 and ML2 is completed, the graphic PL2 indicating the measurement plane ML2 in the first
さらに、図31に示すように、表示部160の画面上では、図30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。
Further, as shown in FIG. 31, on the screen of the
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31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。
In the setting mode, a reference range for pass / fail judgment may be set in advance by the measurement administrator as a measurement condition. In the measurement mode, pass / fail judgment of manufactured parts or the like is performed based on the set reference range and the measurement result. May be. In this case, when the measurement result is within the reference range in the measurement mode, a determination result (for example, “OK”) indicating a non-defective product may be displayed in the measurement
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。
In the measurement
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16の初期画面SC1が表示される。
The measurement operator can end the measurement operation by operating the
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。 In the measurement mode, of the plurality of measurement positions displayed on the captured image SI, the image indicating the measurement position that has been set is an image that indicates the measurement position that should be currently set and an image that indicates the measurement position that has not been set. It may be displayed in a different display form.
図32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32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。
FIG. 32 is a diagram illustrating an example of a display form of a plurality of measurement positions displayed on the captured image SI. In the example of FIG. 32, the images P1a and P2a indicating the measurement positions M1a and M2a that have been set are hatched. Further, an image P3a indicating the measurement position M3a to be set at present is displayed in black. Further, an image P4a indicating the measurement position M4a that has not been set is displayed in white. In this case, the measurement operator can easily recognize the measurement position where the
(8)効果
上記実施の形態に係る光学式座標測定装置300においては、コンソール170の測定ボタンB1が操作されることにより、プローブ140の接触部144aの接触位置が測定位置として設定され、コンソール180の確定ボタンB2が操作されることにより、1または複数の測定位置群が確定される。使用者が測定ボタンB1または確定ボタンB2の操作を誤った場合、コンソール170のキャンセルボタンB3が押下されることにより、測定ボタンB1または確定ボタンB2の操作が取り消される。
(8) Effect In the optical coordinate measuring
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、その画像データに基づいて、1または複数の測定位置群の各測定位置の座標が算出される。算出された各測定位置の座標に基づいて、測定対象部分の物理量が算出される。
The plurality of light emitting
このように、使用者は、プローブ140を移動させつつコンソール170を操作することにより、容易にかつ効率良く測定対象物Sの測定対象部分の物理量を得ることができる。
Thus, the user can easily and efficiently obtain the physical quantity of the measurement target portion of the measurement target S by operating the
また、載置台120の上方の撮像領域Vが主撮像部130により撮像されるように、主撮像部130と載置台120とが保持部110により一体的に保持される。それにより、主撮像部130および載置台120がそれぞれ別体として設けられる場合に比べて、光学式座標測定装置300の取り扱いが容易になる。また、主撮像部130を固定するための固定具を別途用意する必要がない。それにより、光学式座標測定装置300による測定効率が向上される。
In addition, the
また、コンソール170が片手で把持可能に設けられるので、使用者は、一方の手でプローブ140を移動させつつ他方の手でコンソール170を操作することができる。これにより、コンソール170の操作およびプローブ140の移動を容易にかつ効率良く行うことができる。
In addition, since the
また、コンソール170の複数のボタンのうち最も使用頻度が高い測定ボタンB1が最も操作しやすいように設けられ、測定ボタンB1の次に使用頻度が高い確定ボタンB2が、測定ボタンB1の次に操作しやすいように設けられる。これにより、コンソール170の操作を容易に行うことができる。
In addition, the measurement button B1 having the highest use frequency among the plurality of buttons of the
(9)操作装置の他の例
(9−1)
図33および図34は、コンソール170の他の例の外観斜視図である。図33および図34のコンソール170について、図6および図7のコンソール170と異なる点を説明する。
(9) Other examples of operating device (9-1)
33 and 34 are external perspective views of other examples of the
図33および図34のコンソール170においては、本体部171の表面171aに、測定ボタンB1、確定ボタンB2、キャンセルボタンB3、表示切替ボタンB4および撮像ボタンB5に加えて、ジョイスティックJTが設けられる。ジョイスティックJTは、長さ方向DR1において測定ボタンB1と隣り合うように配置される。また、表示切替ボタンB4および撮像ボタンB5は、幅方向DR2に並ぶように配置される。
In the
本体部171の一端部から裏面171b側に突出するように突出部173が設けられる。図34に示すように、本体部171の端面171cに隣り合う突出部173の部分に、左クリック用ボタンB31および右クリック用ボタンB32が設けられる。また、図6および図7のポインティング代替ボタンB6は設けられない。
A protruding
ジョイスティックJTが操作されることにより、ポインティングデバイスの機能が実現される。具体的には、ジョイスティックJTの操作により、表示部160に表示される画像上でカーソルを用いた操作が可能となる。また、左クリック用ボタンB31が操作されることにより、マウスの左クリックと同じ機能が実現され、右クリック用ボタンB32が操作されることにより、マウスの右クリックと同じ機能が実現される。これにより、別個で設けられたポインティングデバイスを操作することなく、コンソール170の操作によって表示部160に表示される画像上での操作が可能となる。
The function of the pointing device is realized by operating the joystick JT. Specifically, an operation using a cursor on an image displayed on the
図33および図34のコンソール170は、一方の手で把持しつつ操作することが可能であるとともに、所定の場所に載置して操作することも可能である。突出部173の底面173a、および本体部171の裏面171bには、複数の脚部174が設けられる。コンソール170が載置される場合、脚部173によってコンソール170が支持される。これにより、コンソール170の安定性が確保される。
The
(9−2)
上記実施の形態では、一方の手で把持可能なコンソール170が操作装置として用いられるが、コンソール170の代わりに他の操作装置が用いられてもよい。図35および図36は、他の操作装置の例について説明するための図である。
(9-2)
In the embodiment described above, the
図35の操作装置170aは、足で操作可能に構成され、有線通信または無線通信により図1の制御基板または処理装置200に接続される。操作装置170aは、測定ペダルB11、確定ペダルB12およびキャンセルペダルB13を含む。測定ペダルB11、確定ペダルB12およびキャンセルペダルB13は、図6の測定ボタンB1、確定ボタンB2およびキャンセルボタンB3と同じ機能を有する。
The
図35の操作装置170aが用いられることにより、使用者は、足で操作装置170aを操作しつつ手でプローブ140を移動させることができる。これにより、容易にかつ効率よく測定対象部分の物理量を測定することができる。また、両手でプローブ140を移動させることができるので、接触部144aの接触位置を精度良く調整することができる。
35 is used, the user can move the
図35の操作装置170aにおいて、図6の表示切替ボタンB4、撮像ボタンB5およびポインティング代替ボタンB6の少なくとも1つに対応する操作部がさらに設けられてもよい。また、図35の操作装置170aにおいて、図34のジョイスティックJT、左クリック用ボタンB31および右クリック用ボタンB32の少なくとも1つに対応する操作部がさらに設けられてもよい。 35 may further include an operation unit corresponding to at least one of the display switching button B4, the imaging button B5, and the pointing substitute button B6 in FIG. 35 may further include an operation unit corresponding to at least one of the joystick JT, the left click button B31, and the right click button B32 in FIG.
図36の操作装置170bは、載置台120と一体的に設けられる。操作装置170bは、載置台120に固定された板状の本体部175を含む。本体部175の上面に、測定ボタンB21、確定ボタンB22、キャンセルボタンB23、表示切替ボタンB24および撮像ボタンB25が設けられる。本体部175の側面にポインティング代替ボタンB26が設けられる。測定ボタンB21、確定ボタンB22、キャンセルボタンB23、表示切替ボタンB24、撮像ボタンB25およびポインティング代替ボタンB26は、図6の測定ボタンB1、確定ボタンB2、キャンセルボタンB3、表示切替ボタンB4、撮像ボタンB5およびポインティング代替ボタンB6と同じ機能を有する。
The operating device 170b of FIG. 36 is provided integrally with the mounting table 120. The operation device 170 b includes a plate-like
図36の操作装置170bが用いられることにより、操作装置170bの落下および紛失等が防止される。また、光学式座標測定装置300のコンパクト化が可能になる。図36の操作装置170bにおいて、図34のジョイスティックJT、左クリック用ボタンB31および右クリック用ボタンB32の少なくとも1つに対応する操作部がさらに設けられてもよい。
The use of the operation device 170b of FIG. 36 prevents the operation device 170b from being dropped or lost. Further, the optical coordinate measuring
図6および図33のコンソール170、ならびに図35および図36の操作装置170a,170bが組み合わされて用いられてもよい。例えば、図35の操作装置170aの測定ペダルB11、確定ペダルB12およびキャンセルペダルB13と、図36の操作装置170bの表示切替ボタンB24、撮像ボタンB25およびポインティング代替ボタンB26とが組み合わされて用いられてもよい。また、図6のコンソール170の測定ボタンB1、確定ボタンB2およびキャンセルボタンB3と、図36の操作装置170bの表示切替ボタンB24、撮像ボタンB25およびポインティング代替ボタンB26とが組み合わされて用いられてもよい。この場合、使用されないボタンまたはペダルは、設けられなくてもよい。
The
(10)他の実施の形態
(10−1)
上記実施の形態では、コンソール170、および操作装置170a,170bが各種のボタンまたはペダルが含むが、これらのボタンまたはペダルの代わりに、スティックまたはつまみ等の他の操作部が設けられてもよい。
(10) Other embodiments (10-1)
In the above embodiment, the
(10−2)
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、静止画であるが、本発明はこれに限らない。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。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。
(10-2)
In the above embodiment, the captured image SI is displayed on the
(10−3)
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が、本発明はこれに限らない。プローブ140が無線通信により制御基板180に接続されてもよい。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。
(10-3)
In the above embodiment, the
(10−4)
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。
(10-4)
In the above embodiment, the
(10−5)
上記実施の形態は、1つの撮像部によってプローブが撮像されることにより測定位置の座標が測定されるシングルカメラ式の光学式座標測定装置に本発明が適用された例であるが、複数の撮像部によってプローブが撮像されることにより測定位置の座標が測定されるマルチカメラ式の光学式座標測定装置に本発明が適用されてもよい。また、撮像領域Vを広くするために複数の撮像部が設けられてもよい。
(10-5)
The above embodiment is an example in which the present invention is applied to a single-camera optical coordinate measuring device in which the coordinates of a measurement position are measured by imaging a probe by one imaging unit. The present invention may be applied to a multi-camera optical coordinate measuring apparatus in which coordinates of a measurement position are measured by imaging a probe by a unit. A plurality of imaging units may be provided to widen the imaging region V.
(11)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。
(11) Correspondence between each component of claim and each part of embodiment The following describes an example of a correspondence between each component of the claim and each component of the embodiment. It is not limited to examples.
上記実施の形態においては、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、載置台120が載置台の例であり、プローブ140がプローブの例であり、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、主撮像部130が第1の撮像部の例であり、保持部110が保持部の例であり、コンソール170および操作装置170a,170bが操作装置の例であり、処理装置200が算出部の例であり、測定ボタンB1,B21および測定ペダルB11が測定操作部の例であり、確定ボタンB2,B22および確定ペダルB12が確定操作部の例であり、キャンセルボタンB3,B23およびキャンセルペダルB13がキャンセル操作部の例であり、ポインティング代替ボタンB6,B26がポインティング代替操作部の例であり、副撮像部150が第2の撮像部の例であり、表示部160が表示部の例であり、表示切替ボタンB4,B24が表示切替操作部の例であり、撮像ボタンB5,B25が撮像ボタンの例であり、記憶部210が記憶部の例であり、ジョイスティックJTがポインティング操作部の例である。
In the above embodiment, the optical coordinate measuring
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。 As each constituent element in the claims, various other constituent elements having configurations or functions described in the claims can be used.
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。 The present invention can be effectively used for measuring dimensions and the like of various measurement objects.
100 測定ヘッド
110 保持部
111 設置部
112 スタンド部
120 載置台
140 プローブ
143 発光部
144 スタイラス
144a 接触部
150 副撮像部
160 表示部
170 コンソール
170a,170b 操作装置
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
B1,B21 測定ボタン
B2,B22 確定ボタン
B3,B23 キャンセルボタン
B4,B24 表示切替ボタン
B5,B25 撮像ボタン
B6,B26 ポインティング代替ボタン
B11 測定ペダル
B12 確定ペダル
B13 キャンセルペダル
S 測定対象物
DESCRIPTION OF
Claims (9)
複数のマーカを有するとともに、前記載置台上の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画像データを生成する第1の撮像部と、
前記載置台の上方の領域が前記第1の撮像部により撮像されるように前記第1の撮像部と前記載置台とを一体的に保持する保持部と、
使用者により操作される操作装置と、
測定対象物の測定すべき部分に関する物理量を算出する算出部とを備え、
前記操作装置は、
前記プローブの前記接触部が接触される位置を測定位置として設定するために操作される測定操作部と、
設定された複数の測定位置を1または複数の測定位置群として確定するために操作される確定操作部と、
前記測定操作部または前記確定操作部の操作を取り消すために操作されるキャンセル操作部とを含み、
前記算出部は、前記第1の撮像部により生成された画像データに基づいて前記1または複数の測定位置群の前記複数の測定位置の座標を算出し、算出された複数の測定位置の座標に基づいて前記測定すべき部分に関する物理量を算出する、光学式座標測定装置。 A mounting table on which a measurement object is mounted;
A probe having a plurality of markers and having a contact portion that comes into contact with the measurement object on the mounting table,
A first imaging unit that generates image data by imaging the plurality of markers of the probe;
A holding unit that integrally holds the first imaging unit and the mounting table so that an area above the mounting table is imaged by the first imaging unit;
An operating device operated by a user;
A calculation unit for calculating a physical quantity related to a portion to be measured of the measurement object,
The operating device is:
A measurement operation unit operated to set a position where the contact part of the probe is contacted as a measurement position;
A confirming operation unit operated to confirm a plurality of set measurement positions as one or a plurality of measurement position groups;
A cancel operation unit operated to cancel the operation of the measurement operation unit or the confirmation operation unit,
The calculation unit calculates coordinates of the plurality of measurement positions of the one or plurality of measurement position groups based on the image data generated by the first imaging unit, and sets the calculated coordinates of the plurality of measurement positions. An optical coordinate measuring device that calculates a physical quantity related to the portion to be measured based on the measured value.
前記載置台の上方の領域を仮想的に表す仮想画像を表示するとともに前記第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をさらに備え、
前記操作装置は、前記仮想画像および前記撮像画像を前記表示部により選択的に表示させるために操作される表示切替操作部をさらに含む、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。 A second imaging unit that is provided in the probe so as to have a certain positional relationship with respect to the plurality of markers, and images at least a part of the measurement object;
A display unit that displays a virtual image that virtually represents an area above the mounting table and displays at least a partial image of the measurement target obtained by the second imaging unit as a captured image;
The optical device according to claim 1, wherein the operation device further includes a display switching operation unit operated to selectively display the virtual image and the captured image by the display unit. Coordinate measuring device.
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ことにより画像データを生成する第2の撮像部とをさらに備え、
前記操作装置は、前記第2の撮像部により生成される画像データを前記記憶部に記憶させるために操作される撮像ボタンをさらに含む、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。 A storage unit;
A second imaging unit that is provided in the probe so as to have a certain positional relationship with respect to the plurality of markers, and that generates image data by imaging at least a part of the measurement object;
The optical device according to any one of claims 1 to 6, wherein the operation device further includes an imaging button operated to store image data generated by the second imaging unit in the storage unit. Coordinate measuring device.
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