JP2016085057A

JP2016085057A - 座標測定装置

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Publication number: JP2016085057A
Application number: JP2014216284A
Authority: JP
Inventors: 達郎若井; Tatsuro Wakai
Original assignee: Keyence Corp
Current assignee: Keyence Corp
Priority date: 2014-10-23
Filing date: 2014-10-23
Publication date: 2016-05-19

Abstract

【課題】正確な測定を容易に行うことを可能にする座標測定装置を提供する。【解決手段】主撮像部１３０によりプローブ１４０の複数の発光部が撮像される。主撮像部１３０による撮像の結果に基づいて、測定対象物Ｓとプローブ１４０の接触部との接触位置が測定位置として順次算出される。また、算出されたｍ（ｍは自然数）個以上の測定位置に基づいて、測定要素が算出される。算出された複数の測定位置にそれぞれ対応する複数の指標が表示部１６０に表示される。ｍ個よりも多いｎ個（ｎは自然数）の測定位置に基づいて測定要素が算出された場合、測定要素に対するｎ個の測定位置の偏差が算出される。ｎ個の測定位置のうち最大の偏差を有する測定位置に対応する指標が他の測定位置に対応する指標から識別可能に表示部１６０に表示される。【選択図】図２

Description

本発明は、接触式の座標測定装置に関する。

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。

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。

特表平６−５１１５５５号公報

特許文献１の逐点式測定システムを用いることにより、複数の測定対象物の各々について予め設定された測定対象部分の寸法を測定することができる。それにより、複数の測定対象物の品質管理が可能になる。

しかしながら、熟練していない測定作業者が複数の測定対象物を測定する場合、複数の測定対象物について実際に測定される箇所のばらつきをなくすことは難しい。また、熟練した測定作業者であっても、測定対象部分が測定対象物の外観上認識されにくい場合には、正確な作業が難しい。このように、測定対象物の形状測定は、熟練を要するとともに正確な作業が難しい。

本発明の目的は、正確な測定を容易に行うことを可能にする座標測定装置を提供することである。

（１）本発明に係る光学式座標測定装置は、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撮像部と、撮像部による撮像の結果に基づいて、測定対象物と接触部との接触位置を測定位置として順次算出し、ｍ個（ｍは自然数）以上の測定位置を用いて特定可能な測定要素を、算出されたｍ個以上の測定位置に基づいて算出する算出部と、算出部により算出された複数の測定位置にそれぞれ対応する複数の指標を表示する表示部とを備え、算出部は、ｍ個よりも多いｎ個（ｎは自然数）の測定位置に基づいて測定要素を算出した場合、測定要素に対するｎ個の測定位置の偏差を算出し、ｎ個の測定位置のうち最大の偏差を有する測定位置に対応する指標を他の測定位置に対応する指標から識別可能に表示部に表示させる。

この光学式座標測定装置においては、撮像部によりプローブの複数のマーカが撮像される。撮像部による撮像の結果に基づいて、測定対象物とプローブの接触部との接触位置が測定位置として順次算出される。また、算出されたｍ個（ｍは自然数）以上の測定位置に基づいて、測定要素が算出される。算出された複数の測定位置にそれぞれ対応する複数の指標が表示部に表示される。

ここで、測定要素は、ｍ個以上の測定位置を用いて特定可能である。そのため、ｍ個よりも多いｎ個の測定位置が算出された場合には、算出されたｎ個の測定位置のうち少なくとも１個の測定位置を用いなくても、測定要素を特定することができる。そこで、ｎ個の測定位置に基づいて測定要素が算出された場合には、測定要素に対するｎ個の測定位置の偏差が算出される。ｎ個の測定位置のうち最大の偏差を有する測定位置に対応する指標が他の測定位置に対応する指標から識別可能に表示部に表示される。

この構成によれば、使用者は、ｎ個の測定位置のうち測定要素に対して最大の偏差を有する測定位置を容易に認識することができる。また、使用者は、ｎ個の測定位置のうち最大の偏差を有する測定位置を測定要素の算出に用いるか否かを判断することができる。当該測定位置を用いずに測定要素の算出を再度行なうことにより、測定要素の正確性が向上する。これにより、測定対象物の正確な測定を容易に行うことができる。

（２）算出部は、ｎ個の測定位置に基づいて測定要素を算出した場合、最大の偏差を有する測定位置を除く他の測定位置に基づいて測定要素を再度算出してもよい。この場合、より正確な測定要素を容易に算出することができる。

（３）プローブは、接触部と一定の位置関係を有する仮想点を有し、接触部は部分的な球形状を有し、算出部は、撮像部による撮像の結果に基づいてプローブの接触部の中心の位置を暫定的な測定位置である暫定位置として順次算出するとともに仮想点の位置を順次算出し、ｍ個以上の暫定位置に基づいて暫定的な測定要素である暫定要素を算出し、算出された複数の仮想点の位置に基づいて暫定要素を接触部の半径分補正することにより測定要素を算出してもよい。

この場合、暫定位置が順次算出されるとともに、プローブの仮想点の位置が順次算出される。算出されたｍ個以上の暫定位置に基づいて暫定要素が算出される。算出された複数の仮想点の位置に基づいて暫定要素が、部分的な球形状を有する接触部の半径分補正されることにより測定要素が算出される。

この構成によれば、使用者は、測定要素の算出手順において、暫定要素を補正する方向を決定するための操作を別個に行なう必要がない。これにより、使用者の操作負担を低減することができる。また、算出部は、暫定要素を補正する方向を決定するための操作が行なわれるまで待機する必要がないので、測定要素の算出を短時間で行なうことができる。

（４）算出部は、算出された複数の仮想点の位置の演算により補正基準位置を算出し、算出された補正基準位置に基づいて暫定要素の補正すべき方向を決定し、暫定要素を決定された方向に接触部の半径分補正させることにより測定要素を算出してもよい。

この場合、暫定要素の補正すべき方向は、複数の仮想点の位置の演算による補正基準位置に基づいて決定される。そのため、複数の仮想点が算出される際のプローブの姿勢にばらつきがある場合であっても、暫定要素の補正すべき方向がばらつく可能性を低減することができる。これにより、測定対象物の正確な測定を行うことができる。

（５）補正基準位置は、算出された複数の仮想点の位置の平均の位置であってもよい。この場合、補正基準位置を容易に算出することができる。

（６）光学式座標測定装置は、測定要素の算出が不能であった場合の原因を示す複数の第１の原因情報を記憶する第１の記憶部をさらに備え、算出部は、測定要素の算出が不能であった場合、算出の不能の原因を判定し、判定された原因に対応する第１の原因情報を第１の記憶部から取得し、取得された第１の原因情報に基づいて測定要素の算出の不能の原因を表示部に表示させてもよい。

この構成によれば、使用者は、測定要素の算出が不能であった場合、その原因を容易に認識することができる。

（７）第１の記憶部は、複数の第１の原因情報にそれぞれ対応して、測定要素の算出が不能であった場合の解決方法を示す複数の第１の解決情報をさらに記憶し、算出部は、測定要素の算出が不能であった場合、判定された原因に対応する第１の解決情報を第１の記憶部から取得し、取得された第１の解決情報に基づいて測定要素の算出の不能の解決方法を表示部にさらに表示させてもよい。

この構成によれば、使用者は、測定要素の算出が不能であった場合、その解決方法を容易に認識することができる。

（８）光学式座標測定装置は、算出された測定要素の信頼性が低い場合の原因を示す複数の第２の原因情報と、複数の第２の原因情報にそれぞれ対応して、測定要素の信頼性が低い場合の解決方法を示す複数の第２の解決情報とを記憶する第２の記憶部をさらに備え、算出部は、算出された測定要素についての信頼性を示す数値を算出し、算出された数値に基づいて測定要素の信頼性が予め定められた程度よりも低いか否かを判定し、測定要素の信頼性が予め定められた程度よりも低い場合にその原因を判定し、判定された原因に対応する第２の原因情報を第２の記憶部から取得し、取得された第２の原因情報に基づいて測定要素の信頼性が低い原因およびその解決方法を表示部に表示させてもよい。

この構成によれば、使用者は、算出された測定要素の信頼性が低い場合、その原因および解決方法を容易に認識することができる。

（９）光学式座標測定装置は、算出部により算出された測定要素および算出が不能であった測定要素を検索する検索部をさらに備え、検索部は、検索されるべき測定要素に付随する第１の情報を受け付けるとともに、受け付けた第１の情報を有する測定要素を該当測定要素として表示部に表示させてもよい。

この場合、使用者は、検索したい第１の情報を有する該当測定要素を認識することができる。

（１０）算出部は、測定要素に固有の識別情報を付与するように構成され、第１の情報は、測定要素の識別情報の少なくとも一部を含み、検索部は、受け付けた識別情報の少なくとも一部を有する測定要素を表示部に表示させてもよい。

この場合、使用者は、検索したい識別情報の少なくとも一部を有する該当測定要素を容易に認識することができる。

（１１）算出部は、測定要素の良否を判定するための基準を受け付けるとともに、受け付けた基準に基づいて、算出された測定要素の良否を判定するように構成され、第１の情報は、測定要素の良否の結果を含み、検索部は、受け付けた良否の結果を有する測定要素を表示部に表示させてもよい。

この場合、使用者は、検索したい良否の結果を有する該当測定要素を容易に認識することができる。

（１２）検索部は、該当測定要素が他の測定要素を参照して算出される場合には、該当測定要素とともに他の測定要素を表示部に表示させ、さらに他の測定要素が該当測定要素を参照して算出される場合には、該当測定要素とともにさらに他の測定要素を表示部に表示させてもよい。

この場合、使用者は、検索したい第１の情報を有する該当測定要素だけでなく、該当測定要素が参照する測定要素または該当測定要素を参照する測定要素も容易に認識することができる。

（１３）算出部は、算出された複数の測定要素のうち複数の任意の測定要素の選択を受け付けるとともに、選択された複数の測定要素を測定マクロとして算出可能に登録してもよい。

この場合、使用者は、汎用性の高い複数の測定要素の組み合わせを容易に登録することができる。そのため、使用者は、複数の測定要素を算出するための操作を逐一行なう必要がない。これにより、使用者の操作負担を低減することができる。

（１４）光学式座標測定装置は、選択された測定要素に付随する第２の情報の編集を行なう編集画面を表示部に表示させる編集部をさらに備え、編集部は、同一種類の複数の測定要素が選択された場合には、選択された複数の測定要素に付随する第２の情報の編集を行なう共通の編集画面を表示部に表示させ、共通の編集画面において第２の情報の編集を受け付けた場合には、選択された複数の測定要素に付随する第２の情報を編集後の第２の情報に更新してもよい。

この場合、使用者は、選択した同一種類の複数の測定要素についての第２の情報を一括して編集することができる。

（１５）編集部は、測定要素に固有である第２の情報については、共通の編集画面において当該第２の情報の編集の受け付けを禁止してもよい。

この構成によれば、第２の情報が測定要素に固有である場合には、統一されることを防止することができる。

（１６）編集部は、共通の編集画面において、選択された複数の測定要素の第２の情報が互いに等しい場合には当該第２の情報を表示し、選択された複数の測定要素のうちいずれかの測定要素の第２の情報が他の測定要素の第２の情報と異なる場合には第２の情報が異なることを認識可能に表示してもよい。

この場合、使用者は、選択した同一種類の複数の測定要素についての第２の情報が全て等しいか否かを容易に認識することができる。

（１７）光学式座標測定装置は、使用者により操作される操作装置をさらに備え、操作装置は、測定位置として算出すべきプローブの接触部と測定対象物との接触位置を指定するために操作される指定操作部と、測定要素を特定すべきｍ個以上の測定位置を確定するために操作される確定操作部と、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とを含んでもよい。

この場合、操作装置の指定操作部が操作されることにより、測定位置として算出すべきプローブの接触部と測定対象物との接触位置が指定される。また、操作装置の確定操作部が操作されることにより、測定要素を特定すべきｍ個以上の測定位置が確定される。使用者は、操作装置を操作することにより、算出すべきプローブの接触部と測定対象物との接触位置の指定および測定要素を特定すべきｍ個以上の測定位置の確定を容易に行なうことができる。

また、操作装置の指定操作部が操作されることにより、プローブがポインティングデバイスとして機能する。そのため、使用者は、算出部に別個に設けられたポインティングデバイスと操作装置との持ち替えを行なう必要がない。これにより、使用者の操作負担を低減することができる。

本発明によれば、測定対象物の正確な測定を容易に行うことが可能になる。

本発明の一実施の形態に係る座標測定装置の構成を示すブロック図である。図１の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２の測定ヘッドのプローブの構成を示す斜視図である。（ａ）は図３のプローブに設けられるスタイラスの構成を示す側面図であり、（ｂ）は図３のプローブにおけるスタイラスの取り付け構造を説明するための図である。主撮像部の構成について説明するための図である。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。表面側から見た操作部の外観斜視図である。裏面側から見た操作部の外観斜視図である。図２の表示部に表示される画像の一例を示す図である。測定対象物の一例を示す図である。図１０の測定対象物における具体的な測定例について説明するための図である。図１０の測定対象物における具体的な測定例について説明するための図である。図１０の測定対象物における具体的な測定例について説明するための図である。図１０の測定対象物における具体的な測定例について説明するための図である。図１０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。最大の偏差を有する測定位置が他の測定位置から識別可能に表示部に表示された例を示す図である。ダミー点を用いた測定要素の設定を説明するための図である。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。座標測定装置の表示部に表示される初期画面の一例を示す図である。設定モードでの座標測定装置の一使用例を説明するための図である。設定モードでの座標測定装置の一使用例を説明するための図である。設定モードでの座標測定装置の一使用例を説明するための図である。設定モードでの座標測定装置の一使用例を説明するための図である。設定モードでの座標測定装置の一使用例を説明するための図である。設定モードでの座標測定装置の一使用例を説明するための図である。設定モードでの座標測定装置の一使用例を説明するための図である。設定モードでの座標測定装置の一使用例を説明するための図である。設定モードでの座標測定装置の一使用例を説明するための図である。設定モードでの座標測定装置の一使用例を説明するための図である。設定モードでの座標測定装置の一使用例を説明するための図である。測定モードでの座標測定装置の一使用例を説明するための図である。測定モードでの座標測定装置の一使用例を説明するための図である。測定モードでの座標測定装置の一使用例を説明するための図である。測定モードでの座標測定装置の一使用例を説明するための図である。測定モードでの座標測定装置の一使用例を説明するための図である。統計解析モードにおける表示部の一表示例を示す図である。基準座標系の一設定例を示す模式図である。基準座標系の一設定例を示す模式図である。複数種類の測定失敗ダイアログを示す図である。複数種類の警告ダイアログを示す図である。（ａ）は再測定ダイアログの一例を示す図であり、（ｂ）はプローブ警告ダイアログの一例を示す図である。要素検索画面を示す図である。測定マクロ登録画面を示す図である。測定マクロ挿入画面を示す図である。測定マクロが挿入されたときの測定手順設定画面を示す図である。個別編集用のパラメータ編集画面を示す図である。一括編集用のパラメータ編集画面を示す図である。

（１）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。図４（ａ）は図３のプローブ１４０に設けられるスタイラスの構成を示す側面図であり、図４（ｂ）は図３のプローブ１４０におけるスタイラスの取り付け構造を説明するための図である。以下、本実施の形態に係る座標測定装置３００について、図１〜図４を参照しながら説明する。

図１に示すように、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。

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。

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。

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とがケーブルにより接続される。また、各接続端子１１３は制御基板１８０に電気的に接続される。

スタンド部１１２と載置台１２０との間の設置部１１１の部分には、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。

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、後述する記憶部２１０に記憶される情報をＵＳＢメモリに記憶させることができる。また、ＵＳＢメモリに記憶された情報を記憶部２１０に記憶させることができる。

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５）および複数のレンズ１３２（後述する図５）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。

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。

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、接続端子１４６、通知部１４８およびスタイラス固定部材１４９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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

筐体部１４１の前端部から前方に突出するようにスタイラス固定部材１４９が設けられる。スタイラス固定部材１４９に、スタイラス１４４が取り付けられる。図４（ａ）に示すように、スタイラス１４４は、接触部１４４ａ、軸部１４４ｂおよびねじ部１４４ｃが一体的に形成された棒状部材である。軸部１４４ｂの一端（先端）および他端（後端）にそれぞれ接触部１４４ａおよびねじ部１４４ｃが設けられている。接触部１４４ａは球形状を有する。

図４（ｂ）に示すように、スタイラス固定部材１４９は、取り付け面１４９ａ，１４９ｂ，１４９ｃを有する。第２の方向Ｄ２が水平となるようにプローブ１４０が保持された状態で、取り付け面１４９ａは斜め上方に向き、取り付け面１４９ｂは斜め下方に向き、取り付け面１４９ｃは下方に向くように形成されている。取り付け面１４９ａ〜１４９ｃには、スタイラス１４４のねじ部１４４ｃを取り付け可能なねじ穴１４９Ａ，１４９Ｂ，１４９Ｃ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の取り付け位置を取り付け面１４９ａ〜１４９ｃ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、スタイラス固定部材１４９の取り付け面１４９ｂに取り付けられている。

本実施の形態においては、プローブ１４０にダミー点１４０Ｄが設けられる。図４（ｂ）の例では、ダミー点１４０Ｄは、ねじ穴１４９Ａ〜１４９Ｃに沿って延びる直線の交点付近に位置する。ダミー点１４０Ｄは、測定対象物Ｓの測定すべき部分（後述する測定要素）の形状を特定するために補助的に用いられる仮想的な点である。詳細は後述する。

図３に示すように、電源基板１４５は、把持部１４２の内部に収納され、複数の発光部１４３および通知部１４８に電力を供給する。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および通知部１４８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。

通知部１４８は、複数の緑色ＬＥＤおよび複数の赤色ＬＥＤを含み、筐体部１４１の上面の後端近傍に配置される。複数の発光部１４３が主撮像部１３０（図２）の撮像領域Ｖ（図２）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。それにより、使用者は、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。

図２の２つの接続端子１１３に２つのプローブ１４０がそれぞれ取り付けられる場合、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。

後述する測定モードでは、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２）内に存在する場合に当該プローブ１４０の通知部１４８が緑色に発光する。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当該プローブ１４０の通知部１４８が赤色に発光する。このとき、他のプローブ１４０（使用されるべきでないプローブ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。また、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。

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。

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。

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、座標測定装置３００の操作手順画面、または測定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。操作部１７０は、プローブ１４０に一体的に設けられてもよい。例えば、図３の把持部１４２に１または複数の操作ボタンが操作部１７０として設けられてもよい。この場合、使用者が一方の手で把持部１４２を把持しつつ操作部１７０を操作することができる。

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。

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。

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。

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記憶するために用いられる。

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。

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。本例のポインティングデバイスにはホイールを有するマウスが用いられる。操作部２３０は、使用者により操作される。

（２）主撮像部の構成
図５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５（ａ）は、主撮像部１３０の模式的断面図であり、図５（ｂ）は、主撮像部１３０の外観斜視図である。

図５（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。

素子保持部１３０ａの一面に矩形の断面を有する凹部１３３が形成される。凹部１３３に撮像素子１３１が嵌合される。撮像素子１３１の位置ずれを防止するため、ねじまたはばね等の固定部材を用いて凹部１３３内で撮像素子１３１が固定されてもよい。凹部１３３の底面から素子保持部１３０ａの上記一面に平行な他面にかけて貫通孔１３４が形成される。

図５（ａ）および図５（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。

（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６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６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６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。

図６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。

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６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。

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。本実施の形態では、撮像領域Ｖを含む空間に、座標測定装置３００固有の座標系（以下、装置座標系と呼ぶ。）が予め定義されている。装置座標系は、原点と互いに直交するｘ軸、ｙ軸およびｚ軸とを含む。それにより、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。

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。

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。

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（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との接触位置の座標が算出される。

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に設けられてもよい。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。

撮像素子１３１と複数のレンズ１３２との位置関係および複数の発光部１４３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。また、スタイラス１４４の取り付け面が図４（ｂ）の取り付け面１４９ａ〜１４９ｃの間で変更される場合には、各発光部１４３と接触部１４４ａとの位置関係も変化する。そこで、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とともに複数の発光部１４３と接触部１４４ａとの位置関係を記憶部２１０に記憶させ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。

（４）操作部の詳細
操作部１７０の詳細について説明する。本実施の形態においては、操作部１７０は例えばコンソールである。図７は、表面側から見た操作部１７０の外観斜視図である。図８は、裏面側から見た操作部１７０の外観斜視図である。図７および図８に示すように、操作部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、無線通信により操作部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。

本体部１７１は、表面１７１ａ（図７）および裏面１７１ｂ（図８）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。

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。

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、測定要素を確定するために操作される。ここで、測定要素は、設定された１または複数の測定位置に基づいて特定される情報である。

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を操作する。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。

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。

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。

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。

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が操作された状態では、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。

具体的には、ポインティング代替ボタンＢ６が操作された状態でプローブ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、操作部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。ポインティング代替ボタンＢ６を操作することにより、使用者は、操作部２３０と操作部１７０との持ち替えを行なう必要がない。これにより、使用者の操作負担を低減することができる。

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、他方の手で操作部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。

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または複数の測定要素の座標に基づいて、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。

以下、座標測定装置３００の基本動作とともに、操作部１７０の各ボタンの操作例について説明する。

（５）基本的な測定例
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９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１０は、測定対象物Ｓの一例を示す図である。

図９には、任意の位置から見た撮像領域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を含む空間には、原点、ｘ軸、ｙ軸およびｚ軸を含む装置座標系が定義される。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９の撮像領域仮想画像ＶＩには、装置座標系の原点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９の点線）が含まれる。

図１０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。

図１１〜図１５は、図１０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１１（ａ）および図１３（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１１（ｂ）および図１３（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１２、図１４および図１５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。

図１１（ａ）および図１１（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７の操作部１７０の測定ボタンＢ１が操作されることにより、図１１（ｂ）に示すように、測定対象物Ｓと接触部１４４ａとの接触位置が測定位置Ｍ１ａとして設定（測定）される。この場合、測定位置Ｍ１ａの座標が算出される。

同様にして、測定対象物Ｓの側面Ｓａ上の３つの位置が測定位置Ｍ２ａ，Ｍ３ａ，Ｍ４ａとして設定（測定）され、測定位置Ｍ２ａ，Ｍ３ａ，Ｍ４ａの座標が算出される。続いて、図７の操作部１７０の確定ボタンＢ２が操作されることにより、測定位置Ｍ１ａ〜Ｍ４ａを通る平面が、測定対象物Ｓの側面Ｓａに対応する測定平面ＭＬ１として設定され、測定平面ＭＬ１の位置が算出される。この場合、図１２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。

続いて、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Ｓｂに接触される。その状態で、図７の操作部１７０の測定ボタンＢ１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Ｍ１ｂとして設定（測定）される。この場合、測定位置Ｍ１ｂの座標が算出される。

同様にして、測定対象物Ｓの側面Ｓｂ上の３つの位置が測定位置Ｍ２ｂ，Ｍ３ｂ，Ｍ４ｂとして設定（測定）され、測定位置Ｍ２ｂ，Ｍ３ｂ，Ｍ４ｂの座標が算出される。続いて、図７の操作部１７０の確定ボタンＢ２が操作されることにより、測定位置Ｍ１ｂ〜Ｍ４ｂを通る平面が、測定対象物Ｓの側面Ｓｂに対応する測定平面ＭＬ２として設定され、測定平面ＭＬ２の位置が算出される。この場合、図１４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。

続いて、図１の操作部１７０または操作部２３０が操作されることにより、図１の制御部２２０において、設定された測定平面ＭＬ１，ＭＬ２の間の距離が算出され、図１５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。

本例では、４つの測定位置に基づいて１つの測定平面が設定されるが、最少で３つの測定位置に基づいて、１つの測定平面を設定することができる。一方、４つ以上の測定位置を設定することにより、測定対象物Ｓに対応する測定平面をより正確に設定することができる。また、４つ以上の測定位置に基づいて、測定平面の平面度を求めることもできる。

また、本例では、測定対象物Ｓの測定すべき部分を特定するために、スタイラス１４４の接触部１４４ａが接触された４つの位置（測定位置）を通る矩形状の測定対象部分（測定平面）が測定要素として設定される。これに限らず、測定対象物Ｓの測定すべき部分の形状に応じて複数の測定位置を通る他の幾何学形状を有する測定平面が測定要素として設定されてもよい。また、測定対象物Ｓの測定すべき部分を特定するために、平面に限らず複数の測定位置を通る円筒または球等が測定要素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。

本実施の形態においては、設定された測定要素に対する各測定位置の偏差が算出される。算出された各測定位置の偏差は、図２の表示部１６０に表示される。ここで、任意の測定要素を設定するために必要な測定位置の数は、当該要素に対応して予め定められている。必要な数よりも多い数の測定位置を設定することにより測定要素を設定した場合には、設定した複数の測定位置のうち、最大の偏差を有する測定位置を識別可能に表示することができる。図１６は、最大の偏差を有する測定位置が他の測定位置から識別可能に表示部１６０に表示された例を示す図である。

図１６（ａ）の例においては、５つの測定位置Ｍ１ａ，Ｍ２ａ，Ｍ３ａ，Ｍ４ａ，Ｍ５ａに基づいて測定平面ＭＬ１が設定される。測定平面ＭＬ１を設定するために必要な測定位置の数は３である。ここで、測定位置Ｍ１ａ〜Ｍ５ａのうち、測定位置Ｍ５ａが測定平面ＭＬ１に対して最大の偏差を有する。すなわち、測定位置Ｍ５ａから測定平面ＭＬ１までの最短距離は、他の測定位置Ｍ１ａ〜Ｍ４ａの各々から測定平面ＭＬ１までの最短距離よりも大きい。

そのため、測定平面ＭＬ１および測定位置Ｍ１ａ〜Ｍ５ａが表示部１６０に表示される場合において、測定位置Ｍ１ａ〜Ｍ４ａは例えば白色で表示される。これに対し、測定位置Ｍ５ａは測定位置Ｍ１ａ〜Ｍ４ａに付された色彩（本例では白色）とは異なる色彩で識別可能に強調表示される。図１６（ａ）の例においては、測定位置Ｍ５ａはハッチングパターンにより強調表示されている。

図１６（ｂ）の例においては、４つの測定位置Ｍ１ｃ，Ｍ２ｃ，Ｍ３ｃ，Ｍ４ｃに基づいて円の内周面ＭＬ３が設定される。内周面ＭＬ３を設定するために必要な測定位置の数は３である。ここで、測定位置Ｍ１ｃ〜Ｍ４ｃのうち、測定位置Ｍ１ｃが内周面ＭＬ３に対して最大の偏差を有する。すなわち、測定位置Ｍ１ｃから内周面ＭＬ３までの最短距離は、他の測定位置Ｍ２ｃ〜Ｍ４ｃの各々から内周面ＭＬ３までの最短距離よりも大きい。

そのため、内周面ＭＬ３および測定位置Ｍ１ｃ〜Ｍ４ｃが表示部１６０に表示される場合において、測定位置Ｍ２ｃ〜Ｍ４ｃは例えば白色で表示される。これに対し、測定位置Ｍ１ｃは測定位置Ｍ２ｃ〜Ｍ４ｃに付された色彩（本例では白色）とは異なる色彩で識別可能に強調表示される。図１６（ｂ）の例においては、測定位置Ｍ１ｃはハッチングパターンにより強調表示されている。

図１６（ａ），（ｂ）の表示例によれば、使用者は、設定した複数の測定位置のうち、最大の偏差を有する測定位置を視覚的に容易に認識することができる。また、本実施の形態においては、必要な数よりも多い数の測定位置を設定することにより測定要素を設定した場合には、設定した複数の測定位置のうち、最大の偏差を有する測定位置を除外した状態で測定要素を再設定することができる。この場合、測定要素をより高い精度で設定することが可能になる。

（６）ダミー点を用いた機能
本実施の形態においては、特定の測定要素を設定するために図４（ｂ）のダミー点１４０Ｄが用いられる。図１７は、ダミー点１４０Ｄを用いた測定要素の設定を説明するための図である。図１７の例では、測定要素は図１１（ｂ）の測定平面ＭＬ１である。スタイラス１４４の接触部１４４ａが図１１（ｂ）の測定対象物Ｓの側面Ｓａにおける３つの部分に接触されることにより、側面Ｓａに対応する１つの測定平面ＭＬ１が設定される。

測定平面ＭＬ１を設定する過程において、まずスタイラス１４４の接触部１４４ａが測定対象物Ｓの側面Ｓａに接触した（図７の操作部１７０の測定ボタンＢ１が操作された）時点の接触部１４４ａの中心の座標が算出される。また、このときのプローブ１４０のダミー点１４０Ｄの座標が算出される。複数の発光部１４３の位置に対するダミー点１４０Ｄの位置は既知である。そのため、図６における接触部１４４ａの中心の座標の算出の手順と同様の手順によりダミー点１４０Ｄの座標を算出することができる。

上記のプローブ１４０および操作部１７０の操作が、例えば３回行なわれる。これにより、算出された３つの座標を含む１つの平面ＭＬ１ｃが確定する。また、３つのダミー点１４０Ｄが確定する。設定すべき測定平面ＭＬ１は、平面ＭＬ１ｃをその平面に垂直な一方向または他方向に接触部１４４ａの半径分だけ平行にそれぞれ移動させた平面ＭＬ１ａまたは平面ＭＬ１ｂのいずれかである。

平面ＭＬ１ａまたは平面ＭＬ１ｂのいずれかを測定平面ＭＬ１として選択するために、３つのダミー点１４０Ｄの平均座標が算出される。算出された平均座標に位置する仮想的な点を平均ダミー点ＡＤと呼ぶ。平均ダミー点ＡＤが存在する位置およびその周辺には、プローブ１４０を測定対象物Ｓに接近させることを妨げる障害物が存在しない可能性が高い。そのため、プローブ１４０は、平均ダミー点ＡＤから測定対象物Ｓに接近することが可能であると考えられる。この場合、プローブ１４０の接触部１４４ａのうち、平均ダミー点ＡＤから遠い部分が測定対象物Ｓに接触する。

そこで、平面ＭＬ１ａ，ＭＬ１ｂのうち、平均ダミー点ＡＤから遠い平面が測定平面ＭＬ１として選択（補正）される。すなわち、平面ＭＬ１ａ，ＭＬ１ｂのうち、平均ダミー点ＡＤまでの最短距離が大きい平面が測定平面ＭＬ１として補正される。これにより、測定平面ＭＬ１を確定させることができる。本例では、平面ＭＬ１ｂよりも平均ダミー点ＡＤから遠い平面ＭＬ１ａが測定平面ＭＬ１として確定する。

ここで、本実施の形態に係る座標測定装置３００を従来の座標測定装置と比較する。従来の座標測定装置においては、使用者は、プローブの接触部を測定対象物の測定対象部分に接触させた状態で接触部の位置を設定する。プローブの接触部を測定対象物の測定対象部分に接触させた状態での接触部の位置の設定を位置設定と呼ぶ。使用者は、位置設定を繰り返すことにより、測定平面を設定するための接触部の複数の位置を設定する。設定された複数の位置に基づいて平面が設定される。

位置設定が終了した後、使用者は、プローブの接触部を測定対象物から離間させた状態で接触部の位置を設定する。プローブの接触部を測定対象物から離間させた状態での接触部の位置の設定を方向設定と呼ぶ。方向設定において設定された接触部の位置が本実施の形態における平均ダミー点ＡＤと同様の機能を有する。位置設定において設定された平面が、方向設定において設定された接触部の位置に基づいて所定の距離だけ移動される。これにより、測定平面が設定される。

従来の座標測定装置の構成によれば、使用者は、位置設定を繰り返した後、方向設定を行なう必要がある。そのため、使用者の操作負担が増加する。一方、本実施の形態に係る座標測定装置３００においては、位置設定を行なう時点でダミー点１４０Ｄも同時に設定される。また、１または複数のダミー点１４０Ｄに基づいて平均ダミー点ＡＤが設定される。そのため、方向設定を別個に行なう必要がない。これにより、使用者の操作負担を低減することができる。また、制御部２２０は、方向設定の操作が行なわれるまで待機する必要がないので、測定要素の算出を短時間で行なうことができる。

また、本実施の形態においては、平均ダミー点ＡＤは、ダミー点１４０Ｄが追加されるごとに更新される。例えば、第１のダミー点１４０Ｄが設定された時点では、当該第１のダミー点１４０Ｄが平均ダミー点ＡＤである。一方、第２のダミー点１４０Ｄが追加された場合には、第１および第２のダミー点１４０Ｄに基づいて平均ダミー点ＡＤが更新される。

この構成によれば、測定平面が確定される（図７の操作部１７０の確定ボタンＢ２が操作される）前でも、現時点までに設定されている測定位置に基づいて測定平面を暫定的に算出することができる。暫定的な測定平面は、測定位置およびダミー点１４０Ｄが追加されるごとに更新される。この場合、使用者は、現時点で算出されている測定平面の平面度等の情報を認識することができる。また、測定要素の補正の方向が複数のダミー点１４０Ｄの位置に基づいて決定されるので、測定位置を設定する際のプローブ１４０の姿勢にばらつきがある場合であっても、補正の方向がばらつく可能性を低減することができる。

上記の説明においては、ダミー点１４０Ｄは平面状を有する測定要素を設定する場合に使用されるが、これに限定されない。ダミー点１４０Ｄは他の形状を有する測定要素を設定する場合に使用されてもよい。ここで、測定要素の形状は、例えば平面、直線、点、円および球を含む。

後述する図２１に示すように、本実施の形態においては、複数種類の測定要素の形状が表示部１６０に表示される。使用者は、図１の操作部２３０を操作して表示部１６０に表示された所望の測定要素の形状を選択することにより、測定要素の形状を予め指定することができる。ここで、測定要素の形状として平面、直線または点が指定された場合には、測定要素を設定するためにダミー点１４０Ｄが用いられてもよい。

一方、測定要素の形状として円が指定された場合には、測定要素の形状が円の内周面および外周面のいずれかであるかをさらに指定することができる。同様に、測定要素の形状として球が指定された場合には、測定要素の形状が球の内表面および外表面のいずれであるかをさらに指定することができる。そのため、測定要素の形状として円または球が指定された場合には、測定要素を設定するためにダミー点１４０Ｄが用いられなくてもよい。

（７）副撮像部を用いた機能
図３の副撮像部１５０によって測定対象物Ｓを撮像することにより、副撮像部１５０から出力される受光信号に基づいて測定対象物Ｓを示す画像データが図１の制御部２２０により生成される。生成された画像データに基づいて測定対象物Ｓの画像を表示部１６０に表示させることができる。以下、副撮像部１５０により得られる画像データを撮像画像データと呼び、撮像画像データに基づく画像を撮像画像と呼ぶ。

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、図７の操作部１７０の表示切替ボタンＢ４が操作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、図７の操作部１７０の撮像ボタンＢ５が操作されると、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。

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。

以下、測定位置および測定要素の情報を位置図形情報と呼ぶ。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に表示することができる。

図１８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１８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装置座標系の原点Ｏ、ｘ軸、ｙ軸およびｚ軸を示す画像が表示される。

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。

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、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。

（８）設定モード
以下の説明では、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適宜測定管理者と呼び、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適宜測定作業者と呼ぶ。

座標測定装置３００は、測定管理者用の設定モード、測定作業者用の測定モード、単品測定モードおよび統計解析モードの４種類のモードで使用することができる。単品測定モードおよび統計解析モードの詳細は後述する。

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を含む情報が設定情報として生成される。生成された設定情報のデータファイルは図１の記憶部２１０のハードディスクに記憶される。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に記憶された設定情報に基づいて他の測定対象物Ｓの測定を行うことができる。測定モードで得られる測定結果のデータファイルは図１の記憶部２１０のハードディスクに記憶される。

測定対象物Ｓの測定条件には、座標系、測定項目および測定要素の形状が含まれる。測定項目は、測定対象物Ｓに対して何を測定すべきかを示すものであり、距離、角度および平面度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。

本実施の形態に係る座標測定装置３００においては、撮像領域Ｖを含む空間に任意の座標系（以下、基準座標系と呼ぶ。）を定義することができる。この場合、基準座標系に従って測定位置の座標が算出される。測定条件の座標系は、測定対象物Ｓの測定時に定義される基準座標系を示す。

図１の記憶部２１０には、プローブ１４０に関する情報がプローブ情報として予め記憶されている。プローブ情報は、プローブ１４０の固体を識別するための個体識別情報、スタイラス１４４が取り付けられる取り付け面１４９ａ〜１４９ｃ（図４（ｂ））および接触部１４４ａの直径等の情報を含む。上記の設定情報には、さらに測定対象物Ｓの測定に用いるプローブ情報が含まれる。

本例では、２つのプローブ１４０が図２の２つの接続端子１１３に接続されるとともに、２つのプローブ１４０にそれぞれ対応する２つのプローブ情報が記憶部２１０に記憶されている。一方のプローブ情報は、一方の接続端子１１３に接続され、スタイラス１４４が図４（ｂ）の取り付け面１４９ｂに取り付けられるプローブ１４０を示す。他方のプローブ情報は、他方の接続端子１１３に接続され、スタイラス１４４が図４（ｂ）の取り付け面１４９ｃに取り付けられるプローブ１４０を示す。以下の説明では、一方のプローブ情報に対応するプローブ１４０を適宜「Ａプローブ」と呼び、他方のプローブ情報に対応するプローブ１４０を適宜「Ｂプローブ」と呼ぶ。

図１９は、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１９に示すように、座標測定装置３００の初期画面ＳＣ１には、測定ボタン６０１、設定ボタン６０２、単品測定ボタン６０３および統計解析ボタン６０４が表示される。

測定管理者が設定ボタン６０２を操作することにより、座標測定装置３００の制御部２２０が設定モードで動作する。設定モードにおいて、測定管理者が所定の測定を行なうことにより設定情報が生成される例を説明する。

図２０〜図３０は、設定モードでの座標測定装置３００の一使用例を説明するための図である。以下の例では、球状の測定対象物Ｓの中心の位置Ａ１と測定対象物Ｓの周囲における特定の位置Ａ２との間の距離を測定するための設定情報が生成される。測定管理者は、まず図２０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。なお、本例においては測定対象物Ｓは球状を有するので、測定対象物Ｓの姿勢は調整されなくてもよい。

図１９の設定ボタン６０２が操作されることにより、図２１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、測定要素表示欄６１０、画像表示欄６１１、座標系設定欄６１２、測定項目選択欄６１３および測定要素選択欄６１４を含む。

上述のように、測定要素は、設定された１または複数の測定位置に基づいて特定される情報である。測定要素は、第１要素および第２要素を含む。第１要素は、設定された１または複数の測定位置を含むように設定される情報であり、例えば平面、直線、点、円および球を含む。第２要素は、設定された１または複数の第１要素により決定する情報であり、例えば２つの平面間の距離、２つの直線がなす角度、直線の長さ、円の直径および円周を含む。

また、測定要素は、第３要素をさらに含む。使用者は、図１の操作部２３０を操作して、例えば円周および円の直径等の既知の設計値を表示部１６０に入力することができる。第３要素は、使用者が任意に入力した数値により定まる情報である。第３要素は、設定された第１または第２要素の妥当性を評価するために使用可能である。

測定要素表示欄６１０には、測定管理者により設定される測定要素がツリー表示される。なお、図２１は、設定モードの初期状態を表す。そのため、測定要素表示欄６１０には、例えば１番目の物理量を測定するための設定作業を行っていることを示す文字列「設定１」のみが表示される。このように、設定モードにおいて測定要素表示欄６１０に表示されるツリーを要素ツリーと呼ぶ。

画像表示欄６１１には、撮像領域仮想画像ＶＩが表示される。座標系設定欄６１２には、基準座標系を設定するための座標系設定ボタン６１２ａが表示される。座標系設定ボタン６１２ａが操作されない場合には、装置座標系が基準座標系として設定される。座標系設定ボタン６１２ａが操作されることによる基準座標系の設定の詳細は後述する。

測定項目選択欄６１３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２１の例では、測定項目選択欄６１３に距離ボタン６１３ａおよび角度ボタン６１３ｂ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６１３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。

測定要素選択欄６１４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２１の例では、測定要素選択欄６１４に平面ボタン６１４ａ、直線ボタン６１４ｂ、点ボタン６１４ｃ、円ボタン６１４ｄ、円筒ボタン６１４ｅ、円錐ボタン６１４ｆおよび球ボタン６１４ｇが表示される。測定管理者は、図１の操作部２３０を操作して測定要素選択欄６１４内のいずれかのボタンを選択することにより、測定要素の形状を指定することができる。

測定管理者は、測定項目選択欄６１３の距離ボタン６１３ａを選択する。それにより、測定条件として、図２０の位置Ａ１，Ａ２間の距離を測定することが設定される。次に、測定管理者は、測定要素選択欄６１４の球ボタン６１４ｇを選択する。本例では、測定要素として測定条件で設定されるべき球および点をそれぞれ「球００１」および「点００１」と呼ぶ。なお、「球００１」および「点００１」は第１要素に分類される。

測定対象物Ｓの測定条件が設定されると、図２２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、測定要素表示欄６１０、画像表示欄６１１、要素名称欄６２２、形状選択欄６２３、測定位置座標表示欄６２４および公差設定欄６２５を含む。

測定要素表示欄６１０には、図２１の要素ツリーが継続して表示される。測定条件が設定されることにより、最初に設定される測定要素を示す文字列「球００１」が要素ツリーに追加される。要素ツリーにおいては、測定管理者が測定要素として第１要素を設定していく際および物理量の測定結果が第２要素として得られる際に、その測定要素を示す文字列が順次追加される。また、測定管理者が第３要素として測定要素を入力した場合には、その測定要素を示す文字列が要素ツリーに追加されてもよい。

測定管理者は、要素ツリーを視認することにより、生成中の設定情報の内容を確認することができる。なお、要素ツリーにおいては、測定管理者による設定中の測定要素が文字囲い等で強調表示されてもよい。図２２の例では、文字列「球００１」に文字囲いが施されている。

画像表示欄６１１には、図２１の撮像領域仮想画像ＶＩが継続して表示される。管理設定欄６２１には、プルダウンメニュー６２１ａが表示される。プルダウンメニュー６２１ａには、種々の設定項目が表示される。設定管理者は、プルダウンメニュー６２１ａに表示される項目を選択することにより、座標測定装置３００にの種々の設定を行なうことができる。例えば、測定管理者は、プルダウンメニュー６２１ａから選択することにより、「Ａプローブ」および「Ｂプローブ」のうち測定に用いるプローブ１４０を設定することができる。プローブ１４０の設定は測定位置の設定ごとに行うことが可能である。本例では、「球００１」を設定するために「Ａプローブ」が用いられる。

要素名称欄６２２には、設定されるべき球を示す文字列（本例では、「球００１」）が表示される。また、要素名称欄６２２には、撮像ボタン６２２ａが表示される。撮像ボタン６２２ａは、「球００１」に対応する撮像画像を得るために用いられる。

測定管理者は、球状の測定対象物Ｓが副撮像部１５０により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。この状態で、撮像ボタン６２２ａが操作されることにより、「球００１」に対応する撮像画像データが取得され、記憶部２１０に記憶される。測定管理者は、撮像ボタン６２２ａに代えて、図７の操作部１７０の撮像ボタンＢ５を操作してもよい。この場合でも、「球００１」に対応する撮像画像データが取得される。

形状選択欄６２３には、内面ボタン６２３ａおよび外面ボタン６２３ｂが表示される。内面ボタン６２３ａが操作された場合には、球について設定された４つ以上の測定位置に基づいて内表面が設定される。外面ボタン６２３ｂが操作された場合には、球について設定された４つ以上の測定位置に基づいて外表面が設定される。本例では、外面ボタン６２３ｂが操作される。なお、図２１において平面ボタン６１４ａ、直線ボタン６１４ｂまたは点ボタン６１４ｃが操作された場合には、測定条件設定画面ＳＣ２に測定項目選択欄６１３が表示されなくてもよい。

測定位置座標表示欄６２４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２２の例では、プローブ１４０の操作が行われていないので、測定位置座標表示欄６２４に測定位置の算出結果が表示されていない。

測定位置座標表示欄６２４には、さらに、１つのチェックボックス６２４ａおよび数値入力欄６２４ｂが表示される。チェックボックス６２４ａは、判定機能をオンまたはオフするためのものである。判定機能がオンされると、後述する測定モードにおいて、設定される測定位置と設定モードで設定される測定位置との間のずれ量が数値入力欄６２４ｂに入力される許容範囲以下であるか否かが判定される。それにより、ずれ量が許容範囲以下である場合に測定位置が有効であると判定することができる。また、ずれ量が許容範囲よりも大きい場合に測定位置が無効であると判定することができる。

公差設定欄６２５には、測定値表示欄６２５ａ、設計値入力欄６２５ｂ、上限値入力欄６２５ｃおよび下限値入力欄６２５ｄが表示される。測定値表示欄６２５ａには、「球００１」を特徴付ける物理量についての測定値が表示される。図２２の例では、「球００１」を特徴付ける物理量は直径である。図２２の時点では、プローブ１４０の操作が行われていないので、測定値表示欄６２５ａに測定値が表示されていない。

測定管理者は、図１の操作部２３０を操作することにより、設計値入力欄６２５ｂに測定対象物Ｓの直径の設計値を入力することができる。同様に、測定管理者は、操作部２３０を操作することにより、上限値入力欄６２５ｃおよび下限値入力欄６２５ｄに測定対象物Ｓの直径の公差の上限値および下限値をそれぞれ入力することができる。図２２の時点では、設計値入力欄６２５ｂ、上限値入力欄６２５ｃおよび下限値入力欄６２５ｄの各々に数値が入力されていない。この場合、設計値入力欄６２５ｂ、上限値入力欄６２５ｃおよび下限値入力欄６２５ｄの各々に「０．０００」が表示される。

上記のように、撮像ボタン６２２ａが操作されることにより、図２３に示すように、「球００１」に対応する撮像画像ＳＩが画像表示欄６１１に表示される。図２３の撮像画像ＳＩは、静止画像である。図２３の撮像画像ＳＩは、測定対象物Ｓを示す画像を含むとともに、装置座標系のｘ軸、ｙ軸およびｚ軸を示す画像を含む。

その後、測定管理者は、図１１の例と同様に、「球００１」を特定するために測定対象物Ｓの４つ以上（本例では４つ）の測定位置を順次設定する。複数の測定位置の設定時には、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。また、測定位置座標表示欄６２４に測定位置の算出結果が表示される。

図２４に、３つの測定位置が設定された時点の表示部１６０の表示状態が示される。図２４の例では、設定された３つの測定位置をそれぞれ表す球体の画像Ｐ１ｄ，Ｐ２ｄ，Ｐ３ｄが撮像画像ＳＩ上に表示される。また、複数の測定位置の設定時には、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。

その後、測定位置の設定が継続されることにより、画像Ｐ４ｄの表示が追加される。４つの測定位置の設定が完了することにより、４つの測定位置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要素が「球００１」を特定する球の外表面として設定される。また、外表面の位置が算出される。

この場合、図２５に示すように、外表面の位置および形状を示す図形ＰＬ４が画像Ｐ１ｄ〜Ｐ４ｄとともに撮像画像ＳＩ上に表示される。また、設定された球の外表面の直径の測定値が、公差設定欄６２５の測定値表示欄６２５ａに表示される。外表面の設定時には、測定位置座標表示欄６２４に確定ボタン６２４ｃが表示される。

球の外表面の設定後、測定管理者は確定ボタン６２４ｃを操作する。それにより、図２６に示すように、画像表示欄６１１に撮像領域仮想画像ＶＩが表示される。このとき、撮像領域仮想画像ＶＩ上には、既に設定された球の外表面を示す図形ＰＬ４が表示される。また、図２６の例では、図２５の形状選択欄６２３および測定位置座標表示欄６２４に代えて、図２１と同様の測定要素選択欄６１４が表示部１６０に表示される。

次に、測定管理者は、図１の操作部２３０を操作して測定要素選択欄６１４の点ボタン６１４ｃを選択する。これにより、図２７に示すように、表示部１６０に図２２と同様の測定手順設定画面ＳＣ３が表示される。ここで、測定要素表示欄６１０の要素ツリーに、次に設定されるべき測定要素を示す文字列「点００１」が追加される。このとき、要素ツリーにおいては、文字列「球００１」が通常表示され、文字列「点００１」が強調表示される。

図２７の例においては、図２２の形状選択欄６２３および公差設定欄６２５が表示されない。また、「点００１」を設定するために「Ｂプローブ」が用いられる。この場合、測定管理者は、図２７の管理設定欄６２１を操作して「Ｂプローブ」を測定に用いるプローブ１４０として設定する。

続いて、点の設定が行われる。要素名称欄６２２には、設定されるべき点を示す文字列（本例では、「点００１」）が表示される。図２２の例と同様に、要素名称欄６２２には、撮像ボタン６２２ａが表示される。

図２７の撮像ボタン６２２ａは、「点００１」に対応する撮像画像を得るために用いられる。測定管理者は、「点００１」に対応する部分が副撮像部１５０により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。本例では、「点００１」に対応する部分は、図２の載置台１２０上における予め定められた部分である。この状態で、撮像ボタン６２２ａが操作されることにより、「点００１」に対応する撮像画像データが取得され、記憶部２１０に記憶される。

上記のように、撮像ボタン６２２ａが操作されることにより、「点００１」に対応する撮像画像ＳＩが画像表示欄６１１に表示される。その後、測定管理者は、「点００１」を特定するために載置台１２０上の部分の１つの位置を測定位置として設定する。この設定時には、図２４の例と同様に、設定された測定位置を表す球体の画像および接触部１４４ａの位置を示す画像が撮像画像ＳＩ上に表示される。

測定位置の設定が完了することにより、１つの測定位置を通りかつ測定条件において指定された形状を有する載置台１２０上の部分が「点００１」を特定する点として設定される。また、点の位置が算出される。

この場合、図２８に示すように、点の位置および形状を示す図形ＰＬ５が１つの測定位置を示す画像Ｐ１ｅとともに撮像画像ＳＩ上に表示される。点の設定時には、測定位置座標表示欄６２４に確定ボタン６２４ｃが表示される。

点の設定後、測定管理者は確定ボタン６２４ｃを操作する。それにより、図２９に示すように、画像表示欄６１１に撮像領域仮想画像ＶＩが表示される。このとき、撮像領域仮想画像ＶＩ上には、既に設定された球の外表面を示す図形ＰＬ４に加えて、設定された点を示す図形ＰＬ５が表示される。また、設定された球と点との間の距離が算出される。算出された距離は、測定結果として撮像領域仮想画像ＶＩに重畳表示される。

また、測定要素表示欄６１０の要素ツリーに、「球００１」および「点００１」に加えて文字列「距離００２」が表示される。なお、「距離００２」は第２要素に分類される。このとき、要素ツリーにおいては、文字列「球００１」および文字列「点００１」が通常表示され、文字列「距離００２」が強調表示される。

図２９の例では、図２８の測定位置座標表示欄６２４に代えて、図２６と同様の測定要素選択欄６１４および公差設定欄６２５が表示部１６０に表示される。また、測定範囲選択欄６２６および指示選択欄６２７が表示部１６０に表示される。

公差設定欄６２５の測定値表示欄６２５ａには、「球００１」と「点００１」との間の距離が測定結果として表示される。また、測定管理者は、図１の操作部２３０を操作することにより、設計値入力欄６２５ｂに球と点との間の距離の設計値を入力することができる。同様に、測定管理者は、操作部２３０を操作することにより、上限値入力欄６２５ｃおよび下限値入力欄６２５ｄに球と点との間の距離の公差の上限値および下限値をそれぞれ入力することができる。

測定範囲選択欄６２６には、中心間距離チェックボックス６２６ａ、最大距離チェックボックス６２６ｂおよび最小距離チェックボックス６２６ｃが表示される。中心間距離チェックボックス６２６ａがチェックされている場合には、「球００１」の中心と「点００１」の中心との間の距離が画像表示欄６１１および測定値表示欄６２５ａに表示される。最大距離チェックボックス６２６ｂがチェックされている場合には、「球００１」と「点００１」との間の距離のうち最大値が画像表示欄６１１および測定値表示欄６２５ａに表示される。最小距離チェックボックス６２６ｃがチェックされている場合には、「球００１」と「点００１」との間の距離のうち最小値が画像表示欄６１１および測定値表示欄６２５ａに表示される。本例では、図２０の位置Ａ１，Ａ２間の距離を測定するために、中心間距離チェックボックス６２６ａがチェックされる。

測定管理者は、図１の操作部２３０を操作して測定要素選択欄６１４のいずれかのボタンを操作することにより、操作されたボタンに対応する新たな測定要素を追加して設定を続けることができる。

指示選択欄６２７には、設定継続ボタン６２７ａおよび設定保存ボタン６２７ｂが表示される。測定管理者は、測定対象物Ｓの他の物理量の測定についても設定を行いたい場合に設定継続ボタン６２７ａを操作する。この場合、図２１の測定条件設定画面ＳＣ２が再び表示される。それにより、測定管理者は上記の例と同様の手順で設定作業を行うことができる。なお、測定条件設定画面ＳＣ２が再表示される場合、測定要素表示欄６１０には、例えば２番目の物理量を測定するための設定作業を行っていることを示す文字列「設定２」が表示される。

最後に、測定管理者は図２９の設定保存ボタン６２７ｂを操作する。それにより、測定条件、位置図形情報、「球００１」の設定に用いるプローブ１４０のプローブ情報、「点００１」の設定に用いるプローブ１４０のプローブ情報、「球００１」に対応する撮像画像データおよび「点００１」に対応する撮像画像データを含む設定情報が１つのデータファイルとして制御部２２０により生成され、図１の記憶部２１０に記憶される。このとき、記憶部２１０に記憶される設定情報には固有のファイル名が付与される。

なお、本例の位置図形情報には、複数の測定位置およびこれらの設定順序（測定手順）、球の外表面の位置および形状ならびに点の位置を示す情報が含まれる。その後、表示部１６０の画面上には、図１９の初期画面ＳＣ１が表示される。

ここで、図２２のプルダウンメニュー６２１ａから操作可能な他の設定の詳細を説明する。測定管理者が、図２２のプルダウンメニュー６２１ａを操作すると、表示部１６０の画面上に図３０の管理設定ダイアログ６５０が表示される。

管理設定ダイアログ６５０には、１つのチェックボックス６５０ａ、時間入力欄６５０ｂおよびＯＫボタン６５０ｃが表示される。チェックボックス６５０ａは、後述する測定モードにおける測定作業の目標時間を設定するために用いられる。チェックボックス６５０ａがチェックされることにより、測定モードにおける測定作業中、時間入力欄６５０ｂに入力される時間が目標時間として表示部１６０の画面上に表示される。ＯＫボタン６５０ｃが操作されることにより、管理設定ダイアログ６５０の表示が終了する。

（９）測定モード
測定作業者が図１９の測定ボタン６０１を操作することにより、座標測定装置３００の制御部２２０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２０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。

図３１〜図３５は、測定モードでの座標測定装置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３１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、画像表示欄６１１，６２９および測定操作欄６２８が表示される。

測定操作欄６２８には、測定開始ボタン６２８ａ、プルダウンメニュー６２８ｂおよび対象物名称入力欄６２８ｃが表示される。プルダウンメニュー６２８ｂが操作されると、図１の記憶部２１０に記憶される１または複数の設定情報のファイル名が表示される。この場合、測定作業者が測定管理者の指示に従って１のファイル名を選択することにより、選択された設定情報が図１の制御部２２０により読み出される。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出されるものとする。対象物名称入力欄６２８ｃには、実際に測定する測定対象物Ｓの名称等が入力される。

図３１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、装置座標系のｘ軸、ｙ軸およびｚ軸、設定モードで設定された「球００１」を示す図形ＰＬ４、「点００１」を示す図形ＰＬ５および「距離００２」を示す矢印が表示される。また、撮像領域仮想画像ＶＩの下方に「球００１」、「点００１」および「距離００２」の測定手順が表示される。

撮像領域仮想画像ＶＩの下方に表示される測定手順は、設定モードにおける測定要素の設定手順を反映して表示される。図３１の測定手順の表示は、例えば図２９の測定要素表示欄６１０に示される要素ツリーに相当する。

それにより、測定作業者は、画像表示欄６１１を視認することにより、「球００１」、「点００１」および「距離００２」をどのような手順で測定すべきかを容易に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、画像表示欄６２７には画像が表示されない。

次に、測定作業者は、図３１の測定開始ボタン６２８ａを操作する。この場合、実測定画面ＳＣ４上では、図３２に示すように、図３１の測定操作欄６２８に代えてプローブ表示欄６３０および進捗度合い表示欄６３１が表示される。プローブ表示欄６３０には、現在用いられるべきプローブ１４０を示す文字列（本例では「Ａプローブ」）が表示される。進捗度合い表示欄６３１には、設定されるべき測定位置の数に対する設定済みの測定位置の数の割合を示す文字列およびインジケータ６３１ａが表示される。また、図３０の目標時間が設定されている場合には、測定開始からの経過時間および目標時間が表示される。さらに、目標時間に対する経過時間の割合を示すインジケータ６３１ｂが表示される。インジケータ６３１ａ，６３１ｂは、各割合を棒グラフで表す。

一方、画像表示欄６１１においては、図３２に示すように、最初に設定されるべき「球００１」を示す図形ＰＬ４がハイライト表示される。また、撮像領域仮想画像ＶＩの下方に表示される測定手順においては、「球００１」の上部に文字列「＜測定中＞」が付される。また、画像表示欄６２９には、「球００１」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「球００１」を示す図形ＰＬ４が表示される。測定作業者は、撮像画像ＳＩ上の図形ＰＬ４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。

また、撮像画像ＳＩ上には、図２５の例と同様に、設定モードで設定された測定位置を示す画像Ｐ１ｄ，Ｐ２ｄ，Ｐ３ｄ，Ｐ４ｄが表示される。測定作業者は、撮像画像ＳＩ上の画像Ｐ１ｄ，Ｐ２ｄ，Ｐ３ｄ，Ｐ４ｄ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。

読み出された設定情報には、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。

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を示す画像Ｐ１ａが、他の測定位置を示す画像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。

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。

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、測定作業者は接触部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。

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。

これらより、測定作業者は、図３２の画像表示欄６２９に表示される撮像画像ＳＩを視認しつつ「球００１」を特定する外表面を容易かつ正確に設定することができる。

測定モード中の画像表示欄６１１においては、図３２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。

図３２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。

ここで、画像表示欄６１１においては、例えば図３２および図３３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。

測定作業者が「球００１」の設定を完了すると、図３４に示すように、画像表示欄６１１内の「球００１」を示す図形ＰＬ４が通常表示に切り替わり、次に設定されるべき「点００１」を示す図形ＰＬ５がハイライト表示される。

また、撮像領域仮想画像ＶＩの下方に表示される測定手順においては、「球００１」に代えて「点００１」の上部に文字列「＜測定中＞」が付される。このように、測定モードによる測定対象物Ｓの測定時には、現在設定すべき測定要素に文字列「＜測定中＞」が付される。したがって、測定作業者は、撮像領域仮想画像ＶＩの下方に表示される測定手順を視認することにより、現在設定すべき測定要素を容易に認識することができる。なお、現在設定すべき測定要素に文字列「＜測定中＞」が付される代わりに、現在設定すべき測定要素がハイライト表示されてもよい。

上記の例では、「球００１」の設定時に４つの測定位置が設定される。この場合、４つの測定位置の座標に基づいて、「球００１」の直径が算出される。それにより、撮像領域仮想画像ＶＩの下方に表示される測定手順においては、「球００１」の下部に算出された直径が表示される。このように、各測定要素の設定時に算出可能な１または複数の物理量が存在する場合には、それらの物理量の少なくとも１つを算出し、その算出結果を画像表示欄６１１に表示することが好ましい。それにより、測定作業者は、表示された算出結果を参照しつつ、測定の正確性を認識することができる。

また、画像表示欄６２９には、「点００１」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２８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「点００１」を示す図形ＰＬ５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を示す画像Ｐ１ｅが表示される。さらに、撮像画像ＳＩには、図３２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。

これらより、測定作業者は、図３４の画像表示欄６２９に表示される撮像画像ＳＩおよび画像表示欄６１１に表示される画像ＰＰｘを視認しつつ「点００１」を容易かつ正確に設定することができる。

「球００１」および「点００１」の設定が完了すると、図３５に示すように、画像表示欄６１１内の「点００１」を示す図形ＰＬ５が通常表示に切り替わる。また、「距離００２」が算出される。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。

撮像領域仮想画像ＶＩの下方に表示される測定手順においては、「点００１」に付された文字列「＜測定中＞」が表示されなくなる。また、「点００１」の側方に「距離００２」の測定結果が表示される。

さらに、図３５に示すように、表示部１６０の画面上では、図３４の画像表示欄６２９、プローブ表示欄６３０および進捗度合い表示欄６３１に代えて測定結果表示欄６３２が表示される。測定結果表示欄６３２には、「距離００２」が測定結果として表示される。このとき、測定結果を示すデータファイルが図１の記憶部２１０に記憶される。

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測定結果に対する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３５に示すように測定結果表示欄６３２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６３２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。

なお、良否判定およびその判定結果の表示は上記の例に限られない。例えば、測定対象物Ｓの良否判定を行う場合には、１つの測定対象物Ｓに関して複数個所の距離および複数個所の円の真円度等の複数の物理量が測定されてもよい。また、測定条件としてそれぞれの物理量の測定結果に対する良否判定用の基準範囲が設定されてもよい。この場合、１つの測定対象物Ｓに関して予め定められた複数の物理量が測定されることにより、測定対象の物理量ごとの良否判定結果（例えば「ＯＫ」または「ＮＧ」）が表示部１６０に個別に表示されてもよい。また、測定対象の全ての物理量の測定結果が基準範囲内であるときに、総合判定結果として良品を示す判定結果（例えば「ＯＫ」）が表示されてもよい。一方、測定対象のいずれかの物理量の測定結果が基準範囲外であるときに、総合判定結果として不良品を示す判定結果（例えば「ＮＧ」）が表示されてもよい。

図３５に示すように、測定結果表示欄６３２には、次の測定ボタン６３２ａおよびメインメニューボタン６３２ｂが表示される。測定作業者は、次の測定ボタン６３２ａ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。また、測定作業者は、メインメニューボタン６３２ｂ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１９の初期画面ＳＣ１が表示される。

（１０）単品測定モードおよび統計解析モード
使用者が図１９の単品測定ボタン６０３を操作することにより、座標測定装置３００の制御部２２０が単品測定モードで動作する。単品測定モードにおいては、設定モードと同じ手順で測定対象物Ｓの測定が行われる。すなわち、単品測定モードでは、予め図１の記憶部２１０に記憶される設定情報を用いることなく測定対象物Ｓが測定される。そのため、測定対象物Ｓの測定時には位置図形情報が表示部１６０に表示されない。

上記のように、単品測定モードにおいては、設定モードによる設定情報の生成作業が不要であるため、測定対象物Ｓにおける所望の物理量を短時間で測定することができる。なお、単品測定モードでは、設定情報が用いられないので撮像画像データの生成も不要である。

使用者が図１９の統計解析ボタン６０４を操作することにより、座標測定装置３００の制御部２２０が統計解析モードで動作する。統計解析モードにおいては、測定モードで得られた測定結果のデータファイルが図１の記憶部２１０から読み出される。読み出された測定結果に基づいて統計解析処理が行われる。

図３６は、統計解析モードにおける表示部１６０の一表示例を示す図である。ここで、設定情報として「設定２」が設定される。「設定２」は、図１０における測定対象物Ｓの側面Ｓａ，Ｓｂ間の距離を測定するための設定である。本例では、設定情報「設定２」を用いた過去の測定結果についての統計解析結果として、測定条件、測定された測定対象物Ｓの数、測定位置の合計、有効に設定された測定位置の数および良品と判定された測定対象物Ｓの数が表示される。また、測定結果の平均値、測定結果の最大値および測定結果の最小値が表示される。さらに、測定結果の推移を示すグラフが表示される。これらより、統計解析モードによれば、座標測定装置３００の利便性が向上する。

上記の例の他、統計解析モードでは、過去に記憶された複数の測定結果から特定の測定結果を抽出する処理が行われてもよいし、複数の測定結果に基づいて所定の物理量についてのヒストグラムを表示する処理等が行われてもよい。

（１１）基準座標系の設定
測定対象物Ｓは例えば設計図に基づいて作製される。設計図においては、測定対象物Ｓの任意の部分を基準とする３次元座標系に従って寸法が定められる場合がある。

本実施の形態では、測定対象物Ｓの任意の部分を基準として基準座標系を定義することができる。この場合、測定対象物Ｓの設計図と同様に、測定対象物Ｓの任意の部分を基準とする基準座標系を設定し、その基準座標系に従って測定位置の座標を算出する。それにより、算出された測定位置の座標に基づいて、測定対象物Ｓの設計図に対応する寸法を容易に確認することができる。

以下、基準座標系の設定例を説明する。図３７および図３８は、基準座標系の一設定例を示す模式図である。本例で設定する基準座標系は、図３７（ａ）に示すように、直方体形状を有する測定対象物Ｓの８つの頂点のうち１つの頂点Ｔを原点ｏ’とし、その頂点Ｔを通る３つの辺に沿うように定義されるｘ’軸、ｙ’軸およびｚ’軸を含む。

ここで、図３７および図３８の測定対象物Ｓにおいては、図１０の例と同様に、互いに対向する測定対象物Ｓの一側面および他側面を側面Ｓａ，Ｓｂと呼ぶ。また、側面Ｓａおよび側面Ｓｂに直交する一対の側面のうちの一方を前面Ｓｃと呼び、測定対象物Ｓの上面を上面Ｓｄと呼ぶ。

まず、測定管理者は、図３７（ｂ）に示すように、測定対象物Ｓを載置台１２０上に載置する。また、測定管理者は、座標測定装置３００を設定モードで動作させ、表示部１６０に図２１の測定条件設定画面ＳＣ２を表示させる。この初期状態では、装置座標系が基準座標系として設定されている。

続いて、測定管理者は図２１の座標系設定ボタン６１２ａを操作する。それにより、基準座標系の設定が開始される。本例では、基準座標系を設定するために、１つの平面、１つの直線および１つの点が順次設定される。それにより、特定の物理量として１つの平面、１つの直線および１つの点の位置が測定される。以下の説明において、基準座標系を設定するために設定されるべき平面、直線および点をそれぞれ「平面０」、「直線０」および「点０」と呼ぶ。

設定モードにおいては、基準座標系の設定中、「平面０」、「直線０」および「点０」の測定手順を示すダイアログ（図示せず）が表示部１６０に表示される。測定管理者は、表示部１６０に表示される測定手順に従って、まず「平面０」の設定を行う。

この場合、測定管理者は、例えば図３７（ｃ）に示すように、頂点Ｔを含む上面Ｓｄの一部に「平面０」を特定する測定平面を設定する。本設定時には、「平面０」に対応する上面Ｓｄの一部が副撮像部１５０により撮像され、「平面０」に対応する撮像画像データが記憶部２１０に記憶される。「平面０」が設定されることにより、基準座標系におけるｘ’ｙ’平面（ｚ’軸の方向）が定義される。

次に、測定管理者は、例えば図３８（ａ）に示すように、頂点Ｔを含む前面Ｓｃの一部に「直線０」を特定する測定直線を設定する。本設定時には、「直線０」に対応する前面Ｓｃの一部が副撮像部１５０により撮像され、「直線０」に対応する撮像画像データが記憶部２１０に記憶される。「直線０」が設定されることにより、「直線０」がｚ’軸方向に沿ってｘ’ｙ’平面に投影された場合にｘ’ｙ’平面上に描かれる直線がｘ’軸として定義される。

次に、測定管理者は、例えば図３８（ｂ）に示すように、頂点Ｔを含む側面Ｓｂの一部に「点０」を特定する測定点を設定する。本設定時には、「点０」に対応する側面Ｓｂの一部が副撮像部１５０により撮像され、「点０」に対応する撮像画像データが記憶部２１０に記憶される。

「点０」が設定されることにより、「点０」がｚ’軸方向に沿ってｘ’ｙ’平面に投影された場合にｘ’ｙ’平面上に描かれる点を通りかつｘ’軸に直交する直線がｙ’軸として定義される。また、ｘ’軸およびｙ’軸の交点が原点ｏ’として定義され、原点ｏ’を通るｚ’軸が定義される。

上記のように、座標測定装置３００においては、測定対象物Ｓの任意の部分を基準とする基準座標系を設定することができる。この場合、図３８（ｂ），（ｃ）に示すように、載置台１２０上の測定対象物Ｓの位置および姿勢によらず、測定対象物Ｓの任意の部分を基準とする基準座標系に従って測定位置の座標を正確に算出することができる。

なお、基準座標系を設定するための方法は、上記の例に限られない。例えば、原点ｏ’が設定されるべき点を含む３つの平面が測定平面として設定されることにより、基準座標系が設定されてもよい。

その後、測定作業者は、測定対象物Ｓについて、２つの側面Ｓａ、Ｓｂ間の距離等の任意の測定作業を行う。それにより、当該距離および基準座標系に従う各測定位置の座標を取得することができる。また、測定作業者は、測定対象物Ｓの位置および姿勢によらず測定対象物Ｓに対する正確な測定を行うことが可能である。

本実施の形態に係る座標測定装置３００によれば、例えば１つの設定情報に基づいて測定対象物Ｓの複数の物理量を測定することができる。また、１つの物理量が測定されるごとに基準座標系を設定することができる。それにより、測定対象物Ｓが一定の位置および姿勢で配置されていると測定が困難な物理量が存在する場合に、測定管理者および測定作業者は、物理量の測定ごとに測定対象物Ｓの位置および姿勢を適切に変更することができる。具体的には、測定管理者および測定作業者は、１つの物理量について測定を行った後、測定対象物Ｓを水平方向または上下方向に１８０度回転または９０度回転させ、基準座標系の設定をし、設定された基準座標系に基づいて他の物理量を測定することができる。

上記の例では、測定作業者は、１つの測定対象物Ｓを測定するごとに少なくとも６点の測定位置を設定する必要がある。そこで、測定作業者による基準座標系の設定作業を省略するために、以下の方法で基準座標系が設定されてもよい。

例えば、設定モードにおける基準座標系の設定時に主撮像部１３０により測定対象物Ｓを撮像し、取得される画像データを第１の画像データとして記憶部２１０に記憶する。また、測定モードにおける測定対象物Ｓの測定開始時に主撮像部１３０により測定対象物Ｓを撮像し、取得される画像データを第２の画像データとして記憶部２１０に記憶する。それにより、図１の制御部２２０は、設定モードにおいて設定された基準座標系に関する設定情報と、記憶部２１０に記憶された第１および第２の画像データとに基づいて、基準座標系の設定を自動的に行ってもよい。このような基準座標系の自動設定処理は、例えばパターンマッチング技術等を用いることにより実現することができる。この場合、測定作業者は、基準座標系の設定を行う必要がない。したがって、測定時間が短縮される。

（１２）設定失敗および警告の通知
測定要素を設定する場合において、所定の理由により測定要素の設定に失敗することがある。ここで、測定要素の設定の失敗は、測定要素の算出が不能であることを意味する。測定要素の失敗の種類の中には、解決方法を提示可能な失敗もある。図１の処理装置２００の記憶部２１０には、失敗の種類に応じて測定要素の設定が失敗した原因を表示する原因情報が記憶されている。解決方法を提示可能な失敗については、その解決方法を表示する解決情報が記憶部２１０に記憶される。

設定モードまたは単品測定モードにおいて、測定要素の設定に失敗した場合、設定が失敗した原因を使用者に通知する測定失敗ダイアログが記憶部２１０に記憶された原因情報に基づいて表示部１６０に表示されてもよい。また、解決方法を提示可能な失敗については、記憶部２１０に記憶された解決情報に基づいて測定失敗ダイアログに解決方法が表示されてもよい。以下、測定失敗ダイアログが表示される例の一部を説明する。

図３９は、複数種類の測定失敗ダイアログを示す図である。使用者は、図２２の管理設定欄６２１のプルダウンメニュー６２１ａを操作することにより、測定位置の再設定（設定およびその取り消しの繰り返し）の回数を制限することができる。使用者が制限された回数を超えて測定位置を再設定した場合、図３９（ａ）の測定失敗ダイアログ６５１が表示される。

図３９（ｂ）の測定失敗ダイアログ６５２は、第１要素の設定が失敗したことにより第２要素の設定が失敗した場合に表示される。例えば、球の中心と点との間の距離を測定する場合において、測定要素として第１要素の球の設定に失敗した場合には、第２要素である距離を算出することができない。この場合、距離の算出の際に測定失敗ダイアログ６５２が表示される。解決方法として、測定失敗ダイアログ６５２には、測定要素を再測定することを促す旨の文章が表示される。

図３９（ｃ）の測定失敗ダイアログ６５３は、使用者が第３要素を設定するために入力した数値が不適切である場合に表示される。例えば、第３要素として平面を設定する場合には、当該平面の法線ベクトルを入力する必要がある。ここで、入力された法線ベクトルのＸ成分、Ｙ成分およびＺ成分がいずれも０である場合には、平面を設定することができない。この場合、測定失敗ダイアログ６５３が表示される。解決方法として、測定失敗ダイアログ６５３には、入力値または測定要素を確認することを促す旨の文章が表示される。

図３９（ｄ）の測定失敗ダイアログ６５４は、使用者が円と直線との交点の算出を指定した場合において、交差しない円と直線とを設定した場合に表示される。解決方法として、測定失敗ダイアログ６５４には、２つの測定要素が交差していることを確認することを促す旨の文章が表示される。

図３９（ｅ）の測定失敗ダイアログ６５５は、使用者が円と任意の点を通る当該円の接線との接点の算出を指定した場合において、円と当該円の内部の点とを設定した場合に表示される。解決方法として、測定失敗ダイアログ６５５には、一方の測定要素が他方の測定要素の外部にあることを確認することを促す旨の文章が表示される。

図３９（ｆ）の測定失敗ダイアログ６５６は、使用者が２つの平面の交線の算出を指定した場合において、平行な２つの平面を設定した場合に表示される。解決方法として、測定失敗ダイアログ６５６には、２つの測定要素の配置を確認することを促す旨の文章が表示される。

測定要素として円を設定する場合、測定管理者は、図３のプローブ１４０を操作して測定対象物Ｓの３つ以上の測定位置を設定する。これにより、３つ以上の接触部１４４ａの球形状の中心の位置を含む円が設定される。その後、図２２の形状選択欄６２３の内面ボタン６２３ａおよび外面ボタン６２３ｂのいずれが操作されているかに基づいて、接触部１４４ａの半径分だけ設定された円の半径が内方または外方に補正される。ここで、設定された円の半径が接触部１４４ａの半径よりも小さい場合には、円の半径を内方に補正することができない。そのため、接触部１４４ａの半径よりも小さい半径の円が測定された場合には、図３９（ｇ）の測定失敗ダイアログ６５７が表示される。解決方法として、測定失敗ダイアログ６５７には、測定要素の形状の指定と測定位置とを確認することを促す旨の文章が表示される。

図３９（ｈ）の測定失敗ダイアログ６５８は、測定要素が何らかの理由により設定されなかった場合に表示される。解決方法として、測定失敗ダイアログ６５８には、測定要素および測定位置を確認することを促す旨の文章が表示される。図３９（ｉ）の測定失敗ダイアログ６５９は、図１の記憶部２１０の容量不足によりシステムエラーが発生した場合に表示される。

測定要素が設定された場合において、設定された測定要素の信頼性が種々の原因により低いと判定されることがある。図１の記憶部２１０には、設定された測定要素の信頼性が低いと判定される原因を示す原因情報およびその解決方法を表示する解決情報が記憶されている。

設定モードまたは単品測定モードにおいて、設定された測定要素の信頼性が低いと判定された場合、その原因および解決方法を使用者に通知する警告ダイアログが表示部１６０に表示されてもよい。以下、警告ダイアログが表示される例の一部を説明する。

図４０は、複数種類の警告ダイアログを示す図である。任意の測定要素を設定する場合において、設定された測定位置の数が測定要素を設定するために必要な測定位置の数よりも少ない場合、測定要素を一意的に設定することができない。この場合、図４０（ａ）の警告ダイアログ６６１が表示される。解決方法として、警告ダイアログ６６１には、測定要素を一意的に設定するために必要な測定位置の数だけ測定位置を設定することを促す旨の文章が表示される。

図４０（ｂ）の警告ダイアログ６６２は、図２１の測定要素選択欄６１４のボタンにより選択された測定要素の形状が測定対象物Ｓの形状から大きく異なる場合に表示される。例えば、使用者は、図２１の円錐ボタン６１４ｆを操作した状態で、円筒形状を有する測定対象物Ｓの外周面を測定要素として設定する。この場合、設定された測定要素の部分と設定された測定位置との差が予め定められたしきい値よりも大きくなる。このような場合に、測定要素の信頼性が低いと判定され、警告ダイアログ６６２が表示される。解決方法として、警告ダイアログ６６２には、測定要素選択欄６１４のボタンにより選択された測定要素の形状が測定対象物Ｓの形状に適合していることを確認することを促す旨の文章が表示される。

測定管理者は、円筒形状を有する測定対象物Ｓの６つの測定位置を設定することにより、円筒形状の測定要素を設定することができる。図４０（ｃ）の警告ダイアログ６６３は、測定管理者が７つ以上の測定位置を設定した場合において、第６の測定位置より後に設定された測定位置が第１〜第６の測定位置により設定される円筒から大きく乖離する場合に表示される。具体的には、第１〜第６の測定位置により設定される円筒と第６の測定位置より後に設定された測定位置を用いて設定される円筒との交差角度が算出される。交差角度が予め定められたしきい値よりも大きい場合には、測定要素の信頼性が低いと判定され、警告ダイアログ６６３が表示される。解決方法として、測定手順と測定位置とを確認することを促す旨の文章が表示される。

図４０（ｄ）の警告ダイアログ６６４は、測定結果が測定範囲外の値を含む場合に表示される。例えば、使用者が円の直径の算出を指定した場合において、略直線上に並ぶ３つ以上の測定位置を設定する。この場合、測定結果として極めて大きい値を有する直径が算出される。このように、円の直径または円の中心位置等の算出結果が予め定められたしきい値よりも大きい場合に、測定要素の信頼性が低いと判定され、警告ダイアログ６６４が表示される。解決方法として、警告ダイアログ６６４には、測定対象物Ｓについて均一に測定位置が分布するように設定することを促す旨の文章が表示される。

図４０（ｅ）の警告ダイアログ６６５は、使用者が平面を設定した場合において、平面の大きさに対して平面度が大きい場合に表示される。例えば、設定された平面の平面度が平面の幅または高さよりも所定の割合以上大きい場合には、測定要素の信頼性が低いと判定され、警告ダイアログ６６５が表示される。解決方法として、測定失敗ダイアログ６６５には、測定点位置を設定する範囲を広げることを促す旨の文章が表示される。

図４０（ｆ）の警告ダイアログ６６６は、図１７の平均ダミー点ＡＤを用いて測定要素を設定する場合において、測定要素を補正する方向を特定できない場合に表示される。例えば、平面を設定する場合において、平均ダミー点ＡＤと補正前の平面ＭＬ１ｃ（図１７）との最短距離が定められたしきい値よりも小さい場合には、補正の方向の信頼性が低いと判定され、警告ダイアログ６６６が表示される。解決方法として、図２２〜図２９の測定手順設定画面ＳＣ３には、測定要素の算出方向（補正方向）を反対にするためのボタン（図示せず）が表示される。警告ダイアログ６６６には、当該ボタンを操作することを促す旨の文章が表示される。

設定モードまたは単品測定モードにおいては、測定要素の設定が行なわれるごとに上記の測定失敗ダイアログまたは警告ダイアログが表示される。測定モードにおいても、設定モードまたは単品測定モードと同様に、測定要素の設定が行なわれるごとに測定失敗ダイアログまたは警告ダイアログが表示されてもよい。

一方、測定モードにおいて座標測定装置３００を使用する測定作業者は、設定モードまたは単品測定モードにおいて座標測定装置３００を使用する使用者よりも座標測定装置３００についての知識が乏しいことが多い。そのため、測定モードにおいて、測定要素の設定が行なわれるごとに測定失敗ダイアログまたは警告ダイアログが表示されると、却って測定作業者の操作の妨げの原因となることがある。

そこで、測定モードにおいては、図３１〜図３４の実測定画面ＳＣ４に測定失敗ダイアログまたは警告ダイアログを表示するためのボタンが表示されてもよい。この場合、測定要素の設定が行なわれるごとに測定失敗ダイアログまたは警告ダイアログが表示されず、当該ボタンが操作された場合に測定失敗ダイアログまたは警告ダイアログが表示される。これにより、測定作業者は、操作を妨げられることなく、必要に応じて当該ボタンを操作することにより測定失敗ダイアログまたは警告ダイアログを確認することができる。

また、測定モードにおいては、測定作業者によるプローブ１４０の操作内容に応じて、以下に説明する再測定ダイアログおよびプローブ警告ダイアログが表示部１６０に表示されてもよい。図４１（ａ）は再測定ダイアログの一例を示す図であり、図４１（ｂ）はプローブ警告ダイアログの一例を示す図である。

例えば、図２２に示すように、設定モードにおいてチェックボックス６２４ａがチェックされることにより判定機能がオンされた状態で設定情報が生成される場合を想定する。この場合、測定モードで当該設定情報を用いると、測定位置が設定されるごとに、その測定位置の座標と設定モードで設定された測定位置との間のずれ量が許容範囲以下であるか否かが判定される。図４１（ａ）の再測定ダイアログ６７１は、上記のずれ量が許容範囲よりも大きい場合に、測定作業者に再設定を促すための表示である。それにより、測定作業者は、プローブ１４０の操作ミス等により測定位置を誤って設定した場合に、測定位置の再設定を行うことができる。

図４１（ｂ）のプローブ警告ダイアログ６７２は、例えば１の測定位置が「Ａプローブ」により設定されるべき場合に１の測定位置が「Ｂプローブ」で設定された場合に、用いるべきプローブ１４０が誤っていることを測定作業者に提示するための表示である。それにより、測定作業者は、使用すべきでないプローブ１４０で測定位置を設定した場合に、使用すべきプローブ１４０で測定位置の再測定を行うことができる。

なお、図１の制御部２２０は、複数の発光部１４３が発光しないように、使用すべきプローブ１４０以外のプローブ１４０を制御してもよい。この場合、使用すべきプローブ１４０以外のプローブ１４０が非アクティブ状態となる。それにより、使用すべきでないプローブ１４０による測定位置の設定が防止される。

（１３）便利な機能
以下、測定要素に関する便利な機能について説明する。

（ａ）測定要素の検索機能
設定モードまたは単品測定モードにおいては、例えば２００以上の測定要素を設定することが可能である。極めて多数の測定要素が設定された場合、設定された全ての測定要素を図２２〜図２９の測定手順設定画面ＳＣ３の測定要素表示欄６１０に表示しても、使用者には所望の測定要素を識別することは困難である。そこで、設定モードまたは単品測定モードにおいては、使用者による図１の操作部２３０の操作内容に応じて、以下に説明する要素検索画面が表示部１６０に表示される。

図４２は、要素検索画面を示す図である。図４２に示すように、要素検索画面６８０は、２つの条件設定欄６８０Ａ，６８０Ｂおよび実行欄６８０Ｃを含む。条件設定欄６８０Ａには、要素名検索チェックボックス６８１、要素名入力欄６８２および３つの判定結果チェックボックス６８３ａ，６８３ｂ，６８３ｃが表示される。条件設定欄６８０Ｂには、参照要素検索チェックボックス６８４、対称要素入力欄６８５および３つの検索要素チェックボックス６８６ａ，６８６ｂ，６８６ｃが表示される。実行欄６８０Ｃには、２つの検索ボタン６８７ａ，６８７ｂが表示される。

測定要素の名称または判定結果を検索したい場合には、使用者は、条件設定欄６８０Ａの要素名検索チェックボックス６８１をチェックする。この場合、条件設定欄６８０Ｂの対称要素入力欄６８５および検索要素チェックボックス６８６ａ〜６８６ｃの表示はグレーアウト状態となる。ここで、判定結果は、「ＯＫ」状態、「ＮＧ」状態および「Ｆａｉｌ」状態を含む。「ＯＫ」状態は、設定された測定要素が良否判定用の基準範囲に含まれている状態である。「ＮＧ」状態は、設定された測定要素が良否判定用の基準範囲に含まれていない状態である。「Ｆａｉｌ」は、測定要素の設定に失敗した状態である。

要素名検索チェックボックス６８１をチェックした状態で、使用者は、検索したい測定要素の名称の少なくとも一部を要素名入力欄６８２に入力する。これにより、要素名入力欄６８２に入力された名称を含む測定要素が検索対象として設定される。

あるいは、使用者は、要素名検索チェックボックス６８１をチェックした状態で、検索したい測定要素の判定結果に対応する判定結果チェックボックス６８３ａ〜６８３ｃの少なくとも１つをチェックする。ここで、判定結果チェックボックス６８３ａ〜６８３ｃは、「ＯＫ」状態、「ＮＧ」状態および「Ｆａｉｌ」状態にそれぞれ対応する。これにより、チェックした判定結果チェックボックス６８３ａ〜６８３ｃに対応する判定結果を有する測定要素が検索対象として設定される。

任意の測定要素の算出結果を参照して設定される測定要素、および任意の測定要素を設定するために算出結果を参照させる測定要素をいずれも任意の測定要素の参照要素と呼ぶ。例えば、図２９の例においては、「距離００２」は「球００１」の算出結果を参照して設定されるので、「距離００２」は「球００１」の参照要素である。同様に、「球００１」は「距離００２」を設定するために算出結果を参照させるので、「距離００１」は「球００２」の参照要素である。

所望の測定要素についての参照要素を検索したい場合には、使用者は、条件設定欄６８０Ｂの参照要素検索チェックボックス６８４をチェックする。この場合、条件設定欄６８０Ａの要素名入力欄６８２および判定結果チェックボックス６８３ａ〜６８３ｃの表示はグレーアウト状態となる。

参照要素検索チェックボックス６８４をチェックした状態で、使用者は、検索したい参照要素を有する測定要素の名称を対称要素入力欄６８５に入力する。対称要素入力欄６８５に入力された名称を有する測定要素を入力測定要素と呼ぶ。また、使用者は、検索要素チェックボックス６８６ａ〜６８６ｃのいずれかをチェックする。

ここで、検索要素チェックボックス６８６ａがチェックされたときは、入力測定要素についての全ての参照要素が検索対称として設定される。検索要素チェックボックス６８６ｂがチェックされたときは、入力測定要素が投影面として参照する参照要素が検索対称として設定される。検索要素チェックボックス６８６ｃがチェックされたときは、入力測定要素についての全ての参照要素のうち、当該測定要素が投影面として参照する参照要素を除いた参照要素が検索対称として設定される。

検索の実行は、実行欄６８０Ｃの検索ボタン６８７ａまたは検索ボタン６８７ｂが操作されることにより行なわれる。検索ボタン６８７ａが操作されたときには、検索対象に該当する全ての測定要素の名称および判定結果を示す一覧が実行欄６８０Ｃに表示される。検索ボタン６８７ｂが操作されたときには、検索対象に該当する１の測定要素の名称および判定結果が実行欄６８０Ｃに表示される。検索ボタン６８７ｂが操作されるごとに、検索対称に該当する他の１の測定要素の名称および判定結果が実行欄６８０Ｃに順次表示される。

図４２の例では、条件設定欄６８０Ａの要素名検索チェックボックス６８１がチェックされ、要素名入力欄６８２に「１」が入力され、判定結果チェックボックス６８３ａ〜６８３ｃの各々がチェックされている。この場合、名称として「１」を含み、かつ判定結果が「ＯＫ」状態、「ＮＧ」状態または「Ｆａｉｌ」状態である測定要素が検索対象として設定される。

この状態で、実行欄６８０Ｃの検索ボタン６８７ａが操作されることにより、図４２に示すように、検索対象に該当する全ての測定要素の名称および判定結果を示す一覧が実行欄６８０Ｃに表示される。使用者は、表示された一覧を視認することにより、所望の測定要素の名称および判定結果を識別することができる。

（ｂ）測定マクロ
設定モードで設定情報を生成する場合において、設定する頻度が高い複数の測定要素の組み合わせが存在することがある。このような場合において、設定情報を生成するごとに複数の測定要素を設定しなければならないとすると、測定管理者の負担が大きくなる。そこで、設定モードにおいては、所望の複数の測定要素の組み合わせを測定マクロとして登録することができる。この場合、複数の測定要素を算出するための操作を逐一行なう必要がないので、使用者の操作負担を低減することができる。

以下、図２０における球状の測定対象物Ｓの中心の位置Ａ１と測定対象物Ｓの周囲における特定の位置Ａ２との間の距離を測定するための測定マクロの登録例について説明する。図４３は、測定マクロ登録画面を示す図である。測定マクロ登録画面６９０は、使用者による図１の操作部２３０の操作内容に応じて図１の表示部１６０に表示される。

図４３に示すように、測定マクロ登録画面６９０には、測定マクロ名入力欄６９１、２つの表示制限チェックボックス６９２ａ，６９２ｂ、測定要素一覧６９３、公差設定チェックボックス６９４および登録ボタン６９５が表示される。使用者は、登録する測定マクロの名称を測定マクロ名入力欄６９１に入力することができる。本例では、測定マクロの名称を「球〜点距離」とする。

測定要素一覧６９３は、設定されている複数の測定要素にそれぞれ対応する複数の登録対象チェックボックス６９３ａを含む。複数の登録対象チェックボックス６９３ａは、上下方向に並ぶように表示される。また、測定要素一覧６９３には、対応する複数の登録対象チェックボックス６９３ａに隣接するように複数の測定要素の名称がそれぞれ表示される。

ここで、設定されている測定要素の数が極めて多い場合、全ての測定要素の名称が測定要素一覧６９３に表示されると、使用者は所望の測定要素の名称を迅速に識別することができない。そこで、使用者は、表示制限チェックボックス６９２ａ，６９２ｂの少なくとも一方をチェックすることにより、測定要素一覧６９３に表示される測定要素の名称の数を制限することができる。

表示制限チェックボックス６９２ａがチェックされた場合には、選択された測定要素の名称およびその参照要素の名称のみが測定要素一覧６９３に表示される。この場合、他の測定要素の名称は非表示となる。表示制限チェックボックス６９２ｂがチェックされた場合には、選択された測定要素の名称およびその上に並ぶ測定要素の名称のみが測定要素一覧６９３に表示される。この場合、選択された測定要素の名称より下に並ぶ測定要素の名称は非表示となる。測定要素一覧６９３に表示される測定要素の名称の数を制限することにより、使用者は、測定要素の名称を迅速に識別することができる。

本例では、「球００１」、「点００１」および「距離００２」にそれぞれ対応する複数の登録対象チェックボックス６９３ａがチェックされる。次に、登録ボタン６９５がチェックされることにより、「球００１」、「点００１」および「距離００２」からなる測定マクロが「球〜点距離」という名称で登録される。

測定要素に付随する情報をパラメータと呼ぶ。パラメータは、例えば公差および測定位置の数を含む。測定要素が円である場合には、パラメータは、円の形状が内周面であるかまたは外周面であるかの区別を含む。測定要素が球である場合には、パラメータは、球の形状が内表面であるかまたは外表面であるかの区別を含む。測定要素が距離である場合には、パラメータは、一方の測定要素の中心と他方の測定要素の中心との間の距離であるか、２つの測定要素間の最大距離であるか、または２つの測定要素間の最小距離であるかの区別を含む。

測定マクロの登録時に、公差設定チェックボックス６９４がチェックされることにより、チェックされた登録対象チェックボックス６９３ａに対応する測定要素についてのパラメータとして公差の設定を測定マクロに含めることができる。同様に、所定の操作が行なわれることにより、チェックされた登録対象チェックボックス６９３ａに対応する測定要素についての他のパラメータの設定を測定マクロに含めることができる。

次に、登録された測定マクロの挿入例について説明する。図４４は、測定マクロ挿入画面を示す図である。測定マクロ挿入画面７００は、使用者による図１の操作部２３０の操作内容に応じて図２１の測定条件設定画面ＳＣ２または図２２〜図２９の測定手順設定画面ＳＣ３に表示される。図４４に示すように、測定マクロ挿入画面７００には、測定マクロ一覧７０１および挿入ボタン７０２が表示される。

測定マクロ一覧７０１には、登録されている複数の測定マクロの名称が上下方向に並ぶように表示される。また、測定マクロ一覧７０１には、各測定マクロに含まれる測定要素の数およびそれらの測定要素の種類が、対応する測定マクロの名称に隣接するように表示される。例えば、測定マクロ「球〜点距離」には、「球」、「点」および「距離」の３個の測定要素が含まれる。そのため、測定マクロ「球〜点距離」の名称の横には、測定要素の数「３」および測定要素の種類「球，点，距離」が表示される。

使用者は、所望の測定要素を測定マクロ一覧７０１から選択し、挿入ボタン７０２を操作する。これにより、選択した測定マクロが図２２〜図２９の測定手順設定画面ＳＣ３に挿入される。図４５は、測定マクロが挿入されたときの測定手順設定画面ＳＣ３を示す図である。測定マクロが挿入されたときの測定手順設定画面ＳＣ３（図４５）は、以下の点を除き、測定条件が新しく設定されたときの測定手順設定画面ＳＣ３（図２２）と同様である。

図４５に示すように、測定マクロが挿入されたときの測定手順設定画面ＳＣ３には、挿入予定要素表示サブウィンド７１０が表示される。また、測定マクロの登録時に図４３の公差設定チェックボックス６９４がチェックされていた場合には、設定されるべき測定要素についての設計値、公差の上限値および公差の下限値が設計値入力欄６２５ｂ、上限値入力欄６２５ｃおよび下限値入力欄６２５ｄにそれぞれ表示される。

挿入予定要素表示サブウィンド７１０は、挿入予定要素表示欄７１１および挿入中止ボタン７１２を含む。挿入予定要素表示欄７１１には、設定されるべき複数の測定要素が上から下に並ぶように表示される。挿入予定要素表示欄７１１においては、現時点で設定されるべき測定要素がハイライト表示される。

使用者は、挿入予定要素表示欄７１１にハイライト表示される測定要素を順次設定することにより、測定マクロに含まれる複数の測定要素の組み合わせを設定することができる。また、使用者は、挿入中止ボタン７１２を操作することにより、測定マクロの挿入を中止することができる。

（ｃ）パラメータ一括編集
設定された複数の測定要素について、複数のパラメータを一括編集したい場合がある。そこで、本実施の形態における設定モードまたは単品測定モードにおいては、設定された同一種類の複数の測定要素について、複数のパラメータを一括編集または確認することができる。

まず、各測定要素のパラメータを個別編集する例を説明する。図４６は、個別編集用のパラメータ編集画面ＳＣ５を示す図である。図４６（ａ），（ｂ），（ｃ）は、それぞれ円形状を有する第１、第２および第３の測定要素のパラメータ編集画面ＳＣ５を示す。使用者は、第１〜第３の測定要素のいずれかを選択した状態で、図示しない編集ボタンを操作することにより、対応する図４６（ａ）〜（ｃ）のパラメータ編集画面ＳＣ５を表示部１６０に表示させることができる。

図４６（ａ）〜（ｃ）に示すように、パラメータ編集画面ＳＣ５は、図２２の測定手順設定画面ＳＣ３と同様の要素名称欄６２２、形状選択欄６２３および測定位置座標表示欄６２４を含む。また、パラメータ編集画面ＳＣ５は、基準面表示欄６２９をさらに含む。基準面表示欄６２９には、プルダウンメニュー６２９ａが表示される。プルダウンメニュー６２９ａには、装置座標系および基準座標系等の種々の座標系が表示される。使用者は、測定位置を算出するための基準となる座標系をプルダウンメニュー６２９ａに表示される座標系から選択することができる。

図４６（ａ）における第１の測定要素の名称は「円００１」である。また、内面ボタン６２３ａがハイライト表示されているので、第１の測定要素の形状は円の内周面である。プルダウンメニュー６２９ａからは測定座標系が選択されている。したがって、測定位置座標表示欄６２４には、測定座標系を基準として、第１の測定要素を設定するための複数の測定位置の算出結果が表示される。また、チェックボックス６２４ａはチェックされておらず、数値入力欄６２４ｂには許容範囲が入力されている。

図４６（ｂ）における第２の測定要素の名称は「円００２」である。また、外面ボタン６２３ｂがハイライト表示されているので、第２の測定要素の形状は円の外周面である。プルダウンメニュー６２９ａからは測定座標系が選択されている。したがって、測定位置座標表示欄６２４には、測定座標系を基準として、第２の測定要素を設定するための複数の測定位置の算出結果が表示される。また、チェックボックス６２４ａはチェックされておらず、数値入力欄６２４ｂには許容範囲が入力されている。

図４６（ｃ）における第３の測定要素の名称は「円００３」である。また、内面ボタン６２３ａがハイライト表示されているので、第３の測定要素の形状は円の内周面である。プルダウンメニュー６２９ａからは基準座標系が選択されている。したがって、測定位置座標表示欄６２４には、基準座標系を基準として、第３の測定要素を設定するための複数の測定位置の算出結果が表示される。また、チェックボックス６２４ａはチェックされておらず、数値入力欄６２４ｂには許容範囲が入力されている。

所望の測定要素のパラメータを個別編集する場合においては、当該測定要素を選択した状態でパラメータ編集画面ＳＣ５を操作することにより、当該測定要素の任意のパラメータを編集することができる。例えば、要素名称欄６２２を操作することにより、測定要素の名称を変更することができる。内面ボタン６２３ａまたは外面ボタン６２３ｂを操作することにより、測定要素の形状を円の内周面と円の外周面との間で変更することができる。プルダウンメニュー６２９ａを操作することにより、測定位置を算出するための基準となる座標系を測定座標系と基準座標系との間で変更することができる。

次に、上記の第１〜第３の測定要素についてのパラメータを一括編集する例を説明する。図４７は、一括編集用のパラメータ編集画面ＳＣ５を示す図である。使用者は、編集したい同一種類の複数の測定要素（本例では第１〜第３の測定要素）を全て選択した状態で、図示しない編集ボタンを操作することにより、図４７のパラメータ編集画面ＳＣ５を表示部１６０に表示させることができる。なお、異なる種類の複数の測定要素を選択した状態で編集ボタンが操作された場合には、後に選択された種類の測定要素について、個別編集用または一括編集用のパラメータ編集画面ＳＣ５が表示部１６０に表示されることとなる。

一括編集においては、選択された複数の測定要素について、同一種類の複数のパラメータの情報が互いに等しい場合には、当該パラメータの情報がパラメータ編集画面ＳＣ５に表示される。一方、選択された複数の測定要素について、同一種類の複数のパラメータのいずれかの情報が同一種類の他のパラメータの情報と異なる場合には、情報が異なることが認識可能にパラメータ編集画面ＳＣ５に表示される。これにより、使用者は、選択した同一種類の複数の測定要素についてのパラメータが全て等しいか否かを容易に認識することができる。

図４７の例においては、選択された第１〜第３の測定要素について、同一種類のパラメータの情報として第１〜第３の測定要素の名称が互いに異なる。そのため、要素名称欄６２２には、名称が異なることを示す記号として「＊＊＊＊＊」が表示される。使用者は、要素名称欄６２２の「＊＊＊＊＊」の表示を視認することにより、第１〜第３の測定要素の名称が互いに異なることを確認することができる。

ここで、測定要素の名称は当該測定要素に固有であるため、複数の測定要素の名称が互いに異なることは当然である。むしろ、複数の測定要素の名称が一括編集により統一されることは適切ではない。そのため、本例においては、測定要素の名称はグレーアウト表示されるとともに、一括編集による測定要素の名称の変更が禁止されるように構成されている。

選択された第１〜第３の測定要素について、同一種類のパラメータの情報として形状が第１および第３の測定要素（内周面）と第２の測定要素（外周面）とで互いに異なる。そのため、内面ボタン６２３ａおよび外面ボタン６２３ｂがいずれもハイライト表示されずに通常表示される。使用者は、内面ボタン６２３ａおよび外面ボタン６２３ｂの表示を視認することにより、第１〜第３の測定要素の形状が互いに異なることを確認することができる。また、使用者は、内面ボタン６２３ａまたは外面ボタン６２３ｂを操作することにより、第１〜第３の測定要素の形状を統一することもできる。

選択された第１〜第３の測定要素について、同一種類のパラメータの情報として座標系が第１および第２の測定要素（装置座標系）と第３の測定要素（基準座標系）とで互いに異なる。そのため、プルダウンメニュー６２９ａには、座標系が異なることを示す記号として「＊＊＊＊＊」が表示される。使用者は、プルダウンメニュー６２９ａの「＊＊＊＊＊」の表示を視認することにより、第１〜第３の測定要素の座標系が互いに異なることを確認することができる。また、使用者は、プルダウンメニュー６２９ａを操作することにより、第１〜第３の測定要素の座標系を統一することもできる。

選択された第１〜第３の測定要素について、同一種類のパラメータの情報として第１〜第３の測定要素の測定位置が互いに異なる。そのため、測定位置座標表示欄６２４は、測定位置が異なることを示す色彩としてグレーアウト表示される。使用者は、測定位置座標表示欄６２４のグレーアウト表示を視認することにより、第１〜第３の測定要素の測定値が互いに異なることを確認することができる。

ここで、測定要素の名称と同様に、測定要素の測定位置は当該測定要素に固有であるため、複数の測定要素の測定位置が互いに異なることは当然である。むしろ、複数の測定要素の測定位置が一括編集により統一されることは適切ではない。そのため、本例においては、一括編集による測定要素の測定位置の変更が禁止されるように構成されている。

一方、選択された第１〜第３の測定要素について、同一種類の複数のパラメータの情報として判定機能の状態（オフ状態）が互いに等しい。そのため、チェックボックス６２４ａのチェックが非表示となる。これにより、当該パラメータの情報として判定機能の状態がオフ状態であることが表示される。使用者は、チェックボックス６２４ａの表示を視認することにより、第１〜第３の測定要素の判定機能の状態がいずれもオフ状態であることを確認することができる。

選択された第１〜第３の測定要素について、同一種類の複数のパラメータの情報として許容範囲（図４６（ａ）〜（ｃ）の例では５ｍｍ）が互いに等しい。そのため、当該パラメータの情報として許容範囲が数値入力欄６２４ｂに表示される。使用者は、数値入力欄６２４ｂの許容範囲を視認することにより、第１〜第３の測定要素の許容範囲がいずれも５ｍｍであることを確認することができる。

本実施の形態における一括編集用のパラメータ編集画面ＳＣ５においては、チェックボックス６２４ａおよび設計値入力欄６２５ｂはグレーアウト表示される。また、一括編集によるチェックボックス６２４ａおよび設計値入力欄６２５ｂの表示の変更が禁止されるように構成されている。

（ｄ）パラメータ一覧表
上記のパラメータ一括編集においては、設定された同一種類の複数の測定要素について、複数のパラメータを一括編集することができる。さらに、測定要素の種類を問わずに複数の測定要素について、特定のパラメータを包括的に編集または確認したい場合がある。そこで、本実施の形態における設定モードまたは単品測定モードにおいては、設定された複数の測定要素について、複数の特定のパラメータを記載した一覧表を表示させることができる。ここで、特定のパラメータは、公差または設定される測定位置と設定モードで設定される測定位置との間のずれ量の許容範囲を含む。

使用者は、所望の複数の測定要素を選択した状態で、図示しない一覧表表示ボタンを操作することにより、一覧表を表示部１６０に表示させることができる。使用者は、一覧表を視認することにより、複数の測定要素についての特定のパラメータを包括的に確認することができる。また、使用者は、一覧表に記載された数値の一部または全部を変更することにより、複数の測定要素についての特定のパラメータを包括的に編集することができる。

（１４）効果
本実施の形態においては、主撮像部１３０によりプローブ１４０の複数の発光部１４３が撮像される。主撮像部１３０による撮像の結果に基づいて、測定対象物Ｓとプローブ１４０のスタイラス１４４の接触部１４４ａとの接触位置が測定位置として順次設定される。また、設定されたｍ個（ｍは自然数）以上の測定位置に基づいて、測定要素が設定される。設定された複数の測定位置にそれぞれ対応する複数の指標が表示部１６０に表示される。

ここで、測定要素は、ｍ個以上の測定位置を用いて特定可能である。そのため、ｍ個よりも多いｎ個（ｎは自然数）の測定位置が設定された場合には、設定されたｎ個の測定位置のうち少なくとも１個の測定位置を用いなくても、測定要素を特定することができる。そこで、ｎ個の測定位置に基づいて測定要素が設定された場合には、測定要素に対するｎ個の測定位置の偏差が算出される。ｎ個の測定位置のうち最大の偏差を有する測定位置に対応する指標が他の測定位置に対応する指標から識別可能に表示部１６０に表示される。

この構成によれば、使用者は、ｎ個の測定位置のうち測定要素に対して最大の偏差を有する測定位置を容易に認識することができる。また、使用者は、ｎ個の測定位置のうち最大の偏差を有する測定位置を測定要素の設定に用いるか否かを判断することができる。当該測定位置を用いずに測定要素の設定を再度行なうことにより、測定要素の正確性が向上する。これにより、測定対象物Ｓの正確な測定を容易に行うことができる。

（１５）他の実施の形態
（ａ）上記実施の形態において、測定要素の補正の方向が複数のダミー点１４０Ｄの位置の平均により算出される平均ダミー点ＡＤの位置に基づいて決定されるが、これに限定されない。測定要素の補正の方向は、複数のダミー点１４０Ｄの位置の任意の演算により算出される補正基準位置に基づいて決定されてもよい。この構成においても、測定位置を設定する際のプローブ１４０の姿勢にばらつきがある場合であっても、補正の方向がばらつく可能性を低減することができる。

（ｂ）上記実施の形態においては、図４（ｂ）のダミー点１４０Ｄは、プローブ１４０のねじ穴１４９Ａ〜１４９Ｃに沿って延びる直線の交点付近に設けられるが、これに限定されない。ダミー点１４０Ｄは、プローブ１４０のいかなる位置に設けられてもよい。ここで、ダミー点１４０Ｄは、プローブ１４０のスタイラス１４４の接触部１４４ａからわずかに（例えば１０ｍｍ程度）離間した位置に設けられることが好ましい。この構成によれば、複数のダミー点１４０Ｄが算出される際のプローブ１４０の姿勢にばらつきがある場合であっても、測定要素の補正すべき方向がばらつく可能性をより低減することができる。

（ｃ）上記実施の形態においては、測定要素に固有の名称が付与され、図４２の要素検索画面６８０では測定要素の名称の検索が可能であるが、これに限定されない。名称とは異なる識別子等の固有の識別情報が測定要素に付与され、要素検索画面６８０では識別情報の検索が可能であってもよい。

（１６）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。

上記実施の形態においては、発光部１４３がマーカの例であり、測定対象物Ｓが測定対象物の例であり、接触部１４４ａが接触部の例であり、プローブ１４０がプローブの例である。主撮像部１３０が撮像部の例であり、制御部２２０が算出部、検索部および編集部の例であり、表示部１６０が表示部の例であり、座標測定装置３００が光学式座標測定装置の例である。

ダミー点１４０Ｄが仮想点の例であり、平均ダミー点ＡＤが補正基準位置の例であり、記憶部２１０が第１および第２の記憶部の例であり、パラメータ編集画面ＳＣ５が編集画面の例である。操作部１７０が操作装置の例であり、測定ボタンＢ１が指定操作部の例であり、確定ボタンＢ２が確定操作部の例であり、ポインティング代替ボタンＢ６がポインティング代替操作部の例である。

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。

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。

１００測定ヘッド
１１０保持部
１１１設置部
１１２スタンド部
１１３，１４６接続端子
１１４インターフェース部
１１４ａ電源スイッチ
１１４ｂ動作表示ランプ
１１４ｃＵＳＢポート
１２０載置台
１３０主撮像部
１３０ａ素子保持部
１３０ｂレンズ保持部
１３１撮像素子
１３２レンズ
１３２ａ主点
１３３凹部
１３４貫通孔
１４０プローブ
１４１筐体部
１４１ａ前部上面
１４１ｂ中央部上面
１４１ｃ後部上面
１４１ｈ開口
１４２把持部
１４３発光部
１４４スタイラス
１４４ａ接触部
１４４ｂ軸部
１４４ｃねじ部
１４５電源基板
１４８通知部
１４９スタイラス固定部材
１４９ａ〜１４９ｃ取り付け面
１４９Ａ〜１４９Ｃねじ穴
１５０副撮像部
１６０表示部
１７０操作部
１７１本体部
１７１ａ表面
１７１ｂ裏面
１７１ｃ端面
１７２ケーブル
１８０制御基板
２００処理装置
２１０記憶部
２２０制御部
２３０操作部
３００座標測定装置
６０１，Ｂ１測定ボタン
６０２設定ボタン
６０３単品測定ボタン
６０４統計解析ボタン
６１０測定要素表示欄
６１１，６２９画像表示欄
６１２座標系設定欄
６１２ａ座標系設定ボタン
６１３測定項目選択欄
６１３ａ距離ボタン
６１３ｂ角度ボタン
６１４測定要素選択欄
６１４ａ平面ボタン
６１４ｂ直線ボタン
６１４ｃ点ボタン
６１４ｄ円ボタン
６１４ｅ円筒ボタン
６１４ｆ円錐ボタン
６１４ｇ球ボタン
６２１管理設定欄
６２１ａ，６２８ｂ，６２９ａプルダウンメニュー
６２２要素名称欄
６２２ａ，Ｂ５撮像ボタン
６２３形状選択欄
６２３ａ内面ボタン
６２３ｂ外面ボタン
６２４測定位置座標表示欄
６２４ａチェックボックス
６２４ｂ数値入力欄
６２４ｃ，Ｂ２確定ボタン
６２５公差設定欄
６２５ａ測定値表示欄
６２５ｂ設計値入力欄
６２５ｃ上限値入力欄
６２５ｄ下限値入力欄
６２６測定範囲選択欄
６２６ａ中心間距離チェックボックス
６２６ｂ最大距離チェックボックス
６２６ｃ最小距離チェックボックス
６２７指示選択欄
６２７ａ設定継続ボタン
６２７ｂ設定保存ボタン
６２８測定操作欄
６２８ａ測定開始ボタン
６２８ｃ対象物名称入力欄
６２９基準面表示欄
６３０プローブ表示欄
６３１進捗度合い表示欄
６３１ａ，６３１ｂ，ｉｃインジケータ
６３２測定結果表示欄
６３２ａ次の測定ボタン
６３２ｂメインメニューボタン
６５０管理設定ダイアログ
６５０ａチェックボックス
６５０ｂ時間入力欄
６５０ｃＯＫボタン
６５１〜６５９測定失敗ダイアログ
６６１〜６６６警告ダイアログ
６７１再測定ダイアログ
６７２プローブ警告ダイアログ
６８０要素検索画面
６８０Ａ，６８０Ｂ条件設定欄
６８０Ｃ実行欄
６８１要素名検索チェックボックス
６８２要素名入力欄
６８３ａ〜６８３ｃ判定結果チェックボックス
６８４参照要素検索チェックボックス
６８５対称要素入力欄
６８６ａ〜６８６ｃ検索要素チェックボックス
６８７ａ，６８７ｂ検索ボタン
６９０測定マクロ登録画面
６９１測定マクロ名入力欄
６９２ａ，６９２ｂ表示制限チェックボックス
６９３測定要素一覧
６９３ａ登録対象チェックボックス
６９４公差設定チェックボックス
６９５登録ボタン
７００測定マクロ挿入画面
７０１測定マクロ一覧
７０２挿入ボタン
７１０挿入予定要素表示サブウィンド
７１１挿入予定要素表示欄
７１２挿入中止ボタン
Ａ１，Ａ２位置
ＡＤ平均ダミー点
Ｂ３キャンセルボタン
Ｂ４表示切替ボタン
Ｂ６ポインティング代替ボタン
Ｄ１第１の方向
Ｄ２第２の方向
ＤＲ１長さ方向
ＤＲ２幅方向
ｉａ，ｉｂ，Ｐ１ｂ〜Ｐ４ｂ，Ｐ１ｄ〜Ｐ４ｄ，Ｐ１ｅ，ＰＰ，ＰＰｘ画像
Ｍ１ａ〜Ｍ５ａ，Ｍ１ｂ〜Ｍ４ｂ，Ｍ１ｃ〜Ｍ３ｃ測定位置
ＭＬ１，ＭＬ２測定平面
ＭＬ１ａ〜ＭＬ１ｃ平面
ＭＬ３内周面
Ｐ受光位置
ＰＬ２，ＰＬ４，ＰＬ５図形
Ｓ測定対象物
Ｓａ，Ｓｂ側面
Ｓｃ前面
Ｓｄ上面
ＳＣ１初期画面
ＳＣ２測定条件設定画面
ＳＣ３測定手順設定画面
ＳＣ４実測定画面
ＳＣ５パラメータ編集画面
Ｔ頂点
Ｖ撮像領域
ＶＩ撮像領域仮想画像

Claims

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撮像部と、
前記撮像部による撮像の結果に基づいて、測定対象物と前記接触部との接触位置を測定位置として順次算出し、ｍ個（ｍは自然数）以上の測定位置を用いて特定可能な測定要素を、算出されたｍ個以上の測定位置に基づいて算出する算出部と、
前記算出部により算出された前記複数の測定位置にそれぞれ対応する複数の指標を表示する表示部とを備え、
前記算出部は、前記ｍ個よりも多いｎ個（ｎは自然数）の測定位置に基づいて前記測定要素を算出した場合、前記測定要素に対する前記ｎ個の測定位置の偏差を算出し、前記ｎ個の測定位置のうち最大の偏差を有する測定位置に対応する指標を他の測定位置に対応する指標から識別可能に前記表示部に表示させる、光学式座標測定装置。
前記算出部は、前記ｎ個の測定位置に基づいて前記測定要素を算出した場合、前記最大の偏差を有する測定位置を除く他の測定位置に基づいて測定要素を再度算出する、請求項１記載の光学式座標測定装置。
前記プローブは、前記接触部と一定の位置関係を有する仮想点を有し、
前記接触部は部分的な球形状を有し、
前記算出部は、前記撮像部による撮像の結果に基づいて前記プローブの前記接触部の中心の位置を暫定的な測定位置である暫定位置として順次算出するとともに前記仮想点の位置を順次算出し、前記ｍ個以上の暫定位置に基づいて暫定的な測定要素である暫定要素を算出し、算出された複数の仮想点の位置に基づいて前記暫定要素を前記接触部の半径分補正することにより前記測定要素を算出する、請求項１または２記載の光学式座標測定装置。
前記算出部は、算出された複数の仮想点の位置の演算により補正基準位置を算出し、算出された補正基準位置に基づいて前記暫定要素の補正すべき方向を決定し、前記暫定要素を前記決定された方向に前記接触部の半径分補正させることにより前記測定要素を算出する、請求項３記載の光学式座標測定装置。
前記補正基準位置は、算出された複数の仮想点の位置の平均の位置である、請求項４記載の光学式座標測定装置。
測定要素の算出が不能であった場合の原因を示す複数の第１の原因情報を記憶する第１の記憶部をさらに備え、
前記算出部は、測定要素の算出が不能であった場合、算出の不能の原因を判定し、判定された原因に対応する第１の原因情報を前記第１の記憶部から取得し、取得された第１の原因情報に基づいて測定要素の算出の不能の原因を前記表示部に表示させる、請求項１〜５のいずれか一項に記載の光学式座標測定装置。
前記第１の記憶部は、前記複数の第１の原因情報にそれぞれ対応して、測定要素の算出が不能であった場合の解決方法を示す複数の第１の解決情報をさらに記憶し、
前記算出部は、測定要素の算出が不能であった場合、前記判定された原因に対応する第１の解決情報を前記第１の記憶部から取得し、取得された第１の解決情報に基づいて測定要素の算出の不能の解決方法を前記表示部にさらに表示させる、請求項１〜６のいずれか一項に記載の光学式座標測定装置。
算出された測定要素の信頼性が低い場合の原因を示す複数の第２の原因情報と、前記複数の第２の原因情報にそれぞれ対応して、測定要素の信頼性が低い場合の解決方法を示す複数の第２の解決情報とを記憶する第２の記憶部をさらに備え、
前記算出部は、算出された測定要素についての信頼性を示す数値を算出し、算出された数値に基づいて測定要素の信頼性が予め定められた程度よりも低いか否かを判定し、測定要素の信頼性が予め定められた程度よりも低い場合にその原因を判定し、判定された原因に対応する第２の原因情報を前記第２の記憶部から取得し、取得された第２の原因情報に基づいて測定要素の信頼性が低い原因およびその解決方法を前記表示部に表示させる、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。
前記算出部により算出された測定要素および算出が不能であった測定要素を検索する検索部をさらに備え、
前記検索部は、検索されるべき測定要素に付随する第１の情報を受け付けるとともに、受け付けた前記第１の情報を有する測定要素を該当測定要素として前記表示部に表示させる、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。
前記算出部は、測定要素に固有の識別情報を付与するように構成され、
前記第１の情報は、測定要素の識別情報の少なくとも一部を含み、
前記検索部は、受け付けた識別情報の少なくとも一部を有する測定要素を前記表示部に表示させる、請求項９記載の光学式座標測定装置。
前記算出部は、測定要素の良否を判定するための基準を受け付けるとともに、受け付けた基準に基づいて、算出された測定要素の良否を判定するように構成され、
前記第１の情報は、測定要素の良否の結果を含み、
前記検索部は、受け付けた良否の結果を有する測定要素を前記表示部に表示させる、請求項９または１０記載の光学式座標測定装置。
前記検索部は、該当測定要素が他の測定要素を参照して算出される場合には、該当測定要素とともに他の測定要素を前記表示部に表示させ、さらに他の測定要素が該当測定要素を参照して算出される場合には、該当測定要素とともにさらに他の測定要素を前記表示部に表示させる、請求項９〜１１のいずれか一項に記載の光学式座標測定装置。
前記算出部は、算出された複数の測定要素のうち複数の任意の測定要素の選択を受け付けるとともに、選択された複数の測定要素を測定マクロとして算出可能に登録する、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の光学式座標測定装置。
選択された測定要素に付随する第２の情報の編集を行なう編集画面を前記表示部に表示させる編集部をさらに備え、
前記編集部は、同一種類の複数の測定要素が選択された場合には、選択された複数の測定要素に付随する第２の情報の編集を行なう共通の編集画面を前記表示部に表示させ、前記共通の編集画面において第２の情報の編集を受け付けた場合には、選択された複数の測定要素に付随する第２の情報を編集後の第２の情報に更新する、請求項１〜１３のいずれか一項に記載の光学式座標測定装置。
前記編集部は、測定要素に固有である第２の情報については、共通の編集画面において当該第２の情報の編集の受け付けを禁止する、請求項１４記載の光学式座標測定装置。
前記編集部は、前記共通の編集画面において、選択された複数の測定要素の第２の情報が互いに等しい場合には当該第２の情報を表示し、選択された複数の測定要素のうちいずれかの測定要素の第２の情報が他の測定要素の第２の情報と異なる場合には第２の情報が異なることを認識可能に表示する、請求項１４または１５記載の光学式座標測定装置。
使用者により操作される操作装置をさらに備え、
前記操作装置は、
測定位置として算出すべき前記プローブの前記接触部と測定対象物との接触位置を指定するために操作される指定操作部と、
測定要素を特定すべきｍ個以上の測定位置を確定するために操作される確定操作部と、
前記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とを含む、請求項１〜１６のいずれか一項に記載の光学式座標測定装置。