JP2023004477A - Probe for three-dimensional coordinate measurement device and three-dimensional coordinate measurement device equipped with the same - Google Patents

Probe for three-dimensional coordinate measurement device and three-dimensional coordinate measurement device equipped with the same Download PDF

Info

Publication number
JP2023004477A
JP2023004477A JP2021106154A JP2021106154A JP2023004477A JP 2023004477 A JP2023004477 A JP 2023004477A JP 2021106154 A JP2021106154 A JP 2021106154A JP 2021106154 A JP2021106154 A JP 2021106154A JP 2023004477 A JP2023004477 A JP 2023004477A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
probe
measurement
user
dimensional coordinate
grip
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2021106154A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
悠二 宮木
Yuji Miyagi
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Keyence Corp
Original Assignee
Keyence Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Keyence Corp filed Critical Keyence Corp
Priority to JP2021106154A priority Critical patent/JP2023004477A/en
Publication of JP2023004477A publication Critical patent/JP2023004477A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Abstract

To provide a probe for three-dimensional coordinate measurement device which can measure physical quantities over a wide range of a measurement object without requiring the skills of a user, and a three-dimensional coordinate measurement device equipped with the same.SOLUTION: A probe 200 is configured to be portable by a user and includes a body part 250, a stylus 211, and a grip part 230. The body part 250 is provided with a plurality of markers eq which are imaged by a movable camera 120 of a three-dimensional coordinate measurement device 1. The stylus 211 has a contact part that indicates a measurement point by coming into contact with a measurement object, and is attached at a predetermined position with respect to the plurality of markers eq. The grip part 230 is configured to be gripped by a user. The grip part 230 is provided with an operation part which is configured to be operable by the user who grips the grip part 230. The grip part 230 is connected to the body part 250 in a manner to be rotatable around a predetermined rotation axis RA.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、測定対象物における測定点の座標を算出する三次元座標測定装置に用いられ、測定対象物に接触して測定点を指示するための三次元座標測定装置用のプローブおよびそれを備える三次元座標測定装置に関する。 The present invention is used in a three-dimensional coordinate measuring apparatus for calculating the coordinates of a measuring point on an object to be measured, and includes a probe for a three-dimensional coordinate measuring apparatus for contacting an object to indicate a measuring point, and the same. It relates to a three-dimensional coordinate measuring device.

接触式の三次元座標測定装置には、接触部を有するプローブが用いられる。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。 A probe having a contact portion is used in a contact-type three-dimensional coordinate measuring device. The contact portion of the probe is brought into contact with the object to be measured, and the contact position between the object to be measured and the contact portion is calculated. A plurality of locations on the measurement object are calculated to measure the dimensions of the desired portion of the measurement object.

特許文献1に記載された三次元座標測定装置は、載置台、プローブおよび撮像部を備える。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。プローブに設けられた複数のマーカが撮像部によって撮像されることにより、画像データが生成される。その画像データに基づいて測定対象物と接触部との接触位置の座標が算出される。 A three-dimensional coordinate measuring apparatus described in Patent Literature 1 includes a mounting table, a probe, and an imaging section. The contact portion of the probe is brought into contact with the object to be measured placed on the mounting table. Image data is generated by capturing an image of a plurality of markers provided on the probe by the imaging unit. The coordinates of the contact position between the object to be measured and the contact portion are calculated based on the image data.

特開2015-194452号公報JP 2015-194452 A

上記の三次元座標測定装置においては、載置台の上方の領域が撮像部により撮像されるように、載置台と撮像部とが保持部により一体的に保持される。さらに、撮像部は、載置台の斜め上方に配置され、撮像領域が載置台に向かって斜め下方を向くように固定されている。この構成によれば、載置台上に載置される測定対象物と撮像部との位置関係が安定する。 In the three-dimensional coordinate measuring apparatus described above, the mounting table and the imaging section are integrally held by the holding section so that the area above the mounting table is imaged by the imaging section. Furthermore, the imaging unit is arranged obliquely above the mounting table, and is fixed so that the imaging area faces obliquely downward toward the mounting table. According to this configuration, the positional relationship between the object to be measured placed on the placing table and the imaging section is stabilized.

載置台上に測定対象物が載置されている状態で、測定対象物の複数の部分のうち座標の測定が可能な部分は、撮像部がプローブの複数のマーカを撮像する状態で接触部を接触可能な範囲に限られる。そのため、測定対象物の形状およびサイズによっては、測定対象物における測定可能な部分の範囲が使用者の熟練度に応じて大きく異なる可能性がある。 With the object to be measured placed on the mounting table, the part whose coordinates can be measured among the plurality of parts of the object to be measured moves the contact part in a state where the imaging part images a plurality of markers of the probe. Limited to accessible range. Therefore, depending on the shape and size of the measurement object, the range of the measurable portion of the measurement object may vary greatly depending on the skill of the user.

本発明の目的は、使用者の熟練を要することなく測定対象物の広い範囲にわたって物理量を測定することを可能にする三次元座標測定装置用のプローブおよびそれを備える三次元座標測定装置を提供することである。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a probe for a three-dimensional coordinate measuring apparatus and a three-dimensional coordinate measuring apparatus having the same, which enable physical quantities to be measured over a wide range of an object to be measured without requiring user's skill. That is.

(1)第1の発明に係る三次元座標測定装置用のプローブは、撮像部により撮像される複数の測定マーカに基づいて測定対象物における測定点の座標を算出する三次元座標測定装置に用いられ、測定点を指示するために使用者により携行可能に構成されたプローブであって、予め定められた方向から撮像可能に配置された複数の測定マーカを有する本体部と、本体部のうち複数の測定マーカに対して予め定められた位置に取り付けられ、測定点を指示するための指示部と、使用者によって把持可能に構成され、使用者による把持姿勢が規定される把持部と、把持部を、予め定められた回転軸の周りで回転可能に本体部に接続する接続部とを備え、接続部を介して把持部が回転軸の周りを回転することにより、規定された把持姿勢に従って把持部が使用者により把持されたときに、複数の測定マーカが異なる向きに配置される。 (1) A probe for a three-dimensional coordinate measuring device according to the first invention is used in a three-dimensional coordinate measuring device that calculates the coordinates of a measurement point on an object to be measured based on a plurality of measurement markers imaged by an imaging unit. a probe configured to be portable by a user for indicating a measurement point, the main body having a plurality of measurement markers arranged so as to be imaged from a predetermined direction; The indicator is attached at a predetermined position with respect to the measurement marker to indicate the measurement point, the grip is configured to be grippable by the user and defines the gripping posture of the user, and the grip is rotatably connected to the body portion about a predetermined rotation axis, and the gripping portion rotates about the rotation axis via the connection portion to grip according to the prescribed gripping posture. The plurality of measurement markers are arranged in different orientations when the part is grasped by a user.

上記の三次元座標測定装置においては、プローブの指示部により測定点が指示される。このとき、本体部の複数の測定マーカが撮像される。撮像により得られる画像データと、複数の測定マーカおよび指示部の位置関係とに基づいて、指示された測定点の座標が算出される。したがって、測定対象物における所望の測定点の座標を得るためには、当該測定点を指示する際に、複数の測定マーカが撮像部の視野内に位置しかつ撮像部に向いている必要がある。 In the three-dimensional coordinate measuring apparatus described above, the measuring point is indicated by the indicating portion of the probe. At this time, a plurality of measurement markers on the main body are imaged. The coordinates of the indicated measurement point are calculated based on the image data obtained by imaging and the positional relationship between the plurality of measurement markers and the indicating section. Therefore, in order to obtain the coordinates of a desired measurement point on the object to be measured, the plurality of measurement markers must be positioned within the field of view of the imaging unit and face the imaging unit when indicating the measurement point. .

上記のプローブにおいては、接続部において把持部が回転軸の周りを回転する。それにより、規定された把持姿勢に従って把持部が使用者により把持されたときに、把持部が回転すると、複数の測定マーカが異なる向きに配置される。したがって、使用者の熟練を要することなく測定対象物の広い範囲にわたって物理量を測定することが可能になる。 In the probe described above, the grip portion rotates around the rotation axis at the connecting portion. Thereby, when the grip is gripped by the user according to the defined grip posture, the plurality of measurement markers are arranged in different orientations when the grip rotates. Therefore, it becomes possible to measure the physical quantity over a wide range of the object to be measured without requiring the user's skill.

(2)本体部は、複数の測定マーカが配置されるマーカ面を有し、接続部は、本体部のマーカ面と反対側に設けられてもよい。この場合、複数の測定マーカの撮像時に、撮像部の視野に把持部が進入することが防止される。したがって、測定範囲の縮小が抑制される。 (2) The main body portion may have a marker surface on which a plurality of measurement markers are arranged, and the connection portion may be provided on the opposite side of the main body portion to the marker surface. In this case, the grasping portion is prevented from entering the field of view of the imaging portion when imaging the plurality of measurement markers. Therefore, reduction of the measurement range is suppressed.

(3)接続部の回転軸はマーカ面に沿って設けられ、把持部が接続部を介して回転軸の周りで回転することにより、規定された把持姿勢に従って把持部が使用者により把持されたときにマーカ面が第1の方向に面する第1の状態と、マーカ面が、第1の方向と異なる第2の方向に面する第2の状態との間で移行可能となるように構成されてもよい。 (3) The rotation axis of the connection part is provided along the marker surface, and the grip part is gripped by the user in accordance with the specified gripping posture by rotating the grip part around the rotation axis via the connection part. sometimes configured to be transitionable between a first state in which the marker face faces a first direction and a second state in which the marker face faces a second direction different from the first direction may be

この場合、把持部の回転に応じてマーカ面が向かう方向が、第1の方向および第2の方向に選択的に切り替わる。したがって、使用者の使用状態に応じて第1の状態および第2の状態を切り替えることにより、測定点の指示作業を容易にすることができる。 In this case, the direction in which the marker surface faces is selectively switched between the first direction and the second direction according to the rotation of the grip. Therefore, by switching between the first state and the second state according to the usage state of the user, it is possible to facilitate the task of indicating the measurement point.

(4)把持部は、使用者による測定に関する操作入力を受け付ける操作部を有し、操作部の配置により、把持姿勢が規定されてもよい。この場合、把持部を適切な方向に回転させることにより、操作部の操作が容易になる。それにより、測定点を適切に指示することが可能になる。これらの結果、使用者の熟練を要することなく測定対象物の広い範囲にわたって物理量を測定することが可能になる。 (4) The gripping section may have an operating section that receives an operation input related to measurement by the user, and the gripping posture may be defined by the arrangement of the operating section. In this case, by rotating the grip in an appropriate direction, the operation of the operating portion is facilitated. Thereby, it becomes possible to indicate the measurement point appropriately. As a result, it becomes possible to measure the physical quantity over a wide range of the object to be measured without requiring the user's skill.

(5)把持部は、使用者に正対する位置の撮像部に複数の測定マーカを向けるための第1の角度位置と、使用者の側方にある撮像部に複数の測定マーカを向けるための第2の角度位置とに回転してもよい。この場合、プローブを使用する使用者の利便性が向上する。 (5) The grip section has a first angular position for directing the plurality of measurement markers to the imaging section facing the user, and a first angular position for directing the plurality of measurement markers to the imaging section located laterally of the user. It may be rotated to a second angular position. In this case, convenience for the user using the probe is improved.

(6)第2の発明に係る三次元座標測定装置用のプローブは、撮像部により撮像される複数の測定マーカに基づいて測定対象物における測定点の座標を算出する三次元座標測定装置に用いられ、測定点を指示するために使用者により携行可能に構成されたプローブであって、複数の測定マーカを有する本体部と、測定対象物に接触することにより測定点を指示する接触部を有し、本体部のうち複数の測定マーカに対して予め定められた位置に取り付けられるスタイラスと、使用者によって把持可能に構成された把持部と、把持部に設けられ、当該把持部を把持する使用者により操作可能に構成された操作部とを備え、把持部は、予め定められた回転軸の周りで回転可能に本体部に接続されている。 (6) A probe for a three-dimensional coordinate measuring device according to the second aspect of the present invention is used in a three-dimensional coordinate measuring device that calculates coordinates of measurement points on an object to be measured based on a plurality of measurement markers imaged by an imaging unit. A probe that can be carried by a user to indicate a measurement point, and has a body portion having a plurality of measurement markers and a contact portion that indicates the measurement point by contacting an object to be measured. a stylus attached at predetermined positions with respect to a plurality of measurement markers in a main body; a gripping portion configured to be grippable by a user; and an operation portion configured to be operable by a person, and the grip portion is connected to the body portion so as to be rotatable around a predetermined rotation axis.

上記の三次元座標測定装置においては、プローブの接触部が測定対象物の任意の部分に接触することにより測定点が指示される。このとき、本体部の複数の測定マーカが撮像される。撮像により得られる画像データと、複数の測定マーカおよび接触部の位置関係とに基づいて、指示された測定点の座標が算出される。したがって、測定対象物における所望の測定点の座標を得るためには、当該測定点を指示する際に、複数の測定マーカが撮像部の視野内に位置しかつ撮像部に向いている必要がある。 In the three-dimensional coordinate measuring apparatus described above, the contact portion of the probe contacts an arbitrary portion of the object to be measured to indicate the measurement point. At this time, a plurality of measurement markers on the main body are imaged. The coordinates of the designated measurement point are calculated based on the image data obtained by imaging and the positional relationship between the plurality of measurement markers and the contact portion. Therefore, in order to obtain the coordinates of a desired measurement point on the object to be measured, the plurality of measurement markers must be positioned within the field of view of the imaging unit and face the imaging unit when indicating the measurement point. .

ここで、複数の測定マーカが撮像部の視野内に位置しかつ撮像部に向いているときの本体部の位置および姿勢の状態を測定可能状態と呼ぶ。上記のプローブにおいては、把持部が一の回転角度にある状態で使用者が本体部を測定可能状態にすることが困難な場合でも、把持部の回転角度を一の回転角度から変更することにより、本体部を測定可能状態にすることが容易になる。あるいは、把持部が一の回転角度にある状態で使用者が本体部を測定可能状態にすることにより操作部を操作することが困難な場合でも、把持部の回転角度を一の回転角度から変更することにより、操作部の操作が容易になる。それにより、測定点を適切に指示することが可能になる。これらの結果、使用者の熟練を要することなく測定対象物の広い範囲にわたって物理量を測定することが可能になる。 Here, the state of the position and orientation of the main unit when a plurality of measurement markers are positioned within the field of view of the imaging unit and face the imaging unit is called a measurable state. In the probe described above, even if it is difficult for the user to bring the main body into a measurable state while the grip is at one rotation angle, by changing the rotation angle of the grip from the one rotation angle, , it becomes easy to bring the main body into a measurable state. Alternatively, even if it is difficult for the user to operate the operation unit by setting the main unit to a measurable state while the grip is at one rotation angle, the rotation angle of the grip is changed from the one rotation angle. By doing so, the operation of the operation unit becomes easier. Thereby, it becomes possible to indicate the measurement point appropriately. As a result, it becomes possible to measure the physical quantity over a wide range of the object to be measured without requiring the user's skill.

(7)操作部は、予め定められた配列で並ぶ複数のボタンにより構成され、把持部は、回転軸の周りで回転することにより、本体部に対する複数のボタンの配列が第1の配列関係にある第1の配列状態と、本体部に対する複数のボタンの配列が第1の配列関係とは異なる第2の配列関係にある第2の配列状態との間で移行可能となるように構成されてもよい。 (7) The operation section is composed of a plurality of buttons arranged in a predetermined arrangement, and the grip section rotates around the rotation axis so that the plurality of buttons are arranged in the first arrangement relationship with respect to the main body section. It is configured to be able to shift between a certain first arrangement state and a second arrangement state in which the arrangement of the plurality of buttons with respect to the main body has a second arrangement relationship different from the first arrangement relationship. good too.

一般に、三次元座標測定装置用のプローブにおいては、本体部の位置および姿勢と、そのプローブに設けられた複数のボタンの配列との関係によっては、それらの複数のボタンの操作性が著しく低下する場合がある。上記の構成によれば、把持部を第1の配列状態と第2の配列状態とに移行させることにより、本体部に対する複数のボタンの配列の関係を第1の関係と第2の関係とに切り替えることができる。したがって、使用者は、本体部を測定可能状態にしたときに複数のボタンの操作性が低下する場合でも、把持部の状態を切り替えることにより、本体部に対する複数のボタンの配列の位置関係を容易に変更することができる。それにより、複数のボタンの操作性を向上させることができる。 In general, in a probe for a three-dimensional coordinate measuring device, depending on the relationship between the position and orientation of the main body and the arrangement of the plurality of buttons provided on the probe, the operability of the plurality of buttons is significantly degraded. Sometimes. According to the above configuration, by shifting the grip portion between the first arrangement state and the second arrangement state, the arrangement relationship of the plurality of buttons with respect to the main body portion is changed to the first relationship and the second relationship. You can switch. Therefore, even if the operability of the plurality of buttons deteriorates when the main body is placed in the measurement-ready state, the user can easily adjust the positional relationship of the arrangement of the plurality of buttons with respect to the main body by switching the state of the grip. can be changed to Thereby, it is possible to improve the operability of the plurality of buttons.

(8)把持部には、複数の測定マーカに電力を供給するバッテリが内蔵されてもよい。バッテリは、プローブを構成する複数の構成要素のうち比較的大きい重量を有する。それにより、把持部にバッテリが収容される場合には、プローブ全体における重心が、把持部またはその近傍に位置する。それにより、使用者は、把持部を把持することにより、プローブを安定に操作することができる。 (8) The grip may incorporate a battery that supplies power to the plurality of measurement markers. The battery has a relatively large weight among the multiple components that make up the probe. As a result, when the battery is accommodated in the grip, the center of gravity of the probe as a whole is positioned at or near the grip. Thereby, the user can stably operate the probe by gripping the grip portion.

(9) プローブは、複数の測定マーカが撮像部の撮像視野内に存在するか否かを使用者に通知するように本体部に設けられる通知表示部をさらに備え、通知表示部は、本体部のうち把持部が接続される接続部分よりもスタイラスの近くに位置してもよい。 (9) The probe further includes a notification display unit provided in the main body so as to notify the user whether or not the plurality of measurement markers are present within the imaging field of the imaging unit; may be positioned closer to the stylus than the connection portion to which the grip is connected.

この場合、通知表示部は、把持部よりもスタイラスの近傍に位置する。すなわち、通知表示部は接触部の近傍に位置する。それにより、使用者は、通知表示部を視認しつつ、接触部を測定対象物の所望の部分に接触させて測定点を指示することができる。 In this case, the notification display section is positioned closer to the stylus than the grip section. That is, the notification display portion is located near the contact portion. As a result, the user can point the measurement point by bringing the contact portion into contact with the desired portion of the object to be measured while viewing the notification display portion.

(10)通知表示部は、第1の表示部および第2の表示部を含み、第1の表示部および第2の表示部は、本体部における互いに異なる部分で互いに異なる方向を向くように設けられてもよい。 (10) The notification display section includes a first display section and a second display section, and the first display section and the second display section are provided so as to face different directions at different portions of the main body section. may be

この場合、使用者は、プローブの操作時に第1の表示部を視認することが困難な場合でも、第2の表示部を視認することができれば複数の測定マーカが撮像部の撮像視野内に存在するか否かを容易に把握することができる。また、使用者は、プローブの操作時に第2の表示部を視認することが困難な場合でも、第1の表示部を視認することができれば複数の測定マーカが撮像部の撮像視野内に存在するか否かを容易に把握することができる。したがって、測定点を指示する際のプローブの操作性が向上する。 In this case, even if it is difficult for the user to visually recognize the first display unit when operating the probe, if the user can visually recognize the second display unit, the plurality of measurement markers are present within the imaging field of the imaging unit. It is possible to easily grasp whether or not to Further, even if it is difficult for the user to visually recognize the second display unit when operating the probe, if the user can visually recognize the first display unit, the plurality of measurement markers are present within the imaging field of the imaging unit. It is possible to easily grasp whether or not Therefore, the operability of the probe is improved when indicating the measurement point.

(11)第3の発明に係る三次元座標測定装置は、上記の三次元座標測定装置用のプローブと、プローブの複数の測定マーカを撮像する撮像部と、撮像部により撮像された複数の測定マーカの画像を示す測定画像データに基づいて、接触部により指示された測定点の座標を算出する算出部とを備える、三次元座標測定装置。 (11) A three-dimensional coordinate measuring device according to a third aspect of the present invention includes a probe for the three-dimensional coordinate measuring device, an imaging unit that captures images of a plurality of measurement markers of the probe, and a plurality of measurements captured by the imaging unit. A three-dimensional coordinate measuring device, comprising: a calculating unit that calculates coordinates of a measuring point indicated by the contact unit based on measurement image data representing an image of the marker.

その三次元座標測定装置は、上記のプローブを含む。それにより、使用者の熟練を要することなく測定対象物の広い範囲にわたって物理量を測定することが可能である。 The three-dimensional coordinate measuring device includes the probe described above. Thereby, it is possible to measure the physical quantity over a wide range of the object to be measured without requiring the user's skill.

本発明によれば、使用者の熟練を要することなく測定対象物の広い範囲にわたって物理量を測定することが可能になる。 According to the present invention, physical quantities can be measured over a wide range of objects to be measured without requiring user skill.

本発明の一実施の形態に係る三次元座標測定装置の一使用例を示す模式図である。1 is a schematic diagram showing one usage example of a three-dimensional coordinate measuring device according to an embodiment of the present invention; FIG. 本発明の一実施の形態に係る三次元座標測定装置の他の使用例を示す模式図である。FIG. 4 is a schematic diagram showing another example of use of the three-dimensional coordinate measuring device according to one embodiment of the present invention; 撮像ヘッドおよび処理装置の構成を示すブロック図である。3 is a block diagram showing the configuration of an imaging head and a processing device; FIG. 撮像ヘッドの正面図である。1 is a front view of an imaging head; FIG. 撮像ヘッドの背面図である。It is a rear view of an imaging head. 撮像ヘッドの一方側面図である。It is a one side view of an imaging head. 撮像ヘッドの平面図である。4 is a plan view of an imaging head; FIG. ケーシングが取り除かれた状態を示す撮像ヘッドの外観斜視図である。4 is an external perspective view of the imaging head showing a state in which the casing is removed; FIG. 図4のA-A線における撮像ヘッドの模式的断面図である。FIG. 5 is a schematic cross-sectional view of the imaging head taken along line AA of FIG. 4; (a)は図9の参照部材の模式的縦断面図であり、(b)は参照部材の下面図である。(a) is a schematic longitudinal sectional view of the reference member of FIG. 9, and (b) is a bottom view of the reference member. ヘッド底部の下面図および側面図である。FIG. 4 is a bottom view and a side view of the bottom of the head; 図1のヘッド台座の平面図および側面図である。2A and 2B are a plan view and a side view of the head pedestal of FIG. 1; FIG. プローブの基本構成を示すブロック図である。1 is a block diagram showing the basic configuration of a probe; FIG. プローブを一の方向に見た外観斜視図である。FIG. 4 is an external perspective view of the probe viewed in one direction; プローブを他の方向に見た外観斜視図である。FIG. 11 is an external perspective view of the probe viewed in another direction; 把持部が第2の状態にあるプローブを一の方向に見た外観斜視図である。FIG. 10 is an external perspective view of the probe in which the grip portion is in the second state, viewed in one direction; 把持部が第2の状態にあるプローブを他の方向に見た外観斜視図である。FIG. 10 is an external perspective view of the probe in which the grip portion is in the second state, viewed in another direction; 把持部が第1の状態にあるプローブを用いて使用者が測定対象物を測定する状態を示す模式図である。FIG. 4 is a schematic diagram showing a state in which a user measures a measurement object using a probe whose grip portion is in the first state; 把持部が第2の状態にあるプローブを用いて使用者が測定対象物を測定する状態を示す模式図である。FIG. 10 is a schematic diagram showing a state in which a user measures a measurement target using a probe whose grip portion is in a second state; 本体部の内部構造を示すプローブの一部切り欠き断面図である。FIG. 3 is a partially cutaway cross-sectional view of the probe showing the internal structure of the main body. 本体部の内部構造の概略を説明するためのプローブの分解斜視図である。FIG. 3 is an exploded perspective view of the probe for explaining the outline of the internal structure of the main body; 図3の本体制御回路による測定処理の流れを示すフローチャートである。4 is a flow chart showing the flow of measurement processing by the body control circuit of FIG. 3; 測定点座標算出処理の流れを示すフローチャートである。4 is a flow chart showing the flow of measurement point coordinate calculation processing. 図3の本体制御回路による追跡処理の流れを示すフローチャートである。4 is a flow chart showing the flow of tracking processing by the body control circuit of FIG. 3; 他の実施の形態に係るプローブの外観斜視図である。FIG. 10 is an external perspective view of a probe according to another embodiment; 図25のプローブの状態から把持部が90°回転されたときのプローブの外観斜視図である。FIG. 26 is an external perspective view of the probe when the grip portion is rotated 90° from the state of the probe in FIG. 25;

[1]三次元座標測定装置の基本構成および使用例
図1は、本発明の一実施の形態に係る三次元座標測定装置の一使用例を示す模式図である。図1に示すように、本実施の形態に係る三次元座標測定装置1は、主として撮像ヘッド100、プローブ200、処理装置300および保持部800から構成される。
[1] Basic Configuration and Usage Example of Three-Dimensional Coordinate Measuring Device FIG. 1 is a schematic diagram showing one usage example of a three-dimensional coordinate measuring device according to one embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the three-dimensional coordinate measuring apparatus 1 according to this embodiment is mainly composed of an imaging head 100, a probe 200, a processing device 300 and a holding section 800. As shown in FIG.

保持部800は、設置部810、載置台820およびヘッド台座830を含む。設置部810は、一方向に延びるように形成された平板形状を有し、テーブルの上面等の設置面上に設置される。また、設置部810は、アルミニウム、鉄またはそれらの合金等により構成され、高い剛性を有する。設置部810の一端部には、載置台820が設けられている。本例の載置台820は、略長方形状を有する光学定盤であり、短辺が設置部810の長手方向(設置部810が延びる方向)と平行になるように設置部810の上面に接続されている。載置台820の長辺の長さL1は例えば450mm程度であり、載置台820の短辺の長さL2は例えば300mm程度である。載置台820は、正方形状を有してもよいし、円形状を有してもよいし、楕円形状を有してもよい。載置台820には、測定対象物Sが載置される。 The holding portion 800 includes an installation portion 810 , a mounting table 820 and a head base 830 . The installation portion 810 has a flat plate shape extending in one direction, and is installed on an installation surface such as the upper surface of a table. Also, the installation portion 810 is made of aluminum, iron, an alloy thereof, or the like, and has high rigidity. A mounting table 820 is provided at one end of the installation section 810 . The mounting table 820 of this example is an optical surface plate having a substantially rectangular shape, and is connected to the upper surface of the installation section 810 so that the short sides thereof are parallel to the longitudinal direction of the installation section 810 (the direction in which the installation section 810 extends). ing. The length L1 of the long side of the mounting table 820 is, for example, about 450 mm, and the length L2 of the short side of the mounting table 820 is, for example, about 300 mm. The mounting table 820 may have a square shape, a circular shape, or an elliptical shape. A measuring object S is placed on the placing table 820 .

設置部810の他端部には、ヘッド台座830が設けられている。本例のヘッド台座830は、撮像ヘッド100の底部(以下、ヘッド底部と呼ぶ。)101を取り付け可能かつ取り外し可能に構成されている。ヘッド底部101がヘッド台座830上に取り付けられた状態で、撮像ヘッド100は設置部810および載置台820に対して固定される。一方、ヘッド底部101がヘッド台座830から取り外された状態で、図1に点線の白抜き矢印で示すように、撮像ヘッド100は設置部810および載置台820から分離する。 A head pedestal 830 is provided at the other end of the installation portion 810 . The head pedestal 830 of this example is configured such that a bottom portion (hereinafter referred to as a head bottom portion) 101 of the imaging head 100 can be attached and detached. The imaging head 100 is fixed to the installation section 810 and the mounting table 820 while the head bottom section 101 is mounted on the head base 830 . On the other hand, with the head bottom portion 101 removed from the head base 830, the imaging head 100 is separated from the installation portion 810 and the mounting table 820 as indicated by the white dotted arrow in FIG.

プローブ200は、使用者により携行可能に構成されている。プローブ200には、接触部211aが設けられている。使用者は、測定点を指示するために、測定対象物Sの所望の部分にプローブ200の接触部211aを接触させる。これにより、接触部211aが測定点を指示し、測定対象物Sにおける接触部211aとの接触部分が測定点として指示される。 Probe 200 is configured to be portable by a user. The probe 200 is provided with a contact portion 211a. The user brings the contact portion 211a of the probe 200 into contact with a desired portion of the measurement object S in order to indicate the measurement point. As a result, the contact portion 211a designates the measurement point, and the contact portion of the measurement object S with the contact portion 211a is designated as the measurement point.

撮像ヘッド100の内部には、可動カメラ120が設けられている。可動カメラ120によりプローブ200に設けられた後述する複数のマーカeq(図14等)が撮像される。また、撮像ヘッド100は、ケーブルCAを介して処理装置300に接続されている。処理装置300は、例えばパーソナルコンピュータであり、本体表示部310および本体操作部320が接続されている。処理装置300においては、可動カメラ120がプローブ200を撮像することにより得られる画像データ(以下、測定画像データと呼ぶ。)と後述する基準画像データとに基づいて測定対象物S上の測定点の座標が算出される。測定対象物Sにおける1または複数の測定点の座標が算出されることにより、それらの算出結果に基づいて測定対象物Sの物理量が測定される。 A movable camera 120 is provided inside the imaging head 100 . A plurality of markers eq (FIG. 14, etc.) provided on the probe 200 and described later are imaged by the movable camera 120 . The imaging head 100 is also connected to the processing device 300 via a cable CA. The processing device 300 is, for example, a personal computer, to which a main body display section 310 and a main body operation section 320 are connected. In the processing device 300, the measurement points on the measurement object S are determined based on image data (hereinafter referred to as measurement image data) obtained by imaging the probe 200 with the movable camera 120 and reference image data described later. Coordinates are calculated. By calculating the coordinates of one or more measurement points on the measurement object S, the physical quantity of the measurement object S is measured based on those calculation results.

使用者がプローブ200を移動させる場合には、図1に太い実線の矢印a1,a2に示すように、可動カメラ120の撮像視野の向きはプローブ200の移動に追従する。すなわち、可動カメラ120の向きは、プローブ200が移動するときに、プローブ200が可動カメラ120の撮像視野内に位置するように変化する。本実施の形態に係る可動カメラ120は、撮像視野が載置台820に向けられた状態で、少なくとも載置台820上の空間をカバーする被写界深度を有する。そのため、三次元座標測定装置1は、載置台820上の空間を含む広い測定可能領域を有する。したがって、測定対象物Sの物理量を測定するために要求されるプローブ200の位置および姿勢の範囲が拡大される。 When the user moves the probe 200, the orientation of the field of view of the movable camera 120 follows the movement of the probe 200, as indicated by thick solid arrows a1 and a2 in FIG. That is, the orientation of movable camera 120 changes so that probe 200 is positioned within the imaging field of view of movable camera 120 as probe 200 moves. Movable camera 120 according to the present embodiment has a depth of field that covers at least the space above mounting table 820 when the field of view for imaging is directed toward mounting table 820 . Therefore, the three-dimensional coordinate measuring apparatus 1 has a wide measurable area including the space above the mounting table 820 . Therefore, the range of positions and postures of the probe 200 required to measure the physical quantity of the measurement object S is expanded.

上記のように、本実施の形態に係る三次元座標測定装置1によれば、撮像ヘッド100がヘッド台座830上に取り付けられた状態で、載置台820上に載置された測定対象物Sの物理量を測定することができる。一方、載置台820に載置されていない測定対象物Sについても物理量を測定することができれば、三次元座標測定装置1の利便性が向上する。そこで、本実施の形態に係る三次元座標測定装置1は、上記の構成に加えて、撮像ヘッド100を床面等の設置面上に固定するための基準スタンドをさらに備える。基準スタンドを用いた三次元座標測定装置1の使用例を説明する。 As described above, according to the three-dimensional coordinate measuring apparatus 1 according to the present embodiment, with the imaging head 100 mounted on the head pedestal 830, the measurement object S mounted on the mounting table 820 Physical quantities can be measured. On the other hand, the convenience of the three-dimensional coordinate measuring apparatus 1 will be improved if the physical quantity can be measured even for the measurement object S that is not placed on the placement table 820 . Therefore, the three-dimensional coordinate measuring apparatus 1 according to the present embodiment further includes a reference stand for fixing the imaging head 100 on an installation surface such as a floor surface, in addition to the above configuration. A usage example of the three-dimensional coordinate measuring apparatus 1 using a reference stand will be described.

図2は、本発明の一実施の形態に係る三次元座標測定装置1の他の使用例を示す模式図である。図2に示すように、三次元座標測定装置1は、基準スタンド900をさらに含む。その基準スタンド900は、三脚であり、ヘッド台座911および脚部912からなる。ヘッド台座911は、脚部912の上端部に設けられ、図1の保持部800のヘッド台座830と同様に、撮像ヘッド100のヘッド底部101を取り付け可能かつ取り外し可能に構成されている。本例では、図1の保持部800から取り外された撮像ヘッド100が基準スタンド900のヘッド台座911上に取り付けられている。 FIG. 2 is a schematic diagram showing another usage example of the three-dimensional coordinate measuring device 1 according to one embodiment of the present invention. As shown in FIG. 2, the three-dimensional coordinate measuring device 1 further includes a reference stand 900. As shown in FIG. The reference stand 900 is a tripod and consists of a head base 911 and legs 912 . The head pedestal 911 is provided at the upper end portion of the leg portion 912, and is configured so that the head bottom portion 101 of the imaging head 100 can be attached and detached like the head pedestal 830 of the holding portion 800 in FIG. In this example, the imaging head 100 removed from the holding section 800 in FIG. 1 is mounted on the head base 911 of the reference stand 900 .

上記の基準スタンド900によれば、使用者Uは、加工機9にセットされた測定対象物Sが可動カメラ120の被写界深度の範囲内に位置するように、撮像ヘッド100を例えば床面上に固定することができる。加工機9は、例えば旋盤、フライス盤または放電加工機等の加工装置である。あるいは、使用者Uは、床面上に置かれた測定対象物Sが可動カメラ120の被写界深度の範囲内に位置するように、撮像ヘッド100を例えば床面上に固定することができる。したがって、使用者Uは、携行するプローブ200の接触部211aを測定対象物Sの所望の部分に接触させることにより、図1の載置台820に載置されない測定対象物Sについても物理量の測定を行うことができる。なお、本例においても、使用者Uがプローブ200を携行して移動する場合には、図1の例と同様に、可動カメラ120の撮像視野の向きはプローブ200の移動に追従する。以下、三次元座標測定装置1の各部の構成について詳細を説明する。 According to the reference stand 900 described above, the user U moves the imaging head 100, for example, on the floor so that the measurement object S set on the processing machine 9 is positioned within the depth of field of the movable camera 120. can be fixed on top. The processing machine 9 is, for example, a processing device such as a lathe, a milling machine, or an electric discharge machine. Alternatively, the user U can fix the imaging head 100 on the floor, for example, so that the measurement object S placed on the floor is positioned within the depth of field of the movable camera 120. . Therefore, the user U can measure the physical quantity of the measurement object S that is not mounted on the mounting table 820 of FIG. It can be carried out. Also in this example, when the user U moves while carrying the probe 200, the direction of the imaging field of view of the movable camera 120 follows the movement of the probe 200, as in the example of FIG. The configuration of each part of the three-dimensional coordinate measuring apparatus 1 will be described in detail below.

[2]撮像ヘッド100および処理装置300の構成
図3は、撮像ヘッド100および処理装置300の構成を示すブロック図である。図4は撮像ヘッド100の正面図であり、図5は、撮像ヘッド100の背面図である。また、図6は撮像ヘッド100の一方側面図であり、図7は撮像ヘッド100の平面図である。図4~図7に示すように、撮像ヘッド100は、複数の構成要素がケーシング90内に収容された構成を有する。図8はケーシング90が取り除かれた状態を示す撮像ヘッド100の外観斜視図であり、図9は図4のA-A線における撮像ヘッド100の模式的断面図である。
[2] Configurations of Imaging Head 100 and Processing Device 300 FIG. 3 is a block diagram showing configurations of the imaging head 100 and processing device 300 . 4 is a front view of the imaging head 100, and FIG. 5 is a rear view of the imaging head 100. FIG. 6 is a side view of the imaging head 100, and FIG. 7 is a plan view of the imaging head 100. As shown in FIG. As shown in FIGS. 4 to 7, the imaging head 100 has a configuration in which a plurality of components are accommodated within a casing 90. As shown in FIG. 8 is an external perspective view of the imaging head 100 with the casing 90 removed, and FIG. 9 is a schematic cross-sectional view of the imaging head 100 taken along line AA in FIG.

(1)撮像ヘッド100
まず、撮像ヘッド100の構成について説明する。図3に示すように、撮像ヘッド100は、電気的な構成として基準カメラ110、可動カメラ120、マーカ駆動回路130、回転駆動回路140、ヘッド制御回路150、無線通信回路160、通信回路170、俯瞰カメラ180および参照部材190を含む。これらの構成は、図3に二点鎖線で示される固定連結部20、支持部材30および可動部材40のいずれかにより支持された状態で、図4~図7に示すケーシング90内に収容される。
(1) Imaging head 100
First, the configuration of the imaging head 100 will be described. As shown in FIG. 3, the imaging head 100 includes a reference camera 110, a movable camera 120, a marker drive circuit 130, a rotation drive circuit 140, a head control circuit 150, a wireless communication circuit 160, a communication circuit 170, and a bird's-eye view camera. Includes camera 180 and reference member 190 . These structures are accommodated in the casing 90 shown in FIGS. 4 to 7 while being supported by any one of the fixed connecting portion 20, the support member 30 and the movable member 40 indicated by two-dot chain lines in FIG. .

基準カメラ110、可動カメラ120および俯瞰カメラ180の各々は、撮像素子として、赤外線を検出可能なCMOS(相補性金属酸化膜半導体)イメージセンサを含む。基準カメラ110、可動カメラ120および俯瞰カメラ180には、CMOSイメージセンサが実装された基板111,121,181がそれぞれ設けられる。図3において、太い点線で取り囲まれる複数の回路(140,150,160,170)は、作動時に基準カメラ110、可動カメラ120および俯瞰カメラ180の基板111,121,181に実装される各種素子に比べて高い発熱量を有する。以下の説明では、回転駆動回路140、ヘッド制御回路150、無線通信回路160および通信回路170が実装される1または複数の基板を、適宜、発熱基板GSと総称する。 Each of reference camera 110, movable camera 120, and overhead camera 180 includes a CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) image sensor capable of detecting infrared rays as an imaging device. Base camera 110, movable camera 120, and overhead camera 180 are provided with substrates 111, 121, and 181 on which CMOS image sensors are mounted, respectively. In FIG. 3, a plurality of circuits (140, 150, 160, 170) surrounded by thick dotted lines are applied to various elements mounted on the substrates 111, 121, 181 of the reference camera 110, the movable camera 120 and the overhead camera 180 during operation. It has a relatively high calorific value. In the following description, one or a plurality of substrates on which the rotation drive circuit 140, head control circuit 150, wireless communication circuit 160 and communication circuit 170 are mounted will be collectively referred to as heat generating substrate GS.

図4~図7に示すように、ケーシング90は、下部ケーシング91、上部ケーシング92および基板ケーシング93から構成される。下部ケーシング91は、略円筒形状を有し、撮像ヘッド100のヘッド底部101に固定され、ヘッド底部101から一定距離上方に延びる。下部ケーシング91の上方の位置に上部ケーシング92が設けられている。上部ケーシング92は、略釣鐘形状を有し、後述する支持部材30(図8)とともに水平面内で回転可能に設けられている。 As shown in FIGS. 4-7, the casing 90 is composed of a lower casing 91, an upper casing 92 and a substrate casing 93. As shown in FIGS. The lower casing 91 has a substantially cylindrical shape, is fixed to the head bottom portion 101 of the imaging head 100, and extends upward from the head bottom portion 101 by a certain distance. An upper casing 92 is provided above the lower casing 91 . The upper casing 92 has a substantially bell shape and is rotatable in a horizontal plane together with a support member 30 (FIG. 8), which will be described later.

図4の正面図に示すように、上部ケーシング92の一部には、上部ケーシング92の上端部近傍から中央部にかけて上下方向に延びる矩形開口92Sが形成されている。矩形開口92Sは、可動カメラ120の撮像視野をケーシング90の外部へ導く。また、上部ケーシング92には、矩形開口92Sの両側部でかつ上部ケーシング92の下端部近傍に2つの吸気部HA1が形成されている。 As shown in the front view of FIG. 4, part of the upper casing 92 is formed with a rectangular opening 92S that extends vertically from the vicinity of the upper end of the upper casing 92 to the central part thereof. Rectangular opening 92S guides the imaging field of view of movable camera 120 to the outside of casing 90 . The upper casing 92 is formed with two air intakes HA1 on both sides of the rectangular opening 92S and near the lower end of the upper casing 92. As shown in FIG.

下部ケーシング91の外周面の一部には、俯瞰カメラ用窓91Wが形成されている。俯瞰カメラ用窓91Wは、俯瞰カメラ180の撮像視野をケーシング90の外部へ導く。以下の説明では、俯瞰カメラ用窓91Wが向く一の方向を撮像ヘッド100の前方と呼ぶ。また、撮像ヘッド100を基準として上記の一の方向とは逆の方向を撮像ヘッド100の後方と呼ぶ。下部ケーシング91の前部かつ下端部近傍には、俯瞰カメラ用窓91Wに加えて、2つの吸気部LA1が形成されている。 A bird's-eye view camera window 91W is formed in a part of the outer peripheral surface of the lower casing 91 . The bird's-eye camera window 91W guides the field of view of the bird's-eye camera 180 to the outside of the casing 90 . In the following description, one direction in which the bird's-eye view camera window 91W faces is referred to as the front of the imaging head 100 . Further, the direction opposite to the above one direction with respect to the imaging head 100 is referred to as the rear of the imaging head 100 . In addition to the bird's-eye view camera window 91W, two intake sections LA1 are formed near the front portion and the lower end portion of the lower casing 91 .

図5および図6に示すように、下部ケーシング91の外周面のうち後方を向く部分(後半部分)に、基板ケーシング93が接続されている。基板ケーシング93は、第1の収容部93aおよび第2の収容部93bを含む。第1の収容部93aは、下部ケーシング91の後半部から撮像ヘッド100の後方に延びる箱形状を有する。第2の収容部93bは、第1の収容部93aの上面の一部から上方に突出するように形成されている。 As shown in FIGS. 5 and 6, a substrate casing 93 is connected to a rearward portion of the outer peripheral surface of the lower casing 91 (the latter half portion). The substrate casing 93 includes a first accommodation portion 93a and a second accommodation portion 93b. The first accommodating portion 93 a has a box shape extending from the rear half of the lower casing 91 to the rear of the imaging head 100 . The second housing portion 93b is formed to protrude upward from a portion of the upper surface of the first housing portion 93a.

図9に示すように、基板ケーシング93において第1の収容部93aの内部空間と第2の収容部93bの内部空間とは互いに連通している。また、第1の収容部93aの内部空間と下部ケーシング91の内部空間とは互いに連通している。一方、下部ケーシング91の内部空間と上部ケーシング92の内部空間とは、後述する上固定板22により区画されているため、互いに連通していない。 As shown in FIG. 9, in the substrate casing 93, the internal space of the first accommodating portion 93a and the internal space of the second accommodating portion 93b communicate with each other. In addition, the internal space of the first accommodating portion 93a and the internal space of the lower casing 91 communicate with each other. On the other hand, the internal space of the lower casing 91 and the internal space of the upper casing 92 are partitioned by the upper fixed plate 22 described later, so they do not communicate with each other.

図5、図6および図9に太い点線または実線で示すように、基板ケーシング93の内部には、第1の収容部93aの下部から第2の収容部93bの上部にかけて発熱基板GSが収容される。一方、発熱基板GSに比べて低い発熱性を有する複数の基板(基板111,121,181等)は、下部ケーシング91または上部ケーシング92内に収容される。 As indicated by thick dotted lines or solid lines in FIGS. 5, 6 and 9, the heat-generating substrate GS is accommodated inside the substrate casing 93 from the lower portion of the first accommodating portion 93a to the upper portion of the second accommodating portion 93b. be. On the other hand, a plurality of substrates (substrates 111, 121, 181, etc.) having lower heat generating properties than the heat generating substrate GS are accommodated in the lower casing 91 or the upper casing 92. FIG.

図5に示すように、基板ケーシング93の第1の収容部93aの後端下部には、排気部LA2が形成されている。第1の収容部93aの内部には、排気部LA2に隣り合うように、排気ファンLFが設けられている。排気ファンLFは、下部ケーシング91および基板ケーシング93内の雰囲気を、排気部LA2を通して撮像ヘッド100の外部に排出する。このとき、図4の2つの吸気部LA1から下部ケーシング91の内部に撮像ヘッド100の外部の空気が流入する。それにより、図6に複数の白抜き矢印f1で示すように、撮像ヘッド100の前方から下部ケーシング91および基板ケーシング93の内部空間を通して撮像ヘッド100の後方に向かう円滑な空気の流れが発生する。この場合、基板ケーシング93に収容される発熱基板GSは、下部ケーシング91および基板ケーシング93内の空気の流れにおいて、下部ケーシング91よりも下流に位置する。それにより、発熱基板GSで発生する熱が下部ケーシング91の内部空間に進入することが低減される。さらに、発熱基板GSで発生する熱が下部ケーシング91の内部空間に滞留しないので、発熱基板GSで発生する熱が下部ケーシング91の内部空間を通じて上部ケーシング92の内部空間に伝達されることが抑制される。 As shown in FIG. 5, an exhaust portion LA2 is formed in the lower portion of the rear end of the first accommodating portion 93a of the substrate casing 93. As shown in FIG. An exhaust fan LF is provided inside the first housing portion 93a so as to be adjacent to the exhaust portion LA2. The exhaust fan LF exhausts the atmosphere inside the lower casing 91 and the substrate casing 93 to the outside of the imaging head 100 through the exhaust part LA2. At this time, the air outside the imaging head 100 flows into the lower casing 91 from the two air intakes LA1 in FIG. As a result, a smooth air flow is generated from the front of the imaging head 100 toward the rear of the imaging head 100 through the internal spaces of the lower casing 91 and the substrate casing 93, as indicated by a plurality of outline arrows f1 in FIG. In this case, the heat-generating substrate GS accommodated in the substrate casing 93 is located downstream of the lower casing 91 in the flow of air inside the lower casing 91 and the substrate casing 93 . This reduces the entry of heat generated by the heat-generating substrate GS into the internal space of the lower casing 91 . Furthermore, since the heat generated by the heat generating substrate GS does not stay in the inner space of the lower casing 91, the heat generated by the heat generating substrate GS is suppressed from being transmitted to the inner space of the upper casing 92 through the inner space of the lower casing 91. be.

図7に示すように、上部ケーシング92の上部には、平面視で上部ケーシング92の中心を基準として矩形開口92Sと反対側の部分に排気部HA2が形成されている。上部ケーシング92の内部には、排気部HA2に隣り合うように、排気ファンHFが設けられている。排気ファンHFは、下部ケーシング91内の雰囲気を排気部HA2を通して撮像ヘッド100の外部に排出する。このとき、図4の2つの吸気部HA1から上部ケーシング92の内部に撮像ヘッド100の外部の空気が流入する。それにより、図6に複数の白抜き矢印f2で示すように、下部ケーシング91の2つの吸気部HA1から上部ケーシング92の内部空間を通して上部ケーシング92の下部から斜め上方に向かう円滑な空気の流れが発生する。この場合、後述するように上部ケーシング92内に収容される可動カメラ120またはマーカ駆動回路130が実装された基板43において発生される熱が、下部ケーシング91内で下方から上方に向かって円滑に流れ、下部ケーシング91の外部に排出される。 As shown in FIG. 7, in the upper part of the upper casing 92, an exhaust part HA2 is formed on the opposite side of the rectangular opening 92S with respect to the center of the upper casing 92 in plan view. An exhaust fan HF is provided inside the upper casing 92 so as to be adjacent to the exhaust section HA2. The exhaust fan HF exhausts the atmosphere inside the lower casing 91 to the outside of the imaging head 100 through the exhaust part HA2. At this time, the air outside the imaging head 100 flows into the upper casing 92 from the two air intakes HA1 in FIG. As a result, as indicated by a plurality of white arrows f2 in FIG. 6, air flows smoothly from the two air intakes HA1 of the lower casing 91, through the internal space of the upper casing 92, and obliquely upward from the lower part of the upper casing 92. Occur. In this case, heat generated in the substrate 43 on which the movable camera 120 or the marker drive circuit 130 is mounted, which is housed in the upper casing 92 as will be described later, smoothly flows upward in the lower casing 91. , is discharged to the outside of the lower casing 91 .

図8および図9に示すように、固定連結部20は、下固定板21、上固定板22、複数(例えば4本)の支柱23および中空支持軸24を含む。下固定板21は、円板形状を有し、ヘッド底部101の上面上に、ねじを用いて固定されている。下固定板21の上方には、複数の支柱23を介して上固定板22が設けられている。上固定板22は、下固定板21と同様に円板形状を有する。上固定板22の中央部には、円形の開口が形成されている。上固定板22の上面上には、上固定板22の中央部の開口を取り囲むように中空支持軸24がねじを用いて固定されている。下部ケーシング91は、固定連結部20を構成するいずれかの部材に取り付けられている。 As shown in FIGS. 8 and 9 , the fixed joint 20 includes a lower fixed plate 21 , an upper fixed plate 22 , a plurality of (eg, four) struts 23 and a hollow support shaft 24 . The lower fixing plate 21 has a disk shape and is fixed on the upper surface of the head bottom portion 101 using screws. An upper fixing plate 22 is provided above the lower fixing plate 21 via a plurality of struts 23 . The upper fixed plate 22 has a disc shape like the lower fixed plate 21 . A circular opening is formed in the central portion of the upper fixing plate 22 . A hollow support shaft 24 is fixed on the upper surface of the upper fixing plate 22 using screws so as to surround the central opening of the upper fixing plate 22 . The lower casing 91 is attached to any member that constitutes the fixed connection portion 20 .

固定連結部20においては、下固定板21と上固定板22との間の空間に、発熱基板GSを除く各種基板(発熱基板GSよりも発熱性が低い基板)とともに、俯瞰カメラ180が設けられている。また、下固定板21上には、図9に示すように、下部ケーシング91の略中央から上固定板22の開口を通して中空支持軸24の内部まで延びるように基準カメラ110が設けられている。この状態で、基準カメラ110の撮像視野は上方を向いている。本実施の形態では、基準カメラ110の光学系の光軸110cは、中空支持軸24の中心軸に一致している。 In the fixed connecting portion 20, a bird's-eye view camera 180 is provided in the space between the lower fixing plate 21 and the upper fixing plate 22 together with various substrates (substrates with lower heat generation than the heat generating substrate GS) except for the heat generating substrate GS. ing. 9, a reference camera 110 is provided on the lower fixing plate 21 so as to extend from substantially the center of the lower casing 91 through the opening of the upper fixing plate 22 to the inside of the hollow support shaft 24. As shown in FIG. In this state, the imaging field of view of the reference camera 110 faces upward. In this embodiment, the optical axis 110 c of the optical system of the reference camera 110 coincides with the central axis of the hollow support shaft 24 .

下固定板21上および上固定板22上には、上記の各種基板および基準カメラ110に加えて、後述する支持部材30を中空支持軸24の中心軸の周りで回転させるため(ヘッド底部101の上面に平行な面内で回転させるため)の水平回転機構141が設けられている。水平回転機構141は、例えばモータおよび各種動力伝達部材を含む。 On the lower fixing plate 21 and on the upper fixing plate 22, in addition to the various substrates and the reference camera 110 described above, a support member 30, which will be described later, is rotated around the central axis of the hollow support shaft 24 (for the head bottom portion 101). A horizontal rotation mechanism 141 is provided for rotating in a plane parallel to the top surface. The horizontal rotation mechanism 141 includes, for example, a motor and various power transmission members.

図8に示すように、固定連結部20の中空支持軸24上には、支持部材30が設けられている。支持部材30は、回転台座31および一対の支持フレーム32,33を含む。回転台座31は、中央部に開口を有し、支持部材30が中空支持軸24の中心軸の周りで回転可能となるように、クロスローラベアリングCB(図9)を介して中空支持軸24の上端部に取り付けられている。上部ケーシング92は、支持部材30を構成するいずれかの部材に取り付けられている。中空支持軸24に対する支持部材30の回転時には、上部ケーシング92は支持部材30とともに下部ケーシング91に対して相対的に回転する(図7の太い一点鎖線の矢印参照)。 As shown in FIG. 8 , a support member 30 is provided on the hollow support shaft 24 of the fixed connecting portion 20 . The support member 30 includes a rotating base 31 and a pair of support frames 32,33. The rotating pedestal 31 has an opening in the center, and supports the hollow support shaft 24 via a cross roller bearing CB (FIG. 9) so that the support member 30 can rotate around the central axis of the hollow support shaft 24. attached to the top end. The upper casing 92 is attached to one of the members that constitute the support member 30 . When the support member 30 rotates with respect to the hollow support shaft 24, the upper casing 92 rotates together with the support member 30 relative to the lower casing 91 (see the thick dashed-dotted line arrow in FIG. 7).

一対の支持フレーム32,33は、回転台座31の一側部および他側部から互いに対向しつつ上方に延びるように形成されている。一対の支持フレーム32,33の間には、回転台座31から所定距離離間した位置に可動部材40が設けられている。 A pair of support frames 32 and 33 are formed to extend upward from one side and the other side of the rotary base 31 while facing each other. A movable member 40 is provided between the pair of support frames 32 and 33 at a position spaced apart from the rotary pedestal 31 by a predetermined distance.

可動部材40は、一対の支持フレーム32,33の互いに対向する部分を通る回転軸30cの周りで回転可能(水平面に対してチルト可能)となるように、支持フレーム32,33により支持されている。本実施の形態では、回転軸30cは、基準カメラ110(図9)の光軸110cおよび中空支持軸24の中心軸に直交する。 The movable member 40 is supported by the support frames 32 and 33 so as to be rotatable (tiltable with respect to the horizontal plane) around a rotation axis 30c passing through the mutually facing portions of the pair of support frames 32 and 33. . In this embodiment, the rotation axis 30c is orthogonal to the optical axis 110c of the reference camera 110 (FIG. 9) and the center axis of the hollow support shaft .

支持フレーム33の上端部近傍には、可動部材40とは反対側で回転軸30c上に位置する部分にチルト回転機構143が取り付けられている。チルト回転機構143は、例えばモータおよび各種動力伝達部材を含む。チルト回転機構143は、可動部材40を回転軸30cの周りで回転させる。 Near the upper end of the support frame 33, a tilt rotation mechanism 143 is attached to a portion located on the rotation shaft 30c on the side opposite to the movable member 40. As shown in FIG. The tilt rotation mechanism 143 includes, for example, a motor and various power transmission members. The tilt rotation mechanism 143 rotates the movable member 40 around the rotation shaft 30c.

可動部材40は、略正方形の扁平な筒状に形成され、上面41および下面42を有する。可動部材40上には、可動カメラ120およびその可動カメラ120に付随する各種基板が固定される。この状態で、可動カメラ120の光学系の光軸120c(図9)は可動部材40の上面41に平行となっている。可動部材40の上端部には、その中央部の開口を塞ぐように図3のマーカ駆動回路130が実装された基板43が設けられている。 The movable member 40 is formed in a substantially square flat tubular shape and has an upper surface 41 and a lower surface 42 . A movable camera 120 and various substrates accompanying the movable camera 120 are fixed on the movable member 40 . In this state, the optical axis 120 c ( FIG. 9 ) of the optical system of the movable camera 120 is parallel to the upper surface 41 of the movable member 40 . A board 43 on which the marker driving circuit 130 of FIG. 3 is mounted is provided at the upper end of the movable member 40 so as to block the opening at the center thereof.

図9に示すように、可動部材40の内部には、複数のマーカep(図3)を有する参照部材190が設けられている。図10(a)は図9の参照部材190の模式的縦断面図であり、図10(b)は参照部材190の下面図である。 As shown in FIG. 9, inside the movable member 40 is provided a reference member 190 having a plurality of markers ep (FIG. 3). 10(a) is a schematic longitudinal sectional view of the reference member 190 of FIG. 9, and FIG. 10(b) is a bottom view of the reference member 190. FIG.

図10(a),(b)に示すように、参照部材190は、発光基板191、拡散板192、ガラス板193および拡散反射シート195を含む。発光基板191、拡散板192およびガラス板193は、この順で上方から下方に向かって並ぶように積層されている。その積層体の外周部を取り囲むように拡散反射シート195が設けられている。 As shown in FIGS. 10(a) and 10(b), the reference member 190 includes a light emitting substrate 191, a diffusion plate 192, a glass plate 193 and a diffuse reflection sheet 195. FIG. The light emitting substrate 191, the diffusion plate 192 and the glass plate 193 are laminated in this order from top to bottom. A diffuse reflection sheet 195 is provided so as to surround the outer periphery of the laminate.

発光基板191の下面には、全体に渡って複数の発光素子Lが実装されている。各発光素子Lは、例えば赤外LED(発光ダイオード)である。マーカ駆動回路130が発光基板191上の複数の発光素子Lを駆動する。それにより、複数の発光素子Lが発光する。 A plurality of light emitting elements L are mounted over the entire lower surface of the light emitting substrate 191 . Each light emitting element L is, for example, an infrared LED (light emitting diode). A marker driving circuit 130 drives a plurality of light emitting elements L on the light emitting substrate 191 . Thereby, the plurality of light emitting elements L emit light.

拡散板192は、例えば樹脂からなる板部材であり、複数の発光素子Lから発生される光を拡散させつつ下方へ透過する。拡散反射シート195は、例えば樹脂からなる帯状のシート部材であり、複数の発光素子Lから参照部材190の側方(外方)に向かう光を拡散させつつその内方に反射する。 The diffusion plate 192 is a plate member made of resin, for example, and diffuses the light emitted from the plurality of light emitting elements L while transmitting the light downward. The diffuse reflection sheet 195 is a strip-shaped sheet member made of resin, for example, and diffuses the light directed toward the side (outside) of the reference member 190 from the plurality of light emitting elements L while reflecting the light inward.

ガラス板193は、例えば石英ガラスまたはソーダガラスにより形成された板部材である。ガラス板193の下面には、複数の円形開口を有するマスク194が設けられている。マスク194は、例えばガラス板193の下面にスパッタ法または蒸着法により形成されるクロムマスクである。 The glass plate 193 is a plate member made of, for example, quartz glass or soda glass. A mask 194 having a plurality of circular openings is provided on the lower surface of the glass plate 193 . The mask 194 is, for example, a chromium mask formed on the lower surface of the glass plate 193 by sputtering or vapor deposition.

上記の構成により、複数の発光素子Lから発生されて拡散板192および拡散反射シート195により拡散された光が、ガラス板193およびマスク194の複数の円形開口を通して参照部材190の下方に放出される。このようにして、複数の円形開口にそれぞれ対応する自発光型の複数のマーカepが形成される。 With the above configuration, the light emitted from the plurality of light emitting elements L and diffused by the diffusion plate 192 and the diffuse reflection sheet 195 is emitted below the reference member 190 through the plurality of circular openings of the glass plate 193 and the mask 194. . In this manner, a plurality of self-luminous markers ep corresponding to the plurality of circular openings are formed.

本実施の形態においては、図10(b)に示すように、複数のマーカepは、参照部材190の下面(平面)上でマトリクス状に等間隔で並んでいる。複数のマーカepのうち、中央部に位置するマーカepおよびその中央部のマーカepから所定距離離間した一のマーカepには、他のマーカepから識別するための識別マーク(本例では点)が付されている。これらの識別マークは、マスク194の一部により形成される。以下の説明では、複数のマーカepから識別マークが付された2つのマーカepを区別する場合に、識別マークを含む中央部のマーカepを第1のマーカep1と呼ぶ。また、識別マークを含む他方のマーカepを第2のマーカep2と呼ぶ。 In the present embodiment, as shown in FIG. 10B, the plurality of markers ep are arranged in a matrix on the lower surface (plane) of the reference member 190 at regular intervals. Among the plurality of markers ep, the central marker ep and one marker ep separated from the central marker ep by a predetermined distance have an identification mark (in this example, a dot) for distinguishing from the other markers ep. is attached. These identification marks are formed by portions of mask 194 . In the following description, when distinguishing two markers ep with identification marks from a plurality of markers ep, the central marker ep including the identification marks is called a first marker ep1. Also, the other marker ep including the identification mark is called a second marker ep2.

上記の構成においては、参照部材190は、下方に向く複数のマーカepが基準カメラ110の撮像視野の範囲内に位置するように可動部材40に取り付けられている。さらに、参照部材190は、可動部材40の上面41および下面42が基準カメラ110の光軸110cの方向に対して垂直となるときに、第1のマーカep1が光軸110c上に位置するように可動部材40に取り付けられている。 In the above configuration, the reference member 190 is attached to the movable member 40 so that the downward facing markers ep are positioned within the imaging field of view of the reference camera 110 . Further, the reference member 190 is arranged so that when the upper surface 41 and the lower surface 42 of the movable member 40 are perpendicular to the direction of the optical axis 110c of the reference camera 110, the first marker ep1 is positioned on the optical axis 110c. It is attached to the movable member 40 .

支持部材30が固定連結部20上で回転する際、および可動部材40が回転軸30cの周りで回転する際には、基準カメラ110が参照部材190を撮像することにより得られる複数のマーカepの画像が変化する。したがって、例えば、支持部材30および可動部材40が予め定められた基準姿勢にあるときに得られる画像が変化した場合を想定する。この場合、画像内の第1のマーカep1と第2のマーカep2との位置関係に基づいて、支持部材30が基準姿勢からどれだけ回転しているのかを求めることができる。また、画像内の複数のマーカepの配列に生じる歪に基づいて、可動部材40が基準姿勢からどれだけ回転しているのかを求めることができる。 When the support member 30 rotates on the fixed connection part 20 and when the movable member 40 rotates around the rotation axis 30c, the reference camera 110 captures the reference member 190 to obtain a plurality of markers ep. Image changes. Therefore, for example, assume that the image obtained when the support member 30 and the movable member 40 are in a predetermined reference posture changes. In this case, based on the positional relationship between the first marker ep1 and the second marker ep2 in the image, it is possible to determine how much the support member 30 has rotated from the reference posture. Further, it is possible to obtain how much the movable member 40 has rotated from the reference posture based on the distortion that occurs in the arrangement of the plurality of markers ep in the image.

上記のように、可動部材40には、可動カメラ120および参照部材190が一体的に固定されている。それにより、基準カメラ110が参照部材190の複数のマーカepを撮像することにより得られる画像データ(以下、基準画像データと呼ぶ。)に基づいて、基準カメラ110に対する可動カメラ120の位置および姿勢を算出することが可能である。 As described above, the movable camera 120 and the reference member 190 are integrally fixed to the movable member 40 . Accordingly, the position and orientation of movable camera 120 with respect to base camera 110 are determined based on image data (hereinafter referred to as base image data) obtained by imaging a plurality of markers ep of reference member 190 with base camera 110. It is possible to calculate

可動部材40と回転台座31との間には、基準カメラ110から参照部材190までの基準カメラ110の撮像視野を含む撮像空間rs(図9)を当該撮像空間rsの外部から光学的かつ空間的に遮断する蛇腹50が設けられている。 Between the movable member 40 and the rotating base 31, an imaging space rs (FIG. 9) including the imaging field of the reference camera 110 from the reference camera 110 to the reference member 190 is optically and spatially visible from the outside of the imaging space rs. A bellows 50 is provided to block the flow.

本例の蛇腹50の上端部は可動部材40の下面42に接合され、蛇腹50の下端部は回転台座31の上面に接合されている。それにより、支持部材30が水平面内で回転する際には、支持部材30とともに蛇腹50も回転する。 The upper end of the bellows 50 of this example is joined to the lower surface 42 of the movable member 40 , and the lower end of the bellows 50 is joined to the upper surface of the rotating base 31 . Accordingly, when the support member 30 rotates in the horizontal plane, the bellows 50 also rotates together with the support member 30 .

また、本例の蛇腹50は、略正方形の筒形状を有し、チルト回転機構143による可動部材40の回転時にその回転に追従して変形することにより撮像空間rsの光学的かつ空間的な遮断状態を維持可能に構成される。さらに、蛇腹50は、可動部材40の回転に追従して変形する際に、その蛇腹50が基準カメラ110の撮像視野に干渉しないように設けられる。 Further, the bellows 50 of this example has a substantially square cylindrical shape, and when the movable member 40 is rotated by the tilt rotation mechanism 143, the bellows 50 is deformed to follow the rotation, thereby optically and spatially isolating the imaging space rs. It is configured to be able to maintain a state. Furthermore, the bellows 50 is provided so that it does not interfere with the imaging field of view of the reference camera 110 when deformed following the rotation of the movable member 40 .

このような構成により、撮像空間rs内に、撮像空間rsの外部から光が進入することが防止される。また、撮像空間rsの周囲でモータ等が発熱する場合でも、発生された熱が撮像空間rs内に進入することが防止される。それにより、撮像空間rsの雰囲気に揺らぎが生じることが防止される。したがって、高い精度で複数のマーカepが撮像されるので、基準カメラ110に対する可動カメラ120の位置および姿勢を高い精度で算出することができる。また、上記の構成によれば、蛇腹50の内部空間が外部空間から空間的に遮断されることにより蛇腹50の内部空間の雰囲気が安定する。 Such a configuration prevents light from entering the imaging space rs from outside the imaging space rs. Further, even when the motor or the like generates heat around the imaging space rs, the generated heat is prevented from entering the imaging space rs. This prevents the atmosphere of the imaging space rs from fluctuating. Therefore, since a plurality of markers ep are captured with high accuracy, the position and orientation of movable camera 120 with respect to reference camera 110 can be calculated with high accuracy. Further, according to the above configuration, the atmosphere in the internal space of the bellows 50 is stabilized by spatially isolating the internal space of the bellows 50 from the external space.

撮像ヘッド100においては、図8に示すように、一対の支持フレーム32,33の間に設けられる部分(主として可動部材40および可動カメラ120を含む構成)の重心は、回転軸30c上に位置することが望ましい。これにより、回転軸30cを中心とする可動部材40の回転が安定する。また、撮像ヘッド100においては、固定連結部20に対して回転する部分(主として支持部材30、可動部材40および可動カメラ120を含む構成)の重心は、基準カメラ110の光軸110c上に位置することが望ましい。これにより、光軸110cを中心とする支持部材30の回転が安定する。また、支持部材30および可動部材40を回転させるために必要となる駆動力を低減することができる。それにより、モータ等の駆動部に加わる負担が低減される。本例では、支持部材30の一対の支持フレーム32,33に、固定連結部20に対して回転する部分の重心位置を調整するためのウェイトWa,Wbが取り付けられている。 In the imaging head 100, as shown in FIG. 8, the center of gravity of the portion provided between the pair of support frames 32 and 33 (mainly including the movable member 40 and the movable camera 120) is positioned on the rotation axis 30c. is desirable. This stabilizes the rotation of the movable member 40 around the rotation shaft 30c. In addition, in the imaging head 100, the center of gravity of the portion that rotates with respect to the fixed connecting portion 20 (mainly including the support member 30, the movable member 40, and the movable camera 120) is located on the optical axis 110c of the reference camera 110. is desirable. This stabilizes the rotation of the support member 30 about the optical axis 110c. Moreover, the driving force required to rotate the support member 30 and the movable member 40 can be reduced. As a result, the load on the drive unit such as the motor is reduced. In this example, weights Wa and Wb are attached to a pair of support frames 32 and 33 of the support member 30 for adjusting the center of gravity position of the portion that rotates with respect to the fixed connecting portion 20 .

固定連結部20に設けられる俯瞰カメラ180は、その撮像視野が撮像ヘッド100の前方を向くように固定連結部20に設けられる。俯瞰カメラ180の画角は、基準カメラ110および可動カメラ120の画角に比べて大きい。そのため、俯瞰カメラ180の撮像視野は、基準カメラ110および可動カメラ120の撮像視野に比べて大きい。 The bird's-eye view camera 180 provided on the fixed connection portion 20 is provided on the fixed connection portion 20 so that its imaging field of view faces the front of the imaging head 100 . The angle of view of overhead camera 180 is larger than the angles of view of reference camera 110 and movable camera 120 . Therefore, the imaging field of view of overhead camera 180 is larger than the imaging fields of reference camera 110 and movable camera 120 .

後述する追跡処理において、俯瞰カメラ180は、広い範囲に渡ってプローブ200を撮像するために用いられる。この場合、例えばプローブ200が移動することにより可動カメラ120の撮像視野からプローブ200が外れる場合でも、当該プローブ200が俯瞰カメラ180で撮像されることにより、撮像により得られる画像データ(以下、俯瞰画像データと呼ぶ。)に基づいてプローブ200の大まかな位置を特定することができる。特定された位置に基づいて、可動カメラ120の撮像視野内にプローブ200が位置するように、可動カメラ120の位置および姿勢が調整される。 In the tracking process described later, the overhead camera 180 is used to image the probe 200 over a wide range. In this case, for example, even if the probe 200 is moved and the probe 200 is out of the imaging field of the movable camera 120, the probe 200 is imaged by the bird's-eye camera 180, resulting in image data obtained by imaging (hereinafter referred to as bird's-eye image). data) can be used to identify the rough position of the probe 200 . Based on the specified position, the position and orientation of movable camera 120 are adjusted so that probe 200 is positioned within the imaging field of view of movable camera 120 .

また、本例では、基板ケーシング93は、俯瞰カメラ180の撮像視野から外れるように、下部ケーシング91に接続されている。それにより、俯瞰カメラ180により撮像可能な範囲が基板ケーシング93により制限されることが防止される。 Also, in this example, the substrate casing 93 is connected to the lower casing 91 so as to be out of the imaging field of view of the overhead camera 180 . This prevents the board casing 93 from limiting the range that can be captured by the bird's-eye view camera 180 .

図11はヘッド底部101の下面図および側面図であり、図12は図1のヘッド台座830の平面図および側面図である。図11に示すように、ヘッド底部101は、円環形状を有する環状底面102および環状傾斜面103を有する。環状傾斜面103は、環状底面102の内縁からその内側に向かって一定距離上方に向かって傾斜している。環状傾斜面103の内側には、開口部104が形成されている。環状底面102における所定の部分には、下方に向かって開口する縦孔105が形成されている。 11 is a bottom view and a side view of the head bottom portion 101, and FIG. 12 is a top view and a side view of the head seat 830 of FIG. As shown in FIG. 11, the head bottom portion 101 has an annular bottom surface 102 and an annular inclined surface 103 having an annular shape. The annular inclined surface 103 is inclined upward by a certain distance from the inner edge of the annular bottom surface 102 toward the inner side thereof. An opening 104 is formed inside the annular inclined surface 103 . A vertical hole 105 opening downward is formed in a predetermined portion of the annular bottom surface 102 .

一方、図12に示すように、ヘッド台座830は、円環形状を有する環状支持面831および環状傾斜面832を有する。環状支持面831は、ヘッド底部101の環状底面102と同じ形状を有し、環状底面102に対して摺動可能に構成されている。また、環状傾斜面832は、ヘッド底部101の環状傾斜面103に対応し、環状傾斜面832の内縁からその内側に向かって一定距離上方に向かって傾斜している。さらに、環状傾斜面832は、環状傾斜面103に対して摺動可能に構成されている。 On the other hand, as shown in FIG. 12, the head seat 830 has an annular supporting surface 831 and an annular inclined surface 832 having an annular shape. The annular support surface 831 has the same shape as the annular bottom surface 102 of the head bottom portion 101 and is configured to be slidable relative to the annular bottom surface 102 . The annular inclined surface 832 corresponds to the annular inclined surface 103 of the head bottom portion 101 and is inclined upward by a certain distance from the inner edge of the annular inclined surface 832 toward the inner side thereof. Furthermore, the annular inclined surface 832 is configured to be slidable with respect to the annular inclined surface 103 .

このような構成により、ヘッド台座830上にヘッド底部101が取り付けられる際には、ヘッド台座830上にヘッド底部101が載置される。この状態で、ヘッド底部101の環状底面102および環状傾斜面103と、ヘッド台座830の環状支持面831および環状傾斜面832とが接触する。次に、使用者は、ヘッド底部101をヘッド台座830上で周方向に摺動させることにより、ヘッド底部101の向きを回転させる。 With such a configuration, the head bottom part 101 is placed on the head base 830 when the head bottom part 101 is mounted on the head base 830 . In this state, the annular bottom surface 102 and the annular inclined surface 103 of the head bottom portion 101 and the annular support surface 831 and the annular inclined surface 832 of the head base 830 come into contact with each other. Next, the user rotates the orientation of the head bottom portion 101 by sliding the head bottom portion 101 on the head base 830 in the circumferential direction.

ここで、ヘッド台座830の環状支持面831には、上方に向かって開口する縦孔833が形成されている。縦孔833は、ヘッド底部101の縦孔105に対応し、ヘッド底部101とヘッド台座830とが予め定められた位置関係にある場合に重なり合う。そのため、例えば2つの縦孔105,833のうち一方には、伸縮可能なピン部材(図示せず)が挿入される。この場合、ヘッド台座830上でヘッド底部101を回転させることにより、ヘッド底部101とヘッド台座830とが予め定められた位置関係になったときにピン部材が2つの縦孔105,833に共に差し込まれる。それにより、ヘッド底部101とヘッド台座830とが予め定められた位置関係で固定される。これにより、ヘッド台座830へのヘッド底部101の取り付けが完了する。 A vertical hole 833 that opens upward is formed in the annular support surface 831 of the head base 830 . Vertical hole 833 corresponds to vertical hole 105 of head bottom portion 101 and overlaps when head bottom portion 101 and head base 830 are in a predetermined positional relationship. Therefore, an extendable pin member (not shown) is inserted into one of the two vertical holes 105 and 833, for example. In this case, by rotating the head bottom portion 101 on the head base 830, the pin members are inserted into the two vertical holes 105 and 833 when the head bottom portion 101 and the head base 830 are in a predetermined positional relationship. be Thereby, the head bottom portion 101 and the head base 830 are fixed in a predetermined positional relationship. This completes the attachment of the head bottom portion 101 to the head base 830 .

図2の基準スタンド900のヘッド台座911は、上記のヘッド台座830と同様に、環状支持面831および環状傾斜面832を有する。それにより、撮像ヘッド100のヘッド底部101は、ヘッド台座830の例と同様に、ヘッド台座911上に取り付けることができる。 The head seat 911 of the reference stand 900 of FIG. 2 has an annular support surface 831 and an annular inclined surface 832, similar to the head seat 830 described above. Accordingly, the head bottom portion 101 of the imaging head 100 can be mounted on the head pedestal 911 in the same manner as the example of the head pedestal 830 .

撮像ヘッド100全体の重心は、平面視でヘッド底部101の外縁よりも内側の領域内に位置することが望ましい。図7では、撮像ヘッド100を平面視したときのヘッド底部101の外縁が太い二点鎖線で示される。撮像ヘッド100全体の重心が平面視でヘッド底部101の外縁よりも内側に位置する場合には、ヘッド台座830,911上に撮像ヘッド100が取り付けられた状態で、撮像ヘッド100の支持状態が安定する。 The center of gravity of the imaging head 100 as a whole is desirably located in a region inside the outer edge of the head bottom portion 101 in plan view. In FIG. 7, the outer edge of the head bottom portion 101 when the imaging head 100 is viewed from above is indicated by a thick two-dot chain line. When the center of gravity of the entire imaging head 100 is positioned inside the outer edge of the head bottom portion 101 in plan view, the imaging head 100 is stably supported in a state where the imaging head 100 is mounted on the head pedestals 830 and 911. do.

図3に示すように、基準カメラ110、可動カメラ120、マーカ駆動回路130、回転駆動回路140、無線通信回路160および通信回路170は、ヘッド制御回路150に接続されている。ヘッド制御回路150は、CPU(中央演算処理装置)およびメモリ、またはマイクロコンピュータを含み、基準カメラ110、可動カメラ120、マーカ駆動回路130、回転駆動回路140および俯瞰カメラ180を制御する。 As shown in FIG. 3 , reference camera 110 , movable camera 120 , marker drive circuit 130 , rotation drive circuit 140 , wireless communication circuit 160 and communication circuit 170 are connected to head control circuit 150 . Head control circuit 150 includes a CPU (Central Processing Unit) and memory or a microcomputer, and controls reference camera 110 , movable camera 120 , marker drive circuit 130 , rotation drive circuit 140 and overhead camera 180 .

上記のように、基準カメラ110、可動カメラ120および俯瞰カメラ180の各々は、赤外線を検出可能なCMOSイメージセンサを含む。また、基準カメラ110、可動カメラ120および俯瞰カメラ180の各々は、図示しない複数のレンズ(光学系)を含む。基準カメラ110、可動カメラ120および俯瞰カメラ180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)がヘッド制御回路150に出力される。 As described above, each of reference camera 110, movable camera 120, and overhead camera 180 includes a CMOS image sensor capable of detecting infrared rays. Each of reference camera 110, movable camera 120, and overhead camera 180 includes a plurality of lenses (optical systems) not shown. Each pixel of the reference camera 110 , the movable camera 120 , and the overhead camera 180 outputs an analog electric signal (hereinafter referred to as a light reception signal) corresponding to the detected amount to the head control circuit 150 .

ヘッド制御回路150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)メモリが実装されている。基準カメラ110、可動カメラ120および俯瞰カメラ180からそれぞれ出力される受光信号は、ヘッド制御回路150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300に転送される。 The head control circuit 150 includes an A/D converter (analog/digital converter) and FIFO (First In First Out) memory (not shown). The received light signals output from the reference camera 110, the movable camera 120, and the bird's-eye view camera 180 are sampled by the A/D converter of the head control circuit 150 at regular sampling intervals and converted into digital signals. Digital signals output from the A/D converter are sequentially stored in a FIFO memory. The digital signals accumulated in the FIFO memory are sequentially transferred to the processing device 300 as pixel data.

マーカ駆動回路130は、ヘッド制御回路150の制御に基づいて、図10(a)の発光基板191を駆動する。それにより、発光基板191上の複数の発光素子Lが発光し、参照部材190の複数のマーカepから光が放出される。なお、この発光タイミングと基準カメラ110の撮像タイミングとは同期される。 The marker driving circuit 130 drives the light emitting substrate 191 shown in FIG. 10A under the control of the head control circuit 150 . Thereby, the plurality of light emitting elements L on the light emitting substrate 191 emit light, and the plurality of markers ep of the reference member 190 emit light. Note that this light emission timing and the imaging timing of the reference camera 110 are synchronized.

回転駆動回路140は、ヘッド制御回路150の制御に基づいて図8の水平回転機構141を駆動する。それにより、図8の支持部材30が固定連結部20上で回転し、可動部材40および上部ケーシング92(図4)が回転する。このとき、支持部材30が回転することにより、矩形開口92S(図4)を通って上部ケーシング92の内部から外部に導かれる可動カメラ120の撮像視野が図1のヘッド台座830または図2のヘッド台座911の上で水平方向に回転する。 The rotation drive circuit 140 drives the horizontal rotation mechanism 141 shown in FIG. 8 under the control of the head control circuit 150 . This causes the support member 30 of FIG. 8 to rotate on the fixed connection 20 and the movable member 40 and upper casing 92 (FIG. 4) to rotate. At this time, as the support member 30 rotates, the imaging field of view of the movable camera 120 guided from the inside of the upper casing 92 to the outside through the rectangular opening 92S (FIG. 4) changes to the head pedestal 830 in FIG. 1 or the head in FIG. It rotates horizontally on the pedestal 911 .

また、回転駆動回路140は、ヘッド制御回路150の制御に基づいて図8のチルト回転機構143を駆動する。それにより、図8の可動部材40が一対の支持フレーム32,33間で回転軸30cを中心として回転する。このとき、矩形開口92S(図4)を通る可動カメラ120の撮像視野が図1のヘッド台座830または図2のヘッド台座911の上で矩形開口92Sに沿って上下方向に回転する。これらの回転駆動回路140による可動カメラ120の撮像視野の回転は、処理装置300における後述する追跡処理に基づいて行われる。 The rotation drive circuit 140 also drives the tilt rotation mechanism 143 shown in FIG. 8 under the control of the head control circuit 150 . As a result, the movable member 40 in FIG. 8 rotates between the pair of support frames 32 and 33 around the rotating shaft 30c. At this time, the imaging field of view of movable camera 120 passing through rectangular opening 92S (FIG. 4) rotates vertically along rectangular opening 92S on head base 830 in FIG. 1 or head base 911 in FIG. Rotation of the imaging field of view of the movable camera 120 by the rotation drive circuit 140 is performed based on tracking processing in the processing device 300, which will be described later.

ヘッド制御回路150は、無線通信回路160を介してプローブ200との間で無線通信を行う。また、ヘッド制御回路150は、通信回路170およびケーブルCA(図1および図2)を介して処理装置300との間で有線通信を行う。 The head control circuit 150 wirelessly communicates with the probe 200 via the wireless communication circuit 160 . The head control circuit 150 also performs wired communication with the processing device 300 via the communication circuit 170 and cable CA (FIGS. 1 and 2).

(2)処理装置300
図3に示すように、処理装置300は、通信回路301、本体制御回路302および本体メモリ303を含む。通信回路301および本体メモリ303は、本体制御回路302に接続されている。また、本体制御回路302には、本体操作部320および本体表示部310が接続されている。
(2) Processing device 300
As shown in FIG. 3 , the processing device 300 includes a communication circuit 301 , a body control circuit 302 and a body memory 303 . Communication circuit 301 and body memory 303 are connected to body control circuit 302 . A main body operation section 320 and a main body display section 310 are connected to the main body control circuit 302 .

本体メモリ303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。本体メモリ303には、システムプログラムとともに、後述する測定処理プログラムおよび追跡処理プログラムが記憶される。また、本体メモリ303は、種々のデータの処理および撮像ヘッド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。 The main body memory 303 includes a ROM (read only memory), a RAM (random access memory) and a hard disk. The main body memory 303 stores a system program as well as a measurement processing program and a tracking processing program, which will be described later. The body memory 303 is also used for processing various data and storing various data such as pixel data given from the imaging head 100 .

本体制御回路302は、CPUを含む。本実施の形態においては、本体制御回路302および本体メモリ303は、パーソナルコンピュータにより実現される。本体制御回路302は、撮像ヘッド100からケーブルCA(図1および図2)および通信回路301を介して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。 The body control circuit 302 includes a CPU. In this embodiment, main body control circuit 302 and main body memory 303 are realized by a personal computer. The body control circuit 302 generates image data based on pixel data supplied from the imaging head 100 via the cable CA (FIGS. 1 and 2) and the communication circuit 301. FIG. Image data is a set of multiple pixel data.

本実施の形態では、撮像ヘッド100に設けられる基準カメラ110、可動カメラ120および俯瞰カメラ180にそれぞれ対応する基準画像データ、測定画像データおよび俯瞰画像データが生成される。また、プローブ200に設けられる後述するプローブカメラ208に対応する画像データが生成される。本体制御回路302は、基準画像データおよび測定画像データに基づいて、プローブ200の接触部211a(図1および図2)の位置を算出する。 In the present embodiment, reference image data, measurement image data, and bird's-eye view image data corresponding to each of the reference camera 110, the movable camera 120, and the bird's-eye view camera 180 provided in the imaging head 100 are generated. Also, image data corresponding to a probe camera 208 (described later) provided on the probe 200 is generated. Main body control circuit 302 calculates the position of contact portion 211a (FIGS. 1 and 2) of probe 200 based on the reference image data and the measurement image data.

本体表示部310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。本体表示部310には、本体制御回路302による制御に基づいて、測定対象物S上の測定点の座標および測定対象物Sの各部の測定結果等が表示される。また、本体表示部310には、測定に関する種々の設定を行うための設定画面が表示される。 The body display unit 310 is configured by, for example, a liquid crystal display panel or an organic EL (electroluminescence) panel. The body display section 310 displays the coordinates of the measurement points on the measurement object S, the measurement results of each part of the measurement object S, and the like based on the control by the body control circuit 302 . In addition, the main body display unit 310 displays a setting screen for performing various settings related to measurement.

本体操作部320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。本体操作部320は、使用者Uにより操作される。 Body operation unit 320 includes a keyboard and a pointing device. Pointing devices include mice, joysticks, and the like. The main body operation unit 320 is operated by the user U. As shown in FIG.

[3]プローブ200の構成
(1)プローブ200の基本構成
図13はプローブ200の基本構成を示すブロック図である。図13に示すように、プローブ200は、電気的な構成としてプローブ制御部201、表示灯202、バッテリ203、マーカ駆動回路204、プローブメモリ205、無線通信回路206、モーションセンサ207、プローブカメラ208、プローブ操作部221および複数(本例では3つ)の目標部材290を含む。
[3] Configuration of probe 200 (1) Basic configuration of probe 200 FIG. 13 is a block diagram showing the basic configuration of the probe 200. As shown in FIG. As shown in FIG. 13, the probe 200 includes a probe control unit 201, an indicator light 202, a battery 203, a marker drive circuit 204, a probe memory 205, a wireless communication circuit 206, a motion sensor 207, a probe camera 208, It includes a probe manipulator 221 and a plurality (three in this example) of target members 290 .

また、図13に太い二点鎖線で示すように、プローブ200は、上記の各構成要素を収容、支持、または保持するための構成として、保持部210、プローブケーシング220および把持部230を有する。保持部210は、複数の目標部材290を保持する。また、保持部210には、指示部としてのスタイラス211が接続される。スタイラス211は、複数の目標部材290に対して予め定められた位置関係で、保持部210に取り付けられる。スタイラス211は、先端部に上記の接触部211aを有する棒状の部材である。本実施の形態においては、測定点を指示する指示部として、測定点に接触する接触部211aを有するスタイラス211が設けられるが、非接触で測定点を指示する構成であってもよい。例えば、測定点に対して射出されるレーザー光の干渉測定により、プローブ200と測定対象物Sとの距離を算出する構成であってもよい。プローブケーシング220は、保持部210の大部分を収容するとともに、プローブ制御部201、表示灯202、マーカ駆動回路204、プローブメモリ205、無線通信回路206およびモーションセンサ207を収容する。把持部230は、バッテリ203を内蔵する。把持部230には、さらにプローブ操作部221が設けられている。プローブ操作部221は使用者Uによる、測定に関する操作入力を受け付ける。プローブ操作部221は、トリガスイッチおよび複数の押しボタンを含む。プローブ操作部221の詳細は後述する。 13, the probe 200 has a holding portion 210, a probe casing 220, and a grip portion 230 as structures for accommodating, supporting, or holding the components described above. The retainer 210 retains a plurality of target members 290 . Further, a stylus 211 as a pointing section is connected to the holding section 210 . The stylus 211 is attached to the holding portion 210 in a predetermined positional relationship with respect to the plurality of target members 290 . The stylus 211 is a rod-shaped member having the contact portion 211a at its tip. In the present embodiment, stylus 211 having contact portion 211a that contacts the measurement point is provided as an indication portion that indicates the measurement point, but the configuration may be such that the measurement point is indicated without contact. For example, the configuration may be such that the distance between the probe 200 and the measurement object S is calculated by interference measurement of laser light emitted to the measurement point. The probe casing 220 houses most of the holding part 210 and also houses the probe control part 201 , the indicator light 202 , the marker drive circuit 204 , the probe memory 205 , the wireless communication circuit 206 and the motion sensor 207 . Grip portion 230 incorporates battery 203 . The grasping portion 230 is further provided with a probe operating portion 221 . The probe operation unit 221 receives an operation input related to measurement by the user U. FIG. The probe operation section 221 includes a trigger switch and a plurality of push buttons. Details of the probe operation unit 221 will be described later.

バッテリ203は、充放電可能に構成された蓄電池であり、プローブ200に設けられた他の構成要素に電力を供給する。より具体的には、バッテリ203は、少なくとも目標部材290に電力を供給する。プローブ制御部201は、CPUおよびメモリ、またはマイクロコンピュータを含み、表示灯202、マーカ駆動回路204およびプローブカメラ208を制御する。また、プローブ制御部201は、使用者Uによるプローブ操作部221の操作に応答して、各種処理を行う。 The battery 203 is a chargeable/dischargeable storage battery that supplies power to other components provided in the probe 200 . More specifically, battery 203 powers at least target member 290 . A probe control unit 201 includes a CPU and memory or a microcomputer, and controls indicator lamps 202 , marker drive circuit 204 and probe camera 208 . Further, the probe control unit 201 performs various processes in response to the operation of the probe operation unit 221 by the user U.

表示灯202は、例えば1または複数のLEDを含み、その発光部がプローブケーシング220の外部に露出するように設けられている。表示灯202は、プローブ制御部201の制御に基づいてプローブ200の状態に応じた発光動作を行う。 The indicator light 202 includes, for example, one or a plurality of LEDs, and is provided such that its light emitting portion is exposed to the outside of the probe casing 220 . The indicator lamp 202 performs a light emitting operation according to the state of the probe 200 under the control of the probe control section 201 .

3つの目標部材290の各々は、基本的に図10(a),(b)の参照部材190と同じ構成を有する。マーカ駆動回路204は、複数の目標部材290に接続され、プローブ制御部201の制御に基づいて各目標部材290が含む複数の発光素子を駆動する。 Each of the three target members 290 has essentially the same configuration as the reference member 190 of FIGS. 10(a) and (b). The marker drive circuit 204 is connected to multiple target members 290 and drives multiple light emitting elements included in each target member 290 based on the control of the probe control section 201 .

プローブメモリ205は、不揮発性メモリまたはハードディスク等の記録媒体を含む。プローブメモリ205は、種々のデータを処理するためまたは保存するために用いられる。モーションセンサ207は、3軸加速度センサおよび3軸ジャイロセンサを含み、例えば使用者Uがプローブ200を携行して移動する際に、そのプローブ200の動きを検出する。具体的には、モーションセンサ207は、プローブ200の移動時に、そのプローブ200の移動方向、加速度および姿勢等を検出する。プローブカメラ208は、例えばCCD(電荷結合素子)カメラである。 The probe memory 205 includes a recording medium such as non-volatile memory or hard disk. Probe memory 205 is used to process or store various data. The motion sensor 207 includes a 3-axis acceleration sensor and a 3-axis gyro sensor, and detects the motion of the probe 200 when the user U carries the probe 200 and moves. Specifically, the motion sensor 207 detects the moving direction, acceleration, attitude, etc. of the probe 200 when the probe 200 moves. The probe camera 208 is, for example, a CCD (charge coupled device) camera.

プローブ制御部201には、上記のCPUおよびメモリ、またはマイクロコンピュータに加えて、図示しないA/D変換器およびFIFOメモリが実装されている。それにより、プローブ制御部201においては、モーションセンサ207により検出されたプローブ200の動きを示す信号がデジタル信号形式のデータ(以下、動きデータと呼ぶ。)に変換される。プローブ制御部201は、デジタル形式の動きデータを、無線通信回路206を通して図3の撮像ヘッド100に無線通信により送信する。この場合、動きデータは、さらに撮像ヘッド100から処理装置300に転送される。 The probe control unit 201 is mounted with an A/D converter and a FIFO memory (not shown) in addition to the above CPU and memory or microcomputer. Accordingly, in the probe control unit 201, the signal indicating the movement of the probe 200 detected by the motion sensor 207 is converted into digital signal format data (hereinafter referred to as movement data). The probe control unit 201 wirelessly transmits digital motion data to the imaging head 100 in FIG. 3 through the wireless communication circuit 206 . In this case, motion data is also transferred from the imaging head 100 to the processing device 300 .

また、プローブ制御部201においては、プローブカメラ208の各画素から出力される受光信号がデジタル信号形式の複数の画素データに変換される。プローブ制御部201は、デジタル形式の動きデータおよび複数の画素データを、無線通信回路206を通して図3の撮像ヘッド100に無線通信により送信する。この場合、画素データは、さらに撮像ヘッド100から処理装置300に転送される。 Further, in the probe control unit 201, the received light signal output from each pixel of the probe camera 208 is converted into a plurality of pixel data in digital signal format. The probe control unit 201 wirelessly transmits digital motion data and a plurality of pixel data to the imaging head 100 in FIG. 3 through the wireless communication circuit 206 . In this case, the pixel data are further transferred from the imaging head 100 to the processing device 300 .

(2)プローブ200の外観構造
図14はプローブ200を一の方向に見た外観斜視図であり、図15はプローブ200を他の方向に見た外観斜視図である。以下の説明では、図13のプローブケーシング220に収容される複数の構成要素と保持部210からなる構造体を、プローブ200の本体部250と呼ぶ。図14および図15に示すように、本体部250は、一方向に延びるように形成され、前端部251、後端部252、上面部253、底面部254、一方側面部255および他方側面部256を有する。以下の説明では、プローブ200において、本体部250の前端部251および後端部252が並ぶ方向に平行な方向を第1の方向dr1と呼ぶ。
(2) External Structure of Probe 200 FIG. 14 is an external perspective view of the probe 200 viewed in one direction, and FIG. 15 is an external perspective view of the probe 200 viewed in another direction. In the following description, a structure composed of a plurality of components housed in the probe casing 220 of FIG. As shown in FIGS. 14 and 15 , main body portion 250 is formed to extend in one direction, and includes front end portion 251 , rear end portion 252 , top surface portion 253 , bottom surface portion 254 , one side surface portion 255 and other side surface portion 256 . have In the following description, in the probe 200, the direction parallel to the direction in which the front end portion 251 and the rear end portion 252 of the body portion 250 are arranged is referred to as a first direction dr1.

前端部251には、スタイラス211を取り付け可能な複数の取付部が設けられている。複数の取付部は、互いに異なる方向を向くように構成されている。使用者Uは、複数の取付部のうち所望の一の取付部にスタイラス211を取り付けることができる。それにより、前端部251には、複数の取付部にそれぞれ対応する複数の姿勢のうちいずれか一の姿勢でスタイラス211が取り付けられる。図14および図15の例では、スタイラス211は、第1の方向dr1に延びるように、前端部251に取り付けられている。前端部251には、さらにプローブカメラ208が設けられている。 The front end portion 251 is provided with a plurality of attachment portions to which the stylus 211 can be attached. The plurality of mounting portions are configured to face in different directions. The user U can attach the stylus 211 to a desired one attachment portion among the plurality of attachment portions. As a result, the stylus 211 is attached to the front end portion 251 in one of a plurality of orientations corresponding to the plurality of attachment portions. In the examples of FIGS. 14 and 15, the stylus 211 is attached to the front end portion 251 so as to extend in the first direction dr1. A probe camera 208 is further provided at the front end portion 251 .

図14に示すように、本体部250の上面部253には、前端部251から後端部252にかけて並ぶように3つの目標部材290および無線通信回路206がこの順で設けられている。本例の3つの目標部材290のうち前端部251に最も近い目標部材290は、3つのマーカeqを有する。残りの2つの目標部材290の各々は、2つのマーカeqを有する。目標部材290のうち、マーカeqが設けられるマーカ面はいずれも、本体部250の上面部253に設けられ、同じ方向に面する。各マーカeqは、赤外光を放出する自発光型のマーカである。なお、これらの複数のマーカeqの発光タイミングと撮像ヘッド100の可動カメラ120の撮像タイミングとは同期される。 As shown in FIG. 14, three target members 290 and a wireless communication circuit 206 are provided in this order on the upper surface portion 253 of the body portion 250 so as to be aligned from the front end portion 251 to the rear end portion 252 . Of the three target members 290 in this example, the target member 290 closest to the front end 251 has three markers eq. Each of the remaining two target members 290 has two markers eq. All the marker faces of the target member 290 on which the markers eq are provided are provided on the upper surface portion 253 of the body portion 250 and face the same direction. Each marker eq is a self-luminous marker that emits infrared light. The light emission timing of these markers eq and the imaging timing of the movable camera 120 of the imaging head 100 are synchronized.

図15に示すように、本体部250の底面部254には、後端部252よりもやや前端部251に近い部分に、把持部230を接続するための接続部254jが形成されている。本体部250において、マーカeqが設けられる上面部253と接続部254jが設けられる底面部254と、は反対側に位置する。したがって、マーカeqが設けられるマーカ面と反対側に接続部254jが設けられる。把持部230は、使用者Uが片手で把持可能な棒形状を有する。使用者Uはプローブ200を携行するとき、把持部230を把持する。把持部230は、使用者Uがプローブ200を携行するときの取り扱いのしやすさに基づいて、例えば使用者マニュアルで把持姿勢が規定される。本実施形態の把持部230は、図14に示すように、スタイラス211側が窪んだ形状であり、使用者Uが当該窪みに手指を合わせて把持することが想定される。したがって、把持部230の形状によっても使用者Uが把持部230を把持するときの把持姿勢が規定されると言える。把持部230の一端部は、後述するヒンジ254h(図20)を介して接続部254jに接続されている。この状態で、把持部230は、接続部254jを通りかつ第1の方向dr1に平行な回転軸RAの周りで回転可能となっている。回転軸RAはマーカeqが設けられるマーカ面に沿うため、回転軸RAの周りを把持部230が回転することにより、マーカ面に対して、把持部230を把持姿勢に従って把持する使用者Uの位置が変更される。把持部230は、接続部254jに接続されることで、本体部250に対する回転の回転軸RAが規定されるため、予め定められた回転軸としての回転軸RAの周りを回転可能である。 As shown in FIG. 15 , a connecting portion 254 j for connecting the grip portion 230 is formed in a portion of the bottom surface portion 254 of the main body portion 250 that is slightly closer to the front end portion 251 than the rear end portion 252 . In the body portion 250, the top surface portion 253 provided with the marker eq and the bottom surface portion 254 provided with the connection portion 254j are located on opposite sides. Therefore, a connecting portion 254j is provided on the side opposite to the marker surface on which the marker eq is provided. The grip part 230 has a rod shape that can be gripped by the user U with one hand. The user U holds the holding portion 230 when carrying the probe 200 . The gripping posture of the gripping portion 230 is defined by, for example, a user's manual based on ease of handling when the user U carries the probe 200 . As shown in FIG. 14, the grip portion 230 of the present embodiment has a shape in which the stylus 211 side is recessed, and it is assumed that the user U puts his/her fingers in the recess to grip. Therefore, it can be said that the gripping posture when the user U grips the gripping portion 230 is also defined by the shape of the gripping portion 230 . One end of the grip portion 230 is connected to the connecting portion 254j via a hinge 254h (FIG. 20), which will be described later. In this state, the grip portion 230 is rotatable around the rotation axis RA passing through the connection portion 254j and parallel to the first direction dr1. Since the rotation axis RA is along the marker plane on which the marker eq is provided, the rotation of the gripping part 230 around the rotation axis RA changes the position of the user U who grips the gripping part 230 according to the gripping posture with respect to the marker plane. is changed. By being connected to the connection portion 254j, the grip portion 230 is rotatable around the rotation axis RA as a predetermined rotation axis because the rotation axis RA of rotation with respect to the main body portion 250 is defined.

図14および図15の例では、把持部230は、接続部254jから第1の方向dr1に交差する第2の方向dr2に延びている。把持部230の一端部のうち後端部252側を向く部分には、図13のプローブ操作部221の一部として、操作面221aが設けられている。操作面221aは、複数(本例では4つ)の押しボタン221bを含み、把持部230を把持する使用者が例えば親指で複数の押しボタン221bを操作可能に構成されている。また、把持部230の一端部のうち前端部251側を向く部分には、図13のプローブ操作部221の一部として、トリガスイッチ221cが設けられている。把持部230を把持する使用者が、例えば人差し指でトリガスイッチ221cを操作可能に構成されている。このように、把持部230には、想定される使用者Uによる把持姿勢に基づいて、操作面221aの押しボタン221bやトリガスイッチ221cが設けられている。換言すれば、プローブ操作部221の配置によっても、使用者Uが把持部230を把持するときの把持姿勢が規定される。 In the example of FIGS. 14 and 15, the grip portion 230 extends from the connecting portion 254j in the second direction dr2 intersecting the first direction dr1. An operation surface 221a is provided as part of the probe operation section 221 in FIG. The operation surface 221a includes a plurality (four in this example) of push buttons 221b, and is configured such that a user holding the grip portion 230 can operate the plurality of push buttons 221b with, for example, his/her thumb. A trigger switch 221c is provided as part of the probe operating section 221 in FIG. A user holding the holding portion 230 can operate the trigger switch 221c with, for example, the index finger. Thus, the grip portion 230 is provided with the push button 221b and the trigger switch 221c of the operation surface 221a based on the supposed gripping posture of the user U. In other words, the gripping posture when the user U grips the gripping portion 230 is also defined by the placement of the probe operating portion 221 .

把持部230の他端部には、バッテリ203の充電を行うためのコネクタが設けられている。バッテリ203の充電時には、把持部230のコネクタにプローブ200の外部から電源ケーブルECが接続される。バッテリ203の充電が完了すると、電源ケーブルECは、把持部230のコネクタから引き抜かれる。なお、電源ケーブルECは、プローブ200と処理装置300との通信を可能にするケーブルであってもよい。また、電源ケーブルECが接続されるコネクタと別にコネクタが設けられ、当該コネクタに、プローブ200と処理装置300との通信を可能にするケーブルが接続されてもよい。例えば、電源ケーブルECが接続されるコネクタと別にUSBコネクタが設けられてもよい。このように、電源ケーブルECが接続されるコネクタと別にコネクタが設けられる場合も、把持部230に設けられることが好ましい。使用者Uがプローブ200を携行するときに、ケーブルが使用者Uの手元に位置するため、ケーブルがマーカeqの撮像を妨げにくい。 A connector for charging the battery 203 is provided at the other end of the grip portion 230 . When charging the battery 203 , a power cable EC is connected to the connector of the grip portion 230 from the outside of the probe 200 . When charging of the battery 203 is completed, the power cable EC is pulled out from the connector of the grip portion 230 . Note that the power cable EC may be a cable that enables communication between the probe 200 and the processing device 300 . Further, a connector may be provided separately from the connector to which the power cable EC is connected, and a cable enabling communication between the probe 200 and the processing device 300 may be connected to the connector. For example, a USB connector may be provided separately from the connector to which the power cable EC is connected. Thus, even when a connector is provided separately from the connector to which the power cable EC is connected, it is preferably provided on the grip portion 230 . When the user U carries the probe 200, the cable is positioned close to the user U, so the cable does not easily interfere with the imaging of the marker eq.

ここで、接続部254jと把持部230との接続に用いられるヒンジ254h(図20)は、いわゆるクリック機構を有する。それにより、回転軸RA周りの把持部230の回転角度が予め定められた複数の回転角度のいずれかにある場合、ヒンジ254hには、把持部230を当該回転角度に保持するための保持力が発生する。したがって、回転軸RA周りの把持部230の回転角度が予め定められた複数の回転角度のいずれかにある場合、使用者Uは、把持部230を把持しつつ安定した測定対象物Sの測定を行うことができる。本実施の形態においては、ヒンジ254hがクリック機構を有するが、予め定められた複数の回転角度以外の回転角度に把持部230が保持されることを妨げない。これにより、使用者Uは、把持部230の回転角度範囲内の好適な位置に把持部230が保持されるように把持部230を回動させた状態で、プローブ200を携行することができる。 A hinge 254h (FIG. 20) used to connect the connecting portion 254j and the grip portion 230 has a so-called click mechanism. Accordingly, when the rotation angle of gripping portion 230 about rotation axis RA is at one of a plurality of predetermined rotation angles, hinge 254h has a holding force for holding gripping portion 230 at that rotation angle. Occur. Therefore, when the rotation angle of the grip part 230 about the rotation axis RA is one of a plurality of predetermined rotation angles, the user U can stably measure the measurement object S while gripping the grip part 230. It can be carried out. In the present embodiment, hinge 254h has a click mechanism, but gripping portion 230 may be held at rotation angles other than a plurality of predetermined rotation angles. Accordingly, the user U can carry the probe 200 with the grip portion 230 rotated so that the grip portion 230 is held at a suitable position within the rotation angle range of the grip portion 230 .

本実施の形態においては、予め定められた複数の回転角度の一部として、第1の回転角度および第2の回転角度が設定されている。この場合、把持部230は、把持部230の回転角度が第1の回転角度にある第1の状態と、把持部230の回転角度が第2の回転角度にある第2の状態とに移行可能である。図14および図15に示される把持部230の状態を、第1の状態とする。なお、本実施の形態において回転角度は、回転軸RA周りにおける任意の基準回転位置に対する把持部230の回転位置を示す。すなわち、把持部230の回転角度が第1の回転角度にある状態とは、任意の基準回転位置に対して第1の角度分、把持部230が回転した状態を示す。 In the present embodiment, a first rotation angle and a second rotation angle are set as part of a plurality of predetermined rotation angles. In this case, the gripping portion 230 can shift between a first state in which the rotation angle of the gripping portion 230 is the first rotation angle and a second state in which the rotation angle of the gripping portion 230 is the second rotation angle. is. The state of the grip portion 230 shown in FIGS. 14 and 15 is referred to as a first state. In the present embodiment, the rotation angle indicates the rotation position of gripper 230 with respect to an arbitrary reference rotation position around rotation axis RA. That is, the state in which the rotation angle of gripping portion 230 is at the first rotation angle indicates a state in which gripping portion 230 has rotated by the first angle with respect to an arbitrary reference rotation position.

図16は、把持部230が第2の状態にあるプローブ200を一の方向に見た外観斜視図であり、図17は把持部230が第2の状態にあるプローブ200を他の方向に見た外観斜視図である。図16および図17に示される把持部230の回転角度(第2の回転角度)は、図14および図15に示される把持部230の回転角度(第1の回転角度)に対して約90°異なる。図16および図17に示すように、第2の状態にある把持部230は、接続部254j(図14および図15)から第2の方向dr2とは異なる第3の方向dr3に延びている。 16 is an external perspective view of the probe 200 with the grip portion 230 in the second state viewed in one direction, and FIG. 17 is a perspective view of the probe 200 with the grip portion 230 in the second state viewed in the other direction. 1 is an external perspective view. FIG. The rotation angle (second rotation angle) of gripping portion 230 shown in FIGS. 16 and 17 is approximately 90° with respect to the rotation angle (first rotation angle) of gripping portion 230 shown in FIGS. different. As shown in FIGS. 16 and 17, the grip portion 230 in the second state extends from the connecting portion 254j (FIGS. 14 and 15) in a third direction dr3 different from the second direction dr2.

本実施の形態においては、予め定められた複数の回転角度の一部として、上記の第1および第2の回転角度に加えて、第1の回転角度に対して約-90°異なる第3の回転角度も設定されている。この場合、把持部230の回転角度を第3の回転角度とすることにより、把持部230の状態を、第1および第2の状態とは異なる第3の状態とすることもできる。 In the present embodiment, as part of the plurality of predetermined rotation angles, in addition to the above-described first and second rotation angles, a third rotation angle that differs from the first rotation angle by about -90° A rotation angle is also set. In this case, by setting the rotation angle of gripping portion 230 to the third rotation angle, gripping portion 230 can be brought into a third state different from the first and second states.

図15に示される状態では、複数の押しボタン221bは、第2の方向dr2において本体部250に近い位置に略長方形の押しボタン221bが位置し、第2の方向dr2において本体部250から遠い位置に当該略長方形の押しボタン221bの長辺に略平行な辺を有する略三角形の押しボタン221bが位置するような配列関係である。これに対して図17に示される状態では、複数の押しボタン221bは、第2の方向dr2において本体部250に近い位置に略長方形の押しボタン221bと、当該略長方形の押しボタン221bの短辺に略平行な辺を有する略三角形の押しボタン221bが位置するような配列関係である。したがって、本体部250に対する複数の押しボタン221bの配列の関係は、把持部230が図15に示される第1の回転角度から図17に示される第2の回転角度に回転する前後で変化する。 In the state shown in FIG. 15, the plurality of push buttons 221b are positioned near the main body 250 in the second direction dr2, and positioned far from the main body 250 in the second direction dr2. The arrangement relationship is such that a substantially triangular push button 221b having a side substantially parallel to the long side of the substantially rectangular push button 221b is positioned in the position. On the other hand, in the state shown in FIG. 17, the plurality of push buttons 221b are substantially rectangular push buttons 221b at positions near the main body 250 in the second direction dr2 and the short sides of the substantially rectangular push buttons 221b. The arrangement relationship is such that a substantially triangular push button 221b having sides substantially parallel to . Therefore, the arrangement relationship of the plurality of push buttons 221b with respect to the body portion 250 changes before and after the grip portion 230 rotates from the first rotation angle shown in FIG. 15 to the second rotation angle shown in FIG.

なお、上記実施の形態におけるプローブ操作部221の操作面221aには複数の押しボタン221bが設けられる構成であるが、本発明はこれに限定されない。操作面221aに、複数のグラフィカルインタフェースを表示可能でありかつ、当該グラフィカルユーザインタフェースに対する使用者の操作を受け付け可能な表示画面が設けられる構成であってもよい。この場合、表示画面に表示される複数のグラフィカルユーザインタフェースが複数の押しボタンに相当する。この構成においても、把持部230の回転の前後で操作面221aに対する複数のグラフィカルユーザインタフェースの配列関係が同じであれば、把持部230の回転の前後で、本体部250に対する複数のグラフィカルユーザインタフェースの配列関係が変化する。 In addition, although a plurality of push buttons 221b are provided on the operation surface 221a of the probe operation unit 221 in the above embodiment, the present invention is not limited to this. The operation surface 221a may be provided with a display screen capable of displaying a plurality of graphical interfaces and accepting user's operations on the graphical user interfaces. In this case, multiple graphical user interfaces displayed on the display screen correspond to multiple push buttons. Also in this configuration, if the arrangement relationship of the plurality of graphical user interfaces with respect to the operation surface 221a is the same before and after the rotation of the grip portion 230, the plurality of graphical user interfaces with respect to the main body portion 250 can be displayed before and after the rotation of the grip portion 230. Sequence relation changes.

使用者Uは、本体部250の上面部253が撮像ヘッド100に向くように把持部230を把持する。その上で、使用者Uは、測定対象物Sの所望の部分に接触部211aを接触させながら、プローブ操作部221を操作する。 The user U holds the holding part 230 so that the upper surface part 253 of the main body part 250 faces the imaging head 100 . Then, the user U operates the probe operating section 221 while bringing the contact section 211a into contact with a desired portion of the object S to be measured.

図18は把持部230が第1の状態にあるプローブ200を用いて使用者Uが測定対象物Sを測定する状態を示す模式図であり、図19は把持部230が第2の状態にあるプローブ200を用いて使用者Uが測定対象物Sを測定する状態を示す模式図である。図14および図15に示されるように、第1の状態において把持部230が沿う第2の方向dr2は、マーカ面が設けられる本体部250の上面部253と交差する方向である。このため、図18のように、使用者Uが、第1の回転角度である把持部230を規定された把持姿勢に従って把持するとき、使用者Uは自身の正対する方向に位置する可動カメラ120に、複数のマーカ面を向けることができる。また、図16および図17に示されるように、第1の回転角度に対して異なる第2の回転角度において把持部230が沿う第3の方向dr3は、マーカ面が設けられる本体部250の上面部253に沿う方向であり、かつ第1の方向dr1に交差する方向である。このため、図19のように、使用者Uが、第2の回転角度である把持部230を規定された把持姿勢に従って把持するとき、使用者Uは自身の側方に位置する可動カメラ120に、複数のマーカ面を向けることができる。したがって、規定された把持姿勢に従って使用者Uが把持部230を把持する場合に、使用者Uから見て、第1の状態でマーカ面が面する方向と、第2の状態でマーカ面が面する方向とは異なる。以上より、規定された把持姿勢に従って使用者Uが把持部230を把持する場合であっても、把持部230が第1の状態であるときと、把持部230が第2の状態であるときとで、複数のマーカeqは異なる向きに配置される。したがって、使用者Uは、把持部230を第1の状態と第2の状態との間で切り替えることにより、本体部250の上面部253を、可動カメラ120を有する撮像ヘッド100に向けた状態で、測定対象物Sおよび、可動カメラ120を有する撮像ヘッド100に対する相対的な位置および姿勢を変更することができる。 FIG. 18 is a schematic diagram showing a state in which the user U measures the measurement object S using the probe 200 with the grip portion 230 in the first state, and FIG. 19 is a state in which the grip portion 230 is in the second state. FIG. 3 is a schematic diagram showing a state in which a user U measures a measurement object S using a probe 200; As shown in FIGS. 14 and 15, the second direction dr2 along which the grip portion 230 extends in the first state is a direction that crosses the upper surface portion 253 of the body portion 250 on which the marker surface is provided. Therefore, as shown in FIG. 18, when the user U grips the grip portion 230 at the first rotation angle in accordance with the specified gripping posture, the user U can move the movable camera 120 in the direction facing the user U. can face multiple marker faces. Further, as shown in FIGS. 16 and 17, the third direction dr3 along which the grip portion 230 extends at a second rotation angle different from the first rotation angle is the top surface of the body portion 250 on which the marker surface is provided. It is a direction along the portion 253 and a direction crossing the first direction dr1. Therefore, as shown in FIG. 19, when the user U grips the grip portion 230 at the second rotation angle in accordance with the specified grip posture, the user U can move the movable camera 120 positioned to the side of the user U. , can face multiple marker faces. Therefore, when the user U grips the grip part 230 in accordance with the specified gripping posture, the direction in which the marker surface faces in the first state and the direction in which the marker surface faces in the second state are viewed from the user U. direction is different. As described above, even when the user U grips the gripping portion 230 according to the specified gripping posture, the gripping portion 230 is in the first state and the gripping portion 230 is in the second state. , the multiple markers eq are arranged in different directions. Therefore, by switching the grip portion 230 between the first state and the second state, the user U can turn the upper surface portion 253 of the main body portion 250 toward the imaging head 100 having the movable camera 120 . , the measurement object S, and the relative position and orientation with respect to the imaging head 100 having the movable camera 120 can be changed.

ここで、図14~図17に示すように、本体部250の一方側面部255には、第1の方向dr1における前端部251と接続部254jとの間の部分に、図13の表示灯202を構成する第1の表示部202aが設けられている。また、本体部250の他方側面部256には、第1の方向dr1における前端部251と接続部254jとの間の部分に、図13の表示灯202を構成する第2の表示部202bが設けられている。 Here, as shown in FIGS. 14 to 17, one side surface portion 255 of main body portion 250 has indicator lamp 202 in FIG. A first display unit 202a is provided. Further, on the other side surface portion 256 of the main body portion 250, a second display portion 202b constituting the indicator lamp 202 of FIG. 13 is provided between the front end portion 251 and the connection portion 254j in the first direction dr1. It is

第1の表示部202aおよび第2の表示部202bの各々は、複数の緑色LEDおよび複数の赤色LEDを含む。プローブ200の上面部253に設けられた複数のマーカeqが可動カメラ120(図3)の撮像視野内に存在する場合には、第1の表示部202aおよび第2の表示部202bは緑色に発光する。一方、複数のマーカeqが可動カメラ120の撮像視野内に存在しない場合には、第1の表示部202aおよび第2の表示部202bは赤色に発光する。 Each of the first display portion 202a and the second display portion 202b includes a plurality of green LEDs and a plurality of red LEDs. When a plurality of markers eq provided on the upper surface portion 253 of the probe 200 are present within the imaging field of view of the movable camera 120 (FIG. 3), the first display portion 202a and the second display portion 202b emit green light. do. On the other hand, when a plurality of markers eq do not exist within the imaging field of view of movable camera 120, first display unit 202a and second display unit 202b emit red light.

本体部250においては、第1の表示部202aおよび第2の表示部202bは、把持部230とスタイラス211との間に位置する。それにより、使用者Uは、第1の表示部202aおよび第2の表示部202bを視認しつつ、接触部211aを測定対象物Sの所望の部分に接触させて測定点を指示することができる。 In main body portion 250 , first display portion 202 a and second display portion 202 b are positioned between grip portion 230 and stylus 211 . Accordingly, the user U can point the measurement point by bringing the contact portion 211a into contact with a desired portion of the measurement object S while viewing the first display portion 202a and the second display portion 202b. .

また、第1の表示部202aが設けられる一方側面部255と、第2の表示部202bが設けられる他方側面部256とは、本体部250のうち互いに逆の方向に向く面である。第1の表示部202aが向く方向と第2の表示部202bが向く方向とが異なるため、使用者Uがこれらの表示部を視認できる角度範囲が異なる。そのため、使用者Uは、プローブ200の操作時に第1の表示部202aを視認することが困難な場合でも、第2の表示部202bを視認することができれば複数のマーカeqが可動カメラ120の撮像視野内に存在するか否かを容易に把握することができる。また、使用者Uは、プローブ200の操作時に第2の表示部202bを視認することが困難な場合でも、第1の表示部202aを視認することができれば複数のマーカeqが保持部210の撮像視野内に存在するか否かを容易に把握することができる。したがって、測定点を指示する際のプローブ200の操作性が向上する。 Further, the one side surface portion 255 provided with the first display portion 202a and the other side surface portion 256 provided with the second display portion 202b are surfaces of the body portion 250 facing in opposite directions. Since the direction in which the first display unit 202a faces differs from the direction in which the second display unit 202b faces, the angle ranges in which the user U can visually recognize these display units differ. Therefore, even if it is difficult for the user U to visually recognize the first display unit 202a when operating the probe 200, if the user U can visually recognize the second display unit 202b, the plurality of markers eq can be captured by the movable camera 120. It is possible to easily grasp whether or not the object exists within the field of view. In addition, even when it is difficult for the user U to visually recognize the second display unit 202b when operating the probe 200, if the user U can visually recognize the first display unit 202a, the plurality of markers eq can capture the image of the holding unit 210. It is possible to easily grasp whether or not the object exists within the field of view. Therefore, the operability of the probe 200 is improved when indicating the measurement point.

(3)プローブ200における本体部250の内部構造
図20は、本体部250の内部構造を示すプローブ200の一部切り欠き断面図である。図21は、本体部250の内部構造の概略を説明するためのプローブ200の分解斜視図である。
(3) Internal Structure of Body Part 250 of Probe 200 FIG. 20 is a partially cutaway cross-sectional view of the probe 200 showing the internal structure of the body part 250 . FIG. 21 is an exploded perspective view of the probe 200 for explaining the outline of the internal structure of the body portion 250. FIG.

図20に示すように、保持部210は、主としてスタイラス取付部210aおよび目標部材保持部210bから構成される。上記のスタイラス211を取り付け可能な複数の取付部は、スタイラス取付部210aに設けられている。目標部材保持部210bは、複数の目標部材290を保持する。スタイラス取付部210aおよび目標部材保持部210bは、互いの位置関係が変化しないように連結されている。これにより、スタイラス取付部210aにスタイラス211が取り付けられた状態で、スタイラス211の接触部211aと複数の目標部材290との位置関係が、予め定められた位置関係に固定される。 As shown in FIG. 20, the holding portion 210 is mainly composed of a stylus mounting portion 210a and a target member holding portion 210b. A plurality of attachment portions to which the stylus 211 can be attached are provided in the stylus attachment portion 210a. The target member holder 210 b holds a plurality of target members 290 . The stylus attachment portion 210a and the target member holding portion 210b are connected so that their positional relationship does not change. As a result, the positional relationship between the contact portion 211a of the stylus 211 and the plurality of target members 290 is fixed to the predetermined positional relationship while the stylus 211 is attached to the stylus attachment portion 210a.

一方、プローブケーシング220は、主として上部ケーシング220aおよび下部ケーシング220bから構成される。図21に示すように、プローブ200の組み立て時には、保持部210および複数のゴムブッシュrbを挟み込むように上部ケーシング220aおよび下部ケーシング220bが配置される。 On the other hand, the probe casing 220 is mainly composed of an upper casing 220a and a lower casing 220b. As shown in FIG. 21, when assembling the probe 200, the upper casing 220a and the lower casing 220b are arranged so as to sandwich the holding portion 210 and the plurality of rubber bushes rb.

ここで、上部ケーシング220aには、図20に示すように、目標部材290に対応する位置に開口部299が形成されている。開口部299には、可動カメラ120による目標部材290の撮像を妨げない透光部材が配置されてもよい。この構成によれば、目標部材290が上部ケーシング220aの外部に露出しないので、目標部材290が汚染する可能性が低減される。また、本実施の形態においては、目標部材290に対応する位置に開口部299が形成される構成であるが、上部ケーシング220a自体が、可動カメラ120による目標部材290の撮像を妨げない透光部材で構成されてもよい。なお、図21においては、開口部299の図示を省略している。 Here, an opening 299 is formed in the upper casing 220a at a position corresponding to the target member 290, as shown in FIG. A translucent member that does not interfere with the imaging of the target member 290 by the movable camera 120 may be arranged in the opening 299 . With this configuration, the target member 290 is not exposed to the exterior of the upper casing 220a, thereby reducing the potential for contamination of the target member 290. FIG. Further, in the present embodiment, the opening 299 is formed at a position corresponding to the target member 290, but the upper casing 220a itself is a translucent member that does not interfere with the imaging of the target member 290 by the movable camera 120. may consist of 21, illustration of the opening 299 is omitted.

ここで、上部ケーシング220aには、3つのねじscの軸部を挿入可能な3つの貫通孔h1が形成されている。また、保持部210の目標部材保持部210bには、上部ケーシング220aの3つの貫通孔h1にそれぞれ対応する3つの貫通孔h2が形成されている。さらに、下部ケーシング220bは、目標部材保持部210bを支持する支持部を有する。その支持部には、上部ケーシング220aの3つの貫通孔h1および目標部材保持部210bの3つの貫通孔h2にそれぞれ対応する3つの貫通孔h3(図20)が形成されている。 Here, the upper casing 220a is formed with three through holes h1 into which the shafts of the three screws sc can be inserted. Also, the target member holding portion 210b of the holding portion 210 is formed with three through holes h2 respectively corresponding to the three through holes h1 of the upper casing 220a. In addition, the lower casing 220b has a support portion that supports the target member holding portion 210b. The support portion is formed with three through holes h3 (FIG. 20) respectively corresponding to the three through holes h1 of the upper casing 220a and the three through holes h2 of the target member holding portion 210b.

上部ケーシング220aおよび下部ケーシング220bは、3つのねじscを用いて連結される。3つのねじscを用いて連結される3つの連結部のうち一の連結部の状態が図20の吹き出し内に示される。 The upper casing 220a and lower casing 220b are connected using three screws sc. The state of one of the three connections that are connected using the three screws sc is shown in the balloon in FIG.

図20の吹き出し内でより詳細に示すように、各連結部においては、目標部材保持部210bの貫通孔h2内に、例えば金属製のカラーcaが挿入される。上部ケーシング220aの貫通孔h1、カラーcaおよび下部ケーシング220bの貫通孔h3を通してねじscが挿入され、ねじscの先端部にナットntが取り付けられる。上部ケーシング220aの上面とねじscの頭部との間にワッシャwaが配置され、下部ケーシング220bの支持部とナットntとの間にワッシャwaが配置されている。 As shown in more detail in the balloon of FIG. 20, in each connecting portion, a metal collar ca, for example, is inserted into the through hole h2 of the target member holding portion 210b. A screw sc is inserted through the through hole h1 of the upper casing 220a, the collar ca, and the through hole h3 of the lower casing 220b, and a nut nt is attached to the tip of the screw sc. A washer wa is arranged between the upper surface of the upper casing 220a and the head of the screw sc, and a washer wa is arranged between the support portion of the lower casing 220b and the nut nt.

さらに、上部ケーシング220aと目標部材保持部210bとの間には、柔軟性を有するゴムブッシュrbが配置されている。また、目標部材保持部210bと下部ケーシング220bとの間には、柔軟性を有するゴムブッシュrbが配置されている。 Further, a flexible rubber bush rb is arranged between the upper casing 220a and the target member holding portion 210b. A flexible rubber bush rb is arranged between the target member holding portion 210b and the lower casing 220b.

このような構成により、保持部210は、複数のゴムブッシュrbによりプローブケーシング220内で移動可能に保持される。すなわち、保持部210は、プローブケーシング220の内部で浮動状態で保持される。具体的には、保持部210は、例えば本体部250の上下方向(上面部253および底面部254が並ぶ方向)において、プローブケーシング220に対して3mm程度移動可能に保持される。また、保持部210は、本体部250の左右方向(一方側面部255および他方側面部256が並ぶ方向)において、プローブケーシング220に対して3mm程度移動可能に保持される。 With such a configuration, the holding part 210 is movably held within the probe casing 220 by the plurality of rubber bushes rb. That is, the holding part 210 is held inside the probe casing 220 in a floating state. Specifically, the holding part 210 is held movably about 3 mm with respect to the probe casing 220 in, for example, the vertical direction of the main body part 250 (the direction in which the top surface part 253 and the bottom surface part 254 are arranged). Further, the holding portion 210 is held so as to be movable about 3 mm relative to the probe casing 220 in the lateral direction of the main body portion 250 (the direction in which the one side portion 255 and the other side portion 256 are arranged).

この場合、例えばスタイラス211の接触部211aが測定対象物Sに接触する状態で、把持部230に測定対象物Sに向かうような負荷が加えられた場合でも、複数のゴムブッシュrbが緩衝部材として機能する。それにより、保持部210の変形が抑制され、スタイラス211と複数の目標部材290との位置関係がずれることに起因する測定精度の低下が抑制される。 In this case, for example, when the contact portion 211a of the stylus 211 is in contact with the measurement object S, even if a load directed toward the measurement object S is applied to the grip portion 230, the plurality of rubber bushes rb act as buffer members. Function. As a result, deformation of the holding part 210 is suppressed, and deterioration in measurement accuracy due to displacement of the positional relationship between the stylus 211 and the plurality of target members 290 is suppressed.

また、上記の構成によれば、プローブ200の落下または衝突等によってプローブケーシング220に衝撃が加わる場合でも、プローブケーシング220から保持部210に伝わる衝撃が複数のゴムブッシュrbによって緩和される。それにより、保持部210の破損が防止される。 Further, according to the above configuration, even if the probe casing 220 is subjected to impact due to dropping or collision of the probe 200, the impact transmitted from the probe casing 220 to the holding portion 210 is mitigated by the plurality of rubber bushes rb. Thereby, damage to the holding portion 210 is prevented.

本実施の形態では、プローブ200における第1の方向dr1は、本体部250の前端部251および後端部252が並ぶ方向に平行な方向と定義している。一方、上記のように、保持部210はプローブケーシング220内で複数のゴムブッシュrbを介して保持されている。そのため、スタイラス211を測定対象物Sに接触させる場合等、保持部210とプローブケーシング220との間に相対的な負荷が加わる場合には、本体部250の前端部251と後端部252との位置関係が変化する。したがって、本実施の形態においては、第1の方向dr1は、保持部210とプローブケーシング220との間に相対的な負荷が加わらずかつプローブ200が予め定められた姿勢にある状態で定義されたものとする。 In this embodiment, the first direction dr1 in the probe 200 is defined as a direction parallel to the direction in which the front end portion 251 and the rear end portion 252 of the main body portion 250 are arranged. On the other hand, as described above, the holding part 210 is held inside the probe casing 220 via a plurality of rubber bushes rb. Therefore, when a relative load is applied between the holding portion 210 and the probe casing 220, such as when the stylus 211 is brought into contact with the measurement object S, the front end portion 251 and the rear end portion 252 of the main body portion 250 are The positional relationship changes. Therefore, in the present embodiment, first direction dr1 is defined in a state where no relative load is applied between holding portion 210 and probe casing 220 and probe 200 is in a predetermined posture. shall be

図20では、本体部250の断面に加えて、本体部250と把持部230との接続部分の断面も示される。図20に示すように、本体部250と接続部254jとは、ヒンジ254hにより回転可能に接続されている。本例のヒンジ254hは、把持部230の内部空間と本体部250の内部空間との間でケーブル等を導く中空部材hi1と、接続部254jに対して把持部230を支持する軸部材hi2とを含む。 In FIG. 20 , in addition to the cross section of the body portion 250 , the cross section of the connecting portion between the body portion 250 and the grip portion 230 is also shown. As shown in FIG. 20, the body portion 250 and the connecting portion 254j are rotatably connected by a hinge 254h. The hinge 254h of this example includes a hollow member hi1 that guides a cable or the like between the inner space of the grip portion 230 and the inner space of the body portion 250, and a shaft member hi2 that supports the grip portion 230 with respect to the connection portion 254j. include.

[4]測定点の座標の算出方法
本実施の形態に係る三次元座標測定装置1においては、基準カメラ110に対して予め定められた関係を有する三次元座標系(以下、装置座標系と呼ぶ。)が予め定義されている。また、処理装置300の本体メモリ303には、予め参照部材190における複数のマーカepの相対的な位置関係が記憶されている。
[4] Method for Calculating Coordinates of Measurement Points In the three-dimensional coordinate measuring device 1 according to the present embodiment, a three-dimensional coordinate system having a predetermined relationship with respect to the reference camera 110 (hereinafter referred to as a device coordinate system) ) is predefined. Further, the main body memory 303 of the processing device 300 stores in advance the relative positional relationship of the plurality of markers ep on the reference member 190 .

上記のように、基準カメラ110は、参照部材190の複数のマーカepを撮像する。この場合、図3の本体制御回路302は、撮像により得られる基準画像データと、本体メモリ303に記憶されている複数のマーカepの位置関係とに基づいて、装置座標系における各マーカepの各座標を算出する。このとき、参照部材190の複数のマーカepの各々は、第1および第2のマーカep1,ep2に基づいて識別される。 As described above, reference camera 110 images multiple markers ep of reference member 190 . In this case, the main body control circuit 302 of FIG. Calculate the coordinates. At this time, each of the plurality of markers ep of the reference member 190 is identified based on the first and second markers ep1 and ep2.

その後、本体制御回路302は、算出された複数のマーカepの座標に基づいて、参照部材190上に固定された可動カメラ120の位置および姿勢を装置座標系により示す情報を第1の位置姿勢情報として生成する。 Thereafter, based on the calculated coordinates of the plurality of markers ep, main body control circuit 302 converts information indicating the position and orientation of movable camera 120 fixed on reference member 190 in the device coordinate system into first position and orientation information. Generate as

本実施の形態に係る三次元座標測定装置1においては、上記の装置座標系に加えて、可動カメラ120に対して予め定められた関係を有する三次元座標系(以下、可動座標系と呼ぶ。)が予め定義されている。また、処理装置300の本体メモリ303には、予めプローブ200における複数のマーカeqの相対的な位置関係が記憶されている。 In the three-dimensional coordinate measuring apparatus 1 according to the present embodiment, in addition to the apparatus coordinate system described above, a three-dimensional coordinate system having a predetermined relationship with respect to the movable camera 120 (hereinafter referred to as a movable coordinate system). ) is predefined. Further, the body memory 303 of the processing device 300 stores in advance the relative positional relationship of the plurality of markers eq on the probe 200 .

上記のように、可動カメラ120は、プローブ200の複数のマーカeqを撮像する。この場合、図3の本体制御回路302は、撮像により得られる測定画像データと、本体メモリ303に記憶されている複数のマーカeqの位置関係とに基づいて、可動座標系における各マーカeqの各座標を算出する。 As described above, movable camera 120 captures multiple markers eq of probe 200 . In this case, the main body control circuit 302 of FIG. Calculate the coordinates.

その後、本体制御回路302は、算出された複数のマーカeqの座標に基づいて、プローブ200の位置および姿勢を可動座標系により示す情報を第2の位置姿勢情報として生成する。 After that, main body control circuit 302 generates information indicating the position and orientation of probe 200 in the movable coordinate system as second position and orientation information based on the calculated coordinates of the plurality of markers eq.

基準カメラ110はヘッド底部101上に固定されている。そのため、測定対象物Sの測定時に装置座標系は変化しない。一方、可動カメラ120は、撮像視野がプローブ200の移動に追従するように、回転可能に設けられている。そのため、装置座標系と可動座標系との間の関係は、可動カメラ120の回転とともに変化する。 A reference camera 110 is fixed on the head bottom 101 . Therefore, the apparatus coordinate system does not change when measuring the object S to be measured. On the other hand, the movable camera 120 is rotatably provided so that the imaging field of view follows the movement of the probe 200 . Therefore, the relationship between the device coordinate system and the movable coordinate system changes as the movable camera 120 rotates.

そこで、本実施の形態では、本体制御回路302は、第1および第2の位置姿勢情報に基づいて、プローブ200の位置および姿勢を装置座標系で表す第3の位置姿勢情報を生成する。すなわち、本体制御回路302は、第1の位置姿勢情報に基づいて装置座標系に対する可動座標系の相対的な関係を算出するとともに、算出された関係に基づいて第2の位置姿勢情報を装置座標系に従う情報に変換する。それにより、第3の位置姿勢情報が生成される。 Therefore, in the present embodiment, main body control circuit 302 generates third position and orientation information representing the position and orientation of probe 200 in the device coordinate system based on the first and second position and orientation information. That is, main body control circuit 302 calculates the relative relationship of the movable coordinate system with respect to the device coordinate system based on the first position and orientation information, and converts the second position and orientation information into device coordinates based on the calculated relationship. Convert to information that follows the system. Thereby, third position and orientation information is generated.

その後、本体制御回路302は、生成された第3の位置姿勢情報と、プローブ200における複数のマーカeqおよび接触部211a間の位置関係とに基づいてプローブ200により指示された測定点の座標を算出する。 After that, main body control circuit 302 calculates the coordinates of the measurement point indicated by probe 200 based on the generated third position/orientation information and the positional relationship between a plurality of markers eq and contact portion 211a on probe 200. do.

[5]測定例
図13のプローブ操作部221は、測定点の座標を算出するために使用者Uにより押下操作される。例えば、使用者Uは、測定対象物Sの所望の部分に接触部211aが接触された状態で、プローブ操作部221の複数の押しボタン221bおよびトリガスイッチ221cのいずれかを操作する。この場合、測定対象物Sにおける接触部211aとの接触部分の座標が、測定点の座標として算出される。算出された測定点の座標は、測定結果として本体メモリ303に記憶されるとともに、本体表示部310に表示される。
[5] Measurement Example The probe operation unit 221 in FIG. 13 is pressed by the user U in order to calculate the coordinates of the measurement point. For example, the user U operates one of the plurality of push buttons 221b and the trigger switch 221c of the probe operating section 221 while the contact section 211a is in contact with a desired portion of the object S to be measured. In this case, the coordinates of the contact portion of the measurement object S with the contact portion 211a are calculated as the coordinates of the measurement point. The calculated coordinates of the measurement point are stored in the main body memory 303 as the measurement result and displayed on the main body display section 310 .

三次元座標測定装置1においては、使用者Uは、図3の本体操作部320を操作することにより、あるいは図13のプローブ操作部221を操作することにより、測定対象物Sに対して所望の測定条件を設定することができる。 In the three-dimensional coordinate measuring apparatus 1, the user U operates the main body operation section 320 shown in FIG. 3 or the probe operation section 221 shown in FIG. Measurement conditions can be set.

具体的には、使用者Uは、測定対象物Sについて、幾何要素および測定項目の選択を行う。幾何要素は、測定対象物Sにおいて測定すべき部分の形状を示す幾何学形状の種類である。幾何学形状の種類には、点、直線、平面、円、円筒および球等が含まれる。また、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。 Specifically, the user U selects geometric elements and measurement items for the measurement object S. FIG. A geometric element is a type of geometric shape that indicates the shape of a portion of the measurement object S to be measured. Types of geometric shapes include points, lines, planes, circles, cylinders, spheres, and the like. The measurement item indicates what should be measured with respect to the measurement object S, and includes various physical quantities such as distance, angle and flatness.

幾何要素および測定項目の選択後、使用者Uは、選択された幾何要素についてプローブ200を用いた1または複数の測定点の指示を行う。それにより、選択された幾何要素であって、測定対象物S上で1または複数の測定点により特定される幾何要素を装置座標系で示す情報(以下、要素特定情報と呼ぶ。)が生成される。その後、生成された要素特定情報に関して選択された測定項目の値が算出される。 After selecting the geometric element and the measurement item, the user U designates one or more measurement points using the probe 200 for the selected geometric element. As a result, information (hereinafter referred to as element identification information) indicating the selected geometric element specified by one or more measurement points on the measurement object S in the apparatus coordinate system is generated. be. Values of the selected measurement items are then calculated with respect to the generated element identification information.

例えば、使用者Uは、互いに平行かつ反対側の第1および第2の面を有する測定対象物Sの第1の面と第2の面との間の距離を測定したい場合には、幾何要素「平面1」および「平面2」を選択する。また、使用者Uは、測定項目「距離」を選択する。 For example, when the user U wants to measure the distance between the first and second surfaces of the measurement object S having first and second surfaces parallel and opposite to each other, the geometric element Select "Plane 1" and "Plane 2". Also, the user U selects the measurement item "distance".

この場合、使用者Uは、幾何要素「平面1」に対応する測定対象物S上の平面(第1の面)を特定するために、プローブ200を用いて測定対象物Sの第1の面の複数(本例では3点以上)の部分を測定点として指示する。これにより、幾何要素「平面1」に対応する要素特定情報が生成される。 In this case, the user U uses the probe 200 to identify the plane (first plane) on the measurement object S corresponding to the geometric element “plane 1”. A plurality of (three or more points in this example) portions are indicated as measurement points. As a result, the element identification information corresponding to the geometric element "plane 1" is generated.

さらに、使用者Uは、幾何要素「平面2」に対応する測定対象物S上の平面(第2の面)を特定するために、プローブ200を用いて測定対象物Sの第2の面の複数(本例では3点以上)の部分を測定点として指示する。これにより、幾何要素「平面2」に対応する要素特定情報が生成される。 Furthermore, the user U uses the probe 200 to identify the plane (second plane) on the measurement object S corresponding to the geometric element "plane 2". A plurality of (three or more points in this example) portions are designated as measurement points. As a result, the element identification information corresponding to the geometric element "plane 2" is generated.

その後、幾何要素「平面1」および「平面2」にそれぞれ対応する2つの要素特定情報に基づいて、測定項目「距離」に対応する測定対象物Sの第1の面と第2の面との間の距離が算出される。算出された測定結果は、本体メモリ303に記憶されるとともに、本体表示部310に表示される。 After that, based on the two pieces of element specifying information respectively corresponding to the geometric elements "plane 1" and "plane 2", the distance between the first plane and the second plane of the measurement object S corresponding to the measurement item "distance" is determined. The distance between is calculated. The calculated measurement result is stored in main body memory 303 and displayed on main body display section 310 .

[6]測定処理
図22は、図3の本体制御回路302による測定処理の流れを示すフローチャートである。図22の測定処理は、図3の本体制御回路302のCPUが本体メモリ303に記憶された測定処理プログラムを実行することにより所定周期で繰り返して行われる。また、測定処理の開始時には、本体制御回路302に内蔵されたタイマがリセットされるとともにスタートされる。
[6] Measurement Processing FIG. 22 is a flow chart showing the flow of measurement processing by the body control circuit 302 of FIG. The measurement processing of FIG. 22 is repeatedly performed at a predetermined cycle by executing the measurement processing program stored in the main body memory 303 by the CPU of the main body control circuit 302 of FIG. Also, at the start of the measurement process, a timer incorporated in the body control circuit 302 is reset and started.

まず、本体制御回路302は、使用者Uによる図3の本体操作部320の操作の有無に基づいて、幾何要素および測定項目の選択が行われたか否かを判定する(ステップS11)。 First, the body control circuit 302 determines whether or not a geometric element and a measurement item have been selected based on whether or not the user U has operated the body operation section 320 of FIG. 3 (step S11).

幾何要素および測定項目の選択が行われた場合、本体制御回路302は、選択された幾何要素および測定項目を図3の本体メモリ303に記憶させることにより測定条件として幾何要素および測定項目の設定を行う(ステップS12)。その後、本体制御回路302は、ステップS11の処理に戻る。 When the geometric elements and measurement items are selected, main body control circuit 302 stores the selected geometric elements and measurement items in main body memory 303 of FIG. 3 to set the geometric elements and measurement items as measurement conditions. (step S12). After that, the body control circuit 302 returns to the process of step S11.

ステップS11において、幾何要素および測定項目の選択が行われない場合、本体制御回路302は、幾何要素および測定項目が設定されているか否かを判定する(ステップS13)。幾何要素および測定項目が設定されている場合、本体制御回路302は、測定対象物Sの測定を開始すべき指令を受けたか否かを判定する(ステップS14)。この判定は、例えば使用者Uによる本体操作部320の操作の有無に基づいて行われる。 In step S11, if no geometric elements and measurement items are selected, body control circuit 302 determines whether or not geometric elements and measurement items are set (step S13). When the geometric elements and measurement items are set, main body control circuit 302 determines whether or not an instruction to start measurement of measurement object S has been received (step S14). This determination is made based on whether or not the user U has operated the main body operation unit 320, for example.

測定対象物Sの測定を開始すべき指令を受けた場合、本体制御回路302は、測定点座標算出処理を行う(ステップS15)。測定点座標算出処理の詳細は後述する。この処理により、本体制御回路302は、使用者によるプローブ200の操作に基づいて、選択された幾何要素を特定するための測定点の座標を算出する。 When receiving a command to start measuring the measurement object S, the body control circuit 302 performs measurement point coordinate calculation processing (step S15). The details of the measurement point coordinate calculation process will be described later. Through this process, body control circuit 302 calculates the coordinates of the measurement point for identifying the selected geometric element based on the user's operation of probe 200 .

また、本体制御回路302は、ステップS15の測定点座標算出処理により算出される1または複数の測定点の座標を本体メモリ303に記憶させる(ステップS16)。 Further, the body control circuit 302 causes the body memory 303 to store the coordinates of one or more measurement points calculated by the measurement point coordinate calculation process in step S15 (step S16).

次に、本体制御回路302は、測定対象物Sの測定を終了すべき指令を受けたか否かを判定する(ステップS17)。この判定は、例えば使用者Uによる本体操作部320の操作の有無に基づいて行われる。 Next, the body control circuit 302 determines whether or not it has received an instruction to end the measurement of the measurement object S (step S17). This determination is made based on whether or not the user U has operated the main body operation unit 320, for example.

測定の終了指令を受けない場合、本体制御回路302は、上記のステップS15の処理に戻る。一方、測定の終了指令を受けると、本体制御回路302は、直前のステップS16の処理で本体メモリ303に記憶された1または複数の測定点の座標から設定された幾何要素について要素特定情報を生成する(ステップS18)。 If the measurement end command is not received, the body control circuit 302 returns to the process of step S15. On the other hand, upon receiving the measurement end command, body control circuit 302 generates element specifying information for the geometric element set from the coordinates of one or more measurement points stored in body memory 303 in the immediately preceding step S16. (step S18).

その後、本体制御回路302は、ステップS18の処理で生成された要素特定情報に基づいて設定された測定項目の値を算出し(ステップS19)、測定処理を終了する。なお、ステップS13の判定時において、複数の幾何要素(例えば、2つの平面等)が設定されている場合には、設定された幾何要素ごとに上記のステップS14~S18の処理が行われる。 After that, the body control circuit 302 calculates the values of the measurement items set based on the element specifying information generated in the process of step S18 (step S19), and ends the measurement process. If a plurality of geometric elements (for example, two planes) are set at the time of determination in step S13, the above steps S14 to S18 are performed for each of the set geometric elements.

ステップS13において幾何要素および測定項目が設定されていない場合およびステップS14において測定対象物Sの測定を開始すべき指令を受けない場合、本体制御回路302は、内蔵のタイマによる計測時間に基づいて、当該測定処理が開始された後予め定められた時間が経過したか否かを判定する(ステップS20)。 If the geometric element and the measurement item are not set in step S13, and if the command to start measuring the measurement object S is not received in step S14, the body control circuit 302, based on the time measured by the built-in timer, It is determined whether or not a predetermined time has passed after the measurement process is started (step S20).

予め定められた時間が経過していない場合、本体制御回路302は、ステップS11の処理に戻る。一方、予め定められた時間が経過した場合、本体制御回路302は、ステップS15の処理と同様に、後述する測定点座標算出処理を行う(ステップS21)。その後、本体制御回路302は、測定処理を終了する。 If the predetermined time has not passed, the body control circuit 302 returns to the process of step S11. On the other hand, when the predetermined time has passed, the body control circuit 302 performs measurement point coordinate calculation processing, which will be described later, similarly to the processing of step S15 (step S21). After that, the body control circuit 302 terminates the measurement process.

なお、ステップS21の処理は、例えば後述する追跡処理においてプローブ200が可動カメラ120または俯瞰カメラ180の撮像視野内にあるか否かを判定するために行われる。 Note that the process of step S21 is performed, for example, to determine whether the probe 200 is within the imaging field of the movable camera 120 or the overhead camera 180 in the tracking process described later.

図23は、測定点座標算出処理の流れを示すフローチャートである。まず、本体制御回路302は、プローブ200のプローブ制御部201に対して複数のマーカeq(図14)の発光を指令するとともに、撮像ヘッド100のヘッド制御回路150に対して参照部材190の複数のマーカep(図10(b))の発光を指令する(ステップS101)。 FIG. 23 is a flowchart showing the flow of measurement point coordinate calculation processing. First, the body control circuit 302 instructs the probe control unit 201 of the probe 200 to emit light from a plurality of markers eq (FIG. 14), and the head control circuit 150 of the imaging head 100 detects a plurality of markers eq of the reference member 190. Light emission of the marker ep (FIG. 10(b)) is commanded (step S101).

次に、本体制御回路302は、ヘッド制御回路150により基準カメラ110を用いて参照部材190の複数のマーカepを撮像させることにより基準画像データを生成する(ステップS102)。また、本体制御回路302は、生成された基準画像データに基づいて、可動カメラ120の位置および姿勢を装置座標系により示す第1の位置姿勢情報を生成する(ステップS103)。 Next, the body control circuit 302 generates reference image data by causing the head control circuit 150 to use the reference camera 110 to image a plurality of markers ep on the reference member 190 (step S102). Further, main body control circuit 302 generates first position and orientation information indicating the position and orientation of movable camera 120 in the apparatus coordinate system based on the generated reference image data (step S103).

次に、本体制御回路302は、可動カメラ120を用いてプローブ200の複数のマーカeqを撮像することにより測定画像データを生成する(ステップS104)。また、本体制御回路302は、生成された測定画像データに基づいて、プローブ200の位置および姿勢を可動座標系により示す第2の位置姿勢情報を生成する(ステップS105)。 Next, main body control circuit 302 generates measurement image data by imaging a plurality of markers eq of probe 200 using movable camera 120 (step S104). Further, the body control circuit 302 generates second position/orientation information indicating the position and orientation of the probe 200 in the movable coordinate system based on the generated measurement image data (step S105).

その後、本体制御回路302は、第1および第2の位置姿勢情報に基づいて、プローブ200の位置および姿勢を装置座標系で表す第3の位置姿勢情報を生成する(ステップS106)。また、本体制御回路302は、生成された第3の位置姿勢情報に基づいてプローブ200により指示された測定点の座標を算出する。 After that, main body control circuit 302 generates third position/orientation information representing the position and orientation of probe 200 in the device coordinate system based on the first and second position/orientation information (step S106). In addition, main body control circuit 302 calculates the coordinates of the measurement point designated by probe 200 based on the generated third position/orientation information.

なお、上記のステップS102,S103の処理とステップS104,S105の処理とは、逆の順に行われてもよい。 The processes of steps S102 and S103 and the processes of steps S104 and S105 may be performed in reverse order.

上記の測定処理によれば、使用者Uは、予め定められた複数の幾何要素および予め定められた複数の測定項目から所望の幾何要素および測定項目を選択することにより、測定対象物Sにおける所望の物理量を容易に測定することができる。 According to the measurement process described above, the user U selects a desired geometric element and a desired measurement item from a plurality of predetermined geometric elements and a plurality of predetermined measurement items, thereby obtaining a desired measurement on the measurement object S. can be easily measured.

[7]追跡処理
図24は、図3の本体制御回路302による追跡処理の流れを示すフローチャートである。図24の追跡処理は、図3の本体制御回路302のCPUが本体メモリ303に記憶された追跡処理プログラムを実行することにより所定周期で繰り返して行われる。
[7] Tracking Processing FIG. 24 is a flow chart showing the flow of tracking processing by the body control circuit 302 of FIG. The tracking process of FIG. 24 is repeatedly performed at a predetermined cycle by executing the tracking process program stored in the main body memory 303 by the CPU of the main body control circuit 302 of FIG.

まず、本体制御回路302は、プローブ200が可動カメラ120の撮像視野内にあるか否かを判定する(ステップS31)。この判定は、測定処理におけるステップS15,S21の処理中に生成される測定画像データに、複数のマーカeqに対応する画像データが含まれているか否かを判定することにより行われる。 First, the body control circuit 302 determines whether or not the probe 200 is within the imaging field of view of the movable camera 120 (step S31). This determination is made by determining whether or not the measurement image data generated during the processing of steps S15 and S21 in the measurement processing includes image data corresponding to a plurality of markers eq.

プローブ200が可動カメラ120の撮像視野内にある場合、本体制御回路302は、後述するステップS36の処理に進む。一方、プローブ200が可動カメラ120の撮像視野内にない場合、本体制御回路302は、プローブ200が俯瞰カメラ180の撮像視野内にあるか否かを判定する(ステップS32)。この判定は、上記の測定処理におけるステップS15,S21の処理中に生成される俯瞰画像データに、複数のマーカeqに対応する画像データが含まれているか否かを判定することにより行われる。 If the probe 200 is within the imaging field of view of the movable camera 120, the body control circuit 302 proceeds to the process of step S36, which will be described later. On the other hand, if the probe 200 is not within the imaging field of view of the movable camera 120, the body control circuit 302 determines whether the probe 200 is within the imaging field of view of the overhead camera 180 (step S32). This determination is made by determining whether or not image data corresponding to a plurality of markers eq are included in the bird's-eye view image data generated during the processing of steps S15 and S21 in the above measurement processing.

プローブ200が俯瞰カメラ180の撮像視野内にある場合、本体制御回路302は、後述するステップS35の処理に進む。一方、プローブ200が可動カメラ120の撮像視野内にない場合、本体制御回路302は、プローブ200から転送される動きデータに基づいてプローブ200の座標推定を行うことが可能か否かを判定する(ステップS33)。この判定は、例えば動きデータが異常な値を示しているか否かまたは動きデータの示す値が0であるか否か等に基づいて行われる。動きデータが異常な値を示す場合、または動きデータが0である場合、プローブ200の座標推定は不可能である。 If the probe 200 is within the field of view of the bird's-eye view camera 180, the body control circuit 302 proceeds to the process of step S35, which will be described later. On the other hand, if the probe 200 is not within the imaging field of view of the movable camera 120, the body control circuit 302 determines whether it is possible to estimate the coordinates of the probe 200 based on the motion data transferred from the probe 200 ( step S33). This determination is made based on, for example, whether the motion data indicates an abnormal value, or whether the value indicated by the motion data is 0, or the like. Coordinate estimation of the probe 200 is not possible if the motion data shows an abnormal value or if the motion data is zero.

プローブ200の座標推定は不可能である場合、本体制御回路302は、ステップS31の処理に戻る。一方、プローブ200の座標推定が可能である場合、本体制御回路302は、動きデータに基づいてプローブ200の位置を推定する。また、本体制御回路302は、プローブ200が可動カメラ120の撮像視野内に位置するように、可動カメラ120の位置および姿勢の調整を指令する(ステップS34)。その後、本体制御回路302は、ステップS31の処理に戻る。 If the coordinates of the probe 200 cannot be estimated, the body control circuit 302 returns to the process of step S31. On the other hand, if the coordinates of probe 200 can be estimated, body control circuit 302 estimates the position of probe 200 based on the motion data. Further, main body control circuit 302 commands adjustment of the position and orientation of movable camera 120 so that probe 200 is positioned within the imaging field of view of movable camera 120 (step S34). After that, the body control circuit 302 returns to the process of step S31.

ステップS32において、プローブ200が俯瞰カメラ180の撮像視野内にある場合、本体制御回路302は、俯瞰画像データに基づいてプローブ200の位置を算出する。また、本体制御回路302は、プローブ200が可動カメラ120の撮像視野内に位置するように可動カメラ120の位置および姿勢の調整をヘッド制御回路150に指令する(ステップS35)。 In step S32, when the probe 200 is within the imaging field of the bird's-eye view camera 180, the body control circuit 302 calculates the position of the probe 200 based on the bird's-eye view image data. The body control circuit 302 also instructs the head control circuit 150 to adjust the position and attitude of the movable camera 120 so that the probe 200 is positioned within the imaging field of view of the movable camera 120 (step S35).

次に、本体制御回路302は、プローブ200が可動カメラ120の撮像視野内に位置することになると、プローブ200の複数のマーカeqの重心が可動カメラ120の撮像視野の中心に位置するように可動カメラ120の位置および姿勢の調整をヘッド制御回路150に指令する(ステップS36)。その後、本体制御回路302は、追跡処理を終了する。 Next, when the probe 200 is positioned within the imaging field of view of the movable camera 120 , the body control circuit 302 moves so that the center of gravity of the plurality of markers eq of the probe 200 is positioned at the center of the imaging field of the movable camera 120 . The head control circuit 150 is instructed to adjust the position and attitude of the camera 120 (step S36). After that, main body control circuit 302 terminates the tracking process.

上記の追跡処理によれば、プローブ200が移動する場合でも、可動カメラ120の撮像視野がプローブ200の複数のマーカeqに追従する。それにより、使用者Uは、可動カメラ120の撮像視野を手動で調整する必要がない。したがって、煩雑な調整作業を要することなく広い範囲で測定対象物Sの所望の測定点の座標を測定することが可能になる。 According to the tracking process described above, the imaging field of view of the movable camera 120 follows the plurality of markers eq of the probe 200 even when the probe 200 moves. Thereby, the user U does not need to manually adjust the imaging field of view of the movable camera 120 . Therefore, it is possible to measure the coordinates of a desired measurement point on the measurement object S over a wide range without requiring complicated adjustment work.

[8]効果
(1)測定対象物Sにおける所望の測定点の座標を得るためには、当該測定点を指示する際に、プローブ200の複数のマーカeqが可動カメラ120の視野内に位置しかつ可動カメラ120に向いている必要がある。ここで、複数のマーカeqが可動カメラ120の視野内に位置しかつ可動カメラ120に向いているときのプローブ200の本体部250の位置および姿勢の状態を測定可能状態と呼ぶ。
[8] Effect (1) In order to obtain the coordinates of a desired measurement point on the measurement object S, the plurality of markers eq of the probe 200 must be positioned within the field of view of the movable camera 120 when indicating the measurement point. And it must face the movable camera 120 . Here, the state of the position and orientation of the main body 250 of the probe 200 when the plurality of markers eq are positioned within the field of view of the movable camera 120 and face the movable camera 120 is called a measurable state.

上記のプローブ200によれば、把持部230が一の状態(例えば、第1の状態)にあるプローブ200を用いて本体部250を測定可能状態にすることが困難な場合でも、使用者Uは把持部230を他の状態(例えば、第2または第3の状態)に移行させることができる。それにより、使用者Uは、本体部250を容易に測定可能状態にすることができる。したがって、把持部に設けられた操作部の操作が容易となり、測定点を適切に指示することが可能になる。これらの結果、使用者Uの熟練を要することなく測定対象物Sの広い範囲にわたって物理量を測定することが可能になる。 According to the probe 200 described above, even if it is difficult to put the body portion 250 in a measurable state using the probe 200 with the grip portion 230 in one state (for example, the first state), the user U can Gripper 230 can be transitioned to another state (eg, second or third state). Thereby, the user U can easily bring the body part 250 into a measurable state. Therefore, it becomes possible to easily operate the operation portion provided on the grip portion and appropriately indicate the measurement point. As a result, the physical quantity can be measured over a wide range of the measurement object S without requiring the user U to be skilled.

(2)上記のプローブ200においては、把持部230にバッテリ203が内蔵されている。バッテリ203は、プローブ200を構成する複数の構成要素のうち比較的大きい重量を有する。それにより、把持部230にバッテリ203が収容される場合には、プローブ200全体における重心が、把持部230またはその近傍に位置することになる。それにより、使用者は、把持部230を把持することにより、プローブ200を安定に操作することができる。 (2) In the probe 200 described above, the battery 203 is built in the grip portion 230 . The battery 203 has a relatively large weight among the multiple components that make up the probe 200 . Accordingly, when the battery 203 is accommodated in the grip portion 230, the center of gravity of the probe 200 as a whole is positioned at or near the grip portion 230. FIG. Thereby, the user can stably operate the probe 200 by gripping the grip portion 230 .

[9]プローブカメラ208の使用例
図13のプローブカメラ208によって測定対象物Sを撮像することにより、測定対象物Sの画像を図3の本体表示部310に表示させることができる。以下、プローブカメラ208により得られる画像を撮像画像と呼ぶ。
[9] Usage Example of Probe Camera 208 By imaging the measurement object S with the probe camera 208 of FIG. 13, the image of the measurement object S can be displayed on the main body display section 310 of FIG. An image obtained by the probe camera 208 is hereinafter referred to as a captured image.

プローブ200の複数のマーカeqとプローブカメラ208との位置関係、およびプローブカメラ208の特性(画角およびディストーション等)は、例えば図3の本体メモリ303に撮像情報として予め記憶される。そのため、複数のマーカeqが可動カメラ120の撮像視野内にある場合、プローブカメラ208により撮像される領域が図3の本体制御回路302により認識される。すなわち、撮像画像に対応する3次元空間が本体制御回路302により認識される。この場合、本体表示部310に撮像画像を表示させつつ、測定対象物Sの測定時に設定された幾何要素および測定項目を重畳表示させることができる。 The positional relationship between the plurality of markers eq of the probe 200 and the probe camera 208, and the characteristics of the probe camera 208 (angle of view, distortion, etc.) are stored in advance as imaging information in the body memory 303 of FIG. 3, for example. Therefore, when a plurality of markers eq are within the imaging field of view of the movable camera 120, the area imaged by the probe camera 208 is recognized by the body control circuit 302 of FIG. That is, the body control circuit 302 recognizes the three-dimensional space corresponding to the captured image. In this case, while the captured image is displayed on the main body display unit 310, the geometric elements and measurement items set during the measurement of the measurement object S can be superimposed and displayed.

[10]他の実施の形態
(1)上記実施の形態に係る撮像ヘッド100においては、基板ケーシング93に複数の発熱基板GSが収容されるが、複数の発熱基板GSのうちの一部が下部ケーシング91に収容されてもよい。また、基板ケーシング93には、複数の発熱基板GSに加えて、発熱基板GSよりも低い発熱性を有する他の基板が収容されてもよい。
[10] Other Embodiments (1) In the imaging head 100 according to the above embodiment, the substrate casing 93 accommodates a plurality of heat generating substrates GS. It may be housed in casing 91 . Further, in addition to the plurality of heat-generating substrates GS, the substrate casing 93 may accommodate other substrates having lower heat-generating properties than the heat-generating substrates GS.

(2)上記実施の形態に係る撮像ヘッド100においては、下部ケーシング91内に俯瞰カメラ180が設けられるが、本発明はこれに限定されない。俯瞰カメラ180は、上部ケーシング92内に収容されてもよい。この場合、例えば俯瞰カメラ180は、支持部材30に取り付けられる。 (2) In the imaging head 100 according to the above embodiment, the overhead camera 180 is provided inside the lower casing 91, but the present invention is not limited to this. An overhead camera 180 may be housed within the upper casing 92 . In this case, for example, the overhead camera 180 is attached to the support member 30 .

(3)上記実施の形態に係るプローブ200においては、把持部230は、接続部254jから第1の方向dr1に交差する方向に延びるようにかつ回転軸RAの周りで回転可能に設けられているが、本発明はこれに限定されない。 (3) In the probe 200 according to the above embodiment, the grip portion 230 is provided so as to extend from the connection portion 254j in a direction intersecting the first direction dr1 and rotatable around the rotation axis RA. However, the invention is not so limited.

図25は、他の実施の形態に係るプローブ200の外観斜視図である。図25のプローブ200について、上記実施の形態に係るプローブ200と異なる点を説明する。このプローブ200においては、接続部254jが底面部254から第1の方向dr1に直交する方向に一定長さ延びるように形成されている。その接続部254jの先端部には、本体部250の後端部252側に向かって第1の方向dr1に平行に延びるように、棒状の把持部230xが取り付けられている。 FIG. 25 is an external perspective view of probe 200 according to another embodiment. Regarding the probe 200 of FIG. 25, the differences from the probe 200 according to the above embodiment will be described. In this probe 200, the connection portion 254j is formed to extend from the bottom surface portion 254 by a certain length in a direction orthogonal to the first direction dr1. A rod-shaped gripping portion 230x is attached to the distal end portion of the connecting portion 254j so as to extend parallel to the first direction dr1 toward the rear end portion 252 side of the main body portion 250. As shown in FIG.

把持部230xの一端部は、図25に太い二点鎖線の矢印で示すように、第1の方向dr1に平行または略平行な回転軸RAの周りで回転可能に接続部254jに接続されている。把持部230xの他端部には、回転軸RAに直交または略直交するようにプローブ操作部221の操作面221aが設けられている。操作面221aにおいては、予め定められた配列で複数の押しボタン221bが設けられている。 One end of the gripping portion 230x is connected to a connecting portion 254j so as to be rotatable around a rotation axis RA parallel or substantially parallel to the first direction dr1, as indicated by a thick two-dot chain line arrow in FIG. . An operation surface 221a of the probe operation section 221 is provided at the other end of the grip section 230x so as to be orthogonal or substantially orthogonal to the rotation axis RA. A plurality of push buttons 221b are provided in a predetermined arrangement on the operation surface 221a.

把持部230xの外周面のうち他端部近傍に位置する部分には、トリガスイッチ221cが設けられている。これにより、使用者Uは、親指および人差し指がプローブ操作部221の近傍に位置し、小指が接続部254jの近傍に位置するように把持部230xを把持することにより、プローブ200を用いた測定点の指示を行うことができる。 A trigger switch 221c is provided on a portion of the outer peripheral surface of the grip portion 230x located near the other end. As a result, the user U can grasp the grip portion 230x so that the thumb and index finger are positioned near the probe operation portion 221 and the little finger is positioned near the connection portion 254j. instructions can be given.

上記のように、把持部230xは、回転軸RAの周りで回転可能となっている。この場合、把持部230xが回転軸RAの周りで回転しても、プローブ200における把持部230xの位置は変化しない。しかしながら、本体部250に対する複数の押しボタン221bおよびトリガスイッチ221cの配列の関係は、把持部230xの回転の前後で変化する。 As described above, the grip portion 230x is rotatable around the rotation axis RA. In this case, even if the grip portion 230x rotates around the rotation axis RA, the position of the grip portion 230x on the probe 200 does not change. However, the arrangement relationship of the plurality of push buttons 221b and the trigger switches 221c with respect to the body portion 250 changes before and after the grip portion 230x is rotated.

図26は、図25のプローブ200の状態から把持部230xが90°回転されたときのプローブ200の外観斜視図である。図26の例では、本体部250に対する複数の押しボタン221bの配列と、複数の押しボタン221bおよびトリガスイッチ221cの配列が図25の例と異なっている。それにより、使用者Uは、必要に応じて把持部230xを回転させることにより、プローブ操作部221の操作性を確保しつつ測定対象物Sの測定点の指示を容易に行うことができる。 FIG. 26 is an external perspective view of probe 200 when grip portion 230x is rotated 90° from the state of probe 200 in FIG. In the example of FIG. 26, the arrangement of the plurality of push buttons 221b and the arrangement of the plurality of push buttons 221b and the trigger switch 221c with respect to the main body 250 are different from the example of FIG. Accordingly, the user U can easily indicate the measurement point of the measurement object S while ensuring the operability of the probe operation section 221 by rotating the grip section 230x as necessary.

[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部との対応の例について説明するが、本発明は下記の例に限定されない。
[11] Correspondence between each constituent element of the claim and each part of the embodiment Hereinafter, an example of correspondence between each constituent element of the claim and each part of the embodiment will be described. Not limited.

上記実施の形態においては、三次元座標測定装置1が三次元座標測定装置の例であり、プローブ200がプローブの例であり、プローブ200の複数のマーカeqが複数の測定マーカの例であり、本体部250が本体部の例であり、接触部211aが接触部の例であり、スタイラス211が指示部およびスタイラスの例であり、把持部230が把持部の例であり、プローブ操作部221が操作部の例である。 In the above embodiment, the three-dimensional coordinate measuring device 1 is an example of a three-dimensional coordinate measuring device, the probe 200 is an example of a probe, the plurality of markers eq of the probe 200 is an example of a plurality of measurement markers, The body portion 250 is an example of a body portion, the contact portion 211a is an example of a contact portion, the stylus 211 is an example of a pointing portion and a stylus, the grip portion 230 is an example of a grip portion, and the probe operation portion 221 is an example of a grip portion. It is an example of an operation part.

また、回転軸RAが回転軸の例であり、接続部254jが接続部の例であり、バッテリ203がバッテリの例であり、表示灯202が通知表示部の例であり、第1の表示部202aが第1の表示部の例であり、第2の表示部202bが第2の表示部の例であり、複数の押しボタン221bが複数のボタンの例であり、図25に示される把持部230の状態が第1の配列状態の例であり、図26に示される把持部230の状態が第2の配列状態の例であり、可動カメラ120が撮像部の例であり、本体制御回路302が算出部および測定部の例である。 Further, the rotation axis RA is an example of a rotation axis, the connection portion 254j is an example of a connection portion, the battery 203 is an example of a battery, the indicator lamp 202 is an example of a notification display portion, and the first display portion. 202a is an example of a first display section, the second display section 202b is an example of a second display section, and the plurality of push buttons 221b is an example of a plurality of buttons. The state of 230 is an example of the first arrangement state, the state of the grip portion 230 shown in FIG. is an example of a calculator and a measurer.

請求項の各構成要素として、請求項に記載されている構成または機能を有する他の種々の要素を用いることもできる。 Various other elements having the structure or function described in the claims can be used as each component of the claims.

1…三次元座標測定装置,9…加工機,900…基準スタンド,20…固定連結部,21…下固定板,22…上固定板,23…支柱,24…中空支持軸,30…支持部材,30c,RA…回転軸,31…回転台座,32,33…支持フレーム,40…可動部材,41…上面,42…下面,43,111,121,181…基板,50…蛇腹,90…ケーシング,91,220b…下部ケーシング,91W…俯瞰カメラ用窓,92,220a…上部ケーシング,92S…矩形開口,93…基板ケーシング,93a,93b…収容部,100…撮像ヘッド,101…ヘッド底部,102…環状底面,103,832…環状傾斜面,104…開口部,105,833…縦孔,110…基準カメラ,110c,120c…光軸,120…可動カメラ,130,204…マーカ駆動回路,140…回転駆動回路,141…水平回転機構,143…チルト回転機構,150…ヘッド制御回路,160,206…無線通信回路,170,301…通信回路,180…俯瞰カメラ,190…参照部材,191…発光基板,192…拡散板,193…ガラス板,194…マスク,195…拡散反射シート,200…プローブ,201…プローブ制御部,202…表示灯,202a…第1の表示部,202b…第2の表示部,203…バッテリ,205…プローブメモリ,207…モーションセンサ,208…プローブカメラ,210,800…保持部,210a…スタイラス取付部,210b…目標部材保持部,211…スタイラス,211a…接触部,220…プローブケーシング,221…プローブ操作部,221a…操作面,221b…押しボタン,221c…トリガスイッチ,230,230x…把持部,250…本体部,251…前端部,252…後端部,253…上面部,254…底面部,254h…ヒンジ,254j…接続部,255…一方側面部,256…他方側面部,290…目標部材,299…開口部,300…処理装置,302…本体制御回路,303…本体メモリ,310…本体表示部,320…本体操作部,810…設置部,820…載置台,830,911…ヘッド台座,831…環状支持面,912…脚部,ca…カラー,CA…ケーブル,CB…クロスローラベアリング,EC…電源ケーブル,ep,ep1,ep2,eq…マーカ,GS…発熱基板,h1,h2,h3…貫通孔,HA1,LA1…吸気部,HA2,LA2…排気部,HF,LF…排気ファン,hi1…中空部材,hi2…軸部材,rb…ゴムブッシュ,rs…撮像空間,S…測定対象物,sc…ねじ,U…使用者,Wa,Wb…ウェイト DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Three-dimensional coordinate measuring apparatus, 9... Processing machine, 900... Reference stand, 20... Fixed connection part, 21... Lower fixed plate, 22... Upper fixed plate, 23... Support column, 24... Hollow support shaft, 30... Support member , 30c, RA... Rotating shaft, 31... Rotating base, 32, 33... Support frame, 40... Movable member, 41... Upper surface, 42... Lower surface, 43, 111, 121, 181... Substrate, 50... Bellows, 90... Casing , 91, 220b... Lower casing, 91W... Bird's-eye view camera window, 92, 220a... Upper casing, 92S... Rectangular opening, 93... Substrate casing, 93a, 93b... Accommodating portion, 100... Imaging head, 101... Bottom of head, 102 Annular bottom surface 103, 832 Annular inclined surface 104 Opening 105, 833 Vertical hole 110 Reference camera 110c, 120c Optical axis 120 Movable camera 130, 204 Marker driving circuit 140 Rotation drive circuit 141 Horizontal rotation mechanism 143 Tilt rotation mechanism 150 Head control circuit 160, 206 Wireless communication circuit 170, 301 Communication circuit 180 Overhead camera 190 Reference member 191 Light emitting substrate 192 Diffusion plate 193 Glass plate 194 Mask 195 Diffuse reflection sheet 200 Probe 201 Probe control unit 202 Indicator lamp 202a First display unit 202b Second display unit 203 battery 205 probe memory 207 motion sensor 208 probe camera 210, 800 holding unit 210a stylus attachment unit 210b target member holding unit 211 stylus 211a contact Part 220... Probe casing 221... Probe operation part 221a... Operation surface 221b... Push button 221c... Trigger switch 230, 230x... Grasping part 250... Main body part 251... Front end part 252... Rear end part , 253... Top surface part 254... Bottom part 254h... Hinge 254j... Connection part 255... One side part 256... Other side part 290... Target member 299... Opening 300... Processing device 302... Main body Control circuit 303 Main unit memory 310 Main unit display unit 320 Main unit operating unit 810 Installation unit 820 Mounting base 830, 911 Head base 831 Annular support surface 912 Legs ca Color, CA... Cable, CB... Cross roller bearing, EC... Power supply cable, ep, ep1, ep2, eq... Marker, GS... Heat generating substrate, h1, h2, h3... Through hole, HA1, LA1... Intake part, HA2, LA2... Exhaust part, HF, LF... Exhaust fan, hi1... Hollow member, hi2... Shaft member, rb... Rubber bush, rs... Imaging space, S... Object to be measured, sc... Screw, U... User, Wa , Wb... weight

Claims (11)

撮像部により撮像される複数の測定マーカに基づいて測定対象物における測定点の座標を算出する三次元座標測定装置に用いられ、前記測定点を指示するために使用者により携行可能に構成されたプローブであって、
予め定められた方向から撮像可能に配置された複数の測定マーカを有する本体部と、
前記本体部のうち前記複数の測定マーカに対して予め定められた位置に取り付けられ、前記測定点を指示するための指示部と、
使用者によって把持可能に構成され、使用者による把持姿勢が規定される把持部と、
前記把持部を、予め定められた回転軸の周りで回転可能に前記本体部に接続する接続部とを備え、
前記接続部を介して前記把持部が前記回転軸の周りを回転することにより、規定された前記把持姿勢に従って前記把持部が前記使用者により把持されたときに、前記複数の測定マーカが異なる向きに配置される、三次元座標測定装置用のプローブ。
It is used in a three-dimensional coordinate measuring device that calculates the coordinates of a measurement point on a measurement object based on a plurality of measurement markers imaged by an imaging unit, and is configured to be portable by a user to indicate the measurement point. a probe,
a main body having a plurality of measurement markers arranged so as to be imageable from a predetermined direction;
an indication unit attached to the plurality of measurement markers in predetermined positions of the main body and configured to indicate the measurement points;
a gripping portion configured to be grippable by a user and defining a gripping posture by the user;
a connecting portion that connects the grip portion to the main body portion so as to be rotatable around a predetermined rotation axis;
The plurality of measurement markers are oriented in different directions when the grip is gripped by the user according to the defined gripping posture by rotating the grip around the rotation axis via the connection. A probe for a three-dimensional coordinate measuring device, which is placed in the
前記本体部は、前記複数の測定マーカが配置されるマーカ面を有し、
前記接続部は、前記本体部の前記マーカ面と反対側に設けられる、請求項1記載の三次元座標測定装置用のプローブ。
the main body has a marker surface on which the plurality of measurement markers are arranged;
2. The probe for a three-dimensional coordinate measuring apparatus according to claim 1, wherein said connecting portion is provided on a side of said body portion opposite to said marker surface.
前記接続部の前記回転軸は前記マーカ面に沿って設けられ、
前記把持部が前記接続部を介して前記回転軸の周りで回転することにより、規定された前記把持姿勢に従って前記把持部が前記使用者により把持されたときに前記マーカ面が第1の方向に面する第1の状態と、前記マーカ面が、前記第1の方向と異なる第2の方向に面する第2の状態との間で移行可能となるように構成された、請求項1または2記載の三次元座標測定装置用のプローブ。
the rotation axis of the connecting portion is provided along the marker surface;
By rotating the grip portion around the rotation axis via the connection portion, the marker surface is oriented in the first direction when the grip portion is gripped by the user in accordance with the specified grip posture. 3. Configured to be transitionable between a first state facing and a second state in which said marker surface faces in a second direction different from said first direction. A probe for the three-dimensional coordinate measuring apparatus described.
前記把持部は、使用者による測定に関する操作入力を受け付ける操作部を有し、
前記操作部の配置により、前記把持姿勢が規定される、請求項1~3のいずれか一項に記載の三次元座標測定装置用のプローブ。
The grip unit has an operation unit that receives an operation input related to measurement by the user,
The probe for a three-dimensional coordinate measuring apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein the gripping posture is defined by the placement of the operation section.
前記把持部は、使用者に正対する位置の前記撮像部に前記複数の測定マーカを向けるための第1の角度位置と、使用者の側方にある前記撮像部に前記複数の測定マーカを向けるための第2の角度位置とに回転する、請求項1~4のいずれか一項に記載の三次元座標測定装置用のプローブ。 The grip unit has a first angular position for directing the plurality of measurement markers to the imaging unit facing the user, and directs the plurality of measurement markers to the imaging unit lateral to the user. The probe for a three-dimensional coordinate measuring apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein the probe rotates to a second angular position for and. 撮像部により撮像される複数の測定マーカに基づいて測定対象物における測定点の座標を算出する三次元座標測定装置に用いられ、前記測定点を指示するために使用者により携行可能に構成されたプローブであって、
前記複数の測定マーカを有する本体部と、
測定対象物に接触することにより前記測定点を指示する接触部を有し、前記本体部のうち前記複数の測定マーカに対して予め定められた位置に取り付けられるスタイラスと、
使用者によって把持可能に構成された把持部と、
前記把持部に設けられ、当該把持部を把持する使用者により操作可能に構成された操作部とを備え、
前記把持部は、予め定められた回転軸の周りで回転可能に前記本体部に接続された、三次元座標測定装置用のプローブ。
It is used in a three-dimensional coordinate measuring device that calculates the coordinates of a measurement point on a measurement object based on a plurality of measurement markers imaged by an imaging unit, and is configured to be portable by a user to indicate the measurement point. a probe,
a main body having the plurality of measurement markers;
a stylus having a contact portion that indicates the measurement point by contacting an object to be measured, the stylus being attached to the body portion at predetermined positions with respect to the plurality of measurement markers;
a grip configured to be grippable by a user;
An operation unit provided in the gripping portion and configured to be operable by a user who grips the gripping portion,
A probe for a three-dimensional coordinate measuring apparatus, wherein the holding section is rotatably connected to the main body section around a predetermined rotation axis.
前記操作部は、予め定められた配列で並ぶ複数のボタンにより構成され、
前記把持部は、前記回転軸の周りで回転することにより、前記本体部に対する前記複数のボタンの配列が第1の配列関係にある第1の配列状態と、前記本体部に対する前記複数のボタンの配列が前記第1の配列関係とは異なる第2の配列関係にある第2の配列状態との間で移行可能となるように構成された、請求項6記載の三次元座標測定装置用のプローブ。
The operation unit is composed of a plurality of buttons arranged in a predetermined array,
By rotating around the rotation axis, the grip section is arranged in a first arrangement state in which the arrangement of the plurality of buttons with respect to the body section is in a first arrangement relationship, and the arrangement of the plurality of buttons with respect to the body section. 7. The probe for a three-dimensional coordinate measuring apparatus according to claim 6, wherein the arrangement is configured to be movable between a second arrangement state having a second arrangement relationship different from the first arrangement relationship. .
前記把持部には、前記複数の測定マーカに電力を供給するバッテリが内蔵された、請求項1~7のいずれか一項に記載の三次元座標測定装置用のプローブ。 The probe for a three-dimensional coordinate measuring apparatus according to any one of claims 1 to 7, wherein the grip section includes a built-in battery for supplying power to the plurality of measurement markers. 前記複数の測定マーカが前記撮像部の撮像視野内に存在するか否かを使用者に通知するように前記本体部に設けられる通知表示部をさらに備え、
前記通知表示部は、前記本体部のうち前記把持部が接続される接続部分よりも前記スタイラスの近くに位置する、請求項1~8のいずれか一項に記載の三次元座標測定装置用のプローブ。
further comprising a notification display unit provided on the main unit to notify the user whether or not the plurality of measurement markers are present within the imaging field of view of the imaging unit;
The three-dimensional coordinate measuring apparatus according to any one of claims 1 to 8, wherein the notification display section is positioned closer to the stylus than a connecting portion of the body section to which the grip section is connected. probe.
前記通知表示部は、第1の表示部および第2の表示部を含み、
前記第1の表示部および前記第2の表示部は、前記本体部における互いに異なる部分で互いに異なる方向を向くように設けられた、請求項9記載の三次元座標測定装置用のプローブ。
The notification display unit includes a first display unit and a second display unit,
10. The probe for a three-dimensional coordinate measuring apparatus according to claim 9, wherein said first display section and said second display section are provided so as to face different directions in different portions of said main body.
請求項1~10のいずれか一項に記載の三次元座標測定装置用のプローブと、
前記プローブの複数の測定マーカを撮像する撮像部と、
前記撮像部により撮像された前記複数の測定マーカの画像を示す測定画像データに基づいて、前記接触部により指示された前記測定点の座標を算出する算出部と、
前記算出部の算出結果に基づいて測定対象物の物理量を測定する測定部とを備える、三次元座標測定装置。
A probe for a three-dimensional coordinate measuring device according to any one of claims 1 to 10;
an imaging unit that images a plurality of measurement markers of the probe;
a calculation unit that calculates coordinates of the measurement point indicated by the contact unit based on measurement image data representing images of the plurality of measurement markers captured by the imaging unit;
A three-dimensional coordinate measuring apparatus, comprising: a measuring unit that measures a physical quantity of an object to be measured based on a calculation result of the calculating unit.
JP2021106154A 2021-06-25 2021-06-25 Probe for three-dimensional coordinate measurement device and three-dimensional coordinate measurement device equipped with the same Pending JP2023004477A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021106154A JP2023004477A (en) 2021-06-25 2021-06-25 Probe for three-dimensional coordinate measurement device and three-dimensional coordinate measurement device equipped with the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021106154A JP2023004477A (en) 2021-06-25 2021-06-25 Probe for three-dimensional coordinate measurement device and three-dimensional coordinate measurement device equipped with the same

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2023004477A true JP2023004477A (en) 2023-01-17

Family

ID=85100437

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2021106154A Pending JP2023004477A (en) 2021-06-25 2021-06-25 Probe for three-dimensional coordinate measurement device and three-dimensional coordinate measurement device equipped with the same

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2023004477A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9104981B2 (en) Robot teaching system and method using imaging based on training position
JP7211891B2 (en) Three-dimensional coordinate measuring device
US9557159B2 (en) Optical coordinate measuring device
US9778023B2 (en) Optical coordinate measuring device
JP2010122209A (en) Articulating measuring arm with laser scanner
US20160076936A1 (en) Method of attaching camera or imaging sensor to test and measurement tools
JP7257113B2 (en) Three-dimensional coordinate measuring device
JP6136090B2 (en) Electronic device and display device
JP6325896B2 (en) Optical coordinate measuring device
US11085751B2 (en) Ergonomic mobile controller for coordinate measuring machine
US20220412721A1 (en) Probe for three-dimensional coordinate measuring device, three-dimensional coordinate measuring device, three-dimensional coordinate measuring system, and three-dimensional coordinate measuring method
JP2023004477A (en) Probe for three-dimensional coordinate measurement device and three-dimensional coordinate measurement device equipped with the same
JP2015224947A (en) Optical coordinate measurement device
JP2023004476A (en) Three-dimensional coordinate measurement device
TW201428554A (en) Pointing system and image system having improved operable range
JP7306803B2 (en) Three-dimensional coordinate measuring device
JP7215939B2 (en) Three-dimensional coordinate measuring device
JP6367002B2 (en) Optical coordinate measuring device
JP2023004822A (en) Probe for three-dimensional coordinate measurement devices, three-dimensional coordinate measurement device, three-dimensional coordinate measurement system, and three-dimensional coordinate measurement method
JP7215940B2 (en) Three-dimensional coordinate measuring device
JP6717393B2 (en) Electronics
JP6285244B2 (en) Optical coordinate measuring device
JP2020020698A (en) Three-dimensional coordinate measuring device
KR20040020262A (en) A pen type mouse input device with multi function
WO2024063062A1 (en) Measurement device

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20240311