圖7的成像區域虛擬圖像VI包括表示放置臺120的外圍以及裝置坐標系的原點0、X軸、y軸和z軸的線(圖7的虛線)。
[0141]圖8的測量對象S具有長方體形狀。在該示例中，對測量對象S的一個側表面Sa與同該側表面Sa相對的側表面Sb之間的距離進行測量。測量對象S的側表面Sa、Sb均垂直于X軸O
[0142]圖9A至圖13是用于描述圖8的測量對象S中的特定測量示例的視圖。圖9A和圖1lA是示出放置臺120、主成像單元130、探測器140與測量對象S之間的位置關系的前視圖，以及圖9B和圖1lB是探測器140與測量對象S的外部透視圖。圖10、圖12和圖13示出了顯示單元160上顯示的成像區域虛擬圖像VI的示例。
[0143]如圖9A和9B所示，觸針144的接觸部144a與測量對象S的側表面Sa接觸，以使得探測器140的多個發光單元143位于成像區域V內。通過在該狀態下操作圖1的操作單元170，將測量對象S與接觸部144a之間的接觸位置設定(測量)為測量位置Mla，如圖9B所示。在這種情況下，計算測量位置Mla的坐標。
[0144]類似地，在測量對象S的側表面Sa上的三個位置被設定(測量)為測量位置M2a、M3a、M4a，并且計算測量位置M2a、M3a、M4a的坐標。隨后，通過操作圖1的操作單元170或操作單元230，將通過測量位置Mla至M4a的平面設置為與測量對象S的側表面Sa相對應的測量平面MLl，并且計算測量平面MLl的位置。在這種情況下，如圖10所示，所設定的測量平面MLl疊加在成像區域虛擬圖像VI上。
[0145]隨后，如圖1lA和圖1lB所示，觸針144的接觸部144a與測量對象S的側表面Sb接觸以使得探測器140的多個發光單元143位于成像區域V內。通過在該狀態下操作圖1的操作單元170，將測量對象S與接觸部144a之間的接觸位置設定(測量)為測量位置Mlb，如圖1lB所示。在該情況下，計算測量位置Mlb的坐標。
[0146]類似地，將測量對象S的側表面Sb上的三個位置設定(測量)為測量位置M2b、M3b、M4b，并且計算測量位置M2b、M3b、M4b的坐標。隨后，通過操作圖1的操作單元170或操作單元230，將通過測量位置Mlb至M4b的平面設置為與測量對象S的側表面Sb相對應的測量平面ML2，并且計算測量平面ML2的位置。在這種情況下，如圖12所示，除了測量對象MLl外，所設定的測量平面ML2也疊加在成像區域虛擬圖像VI上。
[0147]隨后，通過操作圖1的操作單元170或操作單元230，在圖1的控制單元220中計算所設定的測量平面MLl與ML2之間的距離，并且如圖13所示，計算結果顯示在成像區域虛擬圖像VI上。應注意，計算結果可以與成像區域虛擬圖像VI分離地顯示在顯示單元160上。另外，用戶可以適當地設定用于兩個測量平面MLl與ML2之間的距離等的計算方法。
[0148]雖然在該示例中基于四個測量位置設定一個測量平面，但是可以基于最少三個測量位置來設定一個測量平面。同時，通過設定四個以上的測量位置，能夠更準確地設定與測量對象S相對應的測量平面。另外，基于四個以上的測量位置，還能夠獲得測量平面的平坦度。
[0149]此外，在該示例中，為了指定測量對象S中要測量的部分，設定通過觸針144的接觸部144a已與其接觸的四個位置(測量位置)的矩形測量對象部分(測量平面)。本發明不限于此，并且可以根據測量對象S中要測量的部分的形狀來設定具有其他幾何形狀并且通過多個測量位置的測量平面。另外，為了指定測量對象S中要測量的部分，所設定的形狀不限于該平面，而是可以設定通過多個測量位置的圓柱體、球體等。在這種情況下，可以獲得所設定的圓柱體的橫截面的直徑、所設定的球體的半徑等。
[0150](5)使用副成像單元的功能
[0151]通過圖3的副成像單元150捕獲測量對象S的圖像，圖1的控制單元220基于從副成像單元150輸出的光接收信號來生成表示測量對象S的圖像數據。基于所生成的圖像數據，測量對象S的圖像可以顯示在顯示單元160上。下文中，由副成像單元150獲得的圖像數據被稱為捕獲圖像數據，并且基于捕獲圖像數據的圖像被稱為捕獲圖像。
[0152]顯示單元160上的成像區域虛擬圖像VI的顯示與捕獲圖像的顯示之間的切換通過圖1的操作單元170或操作單元230的操作來執行。另外，例如，當在捕獲圖像顯示在顯示單元160上的狀態下操作設置在操作單元170中的特定開關時，將在該時間點的捕獲圖像數據存儲到圖1的存儲單元210中。這使得測量對象S的靜止圖像顯示在顯示單元160上。
[0153]多個發光單元143與副成像單元150之間的位置關系、以及副成像單元150的特性(視角、失真等)作為成像信息預先存儲到例如圖1的存儲單元210中。相應地，當多個發光單元143在成像區域V內時，圖1的控制單元220識別其圖像被副成像單元150捕獲的區域。即，基于由主成像單元130獲得的多個發光單元143的位置的計算結果以及副成像單元150相對于多個發光單元143的位置關系，控制單元220識別與捕獲圖像相對應的三維空間。
[0154]如上所述，在三維空間內設定測量位置和測量對象位置(上述示例中的測量平面)的信息(下文中稱為位置圖形信息)。在本實施例中，位置圖形信息可以與捕獲圖像相關聯，并且在與捕獲圖像相對應的三維空間內可以顯示在由位置圖形信息表示的、捕獲圖像上的適當位置(例如，在表示坐標位置的情況下捕獲圖像的位置)。
[0155]圖14是示出位置圖形信息顯示在捕獲圖像上的示例的視圖。在圖14的示例中，glj成像單元150捕獲測量對象S的側表面Sb的圖像。在捕獲圖像SI上，顯示表示測量位置Mlb至M4b的多個球形圖像Plb、P2b、P3b、P4b，并且也顯示表示測量平面ML2的圖形PL2。另外，在捕獲圖像SI上，顯示了表示在三維空間內定義的裝置坐標系的原點0、x軸、y軸和z軸的圖像。
[0156]如上所述，在通過測量對象S的實際成像而獲得的捕獲圖像SI上的適當位置顯示位置圖形信息，使得用戶可以從視覺上掌握位置圖形信息。另外，在對測量對象S進行測量、此后對另一測量對象S進行類似測量的情況下，用戶參考與位置圖形信息疊加的捕獲圖像SI，由此可以容易地執行對另一測量對象S的測量。
[0157]當多個發光單元143與副成像單元150之間的位置關系從所設計的位置關系偏移時，在成像區域V中限定的三維空間與對應于捕獲圖像SI的三維空間之間發生移位。在該情況下，位置圖形信息無法顯示在捕獲圖像SI上的適當位置。相應地，在坐標測量裝置300進行測量之前，優選地執行用于防止成像區域V中限定的三維空間與對應于捕獲圖像SI的三維空間之間的移位的校準。
[0158](6)坐標測量裝置的具體使用示例
[0159](6-1)設定模式和測量模式
[0160]在以下描述中，在坐標測量裝置300的用戶之中，管理針對測量對象S的測量操作的用戶被適當地稱為測量管理員，并且在測量管理員的管理下執行針對測量對象S的測量操作的用戶被適當地稱為測量操作員。
[0161]坐標測量裝置300可以在四種模式下使用，S卩，對于測量管理員的設定模式、對于測量操作員的測量模式、單項測量模式以及統計分析模式。稍后將描述單項測量模式和統計分析模式的詳情。
[0162]在設定模式下，通過測量管理員測量一個測量對象S，生成包括針對測量對象S的測量條件和測量過程的信息作為設定信息。所生成的設定信息的數據文件存儲在圖1的存儲單元210的硬盤中。同時，在測量模式下，測量操作員查看圖1的顯示單元160，并且可以由此基于存儲在圖1的存儲單元210中的設定信息來執行另一測量對象S的測量。在測量模式下獲得的處理結果的數據文件存儲在圖1的存儲單元210的硬盤中。
[0163]針對測量對象S的測量條件包括坐標系、測量項目和對象部分形狀。測量項目是表示針對測量對象S要測量什么的項目，并且包括諸如距離、角度和平坦度的各種物理量。另外，測量項目可以包括對于這些各種物理量的計算方法。對象部分形狀是表示在測量對象S中要測量的部分的形狀的幾何形狀的種類。幾何形狀的種類包括點、直線、平面、圓圈、圓柱體、球體等。
[0164]在根據本實施例的坐標測量裝置300中，可以在包括成像區域V的空間內定義任意坐標系(下文中稱為參考坐標系)。在這種情況下，根據參考坐標系計算測量位置的坐標。測量條件的坐標系表示在測量測量對象S時定義的參考坐標系。
[0165]關于探測器140的信息作為探測器信息預先存儲到圖1的存儲單元210中。探測器信息包括用于標識個別探測器140的個別標識信息、觸針144附接的附接表面的信息、接觸部144a的直徑等。上述設定信息還包括用于測量測量對象S的探測器信息。
[0166]在該示例中，兩個探測器140連接至圖2的兩個連接端子113，并且分別對應于這兩個探測器140的兩條探測器信息存儲在存儲單元210中。一條探測器信息表示連接至一個連接端子113并且其觸針144附接至圖4B的第二附接表面14%的探測器140。另一條探測器信息表示連接至另一個連接端子113并且其觸針144附接至圖4B的第一附接表面149a的探測器140。在以下描述中，與該一條探測器信息相對應的探測器140被適當地稱為“A探測器”，而與另一條探測器信息相對應的探測器140被適當地稱為“B探測器”。
[0167](6-2)設定模式
[0168]圖15是示出在坐標測量裝置300的顯示單元160上顯示的初始畫面SCl的一個示例的視圖。如圖15所示，測量按鈕601、設定按鈕602、單項測量按鈕603和統計分析按鈕604顯示在坐標測量裝置300的初始畫面SCl上。
[0169]通過測量管理員操作設定按鈕602，在設定模式下操作坐標測量裝置300的控制單元220。將給出對在設定模式下通過測量管理員測量圖8的測量對象S的兩個側表面Sa與Sb之間的距離來生成設定信息的示例的描述。
[0170]圖16至圖27是用于描述在設定模式下坐標測量裝置300的一個使用示例的視圖。首先，如圖16所示，測量管理員將測量對象S以預先設定的位置和姿態放置在放置臺120 上。
[0171]通過圖15的設定按鈕602的操作，測量條件設定畫面SC2顯示在顯示單元160上，如圖17所示。測量條件設定畫面SC2包括測量元素顯示域610、第一圖像顯示域611、坐標系設定域612、測量項目選擇域613和對象部分形狀選擇域614。
[0172]在以下描述中，為了測量該測量對象S的物理量而要設定的測量對象部分被適當地稱為測量元素。在測量元素顯示域610中，測量管理員設定的測量元素和測量項目顯示在樹狀列表中。應注意，圖17示出了設定模式的初始狀態。因此，在測量元素顯示域610中，例如，僅顯示了表示正執行的用于測量第一物理量的設定操作的字符串“Setting I”。如上所述在設定模式下在測量元素顯示域610中所顯示的樹被稱為元素樹。
[0173]在第一圖像顯示域611中，顯示成像區域虛擬圖像VI。在坐標系設定域612中，顯示用于設定參考坐標系的坐標系設定按鈕612a。當不操作坐標系設定按鈕612a時，將裝置坐標系設定為參考坐標系。稍后將描述通過坐標系設定按鈕612a的操作來設定參考坐標系的詳情。
[0174]在測量項目選擇域613中，顯示分別表示多種物理量的多個按鈕。在圖17的示例中，在測量項目選擇域613中顯示距離按鈕613a和角度按鈕613b。測量管理員操作圖1的操作單元230以選擇測量項目選擇域613中的任一按鈕，并且可以由此指定測量項目。
[0175]在對象部分形狀選擇域614中，顯示分別表示多種幾何形狀的多個按鈕。在圖17的示例中，在對象部分形狀選擇域614中顯示平面按鈕614a、直線按鈕614b、點按鈕614c和圓圈按鈕614d。測量管理員操作圖1的操作單元230以選擇對象部分形狀選擇域614中的任意按鈕，并且可以由此指定對象部分形狀。
[0176]為了測量測量對象S的兩個側表面Sa與Sb之間的距離，測量管理員選擇測量項目選擇域613中的距離按鈕613a并且還選擇對象部分形狀選擇域614中的平面按鈕614a。相應地，將測量兩個平面之間的距離設定為針對測量對象S的測量條件。在該示例中，要設定為關于測量條件的測量元素的兩個平面分別稱為“平面I”和“平面2”。
[0177]當設定針對測量對象S的測量條件時，如圖18所示，測量過程設定畫面SC3顯示在顯示單元160上。測量過程設定畫面SC3包括測量元素顯示域610、第一圖像顯示域611、探測器選擇域621、對象部分顯示域622、測量點坐標顯示域623和管理設定域624。
[0178]在測量元素顯示域610中，連續地顯示圖17的元素樹。通過設定測量條件，將表示要初始設定的測量元素的字符串“平面I”添加到元素樹。在元素樹中，在測量管理員設定測量元素的時間以及在獲得物理量的測量結果的時間，順序地添加表示測量元素或測量項目的字符串。測量管理員查看元素樹，并且可以由此檢查正生成的設定信息的內容。
[0179]應注意，在元素樹中，可以通過圍住的字符等來突出顯示測量管理員正設定的測量元素。在圖18的示例中，圍住字符串“平面I”。
[0180]在第一圖像顯示域611中，連續地顯示圖17的成像區域虛擬圖像VI。在探測器選擇域621中，顯示多個復選框621a。多個復選框621a之中的至少一個復選框621a與存儲在存儲單元210中的探測器信息相關聯。表示對應的探測器信息的字符串顯示在與探測器信息相關聯的復選框621a的一側。
[0181]在該示例中，“A探測器”和“B探測器”分別顯示在兩個復選框621a的一側。測量管理員勾選與探測器信息相關聯的復選框621a，并且可以由此設定用于測量的探測器140。例如針對每個平面執行探測器140的設定。假設“A探測器”用于設定“平面I”。在這種情況下，如圖18所示，測量管理員勾選對應于“A探測器”的復選框621a。
[0182]在對象部分顯示域622中，顯示表示要設定的兩個平面之中的一個平面的字符串(在該示例中為“平面I”)。另外，在對象部分顯示域622中顯示成像按鈕622a。在測量點坐標顯示域623中，顯示探測器140對測量位置的計算結果(坐標)。在圖18的示例中，由于尚未執行探測器140的操作，因此在測量點坐標顯示域623中未顯示測量位置的計算結果O
[0183]在測量點坐標顯示域623中，還顯示一個復選框623a和數值輸入域623b。復選框623a用于開啟和關斷確定功能。當開啟確定功能時，確定在稍后描述的測量模式下設定的測量位置與在設定模式下設定的測量位置之間的偏差量是否不大于輸入到數值輸入域623b中的閾值。由此，當偏差量不大于閾值時，可以確定測量位置是有效的。另外，當偏差量大于閾值時，可以確定測量位置是無效的。
[0184]在管理設定域624中，顯示用于針對測量操作的管理執行設定的管理設定按鈕624a。稍后將描述通過管理設定按鈕624a的操作執行的設定的詳情。
[0185]圖18的成像按鈕622a用于獲得對應于“平面I”的捕獲圖像。如圖19所示，測量管理員調整探測器140的位置和姿態，以使得副成像單元150捕獲對應于“平面I”的平面(在該示例中，為測量對象S的側表面Sa)的圖像。通過在該狀態下操作成像按鈕622a，獲取對應于“平面I”的捕獲圖像，并且將其存儲到存儲單元210中。
[0186]應注意，用于命令存儲捕獲圖像數據的成像按鈕可以設置在圖2的操作單元170中。在這種情況下，測量管理員可以操作操作單元170的成像按鈕而不是操作顯示單元160上顯示的成像按鈕622a。
[0187]如上所述，通過操作成像按鈕622a，在第一圖像顯示域611中顯示對應于“平面I”的捕獲圖像SI，如圖20所示。圖20的捕獲圖像SI是靜止圖像。圖20的捕獲圖像SI包括展現測量對象S的側表面Sa的圖像，并且還包括展現裝置坐標系的X軸、y軸和z軸的圖像。
[0188]此后，類似于圖9A和圖9B的示例，測量管理員在測量對象S的側表面Sa上順序地設定四個測量位置肌&、12&、10&、14&(參考圖9B)，以指定“平面I”。
[0189]在設定多個測量位置Mla、M2a、M3a、M4a時，在測量位置的每次測量中，表示所設定的測量位置的圖像疊加并顯示在捕獲圖像SI上。圖21示出在設定測量位置Mla、M2a時顯示單元160的顯示狀態。在圖21的示例中，通過設定測量位置Mla、M2a，表示測量位置Mla、M2a的球形圖像Pla、P2a顯示在捕獲圖像SI上。
[0190]另外，在設定多個測量位置Mla、M2a、M3a、M4a時，表示接觸部144a的位置的圖像PP顯示在捕獲圖像SI上。在該示例中，探測器140的示意圖被用作表示接觸部144a的位置的圖像PP。這允許測量管理員容易地且準確地識別接觸部144a相對于測量對象S的位置關系。
[0191]通過多個測量位置Mla至M4a的設定的完成，經過多個測量位置Mla至M4a并且具有關于測量條件所指定的形狀的測量對象S中的測量對象部分被設定為用于指定“平面I”的測量平面MLl，并且計算測量平面MLl的位置。
[0192]在這種情況下，如圖22所示，表示測量平面